血管性認(rèn)知障礙動(dòng)物模型神經(jīng)行為學(xué)評(píng)價(jià)方法-工作記憶評(píng)價(jià)方法

血管性認(rèn)知障礙動(dòng)物模型神經(jīng)行為學(xué)評(píng)價(jià)方法-工作記憶評(píng)價(jià)方法

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(huì)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(duì)動(dòng)物認(rèn)知障礙的認(rèn)定只能通過各類評(píng)價(jià)工具來完成。但是，文獻(xiàn)報(bào)道的認(rèn)知評(píng)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(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用，總結(jié)出口前常見的對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物認(rèn)知功能的評(píng)價(jià)主要集中在參考記憶、工作記憶等。

執(zhí)行功能(executive function)是個(gè)體的許多認(rèn)知加工過程的協(xié)同操作。它涉及對(duì)個(gè)體的意識(shí)和行為進(jìn)行監(jiān)督和控制的各種操作過程，包括自我調(diào)節(jié)、認(rèn)知靈活性、反應(yīng)抑制、計(jì)劃等。而工作記憶(working memory WM)是評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物執(zhí)行功能最常用的方法。工作記憶是指在執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)過程中，用于信息的暫時(shí)儲(chǔ)存與加工的過程。工作記憶在人類及齲齒動(dòng)物是依賴于前額葉皮質(zhì)來完成的。評(píng)價(jià)工作記憶的常用方法有如下幾類。

2. 1自主交替實(shí)驗(yàn)  T, Y迷宮自主交替(spontaneous alternation on a T/Y-maze)用來評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換能力。即使沒有食物獎(jiǎng)賞，大鼠仍然保留對(duì)所探究區(qū)域有一定的新奇感。自發(fā)轉(zhuǎn)換的次數(shù)/總選擇次數(shù)用來說明工作記憶功能，VCI動(dòng)物比值得分下降。正常的交替操作與完整的工作記憶能力相一致。T迷宮和Y迷宮自主轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)已被廣泛用于VCI研究。而且，在雙側(cè)頸總動(dòng)脈狹窄模型及雙側(cè)頸總動(dòng)脈逐步阻斷模型中出現(xiàn)選擇性的工作記憶受損。

2. 2   MWM工作記憶是指Morris水迷宮基礎(chǔ)上改造的實(shí)驗(yàn)方法，通過每天改變逃生平臺(tái)放置的位置，迫使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物找到新的逃生平臺(tái)的位置網(wǎng)，也稱作延遲匹配樣本任務(wù)(delayed matched to sample task DMST)。主要是通過為期4d的訓(xùn)練，訓(xùn)練方法與參考記憶的方法相同，只不過每天改變逃生平臺(tái)的位置，迫使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物每天都學(xué)習(xí)新的逃生平臺(tái)的位置。通過每天第一次訓(xùn)練時(shí)的逃離潛伏期和第四次測試階段的逃離潛伏期對(duì)比來觀察工作記憶能力。

還有學(xué)者通過每天兩次訓(xùn)練配對(duì)方法來完成工作記憶的測定。主要過程如下:實(shí)驗(yàn)包含12 d，每天訓(xùn)練兩次，每天的第一次訓(xùn)練是為了信息獲取，逃離平臺(tái)放置在與前1d訓(xùn)練不同的位置;第2次為記憶保持測試，逃離平臺(tái)放置在與信息獲取訓(xùn)練相同的位置。每3d為一組，每組兩次訓(xùn)練之間間隔時(shí)間為30 s,30 min,2 h,6 h。

也有學(xué)者通過對(duì)位訓(xùn)練(reveral phase)測定動(dòng)物的工作記憶。主要過程如下:探查訓(xùn)練結(jié)束后，將平臺(tái)放在原先平臺(tái)所在象限的對(duì)側(cè)象限，方法與獲得性訓(xùn)練相同。對(duì)位探索訓(xùn)練是在最后一次對(duì)位訓(xùn)練的第2天進(jìn)行，方法與上述探查訓(xùn)練類似。但是也有學(xué)者認(rèn)為對(duì)位訓(xùn)練屬于參考記憶，只是能增加參考記憶的敏感性。另外MWM還可以進(jìn)行延遲非樣本匹配任務(wù)、辨別學(xué)習(xí)等不同版本[-a。

但是通過MWM測定工作記憶耗時(shí)較長，經(jīng)過參考記憶訓(xùn)練后應(yīng)激會(huì)增加實(shí)驗(yàn)干擾因素，所以應(yīng)用較放射臂迷宮少。

2. 3放射臂迷宮實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物利用房間內(nèi)遠(yuǎn)側(cè)線索所提供的信息，可以有效地確定放置食物的臂所在部位。實(shí)驗(yàn)方法與參考記憶評(píng)價(jià)方法相同，只是計(jì)算方法不同，工作記憶錯(cuò)誤(working memory errors)是指在同一次訓(xùn)練中動(dòng)物再次進(jìn)入已經(jīng)吃過食粒的臂，水迷宮不同，放射臂迷宮適合反復(fù)測試或長期記憶的測試，而且工作記憶與參考記憶可以同時(shí)完成。雙側(cè)頸總動(dòng)脈狹窄引起認(rèn)知障礙大鼠在30 d和6 m后工作記憶明顯受損，與前額葉皮質(zhì)下神經(jīng)環(huán)路的損傷相關(guān)，這與臨床皮質(zhì)下缺血性血管性癡呆類似。在放射臂迷宮中測試中，2VO大鼠在術(shù)后21 d就出現(xiàn)工作記憶障礙，在此后6 m內(nèi)沒有明顯的進(jìn)行性加重。雙側(cè)頸總動(dòng)脈狹窄小鼠30 d后在RAM中出現(xiàn)選擇性的工作記憶受損而參考記憶未見異常。

 2. 4金宇塔任務(wù) 實(shí)驗(yàn)主要過程與ZT空間記憶評(píng)價(jià)過程完全相同，實(shí)驗(yàn)參數(shù)評(píng)價(jià)方式與RAM評(píng)價(jià)方式相同。該方法已在微栓子引起認(rèn)知障礙中證明是可靠的評(píng)價(jià)方法。ZT與RAM在評(píng)價(jià)工作記憶方而，不論從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過程及評(píng)價(jià)方式上都有許多相似之處。其最大優(yōu)勢主要在于測試空間參考記憶方而;而與MWM相比，其主要是測試環(huán)境較為舒適，對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物刺激較小，因此能更精確的反映真是的認(rèn)知狀況。

 2. 5洞板實(shí)驗(yàn) 洞板實(shí)驗(yàn)通常包含適應(yīng)、訓(xùn)練和測試3個(gè)階段。實(shí)驗(yàn)者可根據(jù)實(shí)驗(yàn)口的選擇需要的實(shí)驗(yàn)階段來進(jìn)行。由于普通洞板可能存在食物氣味干擾，后來出現(xiàn)了改良洞板實(shí)驗(yàn)(modified hole board test mHB)，在每個(gè)洞內(nèi)固定食物做誘餌，其中數(shù)個(gè)(3個(gè))洞內(nèi)另外放置能夠取出并食用的食物。主要觀察指標(biāo)有選擇錯(cuò)誤次數(shù)，忽略次數(shù)，重復(fù)選擇次數(shù)。動(dòng)物進(jìn)入沒有食物洞的次數(shù)(選擇錯(cuò)誤)，或者沒有進(jìn)入提供食物洞的次數(shù)(忽略錯(cuò)誤)可用來評(píng)價(jià)參考記憶;動(dòng)物重復(fù)進(jìn)入提供食物的洞(重復(fù)選擇)用來評(píng)價(jià)工作記憶;初次進(jìn)洞潛伏期，進(jìn)洞次數(shù)，在板上停留時(shí)間/測試總時(shí)間，靜比時(shí)間/總時(shí)間焦慮抑郁等。較MWM測試，mBH動(dòng)物飼養(yǎng)及測試環(huán)境沒有應(yīng)激因素，避免混雜因素的干擾;較RAM沒有食物剝奪，而是提供對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物高度誘惑的食物獎(jiǎng)勵(lì)，從而使動(dòng)物能很好的配合實(shí)驗(yàn);其次，mBH能同時(shí)測試運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知及行為參數(shù)，便于控制組間配合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可信度更高。改良洞板測試在VCI研究中的應(yīng)用較少�？赡苁怯捎谠搶�(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長，適應(yīng)、訓(xùn)練階段就需要14 d來完成，不適于短期實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用。

2. 6物體辨別實(shí)驗(yàn) 物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)(object recognitiontest ORT)是利用動(dòng)物先天對(duì)新物體有探索傾向的原理而建立的學(xué)習(xí)記憶測試方法。該方法具有讓實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在自由活動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行學(xué)習(xí)記憶測試的特點(diǎn)，能更近似地模擬人類的學(xué)習(xí)記憶行為。根據(jù)測試間隔時(shí)間可評(píng)價(jià)短期記憶（15 min)和長期記憶(24 h}。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)環(huán)境中兩個(gè)相同物體的熟悉期，記錄大鼠與這兩個(gè)物體接觸的情況。然后將熟悉物體的其中一個(gè)換做新物體，主要觀察大鼠對(duì)新物體的探究情況。在ORT中分別記錄實(shí)驗(yàn)期探索熟悉物體(TF)和探索新物體(TN)的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)期對(duì)新物體的識(shí)別指數(shù)(rec_ognition indices } RI)被定義成TN/ (TF + TN) x 100% ,辨別指數(shù)(discrimination  indices  DI)TN一TN/(TF+TN)x100%=i7。這種方法可以說是一種單純的工作記憶測試，完全不同于參考記憶;而且與靈長類工作記憶相似能夠相互比較;完全依賴于動(dòng)物天性來測試不需要強(qiáng)化，所以得到廣泛應(yīng)用。

雖然執(zhí)行功能在人類認(rèn)知功能中占有很重要的地位，因而研究非常廣泛，但是在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中卻很少研究，或者很少將執(zhí)行功能缺陷單獨(dú)進(jìn)行討論。執(zhí)行功能主要依賴于前額葉皮質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能的完整性，但是在腦血管病動(dòng)物模型中其他腦區(qū)(海馬、紋狀體等)也受到影響，所以單獨(dú)說明前額葉皮質(zhì)與執(zhí)行功能之間的直接關(guān)系存在一定難度。