动物行为学实验，这份攻略请收藏好！（上期）
动物行为学实验是神经科学研究领域的重要组成部分，主要侧重于科学客观地评价各种条件下的动物行为。动物行为学实验种类繁多，研究不同的疾病模型时，研究人员需根据关注的具体行为选择合适的研究手段。动物行为学实验可以分为学习记忆类、抗焦虑抑郁类、抗疲劳类、神经精神类、痛觉测试类等，其中许多实验需要借助特制的仪器、记录及分析系统。
今天小编就来为大家盘点一下，都有哪些常用的经典的行为学实验呢？小伙伴们，准备好小板凳了吗？（下文所有仪器图片均摄于数洞实验室动物实验平台）
01
Morris水迷宫（Morris water maze）
Morris水迷宫（Morris water maze, MWM）实验是一种强迫实验动物（大鼠、小鼠）游泳，学习寻找隐藏在水中平台的一种实验，主要用于测试实验动物对空间位置感和方向感（空间定位）的学习记忆能力。在世界上已经得到广泛的认可，是医学院校开展行为学研究尤其是学习与记忆研究的首选经典实验。
实验条件：小鼠恒温游泳池直径1.5m；水深21cm；小鼠可升降站台直径8cm，高度20cm；水温为25℃；水面上无光影。
实验步骤：
获得性训练（5天）：
1. 将小鼠头朝池壁放入水中，放入位置随机取东、西、南、北四个起始位置之一。记录小鼠爬上平台所需时间（s）即逃避潜伏期（EL）。（在前几次训练中，如果这个时间超过60s，则引导小鼠到平台。）让小鼠在平台上停留10s；
2. 将小鼠移开、擦干。必要时将小鼠放在150W的白炽灯下烤5min，放回笼内。每只小鼠每天训练4次，两次训练之间间隔20min, 每只小鼠4次训练的平均成绩为平均逃避潜伏期（AEL），连续训练5天。
探查训练（1天）
第六天，将平台撤除，开始60s的探查训练。将小鼠由原先平台象限的对侧放入水中。记录小鼠在目标象限（原先放置平台的象限）的时间和进入该象限的次数，以此作为空间记忆的检测指标。
对位训练（4天）
第七天，开始维持4天的对位训练。将平台放在原先平台所在象限的对侧象限，方法与获得性训练相同。每天训练4次。每次记录找到平台的时间（s）和游泳距离以及游泳速度。
对位探查训练（1天）
对位训练结束后的第二天进行，方法与探查训练相同，记录小鼠60s内在目标象限（平台第二次所在区）所花的时间和进入的次数。
适用动物模型：PD/AD模型大鼠、脓毒症小鼠模型、抑郁模型大鼠
水迷宫的应用：Morris水迷宫实验在神经退行性疾病如阿尔茨海默症（AD）和帕金森症（PD）以及血管性痴呆（VD）等的研究方面是非常有效的：这些疾病的最大特征是认知功能的减退。
02
Y迷宫（Ymazetask）
国内外多采用建立条件反射的方法检测动物的行为和高级脑功能，其中Y型迷宫法可同时观察动物的逃避条件反射能力和工作记忆能力。
实验步骤：
预实验
将动物放人Y迷宫中适应3-5min，给予电击，直到动物对3个臂均进行了探索。选择对电击反应比较敏感、运动活跃、逃避反应迅速的动物供测试，淘汰反应迟钝或者过于敏感的动物。所选动物的上述活动情况无显著差异。
逃避条件反射测定
实验前先将动物放入Y迷宫熟悉3-5min，任选一臂作为起步区（动物所在的臂），剩下的二个臂中任选一臂作为安全区。安全区灯亮后持续15S，同时另外二个臂给予电击，训练动物跑到安全区。动物至安全区后熄灯休息30S，开始下一次操作。每次实验在每只大鼠上重复20-30次为一轮。实验需在黑暗、安静的环境中进行。凡大鼠受电击后10S内一次性从起步区逃至安全区的反应称为“正确反应”，否则为“错误反应”。正确反应率达到90%以上为学会标准，电击次数越少，学习能力越强。针对不同的实验可用专门的软件设定各持续时间的值。
空间学习能力测定
任选一臂作为“起步区”，另选一臂作为“新颖区”。第一次测试时，将动物背朝中央放入“起步区”，同时关闭“新颖区”，让动物在2个臂中自由探究10-15min；1小时后进行第二次测试，将动物再次背朝中央放入“起步区”，同时打开“新颖区”，让动物自由探究5-10min。
适用动物模型：PD/AD模型大鼠、抑郁大鼠模型、2型糖尿病小鼠模型
Y迷宫的应用：Y迷宫实验主要通过灯光和电刺激，使动物形成回避条件反射，观察和记录动物的回避条件反应能力和空间辨别能力，分析和推断动物的学习、记忆和空间认知等方面的能力。
03
避暗穿梭跳台实验（step-down inhibitory avoidance）
该实验广泛用于学习记忆功能、认知神经科学、神经生理学、神经药理学、认知功能退行性变性等实验研究方面的研究，简单易操作，容易判别结果，可信度高，既可单独作为检测实验提供课题参数，也可以作为其他学习记忆和认知功能实验的辅助或预筛选实验。
避暗实验：利用动物嗜暗避明的特性而设计。动物嗜暗习性促使其寻找暗箱洞口，进入暗室则受到电击。动物为避免伤害而寻找安全区（明室），经几次反复后，最终记住安全区域，用于评价啮齿类动物的学习记忆能力。
穿梭箱实验：是以光（或声）作为条件刺激，电击作为非条件刺激，动物通过学习能回避有害的刺激，并使实验动物由被动回避建立主动的条件反射。穿梭箱实验反应的是一种联想性的非海马依赖的学习记忆能力。
跳台实验：利用动物对厌恶刺激的恐惧而设计，将动物置于电网上，给予一定程度的电刺激，动物为避免伤害而寻找安全区（绝缘跳台），经几次反复后，最终记住安全区域，主要测试动物对空间位置辨知的学习记忆能力。
适用动物模型：血管性痴呆模型、记忆障碍小鼠模型
避暗穿梭跳台实验的应用：该实验广泛用于学习记忆功能、认知神经科学、神经生理学、神经药理学、认知功能退行性变性等实验研究方面的研究。
04
自发活动实验（inner open field test）
小鼠自发活动实验属于动物行为学研究范畴，是药理学、毒理学和神经生理学等研究工作中常用的方法。是观察研究实验动物神经精神变化、进入开阔环境后的各种行为的实验。主要研究啮齿类动物在新异开场环境中的自发活动、探索行为和焦虑状态。
实验步骤：采用开口的观察盒（50 cm×50 cm×30 cm）并用与小鼠毛色相反的颜色覆盖内壁，底部分为25等分的方块。实验在安静的环境下进行。将动物放人箱内底面中心，同时进行摄像和计时。观察一定时间后停止摄像，观察时间可根据实验拟定，一般为3～5 min。清洗方箱内壁及底面，以免上次动物余留的信息(如动物的大小便、气味)影响下次测试结果。更换动物，继续实验。
适用动物模型：脓毒症小鼠模型、抑郁大鼠模型、焦虑症大鼠模型
旷场实验的应用：在麻醉学基础研究领域中，自发活动实验广泛应用于围手术期神经认知障碍模型小鼠或大鼠的行为学测试，大多数研究主要将其作为评判实验动物运动能力的一项检测指标。
05
转棒实验（rotarod test）
转棒实验提供了一种检测啮齿类动物运动功能的方便方法。中枢神经系统疾病或损坏以及药物对运动协调功能和疲劳的影响可以通过测量动物在滚筒上行走的持续时间检测评定。
实验步骤：设置好转速并接通电源后轮子可自动转动，该转动棒在5分钟的时间内逐渐将旋转速度从2 rpm增加到50 rpm。小鼠先适应训练一次，然后进行三个连续试验，每次实验为5分钟。每个试验之间的休息时间为30分钟。最后三次试验中小鼠从转棒上掉下来的平均等待时间用于分析。
适用动物模型：关节炎大鼠模型、缺血性中风小鼠模型、衰老小鼠模型、CCI-坐骨神经结扎、SNL--脊神经结扎模型、MCAO，脑出血，脊髓损伤等模型
转棒实验的应用：用于小鼠体力研究、神经系统药物研究、药物毒性研究等。
06
强迫游泳/悬尾实验（FST/TST）
强迫游泳实验是由Porsolt和他的同事于1978年开发的， 广泛用于潜在抗抑郁药物的基础研究和筛选，也是评价啮齿类动物模型的抑郁类行为最常用的实验之一。
悬尾实验（Tail suspension test, TST）是一种经典而又能快速评价抗抑郁药物、兴奋药物、镇静药物药效的方法。其原理是利用小鼠悬尾后企图逃脱但又无法逃脱，从而放弃挣扎，进入特有的抑郁不动状态，实验过程中记录动物不动时间来反映抑郁状态，抗抑郁药物、兴奋药物能明显地缩短改变其状态。
实验步骤：FST：将小鼠放入装有干净水的圆柱容器内，水深30cm，水温25±1◦C，强迫小鼠游泳，用摄像系统记录，第一天先进行15min的训练，第二天进行6min的测试。观察小鼠的不动状态，是指动物放弃主动挣扎，躯体处于漂浮不扭动状态。
小鼠不动：被动地漂浮在水上，微微拱起但竖直状态，鼻子在水面上，不动时间越短，表明药物的抗抑郁作用越强。
TST：小鼠都用胶带粘着尾巴倒挂，在6分钟里进行不动性测试。每只小鼠的参考空间在 55 高*15 宽*11.5 cm 左右，多通量实验时，为防止动物彼此观察或互相影响，中间用隔板隔开；动物悬挂在隔间中间，宽度和深度足够大，不能与墙壁接触。悬挂后动物鼻尖与设备地板之前的参考距离在 20~25 cm 左右。
适用动物模型：慢性应激抑郁大鼠模型、抑郁小鼠模型
强迫游泳悬尾实验的应用：主要用于抗抑郁、镇静以及止痛类药物的研究。
今天着重介绍了关于研究自发探究性、认知和焦虑等的行为学实验，希望对大家有所帮助。篇幅有限，下期我们接着说~
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