首页 > 分享 > 脑声常谈丨大小鼠习得性无助行为(LH)模型建立与行为学评价

脑声常谈丨大小鼠习得性无助行为(LH)模型建立与行为学评价

萌宠菠菠乐园
2024-10-25 15:47

模型概述

习得性无助行为(learned helplessness，LH)作为抑郁症的动物模型之一，让实验动物暴露于不可避免的足部电击环境中，持续一段时间之后，动物最终无法学会避免电击，将这种行为称为习得性无助。

自塞利格曼及其团队首次通过研究狗的行为发现了习得性无助现象以来，研究者们逐渐开始利用各种动物模型进行研究，包括啮齿类动物、狗、斑马鱼、果蝇和蜜蜂等。这些模型都通过不同的行为范式来研究习得性无助，证明这一现象不仅存在于狗和啮齿类动物中，也可以在其他种类如斑马鱼、果蝇和蜜蜂中观察到。

习得性无助的行为表现多种多样，除了对厌恶性刺激的躲避行为减少外，还包括多个其他方面的特征。这些特征包括愉悦感的丧失、对糖水的趋向性降低、摄食量和体重的变化、睡眠和生物节律的混乱、活动度下降、社交行为减少、免疫系统功能紊乱、以及认知能力和注意力的下降。这些行为的变化为研究习得性无助提供了丰富的表征，并帮助科学家们深入理解这一心理现象的生物学基础和跨种类的普遍性。

设备结构

习得性无助（LH）范式是一种用于模拟抑郁症的实验模型，它涉及将动物置于不可预测和无法控制的压力条件下，如不可避免的电击。在这种范式中，动物在经历了连续的无法逃避的压力事件后，通常会展现出对可逃避厌恶情境的应对能力缺失。这种模型不仅反映了抑郁症中的无助感，还被用来研究个体对抑郁症治疗反应的生物学机制。习得性无助被认为是抑郁症发病机制的一部分，而啮齿类动物在LH模型中表现出的行为和抑郁症症状在许多方面相似，包括对抗抑郁药物的反应。尽管如此，目前还未能确定习得性无助的症状是否特有于抑郁症患者，因此这一模型主要用于抗抑郁药物的初步筛选研究。

- Fig1 习得性无助所用穿梭箱，带有检测功能，非纯造模箱 -

注意：LH纯造模设备不具备检测功能，不能评估LH造模成功率，如需评价LH，需选择LH穿梭评估系统。

LH穿梭评估设备（非纯造模）包括大小鼠穿梭箱、条件性刺激控制器以及VisuTrack动物行为分析软件（上海欣软）。穿梭箱包含两个大小相同的隔间，隔间配有电击网格地板、荧光灯及扬声器、感红外摄像机，可以对小鼠进行定位。这些隔间由一堵带有可关闭门的中间墙分隔，允许小鼠在隔间间移动。除了可开启的前门外，所有的墙壁均涂成暖白色。整个实验过程中，一个摄像系统充当观察窗口。实验室内的灯具提供了足够的照明，穿梭箱内没有使用额外的光源。四个这样的盒子可以同时使用，它们被连接到一台电脑上，电脑负责操作穿梭箱并保存实验期间收集的数据。在小鼠被转移到实验室之前，设备和软件都已设置完毕，以确保小鼠到达后可以立即开始实验。实验结束后，小鼠立即被转移回它们的家笼，并且使用消毒剂彻底清洁穿梭箱。

测试方法

当小鼠暴露于不可避免的厌恶事件或刺激时，例如不断的足部电击，便可能表现出习得性无助的行为。在实验中，使用穿梭箱，小鼠被放置在一个隔室中，另一隔室的门则被关闭。在这种设置下，小鼠接受足部电击而无法逃脱。经过几次这样的演示后，即使小鼠有逃脱的机会，它们也很难学会避免或逃离足部电击。这种经历使小鼠意识到它们无法控制这些刺激或其环境，进而表现出普遍的无助行为。即便环境或事件有所变化，厌恶刺激变得可避免时，这种无助行为也可能持续存在。

小鼠在电击室持续3天，对照小鼠被放置在电击室中相同的时间，没有不可避免的电击暴露。使用穿梭箱主动回避任务，在第三次训练后24小时评估LH。在这个范例中，首先将小鼠置于穿梭箱的一边，允许其在5分钟内探索，之后关闭隔间门。适应期过后，进行30轮可逃避的足部电击测试，电击强度设定为0.3mA，最长不超过24秒，电击的间隔不定，范围在30至60秒之间。如果小鼠能够穿越至另一侧，电击即刻停止。未能成功穿越至另一侧终止电击的，被视为逃脱失败。由于经历LH诱发刺激的小鼠在没有显示出无助行为的情况下仍可表现出对压力的恢复能力，因此可以区分习得性无助（LH）与非习得性无助（NLH）。

评估参数

检测动物从受电击一侧穿梭至无电击的另一侧所需的潜伏期。如果动物未能成功穿越，这会被记录为逃避失败，并将逃避潜伏期默认设置为15秒。在构建的模型中，表现出逃避失败的动物比例显著增加，且平均逃避潜伏期显著延长。通过这些观察，可以量化动物逃离厌恶性电击所需的时间。对于表现出习得性无助的动物群体，逃避潜伏期通常会显著增长。

- Fig2 习得性无助动物模型在实验中的应用 -

文献引用

1、Chourbaji S, Zacher C, Sanchis-Segura C, Dormann C, Vollmayr B, Gass P (2005) Learned helplessness: validity and reliability of depressive-like states in mice. Brain research Brain research protocols 16:70-78.

2、Madeshiya, A.K., Whitehead, C., Tripathi, A. et al. C1q deletion exacerbates stress-induced learned helplessness behavior and induces neuroinflammation in mice. Transl Psychiatry 12, 50 (2022).

3、Belmaker RH, Agam G. Major depressive disorder. N. Engl J Med. 2008;358:55–68.

4、Pham TH, Gardier AM. Fast-acting antidepressant activity of ketamine: Highlights on brain serotonin, glutamate, and GABA neurotransmission in preclinical studies. Pharm Ther. 2019;199:58–90.

5、Seligman ME, Maier SF. Failure to escape traumatic shock. J Exp Psychol. 1967;74:1–9.

6、杨郑鸿,刘力.习得性无助行为研究进展[J].生物化学与生物物理进展,2018,45(09):961-965.