脑声笔记丨啮齿动物焦虑情绪相关行为范式总结

• 萌宠菠菠乐园
• 2024-10-25 15:54

在啮齿动物研究中，焦虑通常表现为不可预见的威胁刺激诱发的一种短期的行为状态。由于人类和啮齿类动物都有相似的大脑结构来调节焦虑，且人类的抗焦虑药物也会减轻啮齿动物焦虑行为，因此，啮齿动物焦虑范式是研究人类焦虑症的理想模型，利用不同方式的厌恶刺激诱发动物产生类似人类的焦虑样情绪，通过其行为及生理变化研究人类的发病机制。目前啮齿动物焦虑样范式主要有：①足底电击应激；②慢性疼痛应激；③慢性束缚应激；④社会挫败；⑤慢性温和不可预测应激；⑥循环捕食者气味应激等。评估啮齿动物焦虑行为范式如下：

高架十字迷宫主要评价啮齿类动物焦虑反应的实验方法，该实验具有操作简单的优点，能直观反映小鼠的条件应答。EPM由开臂（open arms）和闭臂（closed arms）各两条组成，呈十字形交叉，交叉部分为中央区，臂宽5cm，臂长35cm，闭臂高15cm，迷宫离地高度约40~55cm左右。迷宫距离地面的高度相当于人类站在悬崖边，易导致动物产生恐惧不安的心理，因此通过对比小鼠在开臂和闭臂内的滞留时间和路程来评价小鼠的焦虑行为。实验前，让实验动物适应实验室环境至少3h，以减少动物紧张。将小鼠从饲养笼中取出，背向实验员，轻轻放在十字迷宫的中央区域，动物面向开臂，然后实验员迅速安静的离开。EPM是由2条相对的等长开放臂和闭合臂通过中央区连接而成，4条臂长为50cm×10cm，中央区大小为10cm×10cm，材质均为蓝色高级医用有机板，迷宫的底部距地面50cm。实验开始时将小鼠以头背对着人的方向放置于中央区面向开合臂放入迷宫内，小鼠的头部及前肢探入臂内视为进，探出臂外视为出。每只小鼠实验结束后，均用75%酒精仔细擦拭4条臂，并清理小鼠排泄物，避免对接下来的实验造成影响。通过电脑上的视频分析小鼠在10min内进入开臂的次数和滞留时间，并计算相应的百分比，用以反映小鼠的焦虑样行为。进入开放臂次数及停留时间与小鼠的焦虑情绪成负相关，进入开放臂次数越少，停留时间越短，说明小鼠的焦虑情绪越严重。次数比(%)=开臂次数(开臂+闭臂)次数×100%，滞留时间比(%)=开臂滞留时间总时间×100%。

应激实验结束30min后，全部小鼠进行旷场测试，将小鼠放置于中央区域后实验操作员立刻远离旷场，且整个实验在通风安静、室内暗光的空间内完成。采用视频分析系统记录小鼠在中央区域内5min的运动距离和滞留时间，以反映小鼠的焦虑样行为。每只小鼠实验结束后，均用75%酒精清理实验仪器且清除小鼠排泄物。行为测试包括：运动能力（总运动距离）、焦虑程度（中心区域停留时间）、探索行为（直立行为）、静止行为（不动时间）以及驱触性（四周墙壁运动总距离/总运动距离＊100％）。中央格爬行停留时间和距离与小鼠的焦虑样行为成反比，中央格停留时间越短，说明小鼠焦虑状态越严重。

高架O迷宫试验是高架十字迷宫的优化装置，主要用于检测小鼠焦虑抑郁状态，主要是一个高出地面50cm的圆形平台（外部直径40cm，运动区域宽6cm）和支架组成，圆形平台由两个开放区和两个封闭区组成。本装置以小鼠在开放区的运动轨迹、持续时间和进入次数等来评价其焦虑抑郁状态。一般情况下，由于对高悬开放区的恐惧，小鼠主要在封闭区活动，但出于探究性和好奇心又会去封闭区活动。进入开放区次数及停留时间与大鼠的焦虑情绪成负相关，进入开放区次数越少，停留时间越短，说明小鼠的焦虑情绪越严重。将小鼠放在封闭区内，录像5min，录像结束，将小鼠放回鼠笼，清理O迷宫中的粪便颗粒和尿洼，用抹布蘸蒸馏水擦一遍O迷宫，干布擦干后，再用蘸有酒精的抹布擦一遍，晾干后开始下一次试验。进入开放臂次数及停留时间与大鼠的焦虑情绪成负相关，进入开放臂次数越少，停留时间越短，说明鼠的焦虑情绪越严重。

挖掘和掩埋是小鼠的一种典型行为，实验最初用于评估啮齿类动物的焦虑行为，有研究更偏向于其为测量重复性或强迫性挖掘行为的测试，并可以定量地检测ASD小鼠模型中重复刻板行为。实验时将干净、无味的小鼠垫料加入饲养笼中（30cm×17cm×16cm），深度为5cm，将垫料压平压实；标准玻璃弹珠（直径约为2cm，重量约为5g）轻轻地放在垫料表面，组成一个4×5的矩阵，记录20min内小鼠掩埋弹珠的颗数。每次实验均更换鼠笼和垫料，并用75%酒精清洗弹珠，使用前晾干。

明暗箱分为较大的明箱区域(27cm×27cm×27cm)和较小的暗箱区域(18cm×27cm×27cm)，两个区域之间有7.5cm×7.5cm的小洞，明箱区域用100W的白炽灯照明，暗箱区域用30W的红灯区域照明。测试时，将小鼠放入明箱中央，用摄像装置记录小鼠在明箱的停留时间及穿越明暗箱的次数。

恐惧箱可用于条件暗示性记忆能力的测试，该实验分为2个阶段:(1)训练期:将小鼠放置在恐惧箱中的电击发生器的隔板上适应3min，开启电击大小为0.35mA，间隔时间62s，持续2s，循环3次的足底电击。(2)测试期:将小鼠放置于恐惧箱中，环境与训练阶段一致，适应3min后给予训练阶段相同条件的刺激，通过视频分析系统分析小鼠在恐惧箱内6min的僵直时间和次数。每只小鼠实验结束后，清除小鼠排泄物，采用75%酒精擦拭场地，充分晾干，再进行后续实验。

用于评价动物对不熟悉环境的反应，广泛用于评估动物情绪、焦虑。孔板实验是利用动物在孔板箱中产生新奇和恐惧的矛盾冲突,诱导焦虑反应,探头次数和时间减少。动物反复探头反应其对新环境的新奇感和逃避的渴望,抗焦虑药物可增加动物的探头次数和时间。将小鼠背对实验者置于孔板中央,孔板实验检测时间多为5min。评估探头次数:动物在检测时间内动物探头的总次数(动物两眼消失在洞中为1次探头)。探头时间:动物在检测时间内动物探头的总时间。不改变动物自主活动状态的情况下，探头次数和时间减少,表明动物的焦虑状态。

焦虑会影响学习和记忆的表现，可用MWM来评估学习和记忆能力。

定位航行实验：

实验开始先将小鼠放入水池中自由游泳2min使其熟悉迷宫环境。实验共历时5d，每天定于固定时间段，每个时间段训练4次。训练开始时，将平台置于NW象限，从池壁四个起始点的任一点将小鼠面向池壁放入水池。自由录像记录系统记录小鼠找到平台的时间和游泳路径，4次训练即将小鼠分别从四个不同的起始点放入水中。Morris水迷宫实验方法小鼠找到平台后或120s内找不到平台，则由实验者将其拿上平台，在平台上休息15s再进行下一次试验。每天以小鼠4次训练潜伏期的平均值作为小鼠当日的学习成绩。

空间探索试验：

第6天撤除原平台，将小鼠任选1个入水点放入水中，所有小鼠必须为同一入水点，记录大鼠在2min内跨越原平台的次数。

镜子迷宫是由一四面装有镜子的镜箱区(30cm×25cm×30cm)和一不安装镜子的非镜箱区(30cm×5cm×30cm)组成的正方形敞箱(30cm×30cm×30cm)，镜箱与非镜箱之间有一直径为5cm的通道供小鼠穿行。测试时将小鼠放入镜箱区中央，记录小鼠5min内在镜箱区与非镜箱区之间的穿梭次数，以及在镜箱区的停留时间。镜箱区与非镜箱区穿梭次数可反映小鼠的活动性;而镜箱区停留时间作为小鼠焦虑程度的行为参数，每次测试结束后清理箱体。

实验所用爬梯为内置5阶2.5cm高楼梯的透明玻璃箱。第18天，将药物处理小鼠在实验室环境下适应1h后，背对台阶放于玻璃箱底部，记录5min内小鼠爬梯数（四肢均爬上台阶）及站立次数（两前肢均抬离台阶，后肢伸直）。

实验装置为黑色木质敞箱，长40厘米、宽40厘米、高35厘米。实验开始之前对受测试的小鼠禁食禁水24h。实验开始时，在箱内中央放一粒饲料，将小鼠放于敞箱一角，记录小鼠从放入敞箱起到开始摄食的时间，记为“摄食潜伏期”。随即将小鼠放回笼内测量每只小鼠10min内的摄食总量，排除由于食欲差异导致的摄食潜伏期改变。每只小鼠测试完毕需要用酒精擦洗箱底，避免对下一只小鼠产生影响。

Medel-102型焦虑仪操作箱顶部有1个水瓶瓶嘴与箱底部不锈钢栅栏间距为12cm并分别通过导线与刺激器连接当大鼠舔水时形成电流回路。自动计数仪自动记录3min的舔水计数每舔水20次仪器自动给予一次电击。电击强度为0或0.3mA持续2s。实验分2个阶段进行。首先是非惩罚饮水训练：将大鼠禁水24h单个置于操作箱内不给电击（0mA）让其充分探究直至发现瓶嘴并舔水自动计数器记录3min大鼠的舔水次数。凡3min舔水次数少于300次的大鼠弃之不用；第2阶段为惩罚实验：合格大鼠再次禁水24h后在试验前给动物药物测试最后一次给药后1h将动物放入操作箱内记录3min惩罚期的舔水和电击（0.3mA）计数。

雄性大鼠在实验前孤养1周按体重相近的原则两两配对。配对动物分为2组：即强光不同环境和弱光不同环境组。实验步骤：强光（照度为380lx）或弱光（照度为35lx）不熟悉环境实验前给药后分别在50cm×50cm×32cm的有机玻璃敞箱内进行强、弱光不熟悉环境观察。本轮实验结束后第2、3d大鼠仍孤养但每天单个在自然光条件下放入敞箱内熟悉环境10min。第4d配对动物再分别进行强、弱光熟悉环境观察实验前接受与强、弱光不熟悉环境实验时给药。所有配对动物每2min记录一次观察10min内的主动接触时间即嗅、理毛、追逐、踢咬、骑跨、格斗等累计时间

责任编辑：

相关知识

脑声常谈丨啮齿动物焦虑情绪相关行为评价范式
脑声常谈丨啮齿动物社交情绪相关行为范式总结
脑声笔记丨啮齿动物飞溅测试实验方法总结
脑声问答期丨动物享乐型摄食行为如何测试？
脑声问答（103）期丨什么是啮齿动物帮助行为？如何评估？
脑声常谈丨重新定义社交行为评估：自闭症谱系障碍啮齿动物模型的多模态方法
脑声问答期丨动物攻击行为范式及顺序选择
脑声问答期丨啮齿动物刻板行为建模及评估方法
脑声常谈发布动物行为在线分析网站 为学术研究提供全新工具
动物行为实验指南丨浅析啮齿动物Looming行为范式

网址: 脑声笔记丨啮齿动物焦虑情绪相关行为范式总结 https://m.mcbbbk.com/newsview463361.html