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小鼠也会近视吗？怎么给小鼠测量视力？这个简单方法教会您

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2024-10-29 10:28

眼科实验中，研究人员往往需要判断小鼠的视力情况。然而，由于小鼠并不能表述自己的主观感受，小鼠的视力情况往往需要使用具体的实验来进行测量。

视力情况是眼科实验中的一个核心内容，模式动物根本不可能用人类语言来描述其视力感受，无法主动将其视力信息传送给研究人员。为了得到模式动物的视力，人们需要通过实验方法来测量。不同的实验测试方法在操作难以程度上、结果的准确性上有所区分。视动反应指的是模式动物对移动的物体自主追随之后复位再追随的动作，研究人员通过检测模式动物的这种动作便能测量出被测动物的视力情况。在众多视觉测试的实验中，使用视动反应来测试视力不仅实验操作简单，更能获得精确的结果。因此，研究人员一般都喜欢用视动反应的视力测试方法。

目前，受大家认可较多的动物行为学视力测试方法有学习性任务和视觉反射任务两大类：

01学习性任务测试方法

学习性任务测试方法就是选取一个与视力有关的实验，然后不断训练使动物学习去做这个实验从而达到视力检测的效果。在学习性任务测试工作中，研究人员需要训练实验动物观察刺激并对刺激做出相应的反应，而刺激的形式根据具体的实验内容可以采用不同的方式出现，如同时在不同的位置出现或者以先后顺序在同一个位置出现。

在实验中，研究人员往往需要依次改变刺激参数，将刺激难度从简单逐渐调难，最后一直到模式动物分辨不出刺激的差别，这个稳定的视力刺激阈值就可以用来表示被测试动物的视力情况。学习性任务测试实验中，一个难点就是研究人员需要找出一个能让模式动物告诉自己它是否看到刺激的动作。很多视力测试的实验使用的是学习性任务测试方法，其中两个比较著名的实验是跳台实验和视觉水箱任务。

跳台实验

研究人员用跳台实验研究外界条件、基因类型、药物刺激等对动物学习记忆能力、认知功能等的影响作用，解决了各式各样的问题。

跳台实验测试时，将需要测试的小鼠放在跳台上，随机在门上贴有能刺激小鼠视觉的标志如光栅等，贴有刺激的门被称为打开状态，门下面就是一个安全的平台；没贴有刺激的门被称为关闭状态，门下面没有平台，是一个安全的铜网。小鼠跳进关闭状态的门相当于受到掉在铜网的惩罚。将小鼠训练到能跳进打开状态的门之后，就可以进行视觉实验操作，若实验之后小鼠不能正确跳入打开状态的门内则可以判断小鼠视力受损。

缺点：跳台实验在训练和操作模式动物时比较麻烦，小鼠选择跳入哪类门内可能不仅仅于与小鼠视力有关，用跳台实验测试模式动物视力的方法已经逐渐被其它方法替代。

水箱实验/视觉水迷宫（Visual Water Task）

水箱实验的原始模型是由Morris发明的Morris水迷宫，研究人员在Morris水迷宫的基础上不断改善设计出各种类型的水箱实验装置。如图所示的就是改进的水箱实验装置。在Morris水迷宫中，隐匿平台的位置是位置不固定的。由于小鼠本身就会游泳，研究人员只需训练小鼠来确定隐匿平台的位置逃离水面到平台上，这样就可以用于测试模式动物的行动轨迹。但这也导致视觉研究者很难确定小鼠的视觉观测距离，几乎不能进行定量分析的研究。

VisuWaterTask动物视觉水迷宫分析系统

视觉水迷宫水箱只随机在左右两个水槽中放置隐匿平台，两个电脑显示器中隐匿平台那边显示光栅，另一边显示对应尺寸的均匀灰屏，训练小鼠向有光栅的那边游去。只要加大光栅的空间频率（每度视角内图像或刺激图形的亮暗作正弦调制的栅条周数）或者加速光栅转动速度，光栅就会更难被模式动物分辨出来，测量小鼠观测到光栅的临界空间频率或者速度就可以在定量上测量小鼠的视力。

优点：相比跳台实验而言，水箱实验的确相比跳台实验更方便模式动物学习。在跳台实验中，小鼠的动作还有可能所到小鼠嗅觉和触觉等的影响，而水箱实验中的水正好能排除掉小鼠嗅觉和触觉的影响，使得水箱学习实验中的研究更集中于视觉的研究。

02概述总结

尽管学习性任务测试方法能在一定程度上甚至从定量上测量小鼠的视力情况，但学习性任务需要时间训练动物，得到视觉阈值往往需要数天到数周的时间，这就不能满足及时测量视力（如视觉发育早期、药物干预之后等）的需要。而且这样在视力测试的时候就比较耗费时间。另外，学习性任务往往都与模式动物的学习能力有关，最终测试的视力结果也将受到模式动物学习能力的影响，对于发育不同的模式动物，学习性测量方法的结果也并不严谨。

下一篇，我们将继续探讨动物视觉反射的几种行为学测试方法及优缺点，如果您也对动物视觉视力行为测试方法感兴趣或者有疑问，可以关注我们的百家号：脑声常谈和微信公众号：动物神经科学与行为学！我们在这等您！