探索動物行為學(xué)奧秘——大小鼠穿梭實驗全解析

一、實驗基礎(chǔ)原理

穿梭實驗是測定動物行為學(xué)變化的關(guān)鍵手段，屬于經(jīng)典的聯(lián)合型學(xué)習(xí)條件反射范式。動物通過這一學(xué)習(xí)過程能夠避免對自身有害的刺激。

實驗中，頂部配備的噪聲發(fā)生器或光源用于產(chǎn)生條件刺激。若大鼠在鈴聲刺激的安全間隔內(nèi)主動逃向安全區(qū)，則視為主動回避反應(yīng)；若大鼠在條件刺激的安全間隔內(nèi)未主動逃向安全區(qū)，但在隨后的交流電擊后逃向安全區(qū)，則判定為被動回避反應(yīng)陽性；反之則為陰性反應(yīng)，構(gòu)成一個完整的循環(huán)周期。

這一實驗在學(xué)習(xí)記憶功能、認知神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、神經(jīng)藥理學(xué)以及認知功能退行性變性等領(lǐng)域的研究中廣泛應(yīng)用。其操作簡便，結(jié)果易于判別，可靠性高。它既可以獨立作為檢測實驗為課題研究提供參數(shù)，也可作為其他學(xué)習(xí)記憶和認知功能實驗的輔助手段或預(yù)篩選實驗。

二、實驗裝置概述

該實驗裝置由上海欣軟信息科技有限公司生產(chǎn)，型號為XR-XC105。其采用無味的ABS塑料材質(zhì)，內(nèi)側(cè)壁顏色為黑色。整套裝置包括SuperAPAS穿梭實驗視頻分析軟件、大小鼠適用的穿梭箱（底部可通電）、SuperShocker刺激控制器，以及隔音箱、揚聲器和視頻設(shè)備。

三、實驗操作方法

①實驗開始前1-2天，每日輕輕撫摸實驗動物1-5分鐘，以減輕其對實驗者的恐懼感。

②訓(xùn)練階段：首先讓動物在測試箱中自由活動5分鐘，以消除其探究反射。隨后將動物置于穿梭實驗箱的電擊區(qū)。首先給予條件刺激（如燈光）和（或）蜂鳴音（純音刺激）持續(xù)20秒，隨后施加10秒的電刺激。若動物在燈光或聲音響起后的20秒內(nèi)逃向安全區(qū)，則為主動回避反應(yīng)；若在電刺激后才逃向安全區(qū)，則為被動回避反應(yīng)。

③正式測試階段：實驗時，將實驗動物置于穿梭箱的電擊區(qū)，操作步驟與訓(xùn)練階段相同。記錄動物遭受電擊的次數(shù)（即被動回避次數(shù)）以及主動回避的次數(shù)。

四、實驗數(shù)據(jù)分析

①觀察時間，即動物在實驗箱中活動的總時長。該值越小，說明動物發(fā)生主動回避的次數(shù)越多。

②主動回避次數(shù)，指實驗開始后動物在燈光或聲音刺激過程中逃至安全區(qū)的次數(shù)。

③被動回避次數(shù)，指動物在受到電刺激后逃至安全區(qū)的次數(shù)。

五、實驗注意事項

①確保實驗室環(huán)境安靜，光線適中，避免給動物帶來額外的刺激。

②實驗中應(yīng)及時清理穿梭箱內(nèi)的糞便等雜物，以確保刺激電流的均勻性和強度。

③每次實驗應(yīng)選擇固定的時間進行，前后兩天的實驗應(yīng)在相同的時間段內(nèi)完成。

④電柵欄清洗后需待其完全干燥后方可使用，以避免電流刺激不均勻或短路現(xiàn)象的發(fā)生。

⑤在電刺激過程中，動物可能采用特殊方式如多次跳躍或支撐性站立來躲避，這些偶然情況可能導(dǎo)致主被動回避次數(shù)的較大誤差，因此在數(shù)據(jù)分析時應(yīng)予以剔除。