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旷场实验别烦恼,科研大佬带你搞!3分钟学会旷场实验指标统计方法

2022-06-13 06:30 作者:脑声常谈  | 我要投稿

对于试图回答行为机制问题的研究人员来说,动物模型是无价的。旷场测试是测量动物模型行为最常用的平台之一。这是一种快速且相对简单的测试,可以提供各种行为信息,从被测动物的一般行走能力到情绪数据。由于它与啮齿动物模型有关,该计划允许对实验室饲养和野外捕捉的不同品系的小鼠或大鼠进行研究。这种技术也可以很容易地用于研究不同药物化合物的抗焦虑或抗焦虑作用。这里详细介绍了用开放迷宫描述小鼠行为的协议,并简单分析了两个C57BL/6小鼠品系之间的一般运动能力和焦虑相关的情绪行为。简而言之,使用所描述的方案,我们发现野生型小鼠比年龄匹配的基因敲除小鼠表现出明显更少的焦虑相关行为,而两个品系表现出相似的行走能力。

实验导论

开放式迷宫(OFM)最早是在1934年开发的,用来测量啮齿动物的情绪。它已成为动物心理学中应用最广泛的行为测量方法之一。它提供了对定义明确的行为的简单且相当快速的评估,而无需培训测试对象或管理测试的人员。这些特征导致了开放式迷宫在研究中的广泛使用,并扩展到其他动物物种,如小牛、猪、兔子、灵长类动物、蜜蜂和龙虾。其受欢迎的部分原因是测试背后的心理和生理概念通常简单易懂。例如,推测进化力量选择了动物的共同反应,以至于大多数物种对特定刺激表现出焦虑介导的恐惧或逃跑反应。例如,啮齿动物对大、明亮、开放和未知的环境表现出明显的厌恶。我们可以假设他们习惯于将这些类型的环境视为系统开发中的危险。所有这些特征都包含在开放域的迷宫中,并形成了其在行为范式测试中使用的基础。


开放场地框架由一个有足够高度的围墙区域组成,以防止物体逃逸。典型的迷宫是圆形或方形的,其面积足够大,可以根据测试对象的大小在迷宫的中心产生一种开放感。在荒野迷宫中,可以对许多变量进行评分,其中大多数变量涉及不同类型的体育活动。行走是最常见的研究行为,但也可以测量潜伏期或勃起等其他行为。在大多数情况下,啮齿动物的行为是在一个光秃秃的迷宫中分析的。然而,在迷宫地板上添加一个或多个物体可以增加观察物体如何与新的额外刺激相互作用的能力。呈现对象时的相关参数通常是接近对象的次数,或者在某些情况下,一个对象相对于另一个对象的偏好或不喜欢。

仪器的准备

由四个活动室组成的多单元开放式迷宫(OFM)用于此分析(图1)。每个单元的尺寸为50厘米(长)x 50厘米(宽)x 38cm厘米(高),由白色高密度无孔塑料制成。

  1. 当迷宫的墙壁光滑时,纹理化迷宫的地板以在行走中获得牵引力。为了这个测试的目的,迷宫象限是完全空的。考虑到本协议的其余部分,上述迷宫的一个象限将用于演示OFM。

  2. 在使用和后续测试之前,用95%的乙醇擦拭测试室,以消除之前主题鼠标留下的任何气味线索。

  3. 在测试老鼠之前,让乙醇完全蒸发。每次测试之间可能需要5-10分钟。

  4. 对于此分析,请使用VisuTrack视频跟踪软件(上海欣软)来记录和评估鼠标移动。注意:任何商业视频跟踪摄像机和软件都可以用来跟踪测试对象和评估开放迷宫的结果。对于最终用户来说,了解如何校准和运行用于每次单独分析的软件非常重要。无论您使用哪种相机和跟踪软件,都可以根据制造商的说明正确校准相机和软件,从而获得最佳效果。

  5. 在包含迷宫设备和运行软件所需的计算机的标准照明室内进行测试。将摄像机连接到天花板或使用任何头顶支撑系统将摄像机悬挂在迷宫上方,以便摄像机镜头可以看到整个迷宫区域(图2)。

  6. 作为测试的人类管理员,房间里必须有足够的空间,使迷宫中的测试对象完全无法被观察到,以免影响小白鼠的行为。

VisuTrack软件(上海欣软),旷场实验区域指数偏好图

实验草案

提示:这个方案中使用的软件包允许一次跟踪多达16只老鼠。如上所述,为了便于完成,这里讨论的协议适用于使用OFM的单个象限的单个鼠标。对于本协议中使用的设备,您可以使用迷宫的每个象限跟踪最多4只老鼠。如果使用多壳迷宫,在将第一只实验小鼠放入其定义的象限后,将其余小鼠放入其各自的迷宫象限进行后续分析。出于本协议的目的,将对迷宫的单个象限进行进一步解释。

  1. 把笼子里的老鼠从它们的起居室带到测试室。在开始测试之前,让小鼠适应手术室至少30分钟。

  2. 轻轻抓住它的尾巴,从笼子里取出一只老鼠,将老鼠放在开放的迷宫中间,同时通过点击“开始”按钮激活VisuTrack软件,开始跟踪老鼠的运动。老鼠马上移动到迷宫的外壁是正常的。释放和追踪捕获的老鼠的时间应该一致,以记录这种运动。

  3. 实验小鼠被允许在迷宫的每个象限自由且不间断地移动10分钟,在此期间,跟踪软件将记录移动情况(图3)。

  4. 测试期结束时,轻轻抱起测试小鼠,将它们带出迷宫,放回笼子。

  5. 清理迷宫前,目测计算迷宫内的粪便颗粒,并手动记录数字,以便进一步分析。

  6. 清除所有粪便颗粒,擦拭所有排尿点。用95%的乙醇喷洒迷宫象限的地板和墙壁,并用干净的纸巾擦拭。在测试其他小鼠之前,让乙醇溶液完全干燥。

  7. 用下一个小鼠重复这个过程。


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