動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)指南:T迷宮評(píng)估空間工作記憶的行為學(xué)測(cè)試方法總結(jié)
本文來源于“腦聲常談”,brainnews經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
撰稿丨腦聲常談 瑾瑜(筆名)
排版丨腦聲常談 編輯團(tuán)隊(duì)
插圖丨腦聲常談 TYR
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
T迷宮任務(wù)可用于大鼠、小鼠、沙鼠、豬、綿羊、山羊、烏龜和鴿子等。對(duì)于大鼠和小鼠來說,有空間組織的測(cè)試通常學(xué)習(xí)得很快,并且執(zhí)行得非常準(zhǔn)確。相比其他品系,C57BL/6小鼠被廣泛認(rèn)為更適合進(jìn)行行為任務(wù),但大多數(shù)近交繁殖品系也表現(xiàn)良好,如白化小鼠NMRI、CD-1等。129S2Sv小鼠,或具有較多129遺傳背景的轉(zhuǎn)基因小鼠,最好避免使用。Hooded Lister大鼠是理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,但白化品系的Sprague-Dawley或wistar大鼠也表現(xiàn)得相當(dāng)好,但可能在迷宮中行動(dòng)速度會(huì)慢一些。
至于每組動(dòng)物的數(shù)量,這可以是非常靈活的,因?yàn)樵摐y(cè)試可以重復(fù)很多次,以增加數(shù)據(jù)量。因此,如果你有10只對(duì)照組大鼠和10只損毀組大鼠,并且只是想知道兩組是否有差異,每只大鼠進(jìn)行5次試驗(yàn)通常就足夠了。其實(shí),T迷宮交替任務(wù)也可以用來量化單個(gè)嚙齒動(dòng)物的表現(xiàn)。例如,你可能希望檢查在一組海馬損毀的大鼠中,每只大鼠是否都有明確的功能損傷。為了評(píng)估單個(gè)動(dòng)物的表現(xiàn),可能需要20+個(gè)試驗(yàn)/大鼠。如果動(dòng)物的適應(yīng)程度良好,每次試驗(yàn)通常只需要1-2min。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)設(shè)備是一個(gè)封閉T迷宮或一個(gè)相同尺寸的高架T迷宮。手動(dòng)運(yùn)行的T迷宮很容易構(gòu)建,但也是相當(dāng)勞動(dòng)密集型的。不過,現(xiàn)在也開發(fā)出自動(dòng)T迷宮,可以商業(yè)購(gòu)買。T迷宮包括兩個(gè)目標(biāo)臂和一個(gè)與之垂直的起始臂或稱主干臂。圖1展示了一個(gè)T迷宮的平面圖。表1展示了適合大鼠或小鼠的T迷宮尺寸。起始臂的寬度應(yīng)適用于配有中心分區(qū)進(jìn)行自發(fā)交替的迷宮。
如果只將迷宮用于獎(jiǎng)賞交替,則10厘米的寬度能使大鼠更快速地轉(zhuǎn)向目標(biāo)臂,從而獲得更好的本體感覺反饋和任務(wù)表現(xiàn)。建議小鼠的起始臂寬度設(shè)計(jì)為7厘米。在封閉迷宮中,對(duì)于小鼠,墻壁應(yīng)為20厘米高;對(duì)于大鼠,應(yīng)為30+厘米高。目標(biāo)臂之間應(yīng)包括一個(gè)可拆卸的中央隔板,使動(dòng)物在采樣階段一次只能進(jìn)入一個(gè)目標(biāo)臂。如果沒有這個(gè)隔板,動(dòng)物可以在第一個(gè)采樣階段對(duì)另一個(gè)臂進(jìn)行部分采樣,這可能會(huì)對(duì)選擇階段造成干擾。
T迷宮已經(jīng)使用了一個(gè)多世紀(jì),已經(jīng)嘗試了許多設(shè)計(jì)。例如,一些研究人員選擇設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)的起始盒或可關(guān)閉的目標(biāo)盒使其與目標(biāo)臂分開。雖然目前T迷宮的設(shè)計(jì)是簡(jiǎn)單通用的,但若試圖復(fù)制其他研究人員的工作結(jié)果,建議一定要精確地復(fù)制他們的迷宮設(shè)計(jì)。迷宮可以由灰色或黑色的油漆木材、中密度纖維板(MDF)或聚氯乙烯(PVC)等塑料制成。把迷宮漆成灰色或黑色的原因是嚙齒動(dòng)物傾向于避開明亮的地方,比如白色的地板。一個(gè)白色的迷宮可能會(huì)引起焦慮,從而適應(yīng)的速度也會(huì)更慢。黑鼠可以選擇淺灰色迷宮,白鼠可以選擇灰色或黑色迷宮。
對(duì)于高架T迷宮,平面圖與封閉T迷宮的尺寸相同。對(duì)于小鼠,一般將迷宮安裝在離地面至少30厘米的架子上;對(duì)于大鼠,一般安裝在離地面至少60厘米的架子上。強(qiáng)烈建議在高架T迷宮周圍安裝透明的有機(jī)玻璃或黑色矮墻,以減少動(dòng)物的焦慮并且防止它們掉落。對(duì)于小鼠,矮墻高度可設(shè)置為1厘米高,大鼠可設(shè)置為3厘米高。
實(shí)驗(yàn)方案
在開始T迷宮任務(wù)之前,應(yīng)確定入臂標(biāo)準(zhǔn)。一般來說,每次試驗(yàn)選擇的標(biāo)準(zhǔn)是整個(gè)動(dòng)物(包括尾巴尖)均進(jìn)入目標(biāo)臂內(nèi)。一些研究人員可能也會(huì)選擇使用其他標(biāo)準(zhǔn),比如四只腳進(jìn)入目標(biāo)臂,或者只使用兩個(gè)前足進(jìn)入作為標(biāo)準(zhǔn),但建議包括尾尖,因?yàn)楫?dāng)所有四只腳都進(jìn)入一個(gè)目標(biāo)臂時(shí),動(dòng)物仍會(huì)猶豫并可能糾正自己的選擇(其實(shí)也證明大鼠正在識(shí)別,即認(rèn)知過程正在發(fā)生)。值得注意的是,當(dāng)它們最終進(jìn)入正確的目標(biāo)臂時(shí),它們會(huì)迅速移動(dòng)到臂的遠(yuǎn)端。因此,這個(gè)包括尾尖的標(biāo)準(zhǔn)可能是最敏感的。但無論采用哪種標(biāo)準(zhǔn),只要嚴(yán)格遵守,就應(yīng)該不會(huì)存在實(shí)驗(yàn)者偏倚的問題。但為了完全避免實(shí)驗(yàn)者偏倚的可能性,采取實(shí)驗(yàn)者對(duì)動(dòng)物分組的盲法是可取的。這很容易實(shí)現(xiàn),例如,通過在藥理學(xué)研究中將藥物治療進(jìn)行編碼,最好是由行為訓(xùn)練人員以外的人來管理。
如果執(zhí)行獎(jiǎng)賞交替任務(wù),請(qǐng)遵循下面的選項(xiàng)A。如果進(jìn)行自發(fā)交替任務(wù),請(qǐng)遵循下面的選項(xiàng)B。
A.獎(jiǎng)賞交替任務(wù)
1. 實(shí)驗(yàn)程序
(1) 撫摩:把你的手放進(jìn)飼養(yǎng)籠里,慢慢地讓動(dòng)物適應(yīng)你的觸摸,先不要一開始就把它們拿起來。雙手合攏成杯狀托住一只動(dòng)物,輕輕地握緊一點(diǎn)(或者通俗點(diǎn)說放在手里輕輕rua幾下)。把它們托起來,過一會(huì)兒再把它們放回籠子里,不要抱太久;或者如果它們變得激動(dòng)也要及時(shí)放回籠子里。最好地讓動(dòng)物適應(yīng)撫摩的方法是抓住它們的身體而不是尾巴,并逐漸增加撫摩的時(shí)間。如有必要,間隔5 min重復(fù)幾次。一定要有足夠的間隔,把它們放回籠子里使它們?cè)俅巫兊闷届o。適應(yīng)是很重要的一步,除非它們都很適應(yīng)和放松,否則它們不會(huì)把任務(wù)學(xué)得很好。
(2) 在飼養(yǎng)籠里給動(dòng)物喂實(shí)驗(yàn)時(shí)用的獎(jiǎng)賞食物,使動(dòng)物在熟悉的環(huán)境中適應(yīng)獎(jiǎng)賞食物的味道,以避免面對(duì)沒吃過的新食物而產(chǎn)生的低食癥,因?yàn)閲X動(dòng)物對(duì)于吃新東西很警惕。關(guān)于給它們的確切的數(shù)量在此階段并不重要:對(duì)于大鼠,大約每只給予20顆獎(jiǎng)賞食丸;對(duì)于小鼠,大約每只2毫升獎(jiǎng)賞牛奶。在光暗循環(huán)的黑暗階段開始前一小時(shí),將食物盛在一個(gè)小盒子里,放進(jìn)飼養(yǎng)籠。(注意找一個(gè)合適的容器以免墊料大量混進(jìn)食物里)。
(3) 食物限制。食物限制對(duì)于增加和維持大/小鼠執(zhí)行T迷宮任務(wù)的動(dòng)機(jī)至關(guān)重要。稱重每只動(dòng)物并記錄,在飼養(yǎng)籠內(nèi)定量配給嚙齒動(dòng)物專用食料。關(guān)于喂食量,對(duì)于小鼠,大約1.5克/只;對(duì)于大鼠,約5克/100克體重。把食物掰成小塊,這樣可以盡量避免某些動(dòng)物壟斷食物。使每只動(dòng)物保持在其自由喂養(yǎng)體重的85%以上,90-95%是最理想的。如果實(shí)驗(yàn)時(shí)間持續(xù)一周以上,并且動(dòng)物還沒有完全長(zhǎng)大,一定要確保它們的體重按照正常的生長(zhǎng)曲線有規(guī)律地增加;不能將體重保持在初始自由喂養(yǎng)體重的固定百分比。在測(cè)試和訓(xùn)練期間,每天給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物稱重,以監(jiān)測(cè)健康狀況和食物限制程度,允許大鼠在限制飲食下每周增長(zhǎng)5克體重??紤]到動(dòng)物福利倫理,我們建議限制飲食時(shí)不應(yīng)導(dǎo)致體重下降到自由喂養(yǎng)體重的85%以下。如果體重在自由進(jìn)食體重的85%時(shí)還沒有動(dòng)力進(jìn)行任務(wù),這可能意味著適應(yīng)地還不夠。動(dòng)物適應(yīng)得越好,就越不需要定量配給來促使動(dòng)物順利進(jìn)行迷宮任務(wù)。訓(xùn)練有素的動(dòng)物即使吃了很多正常飼養(yǎng)食料,在迷宮中也會(huì)行動(dòng)以尋求獎(jiǎng)賞食物。單籠飼養(yǎng)雖然可以更好地控制每一只動(dòng)物的體重,但是這種社交隔離也會(huì)增加動(dòng)物的應(yīng)激和焦慮。
(4) 試驗(yàn)前準(zhǔn)備:在任何行為任務(wù)中,動(dòng)物應(yīng)該處于測(cè)試的最佳喚醒狀態(tài)。把它們帶進(jìn)測(cè)試室后,讓它們待一個(gè)小時(shí)。如果立即進(jìn)行測(cè)試,它們就會(huì)過度興奮,不集中注意力。相反,也不要讓它們待一個(gè)小時(shí)以上,否則它們可能會(huì)睡覺。
(5) 適應(yīng)和訓(xùn)練試驗(yàn)
首先適應(yīng)動(dòng)物,如下文(i)(ii)(iii)所述。當(dāng)動(dòng)物被單獨(dú)放在迷宮中時(shí),能夠毫不猶豫地探索,并且沒有過度排便或排尿,代表動(dòng)物適應(yīng)良好, 這通常是在訓(xùn)練后的4天內(nèi)達(dá)到??梢韵扔妹詫m樣的設(shè)備適應(yīng),逐步再用真正的T迷宮適應(yīng),尤其是當(dāng)動(dòng)物看起來很緊張時(shí)最適合這樣逐步適應(yīng)。一旦這些動(dòng)物適應(yīng)了,通常每天進(jìn)行10次試驗(yàn)。下文步驟(iv)采樣試驗(yàn)和步驟(v)測(cè)試試驗(yàn)為一對(duì)匹配訓(xùn)練。一次匹配測(cè)試后將動(dòng)物放回飼養(yǎng)籠。即第一只動(dòng)物測(cè)試完,隨后這一組的動(dòng)物依次進(jìn)行它們各自的第一個(gè)匹配測(cè)試,然后進(jìn)行下一輪。每個(gè)試驗(yàn)的采樣目標(biāo)臂由隨機(jī)序列確定,每個(gè)動(dòng)物和每個(gè)測(cè)試階段都有不同的序列。連續(xù)相同臂的最大數(shù)量為三個(gè),以防止養(yǎng)成位置定式的習(xí)慣。合適的隨機(jī)序列可以由計(jì)算機(jī)生成。
(i)讓動(dòng)物適應(yīng)迷宮樣的環(huán)境。(A) 對(duì)于封閉迷宮的預(yù)適應(yīng),可以用一個(gè)巷道裝置,類似迷宮的一個(gè)臂。讓動(dòng)物從裝置的一端跑到另一端,在那里放有充足的獎(jiǎng)賞食物,并允許它們喝或吃掉所有食物。如果事先進(jìn)行了很好的撫摩適應(yīng),每組使用3分鐘的適應(yīng)試驗(yàn),然后進(jìn)行下一組。大多數(shù)動(dòng)物在六次試驗(yàn)之內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)在裝置中大膽跑動(dòng)。(B) 對(duì)于高架迷宮的預(yù)適應(yīng),由于迷宮的高度和缺乏高墻所引起的更大的焦慮,將需要更多的適應(yīng)。特別是對(duì)于小鼠,它們?cè)谏叩沫h(huán)境/迷宮中更不容易進(jìn)食。因此,在高處訓(xùn)練之前,在封閉環(huán)境中的過渡訓(xùn)練可能是必要的。這樣它們就不會(huì)像是直接從飼養(yǎng)籠到高架十字迷宮的開臂一樣跨度那么大。接著,非常建議讓它們先在一個(gè)有食物的中等高度的平臺(tái)上適應(yīng)。對(duì)于小鼠,一個(gè)大約30 ×10厘米的矩形平臺(tái),可以用于群體適應(yīng),把同一籠的都放上去。對(duì)于大鼠來說,一個(gè)50厘米的正方形會(huì)是一個(gè)合適的平臺(tái)大小。當(dāng)所有的大鼠/小鼠都能在平臺(tái)上吃東西時(shí),就可以在此平臺(tái)上單獨(dú)適應(yīng)它們,然后再去適應(yīng)T迷宮本身。
(ii)在進(jìn)行獎(jiǎng)賞交替測(cè)試之前,動(dòng)物必須適應(yīng)T迷宮。最好的方法是將所有閘門都打開,沿著迷宮放一些獎(jiǎng)賞食物,并把整個(gè)飼養(yǎng)籠里的一組一起放進(jìn)迷宮適應(yīng)大約3 min。在迷宮中讓同一籠的動(dòng)物一起探索,會(huì)讓它們?cè)谔剿鞯某跏茧A段更舒適,并減少每只大/小鼠適應(yīng)迷宮所需的時(shí)間。如有必要,可以及時(shí)補(bǔ)充獎(jiǎng)賞食物。這樣大約四次(如果它們吃食物的速度很慢可以進(jìn)行更多次),適應(yīng)間隔時(shí)間至少為10 min。T迷宮適應(yīng)期應(yīng)該只需要1天或2天??梢栽俪掷m(xù)適應(yīng)兩天,一天只把食物放在迷宮的臂上,然后第二天只放在臂的末端。
(iii)最后適應(yīng)是將其中一個(gè)目標(biāo)臂的閘門關(guān)閉,讓單個(gè)動(dòng)物從起始臂開始行動(dòng),在左右兩個(gè)臂進(jìn)行相等數(shù)量的適應(yīng)。
(iv)在采樣和測(cè)試試驗(yàn)中均使用獎(jiǎng)賞食物進(jìn)行強(qiáng)化。采樣試驗(yàn)中,關(guān)閉一側(cè)目標(biāo)臂,將動(dòng)物放在起始箱域,強(qiáng)迫動(dòng)物進(jìn)入另一側(cè)目標(biāo)臂,吃掉所有的獎(jiǎng)賞食物。實(shí)驗(yàn)者如果需要在現(xiàn)場(chǎng),那就站在起始箱的中央,這樣實(shí)驗(yàn)者的身體位置就不會(huì)影響動(dòng)物的臂選擇。
(v)當(dāng)動(dòng)物吃完所有的獎(jiǎng)賞后,把它放回起始臂的末端,將其限制在起始位置一段設(shè)定的時(shí)間(從0 s到幾分鐘都可,5 s是理想的時(shí)間),每次和每只動(dòng)物都使用相同的時(shí)間。較長(zhǎng)的等待時(shí)間會(huì)增加任務(wù)難度,也就是說,增加了動(dòng)物必須記住它最后進(jìn)入了哪只臂的時(shí)間長(zhǎng)度。之后開始測(cè)試試驗(yàn)。這次將兩個(gè)目標(biāo)臂的閘門都打開,并只在采樣實(shí)驗(yàn)中被阻擋的那個(gè)臂上放置獎(jiǎng)賞,小鼠的標(biāo)準(zhǔn)獎(jiǎng)賞一般是用1毫升注射器或固定吸管提供的0.07毫升的1:1(vol/vol)水/全脂甜煉乳,大鼠的標(biāo)準(zhǔn)獎(jiǎng)賞是兩個(gè)45毫克的獎(jiǎng)賞顆粒。在起始箱讓動(dòng)物背對(duì)目標(biāo)臂(如果起始箱通過加裝閘門設(shè)置了起始箱,則將動(dòng)物放入起始箱即可,然后再打開閘門),然后允許它自由選擇一個(gè)臂。如果選擇正確,給予充足時(shí)間讓它們吃完所有食物。如果選擇不正確,只需關(guān)閉目標(biāo)臂的閘門來限制動(dòng)物一定時(shí)間后再將其移出,以確保動(dòng)物能發(fā)現(xiàn)該臂是沒有獎(jiǎng)賞的。限制的時(shí)間相當(dāng)于正確反應(yīng)中的進(jìn)食時(shí)間。因此,這是一個(gè)非修正程序。(vi)當(dāng)動(dòng)物表現(xiàn)穩(wěn)定且選擇準(zhǔn)確性高時(shí)(訓(xùn)練達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是工作記憶錯(cuò)誤小于15%)開始進(jìn)行給藥測(cè)試或腦區(qū)損毀研究?;蛘?,也可以研究藥物或腦區(qū)損毀對(duì)學(xué)習(xí)這項(xiàng)任務(wù)的影響,那給藥和損毀需要在訓(xùn)練前進(jìn)行。
2. 評(píng)價(jià)指標(biāo)與數(shù)據(jù)分析
記錄進(jìn)入食物強(qiáng)化臂的次數(shù)(正確選擇)和再次進(jìn)入非強(qiáng)化臂的次數(shù)。反復(fù)進(jìn)入一個(gè)無獎(jiǎng)賞的臂被認(rèn)為是一種工作記憶錯(cuò)誤。將數(shù)據(jù)表示為:(1).柱狀圖,顯示為在給定的測(cè)試期間對(duì)照組、腦損毀組或藥物測(cè)試組的平均正確選擇百分比 (單因素:分組),或 (2).直線圖,比較每組及每天測(cè)試階段的正確選擇百分比(雙因素:分組和測(cè)試日)。對(duì)于包含少量試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn),可以計(jì)算每只動(dòng)物的正確百分比,并使用成對(duì)對(duì)照組與處理組的t檢驗(yàn)比較或多組比較的ANOVA分析結(jié)果數(shù)據(jù)。對(duì)于較長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn),將數(shù)據(jù)分割成合適的試驗(yàn)塊,并執(zhí)行重復(fù)測(cè)量方差分析。此外還可以記錄選擇潛伏期,潛伏期反映動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)能力和對(duì)任務(wù)執(zhí)行的積極性。
3. 時(shí)間
每次試驗(yàn)的時(shí)間應(yīng)不超過2 min。正常健康的大鼠將在7到10天內(nèi)準(zhǔn)備好進(jìn)行任務(wù)訓(xùn)練(包括足夠的食物限制和充分適應(yīng)T迷宮),而且在訓(xùn)練時(shí)幾乎每次都能完美地完成這項(xiàng)任務(wù)。一只健康有動(dòng)力的大鼠應(yīng)該在5天內(nèi)達(dá)到任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。
4. 注意事項(xiàng)
(1). 在訓(xùn)練過程中,即在給與任何處理因素之前,如果一只動(dòng)物在90 s內(nèi)沒有沿迷宮移動(dòng),請(qǐng)將其移除,然后過一會(huì)兒再試一次。經(jīng)驗(yàn)表明,這是對(duì)付那些不動(dòng)的動(dòng)物的最好方法。如果將它們繼續(xù)留在迷宮中,希望最終它能動(dòng)起來,可能會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間,而且動(dòng)物往往變得更加焦慮,這種焦慮將會(huì)與迷宮聯(lián)系在一起,可能會(huì)造成惡性循環(huán),動(dòng)物更不愿意動(dòng)了。最好的辦法是取出動(dòng)物,重新讓它在不同環(huán)境下適應(yīng)獎(jiǎng)賞食物,首先在飼養(yǎng)籠里,然后在不同的新環(huán)境中,最后再在迷宮中適應(yīng)。然而,如果動(dòng)物在已經(jīng)給與處理因素后(比如給藥或腦區(qū)損毀)發(fā)現(xiàn)不動(dòng),那90秒的時(shí)間限制是中止試驗(yàn)的合理標(biāo)準(zhǔn)。然后,可以將這種失敗的試驗(yàn)次數(shù)與對(duì)照組的失敗試驗(yàn)次數(shù)進(jìn)行比較,并得出關(guān)于處理因素對(duì)動(dòng)機(jī)的影響的結(jié)論。
(2). 每次試驗(yàn)通常只需要一分鐘多一點(diǎn)的時(shí)間。如果動(dòng)物沒有迅速吃完獎(jiǎng)賞,就代表它們沒有進(jìn)行足夠的適應(yīng)/訓(xùn)練,動(dòng)機(jī)不足,將很難闡明結(jié)果反映認(rèn)知方面而不是動(dòng)機(jī)/訓(xùn)練方面的程度。
B.自發(fā)交替任務(wù)
自發(fā)交替任務(wù)是基于這樣的現(xiàn)象,即嚙齒動(dòng)物以交替的方式探索它們的環(huán)境,即使探索沒有得到食物的獎(jiǎng)賞,嚙齒動(dòng)物仍對(duì)環(huán)境有探索動(dòng)機(jī)。該任務(wù)的正常交替表現(xiàn)需要完整的工作記憶能力。藥理學(xué)操作或腦區(qū)損毀通常是在測(cè)試自發(fā)交替任務(wù)之前進(jìn)行的。該任務(wù)與獎(jiǎng)賞交替類似,除了沒有對(duì)迷宮進(jìn)行適應(yīng),而是利用迷宮的新奇性驅(qū)動(dòng)動(dòng)物的自發(fā)探索/交替。該方案全程允許大/小鼠自由選擇目標(biāo)臂,在第一個(gè)采樣試驗(yàn)中不像在獎(jiǎng)賞交替那樣需要設(shè)置強(qiáng)迫選擇。因?yàn)檫@些動(dòng)物的動(dòng)機(jī)只是它們探索迷宮的欲望(也就是說,它們沒有限制飲食),所以,動(dòng)物必須對(duì)實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)環(huán)境完全適應(yīng),沒有恐懼感。
1.實(shí)驗(yàn)程序
(1). 選擇一個(gè)安靜而昏暗的房間,作為行為測(cè)試的實(shí)驗(yàn)室。
(2). T迷宮的位置以及迷宮外的視覺線索在整個(gè)測(cè)試過程中不變。(3). 同上述獎(jiǎng)賞交替任務(wù)一樣的方式用手撫摩動(dòng)物,使其對(duì)實(shí)驗(yàn)者完全適應(yīng)。(4). 在采樣試驗(yàn)(T0)中,將經(jīng)過充分撫摩適應(yīng)的動(dòng)物輕輕放在起始臂的遠(yuǎn)端,目標(biāo)臂閘門都打開,讓它離開起始臂自由選擇一個(gè)目標(biāo)臂。當(dāng)動(dòng)物進(jìn)入一個(gè)目標(biāo)臂時(shí)(尾尖標(biāo)準(zhǔn)),關(guān)閉該臂的閘門,將動(dòng)物限制在選擇的目標(biāo)臂上30秒,記錄選擇的臂以及選擇的潛伏期。(5). 在30 s結(jié)束時(shí),輕輕地取出動(dòng)物(可以使用鉆管的方式轉(zhuǎn)移動(dòng)物),并將其放回起始臂的遠(yuǎn)端。將其限制在起始箱一定時(shí)間(ITI),0 s到幾分鐘不等,5 s是較合適的時(shí)間。(6). 對(duì)于測(cè)試試驗(yàn),將步驟4和步驟5重復(fù)n次,試驗(yàn)數(shù)可以自己設(shè)置,通常進(jìn)行5到12次試驗(yàn)。(7). 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將動(dòng)物放回飼養(yǎng)籠,運(yùn)至動(dòng)物房,收拾實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生。
2. 評(píng)價(jià)指標(biāo)
每次測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示為交替數(shù)除以所做出的選擇總數(shù), 即在整個(gè)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中的交替百分比作為工作記憶的指標(biāo)。將數(shù)據(jù)表示為:(1).柱狀圖,顯示為在給定的測(cè)試期間對(duì)照組、腦損毀組或藥物測(cè)試組的平均交替百分比 (單因素:分組),或 (2).直線圖,比較每組及每天測(cè)試階段的交替百分比(雙因素:分組和測(cè)試日),不過一般不會(huì)連續(xù)幾天測(cè)試。此外還可以記錄選擇潛伏期,潛伏期反映動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)能力和對(duì)任務(wù)執(zhí)行的積極性。
3. 時(shí)間
每次試驗(yàn)不超過兩分鐘;基本上一分鐘是最短的時(shí)間。而且整體實(shí)驗(yàn)周期短,僅一天即可完成全部實(shí)驗(yàn)。
4.預(yù)期結(jié)果
如果這些實(shí)驗(yàn)程序正確運(yùn)行,使用了合適的大鼠或小鼠品種,那么健康的野生型對(duì)照組通常達(dá)到至少80%的正確交替率,通常會(huì)更高。交替百分比越高,說明動(dòng)物空間工作記憶能力越強(qiáng)。相反,當(dāng)藥物測(cè)試或腦區(qū)損毀等方法影響記憶時(shí),交替百分比下降,在多次試驗(yàn)中,海馬完全損毀的動(dòng)物正確交替率超過60%的情況是很罕見的。任務(wù)對(duì)ITI長(zhǎng)度很敏感,自發(fā)交替率與ITI成反比。
5. 注意事項(xiàng)
(1). 應(yīng)該連續(xù)測(cè)試完一只動(dòng)物的10次試驗(yàn),再進(jìn)行下一只的測(cè)試。不同動(dòng)物之間可以清潔迷宮中的排泄物。一只測(cè)完加清理完大約需要25 min,如果處理因素是給藥,應(yīng)該在不同時(shí)間逐只給藥,不能實(shí)驗(yàn)前統(tǒng)一給藥。
(2). 應(yīng)該設(shè)置完成一個(gè)試驗(yàn)的上限時(shí)間。對(duì)于測(cè)試試驗(yàn),最大時(shí)間限制應(yīng)為180 s,因?yàn)檠舆t時(shí)間超過3分鐘,工作記憶就會(huì)變得太弱。為了控制焦慮相關(guān)或動(dòng)機(jī)因素,采樣試驗(yàn)也應(yīng)設(shè)定時(shí)間限制。健康小鼠通常在小于15-20 s的時(shí)間內(nèi)完成采樣選擇,采樣試驗(yàn)的最大時(shí)間應(yīng)設(shè)置為60 s。如果在任何試驗(yàn)中,動(dòng)物超過了時(shí)間限制,輕輕地將其從迷宮中移出,并將其放回飼養(yǎng)籠,這次試驗(yàn)視為無效,至少30分鐘后再重新測(cè)試(從T0開始)。