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脑声常谈：小鼠爬梯实验（staircase test，ST）测试方法总结

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2024-10-30 17:12

爬梯同样是观察动物焦虑状态的一种检测手段，主要用于评价脑损伤后的感觉运动功能缺损。在小鼠爬梯实验（staircase test，ST）中，小鼠站立是指小鼠出于警惕性，前爪腾空或（一只前爪或两只前爪）扒靠在爬梯内壁向上或向前嗅探，判断是否有危险的行为。小鼠爬梯次数可以判断其运动活力，爬梯是指小鼠在爬梯实验过程中，四肢均爬上一级台阶的情况，爬下一级不做计算。小鼠的楼梯测试通过比较爬楼梯与站立的比率来区分运动反应和抗焦虑反应。因此，当饲养的减少伴随着爬升步数不变或增加时，就可以解释为焦虑症。该测试显示了抗焦虑药的药理学选择性，事实上，运动兴奋剂往往会降低测试中的两个参数。楼梯测试测量独立前肢伸展、感觉能力、运动协调性和抓握技能。

该装置包括一个封闭的楼梯，有五个灰色塑料制成的台阶。每个台阶高2.5厘米，长7.5厘米，宽11厘米，因此楼梯在最上面的台阶处高达12.5厘米。该装置长45厘米，并被一端高12.5厘米、另一端高25厘米的墙包围。实验开始时将C57小鼠头部朝向爬梯放置于最下层靠近内壁中间的位置，测试开始前至少 1 小时将动物从笼子里移至测试室。将小鼠放置在底层，背对楼梯。观察3分钟内上升的步数和站立的次数，开始计时，记录每只小鼠的站立及爬梯次数。在动物之间用湿纸巾擦拭该装置并干燥。楼梯测试是在限制笼子中重新配置侧向伸手孔和管子的各种尝试中出现的，以便小鼠只能在特定位置使用一个或另一个肢体。解决方案是在狭窄的走廊内开发一个平台，大鼠（或小鼠）可以沿着该平台爬行，并从两侧伸手拾取食物颗粒。走廊太窄不允许鼠转身，因此它只能使用左前爪从左侧够到颗粒，使用右前爪从右侧够到颗粒。具有一系列台阶的双楼梯，每个台阶上有一个浅井，每个井中放置两个食物颗粒，然后提供大鼠取回颗粒必须达到的一系列线性距离以及相应的难度等级。在每次测试中，将轻度食物剥夺的大鼠放置在楼梯装置中15分钟，最后可以计算回收的颗粒数量。这种特定的测试还用于大鼠，并利用每侧由两个狭窄楼梯组成的室，鼓励大鼠使用单个前肢到达、抓住和吃掉食物颗粒。楼梯的每一步都会增加到达的距离，从而增加任务的难度。

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指标分析：

通常记录两个测量值：取回的颗粒、移除的颗粒总数，它提供了动物在本体感觉反馈下可以到达并协调有效抓握和取回的距离的指数；

在该测试中，小鼠粪便和排尿点的数量很容易量化，并提供应激反应的进一步指标；

最大到达距离，即剩余一个或更少颗粒的最远步骤，它提供了动物可以尝试到达的最大距离的指数。在实践中，这两个指数产生非常相似的实验结果，并且对于大多数目的，简单地记录回收的颗粒就提供了可靠且有效的指标。

爬梯试验测试结果示例

楼梯到达任务是测量与PD和HD模型啮齿动物相关的行为缺陷的极其敏感的方法。楼梯测试的优点是快速测量双侧肢体损伤，并提供在一定范围内达到成功的客观终点测量。此外还可以提供对熟练到达的运动要素及其生物测量的评估。大多数对PD模型大鼠的研究几乎没有发现任何改善，而一些使用HD模型大鼠的研究则发现了一些改善。这些结果与通过许多其他行为测量（例如姿势、肢体使用不对称性和旋转行为）观察到的更成功的功能恢复形成对比。爬梯测试将继续成为检测神经移植积极效果的较好筛选方法。

楼梯测试通常被称为熟练前肢使用的测试，尽管它也取决于大鼠学习新的复杂运动模式的能力。事实上，正常大鼠可能需要连续十天的测试才能在该测试中达到稳定和最佳的表现。

优缺点：

具有良好的动态范围，并且评估运动行为的生理类型，对动物具有明显的适应价值。

该测试的一个潜在缺点在于其复杂性。该测试的表现不仅取决于动物的精细运动技能，还取决于学习和动机成分。

注意事项：

早期的研究应对动物在术前进行训练，在实验操作之前进行2-4周的训练以获得稳定的基线；

实验期间保持安静，光线无变化，室温保持在20~25℃，提前清洁及干燥透明爬梯，消除多余气味。

文献引用：

Cryan et al. 2003;

Simiand et al. 1984

Cryan et al.2003

Gray and Lalljee 1974