小鼠行为学实验(中):小鼠到底在想什么呀?

发布时间:2022-10-20
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上一期小鼠行为学实验知识,我们分享了旷场实验、埋珠实验、Y迷宫实验、高架十字迷宫实验(详情请点击 小鼠行为学实验(上)),以此评估小鼠的学习记忆能力、焦虑情况、刻板印象等。本期知识我们将更深入分享小鼠行为学知识,欢迎大家在留言处一起讨论交流~

 

糖水偏好实验   

糖水偏好实验(Sucrose preference test,SPT)的原理在于啮齿类动物天生对甜食有强烈的欲望,当给它们提供可自由选择的分别含有蔗糖溶液和普通水的两个饮水装置时,它们会选择喝蔗糖溶液。当啮齿类动物处于抑郁状态时,它们不会倾向性去喝蔗糖溶液。因此检测动物对蔗糖溶液的偏好程度可作为评估动物快感缺失症状及抑郁程度的有用手段。

糖水偏好实验适应阶段:(每个笼的两个瓶子的位置应12h更换一次,以避免放置偏好),一个瓶子装有糖水(1%(wt/vol)),一个瓶子装有常规水,适应48h,正常给鼠粮。

剥夺阶段:剥夺所有食物和水持续24h。

偏好测试:准备新鲜的蔗糖溶液(1%(wt/vol)), 将水瓶装满蔗糖溶液或普通水,称量重量。将新鲜蔗糖溶液(1%(wt/vol))和普通水放入鼠笼,以便随时饮用。12h后,将所有的瓶子从鼠笼中取出,重新称重并记录,这期间动物断食。

数据分析:按绝对量计算液体摄入量(分别计算蔗糖溶液和水摄入量)。用以下公式计算:糖水偏好指数=(蔗糖摄入量/总摄入量)*100%。总摄入量是蔗糖溶液摄入量和常规水分摄入量的总和。快感缺乏被定义为在偏好测试中相对于对照组的蔗糖偏好比的降低。

 

三箱实验   

三箱实验(Three-chamber Test)原理是基于小鼠对新物件具有探索倾向的特性,可通过小鼠在实验第二阶段的三箱各区域的活动水平来反映其社交行为,主要表现为社交能力 (social ability)和社交新颖 (social novelty)。测试箱使用不透明的有机材料盒(60cm * 40cm * 22cm),用两个透明隔板将装置内部隔开,形成左、中、右三室(20cm * 40cm *22cm),每个隔板在底部中心有一个长方形开口(5cm * 7cm)。圆柱形金属丝笼(直径8cm的铅笔筒)用作无生命物体(object)或在笔筒中放置陌生小鼠。将装满水的圆柱形瓶子放在金属笔筒的顶部,以防止测试小鼠爬到笔筒的顶部或移动笔筒位置。箱子上方有视频录像装置。

此实验可以分为三部分:第一部分为适应阶段;第二部分为实验阶段一,社会归属和动机;第三部分为实验阶段二,新奇探索和记忆。每个部分完成后均需用75%酒精擦拭装置,避免交叉感染。

适应阶段:在第一个10min的测试中,将测试小鼠放置在三箱单元的中心,其中两个空的笔筒位于左室和右室中。允许小鼠自由探索每个腔室,并记录小鼠在每个腔室中累计的时间。

阶段一:左右箱体内各放置一个相同材质的金属网笼,左边的金属笼内放置一只从未接触过测试小鼠且年龄和性别匹配的同种属小鼠,保证该小鼠实验前跟实验鼠分开饲养,没有接触过,命名为stranger1,另一个金属笼为空(object)。将中间箱子的门打开,实验小鼠放入中间箱子的中央,释放小鼠的同时点击视频录制。此部分测试10min,记录小鼠在每个腔室中累计的时间。

阶段二:左右箱体内各放置一个相同材质的金属网笼,左边仍旧放置之前的stranger 1,右边空置的网笼放入另外一只从未接触过测试小鼠且年龄和性别匹配的同种属小鼠stranger 2。视频记录实验鼠在三个箱子内探索的时间,共测试10min。

实验过程中保证左右两边金属笼内小鼠能持久停留,无法逃跑或拖动金属笼。实验结束后,分别计算实验鼠在各阶段在左右箱子内所在时长。研究实验鼠对同类小鼠和无生命体的偏爱程度,以及实验鼠对熟悉小鼠和陌生小鼠的偏爱程度,以判断实验鼠的社会归属性和记忆能力。

 

新事物识别   

新事物识别(Novel Object Recognition,NOR)实验是一种利用啮齿类动物天生喜欢接近和探索新奇物体的本能来检测动物认知能力。实验测试箱为40 cm* 40cm *40cm无顶箱子,8cm高,3.2cm宽乐高积木两个,装满沙子的底面积为25cm2细胞培养瓶两个。提前2天将小鼠的作息颠倒。实验分为三个阶段,分三天进行:适应阶段,熟悉阶段和测试阶段。

Day 1适应阶段:将小鼠放在空箱中,头朝离实验者最近的一面,让其自由运动5分钟。实验结束后取出小鼠放回原来的笼子,用75%酒精清洁空箱,去除残留的气味,等待或加速酒精挥发后进行下一只小鼠的适应。

Day 2熟悉阶段:24h后将两个相同的物体固定在距两箱壁各5cm处。相同的物体(乐高积木或装有沙子的细胞培养瓶)已提前在不同的小鼠和不同组别中进行随机化。随后将小鼠放入空箱中,头朝两个相同物体相反的方向,让其在箱中自由运动。用秒表计时小鼠分别在两个物体上的探索时间,如果总探索时间达到20s或者实验时间达到10min,停止实验并记录此过程花费的时间。我们选择在小鼠嗅探物体或在观察物体同时欲触摸物体时(当鼻子与物体之间的距离小于2cm时)对物体探测进行计时。爬上物体(除非小鼠嗅探它攀爬的物体)或咬物体不符合探索条件不计入探索时间。实验结束后取出小鼠,用75%酒精清洁空箱和物体,去除残留的气味,干燥后进行下一只小鼠的实验。

Day 3实验阶段:每只小鼠标准时间小于10min,24h后,与熟悉阶段相似,将相同物体的一个换成另一个物体。新物体的位置(左或右)在不同小鼠和不同测试组中随机。用秒表计时小鼠分别在两个物体上的探索时间,如果总探索时间达到20s或者实验时间达到10min需停止实验并记录此过程花费的时间。

实验后将小鼠和物体相继移出,并清洁物体与箱体,将数据录入,观察数据有无离群值。记录的时间以秒为单位。评价小鼠的精神认知记忆使用指标为Discrimination Ratio(DR)公式如下:

其中,TN,TF分别为小鼠探索新物体和探索熟悉物体的时间,对于熟悉阶段,各组小鼠对左右两物体的探索时间不应该有统计学差异。

总结 

本期小鼠行为学实验知识(中)分享大家学会了吗?小鼠行为学实验知识(下)篇我们会持续更新,感兴趣的小伙伴可保持关注~灵赋拓普生物拥有整套行为学仪器设备,详情可咨询致电:0755-86325431,我们竭诚为您服务。