动物实验常见的行为学检测方法(2)— 情绪和社交行为实验
2024-08-01 来自: 长沙东晟生物技术有限公司 浏览次数:1291
动物行为学实验是神经科学研究领域的重要组成部分,主要侧重于科学客观地评价各种条件下的动物行为。动物行为学实验种类繁多,研究不同的疾病模型时,研究人员需根据关注的具体行为选择合适的研究手段。动物行为学实验可以分为学习记忆类、情绪类、社交行为实验、痛觉测试类和运动行为实验等,其中许多实验需要借助特制的仪器、记录及分析系统。
一般来说,评估小鼠的情绪行为主要分为两个方面:焦虑行为和抑郁行为。焦虑行为是动物的新奇环境探索心理与对新奇环境的恐惧之间产生冲突所导致的行为。而抑郁行为是动物在面临环境压力和其他因素的慢性长期影响下,出现如缺乏快乐、行为绝望、获得性无助等的情绪反应,焦虑行为实验有旷场实验、高架十字实验和明暗场实验。
旷场实验
采用开口的观察盒(50 cm×50 cm×30 cm)并用与小鼠毛色相反的颜色覆盖内壁,底部分为25等分的方块。实验在安静的环境下进行。将动物放入箱内底面中心,同时进行摄像和计时。观察一定时间后停止摄像,观察时间一般为3~5 min。
适用动物模型:脓毒症模型、抑郁大鼠模型、焦虑症大鼠模型
旷场实验的应用:旷场实验广泛应用于认知障碍模型小鼠或大鼠的行为学测试,大多数研究主要将其作为评判实验动物运动能力的一项检测指标。
高架十字迷宫实验
高架十字迷宫实验是一种非条件反射焦虑动物模型,它利用动物对新异环境的探究特性和对高悬敞开臂的恐惧心理,形成动物的矛盾冲突状态反应动物的焦虑情绪。除建立动物焦虑应激模型外,高架十字迷宫实验也是国 际上公认的经典测量焦虑症状的方法,被广泛应用于大小鼠等啮齿类动物的焦虑行为学研究。
明暗场实验
明暗场实验是基于小鼠对明亮区域的自然厌恶以及它们对轻度压力源(例如新环境和光线)的自发探索行为的一项焦虑测试实验,是用于测量小鼠焦虑样行为的最广泛使用的测试之一。
抑郁行为实验有悬尾实验、强迫游泳实验和糖水偏好实验。
悬尾实验
悬尾实验(Tail suspension test, TST)是一种抗抑郁药物评价模型的经典方法。其原理是利用小鼠悬尾后企图逃脱但又无法逃脱,从而放弃挣扎,进入特有的抑郁不动状态,通过记录不动状态潜伏期和不动状态持续时间百分率来评价动物的不动状态。
适用动物模型:
慢性应激抑郁大鼠模型、抑郁小鼠模型;
悬尾实验的应用:
主要用于抗抑郁、镇静以及止痛类药物的研究。
悬尾实验具体操作方法:
将小鼠悬吊在离工作台20-25cm的地方,用胶带将小鼠的尾部分后1/3固定在支架上,小鼠只有在被动地完全静止的情况下才被认为是不动的,在6min的时间内记录不动状态潜伏期和不动状态持续时间。
强迫游泳实验
强迫游泳实验是一种行为绝望实验法,通过将小鼠放入局限且不可逃避的环境(如水中),小鼠在该环境中拼命挣扎但无法逃脱,从而诱导小鼠产生绝望的不动状态,以衡量小鼠的抑郁样行为。
广泛用于潜在抗抑郁药物的基础研究和筛选,也是评价啮齿类动物模型的抑郁类行为最常用的实验之一。
适用动物模型:慢性应激抑郁大鼠模型、抑郁小鼠模型;
强迫游泳的应用:主要用于抗抑郁、镇静以及止痛类药物的研究。
具体操作是将小鼠放入装有干净水的圆柱容器内,水深30cm,水温23-25◦C,强迫小鼠游泳,用摄像系统记录,第一天先进行15min的训练,第二天进行6min的测试。观察小鼠的不动状态(动物放弃主动挣扎,躯体处于漂浮不扭动状态)记录不动状态的持续时间。
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。
具体实验:适应阶段、剥夺阶段、偏好测试、数据分析
适应阶段:(每个笼的两个瓶子的位置应12h更换一次,以避免放置位置偏好),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。
三箱社交实验
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。
三箱社交实验主要用于探究小鼠对社会刺激的偏好。特别是在自闭症研究中,它被广泛应用于评估小鼠的社交兴趣和社交认知能力。主要表现为社交能力 (social ability)和社交新颖 (social novelty)。
适用动物模型:孤独症模型、创伤后应激障碍(PTSD)
适应阶段:将测试小鼠放置在三箱的中心,其中两个空的网笼位于左室和右室中。允许小鼠自由探索每个左右室10min,并记录小鼠在每个室中累计的时间。
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,测试10min,记录小鼠在左右室中累计的时间。
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。