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浅析小动物感觉运动功能行为学评价的实验方法

萌宠菠菠乐园
2024-10-16 16:06

动物脑缺血后，可引起海马、纹状体、皮层等区域的神经元死亡，导致感觉运动功能的障碍。通过评估动物的感觉运动功能，可以预测脑损伤程度，帮助更准确地评价其他行为学实验。

１、神经症状评分

可较好地评估动物脑缺血损伤情况。目前，广泛采用的神经症状评分方法主要有Longa评分法和Bederson分级法。Longa评分标准：０分，无症状；１分，提尾时损伤对侧前肢不能伸直；２分，向损伤侧旋转；３分，向对侧倾倒；４分，不能自发行走，意识不清。Bederson神经症状分级：０级，无症状；１级，提尾时损伤对侧前肢不能伸直；２级，损伤对侧前肢屈曲，无转圈行为；３级，损伤对侧前肢屈曲，伴自发转圈行为。神经症状评分法直接、简便，不需要特殊仪器，可从整体上反映动物神经损伤程度，进行定性和半定量的评价。但是，此方法相对较为粗糙、主观，不能准确体现疾病的改善或恶化情况。因此，通常联合其他更灵敏的实验来识别动物的感觉运动功能损伤。

２、平衡木实验（Beam Walking Test，BWT）

按照 Feeney的方法，脑缺血后通过走横木实验可判断动物运动功能的整合性和协调性。将木板向下 60°放置，逐个将动物放到木板上。BWT评分为１～７分：７分，能顺利爬过平衡木，瘫痪肢体完全起作用，无明显神经损害体征；６分，能爬过平衡木，瘫痪肢体起作用＞50％；５分，能爬过平衡木，瘫痪肢体起作用＜50％；４分，不能顺利爬过平衡木，跌倒率＜50％；３分，不能顺利爬过平衡木，跌倒率＞50％：２分，在平衡木上不能爬行，但可坐在上面；１分，完全不能爬行，且无法将后肢放在水平位，放在平衡木上会掉下来。本方法适用于较活跃的啮齿类动物，而不适用于活动较少的动物。因此，Zhao等对实验方法进行改进。将实验装置改成由一根两边具有延伸部分的横梁，横梁的一端为强光及噪声，另一端为一个黑盒。此装置可顺应啮齿类动物的习性，以诱使其走完木条。通过计算滑落率可反映动物前肢和后肢的损伤程度。但该方法未标准化，所用木条的宽度、长度、形状等均未统一。

３、前肢放置实验（Forelimb Placing Test）

首先由 DeRyck提出，用于光化学血栓选择性阻塞皮质感觉运动区包括视觉诱导、触觉诱导及本体感觉诱导的肢体放置反应，测试大鼠前方、侧方肢体放置反应及外展内收功能。实验中固定动物的躯干，但需保证动物前臂活动的自由。实验前，将动物缓慢上下移动，使其肌肉放松，并减少反抗活动。每侧前肢实验由同侧胡须接触桌角后引出。每个动物每侧前肢测试 10次，记录触须后正确放置同侧前肢至桌角的次数。正常动物在触须后能迅速将同侧前肢放置到桌角上。脑缺血后根据损伤的程度不同，损伤对侧的触须诱导的对侧前肢放置功能会有不同程度的受损。

４、转棒实验（Rota-Rod Test）

最早由Dunham和 Miya建立。实验装置包括金属架、转棒和控制箱，转棒由多个横档固定在圆柱里，控制箱用于控制旋转速度和旋转方向（正向或反向）。先将转棒仪调整到训练状态，动物进行适应性训练。正式实验中，待动物在以恒定速度转动的转棒上保持平衡后，逐渐加快转棒的转速，直至动物从转棒上掉落。此实验要求动物具备完整的运动技能和感觉运动的整合性，动物在转棒上的停留时间可作为衡量实验动物运动功能的指标。多年来，脑缺血研究中广泛采用转棒实验评估动物的运动能力，脑缺血后动物在转棒上的停留时间明显减少。

５、开场自发活动实验（Open Field Test）

是评价动物自主活动和探索能力的最简单经济的实验方法之一。早期测定动物自发活动的装置较为简单，指标较单一，多属于主观定性的人工观察方法。随着光电技术发展，结合计算机的应用产生了多样的检测装置，使分辨率大大提高。上海欣软开发的VisuTrack动物行为分析软件，结合计算机数字化采样和分析技术，可自动记录动物自发活动的全过程，并分析其运动轨迹，得到一系列行为学指标，使实验更加高效、客观。研究发现，小鼠局灶性脑缺血后失去对开场区域空间上的选择性，在各区域内的停留时间无显著性差异，各区域活动路程及停留时间的比值可作为客观评价小鼠脑缺血后功能损伤的定量指标。

６、转角实验（Corner Test）

可用来检测小鼠的综合感觉运动功能，包括触须的刺激（感觉／缺损）和后腿站起（运动反应）。参照Zhang等方法，将小鼠放在两块30cm×20cm×1cm大小，并成 30°夹角（连接处留一小缝）的木板间。当小鼠进入夹角深处，两侧触须首先触到木板，小鼠会向前向上后腿站起，然后转身面向夹角外侧。只有顺着夹角后腿完全站起，然后转身，才被认可为完成一次转角实验。每只小鼠测试 10次，计算得分：向健侧转身次数／总转身次数 ×100％。正常小鼠由于来自双侧的刺激信号强度相等，故向右侧或左侧转身的次数基本相等。缺血性脑损伤小鼠由于偏瘫的影响，向健侧转身的次数明显增多。

７、圆筒实验（Cylinder Test）

通过动物在垂直探索过程中的受重转移来评估其前肢使用的不对称性。将实验动物置于一个透明的树脂玻璃圆筒中３～10ｍｉｎ，摄像记录其活动情况。圆筒形状能够激励动物使用前肢垂直探索筒壁。动物放入圆筒后，通过评定以下两种行为确定动物前肢使用不对称程度：（ｌ）在一次完全的后肢直立时，单独使用一侧前肢接触筒壁，并且沿筒壁以直立的姿势向侧方移动；（２）在完全后肢直立和沿筒壁的侧方移动中，双侧前肢共同或接近共同接触使用筒壁。计算得分：（未损伤侧前肢活动时间－受损侧前肢活动时间）／（未损伤侧前肢活动时间＋受损侧前肢活动时间＋双侧前肢共同活动时间）。大鼠局灶性脑缺血后，在圆筒实验中可以观察到持久的两侧前肢使用的不对称性，在垂直探索中更倾向于使用未损伤的前肢。