不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)大小鼠穿梭實(shí)驗(yàn)的重要影響

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大小鼠穿梭箱的訓(xùn)練成績(jī)受多種因素影響。相同的實(shí)驗(yàn)條件，不同的小鼠種、品系或同一品系，不同的實(shí)驗(yàn)條件對(duì)大鼠和小鼠學(xué)習(xí)記憶的形成有很大的影響。因此，實(shí)驗(yàn)者要為每只大鼠制定合適的訓(xùn)練計(jì)劃，使其盡快達(dá)到訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)。

穿梭箱可以定量描述實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的主動(dòng)回避反應(yīng)等行為特征，是評(píng)價(jià)嚙齒動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶能力最常用的行為測(cè)量工具。雖然利用穿梭箱研究認(rèn)知功能的報(bào)道很多，如學(xué)習(xí)記憶、神經(jīng)認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、神經(jīng)藥理學(xué)，特別是神經(jīng)退行性疾病，但如何減少實(shí)驗(yàn)的盲目性，有效利用穿梭箱，保證研究結(jié)果合理可靠的報(bào)道很少。

主動(dòng)回避行為條件反射是目前廣泛采用的動(dòng)物行為學(xué)研究模式之一。大小鼠穿梭實(shí)驗(yàn)視頻分析系統(tǒng)屬經(jīng)典的聯(lián)合型學(xué)習(xí)條件反射模式，是定量測(cè)定動(dòng)物行為學(xué)改變的重要手段，其基本原理是動(dòng)物通過(guò)學(xué)習(xí)能逃避有害的刺激。

實(shí)驗(yàn)儀器

使用上海欣軟信息科技有限公司研制的一鼠通用型穿梭實(shí)驗(yàn)視頻分析系統(tǒng)( Shuttle-box system) ，可較為全面地考察大小鼠的學(xué)習(xí)記憶形成及保持規(guī)律，上海欣軟VisuTrack穿梭箱底部有一個(gè)不銹鋼閘門，利用電流和無(wú)條件刺激來(lái)電擊動(dòng)物的腳。頂部裝有噪聲發(fā)生器或光源，以產(chǎn)生條件刺激。刺激幾秒后休克。如果大鼠在電鈴刺激的安全間隔內(nèi)逃到了安全區(qū)域，則是主動(dòng)回避反應(yīng)；如果大鼠在條件刺激的安全間隔內(nèi)沒(méi)有逃到安全區(qū)域，交流電擊后逃到安全區(qū)域的為被動(dòng)回避反應(yīng)陽(yáng)性；否則，它們對(duì)主動(dòng)和被動(dòng)回避反應(yīng)都是陰性，這是一個(gè)循環(huán)。經(jīng)過(guò)反復(fù)訓(xùn)練，只給予條件刺激，大鼠逃到對(duì)側(cè)安全區(qū)域躲避電擊，形成條件反射或主動(dòng)回避反應(yīng)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以記錄相關(guān)的動(dòng)物動(dòng)作參數(shù)。主動(dòng)回避時(shí)間是指動(dòng)物接受條件刺激的時(shí)間長(zhǎng)度。數(shù)值越短，動(dòng)物主動(dòng)回避反應(yīng)越快，學(xué)習(xí)記憶能力越強(qiáng)。

實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)分為記憶獲得和記憶保持兩個(gè)階段。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，包括安全期(非條件刺激與條件刺激的間隔時(shí)間)、條件刺激時(shí)間(高頻穩(wěn)定聲刺激或閃光刺激)、非條件刺激時(shí)間和強(qiáng)度(電擊)、穿梭次數(shù)等。在記憶獲得階段，先將實(shí)驗(yàn)小鼠置于左心室，靠近并面向端壁，5分鐘后開(kāi)始訓(xùn)練。根據(jù)預(yù)設(shè)的程序，穿梭視頻分析系統(tǒng)先給出一個(gè)可感知的條件刺激，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，如果實(shí)驗(yàn)小鼠仍停留在同一側(cè)，則再給出一個(gè)無(wú)條件刺激。被電擊后，動(dòng)物會(huì)從圓孔逃到對(duì)面一定時(shí)間，然后對(duì)對(duì)面進(jìn)行有條件和無(wú)條件刺激，以此類推。每只老鼠連續(xù)訓(xùn)練10天，每天穿梭數(shù)十次。一次穿梭訓(xùn)練后，每隔一段時(shí)間開(kāi)始下一次訓(xùn)練。經(jīng)過(guò)反復(fù)訓(xùn)練，只給予條件刺激，動(dòng)物逃到對(duì)側(cè)安全區(qū)域躲避電擊，形成條件反射或主動(dòng)回避反應(yīng)。所有訓(xùn)練結(jié)束后，計(jì)算機(jī)顯示每一次穿梭的軌跡，并記錄大鼠和小鼠的主動(dòng)回避反應(yīng)(AAR)次數(shù)，即動(dòng)物在條件刺激后但無(wú)條件刺激前產(chǎn)生的穿梭。被動(dòng)回避反應(yīng)(PAR)次數(shù)，即實(shí)驗(yàn)小鼠在非條件刺激后的穿梭；逃避失敗的次數(shù)(EF，指實(shí)驗(yàn)小鼠在條件刺激和非條件刺激的過(guò)程中，仍然停留在同一個(gè)側(cè)箱中)。以AAR作為它們學(xué)習(xí)記憶成績(jī)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算AAR的比率(ROA)，即AAR占穿梭總數(shù)N的百分比，統(tǒng)計(jì)ROA ＞ 0. 75( 達(dá)標(biāo)) 的動(dòng)物的百分比。

記憶獲得實(shí)驗(yàn)

不同條件刺激和條件刺激時(shí)長(zhǎng)對(duì) KM小鼠記憶獲得的影響KM 鼠32只，隨機(jī)分為3組。SG5s 組: 11 只，給予聲光刺激 5 s，安全期 5 s，交流電( 0. 3 mA) 擊 5s; G5s 組: 10 只，給予光刺激 5 s，安全期 5 s，交流電( 0.3 mA) 擊 5 s; G10s 組: 11 只，給予光刺激 10 s，安全期 5 s，交流電( 0. 3 mA) 擊 5s。每組連續(xù)訓(xùn)練10d，每天1次，每次穿梭 30 次。訓(xùn)練成績(jī)用 AAR 表示。統(tǒng)計(jì)訓(xùn)練10d中動(dòng)物的達(dá)標(biāo)( ROA ＞ 0. 75) 百分率，比較訓(xùn)練 d 7 兩組間動(dòng)物AAR 的差異。

記憶保持實(shí)驗(yàn)

KM小鼠70 ，按G10s組實(shí)驗(yàn)條件連續(xù)訓(xùn)練14天，每天1次，每次穿梭30次。36只ROA > 0的小鼠。選擇75名，用同樣的訓(xùn)練方法訓(xùn)練3天。將平均AAR作為小鼠的記憶得分(0天)。然后，將它們隨機(jī)分成6組，每組6只，分別用于考察間隔2、4、6、11、14和21天后的記憶保持。AAR作為記憶保持的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
總結(jié)概述

對(duì)于同樣的實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置，兩組的學(xué)習(xí)成績(jī)相比差異具有顯著性，Wistar 大鼠較SD 大鼠更易形成條件反射; 考慮到鼠類晝伏夜行的生活習(xí)性，本研究又考察了訓(xùn)練時(shí)辰對(duì)于 Wistar 大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響，結(jié)果表明: 白天訓(xùn)練組與夜晚訓(xùn)練組的學(xué)習(xí)成績(jī)比較，差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，訓(xùn)練時(shí)辰對(duì)于 Wistar 大鼠的記憶獲得沒(méi)有影響。

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