行為學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊︱?qū)W習(xí)記憶之RM、NORT、TC的原理與應(yīng)用

這期主要聚焦于學(xué)習(xí)記憶三類常規(guī)使用的開放性迷宮：

• RM：Radio-Maze（放射迷宮）
• NORT：New Object Recognize Test（新物體識別）
• TC：Three Chamber（三箱社交）

01.實(shí)驗(yàn)原理
放射迷宮是由Olton等人于20世紀(jì)70年代中期創(chuàng)建，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮瓦x擇放射臂數(shù)目不同，可分為8、16、24、32、40、48臂迷宮。其中，八臂放射狀迷宮應(yīng)用較廣泛。它主要是利用限食手段，以此提高動物對食物的渴望，驅(qū)使動物對有食物的迷宮各臂進(jìn)行探究，記住食物在迷宮中的空間位置。

02.參考文獻(xiàn)

• Ortega-Alvaro Antonio, Gibert-Rahola Juan, Micó Juan A, Influence of chronic treatment with olanzapine, clozapine, and scopolamine on performance of a learned 8-arm radial maze task in rats.[J].Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 2006, 30: 104-11.

 

• Suzuki S, Augerinos G, Black A H . Stimulus control of spatial behavior on the eight-arm maze in rats[J]. Learning & Motivation, 1980, 11(1):1-18.

03.實(shí)驗(yàn)材料
八臂迷宮，攝像系統(tǒng)，Smart V3.0行為學(xué)視頻記錄分析軟件。

04.實(shí)驗(yàn)方法
（1） 實(shí)驗(yàn)開始前：對動物進(jìn)行節(jié)食，使動物體重保持在正常體重的85%-90%，第一次試驗(yàn)前動物需禁食一天；

（2）實(shí)驗(yàn)1-3天：在迷宮各臂及中央?yún)^(qū)域放置食丸，每個(gè)區(qū)域放3-5個(gè)，每次同時(shí)放入4只動物在迷宮中間，讓動物自由活動10分鐘；

（3） 實(shí)驗(yàn)第4天：開始進(jìn)行單只動物實(shí)驗(yàn)。在迷宮各臂靠近食槽處放置一個(gè)食丸，將動物放到迷宮中心區(qū)域進(jìn)行自由探索，食丸吃完或自由活動10分鐘后結(jié)束任務(wù)，每天2次；

（4）實(shí)驗(yàn)第5天：將食丸放到食槽中，將動物放在迷宮中心區(qū)域進(jìn)行自由探索，食丸吃完或自由活動10分鐘后結(jié)束任務(wù)，每天2次；

（5）實(shí)驗(yàn)第6天開始：隨機(jī)選擇四個(gè)臂，在食槽中放入食丸。關(guān)閉各個(gè)臂門，讓動物在中央?yún)^(qū)域自由活動30s，打開臂門讓動物自由活動。食丸吃完或自由活動10分鐘后結(jié)束任務(wù)，每天2次，間隔1小時(shí)以上；

（6）當(dāng)對照組動物連續(xù)5次實(shí)驗(yàn)，工作記憶錯(cuò)誤為0，參考記憶錯(cuò)誤平均不大于1時(shí)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

05.數(shù)據(jù)分析
（1）記錄四種數(shù)據(jù)隨學(xué)習(xí)時(shí)間變化的曲線，錯(cuò)誤次數(shù)降低越快，完成任務(wù)時(shí)間越短，說明動物學(xué)習(xí)記憶能力越強(qiáng)

• 工作記憶錯(cuò)誤：同一次訓(xùn)練中動物進(jìn)入已吃過食物的臂的次數(shù)
• 參考記憶錯(cuò)誤：動物進(jìn)入不曾放過食物臂的次數(shù)
• 總?cè)氡鄞螖?shù)
• 完成任務(wù)總時(shí)間

（2）采用單因素方差分析（one way-ANOVA），當(dāng)多組間有差異時(shí)，兩兩比較采用Fisher's LSD post hoc多重比較方法

（3）P<0.05認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異

06.數(shù)據(jù)示例
 

07.注意事項(xiàng)

• 每只動物實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行環(huán)境清理，盡可能去除上一只動物的氣味
• 對于記憶學(xué)習(xí)快的動物，相對攝食較多，節(jié)食應(yīng)該多一些

01.實(shí)驗(yàn)原理
1988年，Ennaceur等研究人員基于動物天生對新奇物體的探索特性，建立了新物體識別。利用啃齒類動物天生喜歡接近和探索新奇物體的本能來檢測動物學(xué)習(xí)記憶能力。由于該方法不需要學(xué)習(xí)訓(xùn)練，無需禁食禁水，不用施加懲罰或獎(jiǎng)賞刺激，對動物的應(yīng)激影響較小，與人類再認(rèn)記憶檢測相似等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用。

02.參考文獻(xiàn)

• Fernandez, D.C., Fogerson, P.M., Lazzerini Ospri, L., Thomsen, M.B., Layne, R.M., Severin, D., Zhan, J., Singer, J.H., Kirkwood, A., Zhao, H., et al. (2018). Light Affects Mood and Learning through Distinct Retina-Brain Pathways. Cell 175, 71-84 e18.

03.實(shí)驗(yàn)材料

物體識別箱，攝像系統(tǒng)，Smart V3.0行為學(xué)視頻記錄分析軟件。
 

04.實(shí)驗(yàn)方法

新物體識別

（1）適應(yīng)期：1-3天，將動物放入空的物體識別箱中熟悉環(huán)境，每天一次，每次10分鐘

（2）熟悉期：適應(yīng)期結(jié)束后，在箱體內(nèi)放置2個(gè)相同的物體，放入動物進(jìn)行探索5-10分鐘

（3）實(shí)驗(yàn)期：熟悉期結(jié)束后間隔一段時(shí)間（短期記憶推薦30分鐘，長期記憶推薦一天）， 將一個(gè)物體替換為一個(gè)形狀造型不同的物體，放入動物進(jìn)行探索與熟悉期一致的時(shí)間

位置物體識別

（1）適應(yīng)期：1-3天，將動物放入空的物體識別箱中熟悉環(huán)境，每天一次，每次10分鐘

（2） 熟悉期：適應(yīng)期結(jié)束后，在箱體內(nèi)放置2個(gè)相同的物體，放入動物進(jìn)行探索5-10分鐘

（3）實(shí)驗(yàn)期：熟悉期結(jié)束后間隔一段時(shí)間（短期記憶推薦30分鐘，長期記憶推薦一天）， 將一個(gè)物體變更一個(gè)位置擺放，放入動物進(jìn)行探索與熟悉期一致的時(shí)間

05.數(shù)據(jù)分析

（1）動物分別對兩個(gè)物體的嗅探觀察時(shí)間，觀察兩個(gè)物體時(shí)間的比例

• 熟悉期：若動物對一個(gè)物體觀察時(shí)間占比大于60%，則需要剔除這只動物的數(shù)據(jù)
• 實(shí)驗(yàn)期：動物對新物體觀察時(shí)間占比大于60%說明動物識別出了新物體; 記憶好壞程度主要與對照組觀察新物體的時(shí)間比例相比較得出結(jié)論

（2） 采用單因素方差分析（one way-ANOVA），當(dāng)多組間有差異時(shí)，兩兩比較采用Fisher's LSD post hoc多重比較方法

（3） P<0.05認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異

06.數(shù)據(jù)示例
 

07.注意事項(xiàng)

• 每只動物實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行環(huán)境清理，盡可能去除上一只動物的氣味
• 物體建議使用形狀不同，顏色不同的物體，動物區(qū)分程度高

01.實(shí)驗(yàn)原理
社交實(shí)驗(yàn)是判斷動物社會活動的一種方法，在自閉癥的研究中有著廣泛的應(yīng)用。由于嚙齒類動物天生喜歡接近和探索新物體，三腔社交實(shí)驗(yàn)除了可以應(yīng)用于自閉癥的研究，還廣泛用于學(xué)習(xí)記憶的研究中。本次介紹用三腔社交研究學(xué)習(xí)記憶的實(shí)驗(yàn)方法。

02.參考文獻(xiàn)

• Donegan, M.L., Stefanini, F., Meira, T., Gordon, J.A., Fusi, S., and Siegelbaum, S.A. (2020). Coding of social novelty in the hippocampal CA2 region and its disruption and rescue in a 22q11.2 microdeletion mouse model. Nat Neurosci 23, 1365-1375.

03.實(shí)驗(yàn)材料

三箱社交箱，攝像系統(tǒng)，Smart V3.0行為學(xué)視頻記錄分析軟件。

 

04.實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)方法

一共包含5個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)檢測10min

（1）箱體熟悉期：將受測動物從中間箱體放入整個(gè)箱體中（不包含小鼠籠具），讓其自由活動10min

（2）籠具+箱體熟悉期：將動物籠具放入箱體，隨后將動物放入箱體內(nèi)熟悉整體環(huán)境，讓其自由活動10min

（3）社交熟悉期：在左右籠具中均加入同籠動物1只，隨后將實(shí)驗(yàn)動物放入其中，另其自由活動嗅探10min

（4）新動物社交實(shí)驗(yàn)檢測：將其中一個(gè)籠具動物換為與實(shí)驗(yàn)鼠非同籠、陌生動物，隨后將實(shí)驗(yàn)鼠放入箱體進(jìn)行社交實(shí)驗(yàn)監(jiān)測，自由活動10min。

（5）熟悉社交實(shí)驗(yàn)監(jiān)測：將步驟4中被替換掉小鼠放回原籠具，再次將實(shí)驗(yàn)鼠放入箱體內(nèi)，進(jìn)行熟悉社交檢測。



05.數(shù)據(jù)分析

（1）動物的交互行為有多種評判標(biāo)準(zhǔn)，SMART3.0根據(jù)自己獨(dú)特的算法，可以更為精確的判斷交互行為。

（2）動物分別與兩只鼠（籠子）產(chǎn)生交互行為的時(shí)間，與兩只鼠（籠子）產(chǎn)生交互行為時(shí)間的比例

• 測試期1：主要進(jìn)行動物社交行為測試。若動物有社交的傾向，則與左側(cè)有動物的籠子的交互時(shí)間會比右側(cè)空籠子的交互時(shí)間長，交互時(shí)間占比大于60%。
• 測試期2：主要進(jìn)行動物記憶能力測試。若動物短期記憶能力良好，則與右側(cè)新動物的交互時(shí)間會比左側(cè)動物的交互時(shí)間長，交互時(shí)間占比大于60%。

（3）采用單因素方差分析（one way-ANOVA），當(dāng)多組間有差異時(shí)，兩兩比較采用Fisher's LSD post hoc多重比較方法

（4） P<0.05認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異

06.數(shù)據(jù)示例

07.注意事項(xiàng)

• 每只動物實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行環(huán)境清理，盡可能去除上一只動物的氣味
• 選擇社交籠中的動物時(shí)，推薦選擇同品系，同周齡的異性動物，會讓動物更加傾向于進(jìn)行交互行為
• 社交實(shí)驗(yàn)不同動物間會有很大的差異，建議實(shí)驗(yàn)時(shí)加大每組的動物數(shù)量，建議每組使用15-18只動物
• 視頻軟件追蹤過程中，建議開啟三點(diǎn)識別，追蹤頭部軌跡，以頭部嗅探為社會交互。