血管性認(rèn)知障礙動物模型神經(jīng)行為學(xué)評價(jià)方法-參考記憶篇

            血管性認(rèn)知障礙動物模型神經(jīng)行為學(xué)評價(jià)方法-參考記憶篇

血管性認(rèn)知障礙(vascular cognitive impairment VCI)自1993年首次提出后，已經(jīng)成為近20 y來社會關(guān)注的焦點(diǎn)，也是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。VCI的發(fā)病率呈逐年上升趨勢，其發(fā)病率僅次于Alzheimer病(Alzheimer disease}AD)，是引起老年期癡呆、導(dǎo)致老年生活質(zhì)量下降的重要因素之一。雖然VCI的臨床研究取得了一定進(jìn)展，但是VCI的發(fā)病機(jī)制及病理生理變化仍然不明確，因此迫切的需要更多的基礎(chǔ)研究為VCI的預(yù)警診治提供理論依據(jù)。

臨床研究與基礎(chǔ)研究最大的區(qū)別就是臨床研究可以通過MMSE, Moca等各類量表來直接反應(yīng)患者的認(rèn)知狀況，而對動物認(rèn)知障礙的認(rèn)定只能通過各類評價(jià)工具來完成。但是，文獻(xiàn)報(bào)道的認(rèn)知評價(jià)工具及其應(yīng)用各種各樣，所以我們分析了近年來文獻(xiàn)常用的評價(jià)方法及其應(yīng)用，總結(jié)出口前常見的對實(shí)驗(yàn)動物認(rèn)知功能的評價(jià)主要集中在參考記憶、工作記憶等。

1參考記憶評價(jià)

空間記憶障礙是目前VCI研究最多也最全面的，空間記憶是指記憶中負(fù)責(zé)記錄環(huán)境信息和空間方位的部分。

1. 1 Morris水迷宮：水迷宮(morris water maze,MWM)是利用動物求生本能促使其在水池內(nèi)游泳找到逃生平臺，參考記憶的評價(jià)通常包含定位航行、空間探索等階段。MWM是目前世界公認(rèn)的較為客觀的學(xué)習(xí)記憶功能評價(jià)方法，主要是由于動物訓(xùn)練所需的時(shí)間較短，有利于急性期的認(rèn)知評價(jià);同時(shí)在迷宮內(nèi)的線索，例如氣味可以被消除掉;動物在實(shí)驗(yàn)中不需要禁食;MWM較放射臂迷宮對學(xué)習(xí)記憶檢測的靈敏度更高，在腦缺血后7d放射臂迷宮沒有陽性發(fā)現(xiàn)時(shí)就能發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動物的參考記憶受損。由于國內(nèi)外學(xué)者收集參數(shù)及排除標(biāo)準(zhǔn)不同，雖然作為經(jīng)典的學(xué)習(xí)記憶評價(jià)工具近年來其實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度引起國內(nèi)外學(xué)者的質(zhì)疑。例如:(1)不適合長期記憶功能的評價(jià)及重復(fù)實(shí)驗(yàn)，采用厭惡逃避測試本身就會產(chǎn)生應(yīng)激，增加了混雜因素，增加假陽性風(fēng)險(xiǎn);(2)非認(rèn)知因素，如活動能力、聽覺、嗅覺、觸覺、焦慮抑郁等可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性; （3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能很好的反映組織病理結(jié)果; (4) MWM主要是反映海馬依賴的視空間記憶功能，對于嚴(yán)重的缺血(全腦缺血模型)損傷皮質(zhì)、丘腦等結(jié)構(gòu)引起的認(rèn)知缺陷無法反映。所以，Bingham等在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了排除標(biāo)準(zhǔn)以排除混雜因素干擾。

1. 2   Barnes 迷宮 Barnes迷宮(Barnes maze BM)是基于動物運(yùn)動功能受損時(shí)MWM會增加假陽性率的需求而形成的。因?yàn)锽M對動物的體能消耗較少，理論上BM是利用齲齒動物喜好陰暗環(huán)境的特點(diǎn)，通過平臺外的空間定位信息作為線索，有效確定躲避場所的部位。與MWM類似，實(shí)驗(yàn)過程通常包括學(xué)習(xí)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)和探索實(shí)驗(yàn)。BM不需要食物剝奪和足底電擊，因此對動物的應(yīng)激較小;實(shí)驗(yàn)對于動物的體力要求很小，能最低限度的減少因年齡因素所致的體力下降對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響;實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間較少，根據(jù)各種實(shí)驗(yàn)方案的不同整個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉?一10 d內(nèi)完成。BM在皮質(zhì)下血管性癡呆引起參考記憶受損/微栓子引起血管性癡呆等模型中廣泛使用。不僅能反映血管性認(rèn)知障礙時(shí)海馬CA1神經(jīng)元的損傷與再生，而且還與內(nèi)嗅皮質(zhì)與齒狀回之間突觸連接數(shù)量的降低相關(guān)。但是微栓子引起的認(rèn)知功能障礙出現(xiàn)之前就已經(jīng)存在焦慮抑郁等神經(jīng)功能異常，所以BM評價(jià)空間學(xué)習(xí)記憶障礙的可靠性同樣受到情感行為的影響。

1.3放射臂迷宮實(shí)驗(yàn) 放射臂迷宮(radial arm mazeRAM)最早是由Olton及其同事設(shè)計(jì)的，利用房間內(nèi)提供的視覺參照信息，可以有效地確定放置食物的臂所在部位，目前最常用的是8臂迷宮。參考記憶錯(cuò)誤是指動物進(jìn)入不曾放過食粒的臂。理論上RAM是由食物獎勵驅(qū)使的任務(wù)。其重復(fù)測量的穩(wěn)定性較好。主要不足是開始實(shí)驗(yàn)前動物需要食物剝奪，動物及食物氣味可能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。雖然實(shí)驗(yàn)動物的選擇空間有限，但是目前認(rèn)為RAM仍然是一個(gè)測試參考記憶和工作記憶有效且靈敏的工具。RAM已廣泛用于慢性腦缺血(雙側(cè)頸總動脈阻斷法、四血管阻斷法,頸總動脈狹窄模型、危險(xiǎn)因素引起認(rèn)知障礙的研究，為了排除視覺受損的干擾，在不同的臂內(nèi)可以鋪以不同質(zhì)地的紙張來幫助實(shí)驗(yàn)動物導(dǎo)航。近年來應(yīng)用的放射臂水迷宮(radial water mazeRAWM)類似于MWM和RAM的結(jié)合，結(jié)合了MWM和RAM的優(yōu)點(diǎn)，因此敏感性更高能發(fā)現(xiàn)單側(cè)頸總動脈阻斷法引起的輕度認(rèn)知障礙。

1.4主動/被動回避實(shí)驗(yàn)根據(jù)所用儀器設(shè)備的不同又可分為明/暗箱回避回、穿梭回避、跳臺回避等，回避實(shí)驗(yàn)主要反映皮質(zhì)功能。所以回避實(shí)驗(yàn)在技術(shù)上與暗示關(guān)聯(lián)條件恐懼相類似。根據(jù)動物的逃避方式分為主動回避和被動回避(active/passive avoidance) ，回避實(shí)驗(yàn)簡單易行，觀察指標(biāo)多。但動物的反應(yīng)差異性較大，要注意實(shí)驗(yàn)動物的篩選。由于主動回避的假陽性率較被動回避的假陰性率高，所以多采用被動回避實(shí)驗(yàn)。但是被動回避實(shí)驗(yàn)結(jié)果與組織病理結(jié)果相關(guān)性較差。

主動位置回避(ac;tive place avoidanc;e} APA)類似于主動回避，但是可以減少主動回避假陽性率。是指緩慢旋轉(zhuǎn)的圓形平臺上某一固定的象限設(shè)定為電擊區(qū)域，平臺在旋轉(zhuǎn)但是電擊區(qū)域不變，實(shí)驗(yàn)動物通過學(xué)習(xí)避免固定的電擊區(qū)域，同樣是利用實(shí)驗(yàn)動物對厭惡刺激(如足電擊)的恐懼和記憶而建立起來的。較傳統(tǒng)主動回避實(shí)驗(yàn)更復(fù)雜，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)動物需要忽略轉(zhuǎn)盤上的嗅覺參照而通過視覺觀察遠(yuǎn)處參照物來避免電擊，主要通過電擊次數(shù)評價(jià)學(xué)習(xí)記憶功能，運(yùn)動總距離評價(jià)運(yùn)動功能。Zhou等通過對比發(fā)現(xiàn)，在大腦中動脈阻斷的血管性認(rèn)知障礙模型中APA較被動回避的敏感性更高。