中国生化药物杂志?2014年第1期?总第34卷
论著?基础研究资助项目：
四川省教育厅（2003407，2003A 052）作者简介：孙玉红，女，硕士，助教，研究方向：中药药理与神经药理学，E-mail：sunyuhong 326@https://www.doczj.com/doc/e91387879.html,。肖顺汉，通信作者，男，硕士，教授，研究方向：中药药理与毒理学，E-mail：99053808@https://www.doczj.com/doc/e91387879.html,。积雪草提取物对抑郁模型动物行为的影响
孙玉红1,任美萍2,张开莲1,刘明华1,肖顺汉1△
（1. 泸州医学院 药学院，四川 泸州 646000；2. 泸州医学院 药物与功能性食品研究中心，四川 泸州 646000）
[摘要] 目的 观察积雪草提取物对抑郁大鼠、小鼠干预后行为学的改变。方法 60只Wistar 大鼠随机分为6组，每组10只，分别为对照组、模型组、氟西汀组、积雪草提取物高剂量组（成分10.08mg+成分24.48mg/kg），中剂量组（成分10.04mg+成分22.24mg/kg），低剂量组（成分10.02mg+成
分21.12 mg/kg）。采用慢性不可预知性温和应激刺激制备大鼠抑郁模型，糖水消耗量检测积雪草提取物抗抑郁效应。60只昆明小鼠，随机分为6组，分
组情况同上。自主活动、强迫游泳、悬尾实验检测积雪草提取物对小鼠抑郁样行为的影响。结果 积雪草提取物高、中、低剂量组能够明显增加大鼠糖水
消耗量，与模型组比较(P <0.01)。积雪草提取物高、中、低剂量组能明显缩短悬尾实验和强迫游泳小鼠不动时间。结论 积雪草提取物对大、小鼠抑郁样
行为有一定的改善作用。
[关键词] 积雪草；抑郁症；慢性不可预知温和刺激
[中图分类号] R 575 [文献标识码] A [文章编号] 1005-1678(2014)01-0016-03
The effect of the extracts of Centella asiatica (L.) Urban (ECU) on the
behavior of animal model of depression
SUN Yu-hong 1, REN Mei-ping 2, ZHANG Kai-lian 1, LIU Ming-hua 1, XIAO Shun-han 1
△
(1. Pharmacy college of Luzhou Medical College, Luzhou 646000, China; 2. Research Center for Drug and Functional Food of Luzhou Medical
College, Luzhou 646000, China)
[Abstract] Objective To investigate the effect of the extracts of Centella asiatica (L.) Urban (ECA) on the depressive-like behavior alteration in rats and mice. Method 60 Wistar rats were randomly divided into 6 groups (10 rats each), the normal group, model group, Fluoxetine group, ECA high dose group (component 10.08mg + component 24.48mg/kg), ECA middle dose group (component 1 0.04mg+ component 2 2.24mg/kg) and ECA low dose group component 1 0.02mg + component 2 1.12mg/kg. Chronic unpredictable mild stress (CUMS) induced depression in rats and sugar consumption to detect the antidepressant effect of ECU. 60 Kunming mice were randomly divided into six groups as above. Locomotor activity, forced swim, tail suspension test were used to detect the effect of ECA on the behavioral alteration in mice. Results Compared with model group, sugar consumption in ECA groups was signi ?cant increased (P <0.01). ECA treatments also decreased duration of immobility in the tail suspension test and forced swim. Conclusion ECA could improve the depressive-like behavior in rats and mice.
[Keywords] Centella asiatica (L.) Urban; depression; chronic unpredictable mild stress
积雪草[1][Centella asiatica (L.)?Urban]为伞形科植物积雪草的全草或带根全草，产于广东、四川、广西、江苏等地[2]。苦辛，寒，无毒，清热利湿，消肿解毒。主治痧气腹痛、暑泻、湿热黄疸等[3]。
近年研究发现其提取物可显著抑制小鼠单胺氧化酶A 的活性，具有抗抑郁作用[4]
。慢性不可预知性应激模型被广泛应用于研究抑郁症机制以及抗抑郁药物的治疗效果[5]
，本研究通过复制抑郁动物模型，证实其抗抑郁药理效应。1 材料与方法1.1 材料 （1）实验药物 积雪草购于泸州百草堂饮片公司，经本院药物研究所分离、纯化、并经乳化后制成乳剂供实验用。盐酸氟西汀胶囊，礼来苏州制药有限公司分装，产品批号：103400，临用时用双蒸水配成0.18mg/ml 的药液供试验用。（2）动物 Wistar 大鼠60只，雌雄各半，体质量140～?
160g。昆明种小鼠60只，雌雄各半，体重18～22g，均购自泸州医学院实验动物中心，合格证号：SCX （川）2008-17。（3）试剂
生理盐水 四川美大康佳乐药业有限公司，批号：100309302。（4）?
仪器 DHG-9147A 型电热恒温干燥箱，上海精宏实验设备有
限公司产品；zz-6小动物自主活动测定仪，成都泰盟科技有限公司。
1.2 方法1.
2.1 动物分组及模型制备 将60只适应性饲养7d 后用于实验，随机分为6组，每组10只。正常组大鼠每笼饲养3～7只，自由饮水摄食，不予任何刺激。其他各组（模型组，氟西汀组、积雪草提取物高剂量组、积雪草提取物中剂量组及积雪草提取物
低剂量组）大鼠以慢性不可预见性的温和刺激[6-7]，配合孤养，10种应激因子按随机方法在21d 内应用：包括昼夜颠倒、冰水游泳（4℃，5min）、热应激（45℃，5min）、摇晃（速率5次/s，3min）、
夹尾（1min）、禁水（24h）、禁食（48h）、倾斜45度湿笼、陌生异常物品和悬尾等刺激。每日给予1种刺激，每种刺激累计使用2～3
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次，同种刺激不能连续出现，使动物不能预知所给予的刺激。第1轮刺激结束后开始给药，共给药?21d。
1.2.2 大鼠糖水消耗量实验 在进行糖水消耗实验时所有动物均单笼饲养，每只动物加1％蔗糖溶液130ml，同时所有动物进行禁食，计算动物24h饮用1％蔗糖溶液的量（糖水消耗实验反映动物的奖赏程度）。
1.2.3 积雪草提取物对小鼠自主活动的影响 实验前两周除正常对照组外将小鼠分笼饲养，室温（20.0±1.0）℃，自动光照。给药剂量与方法：对照组自由饮水摄食，模型组给予生理盐水，积雪草提取物高剂量（成分10.08mg+成分24.48mg/kg），中剂量（成分10.04mg+成分22.24mg/kg），低剂量（成分10.02mg+成分21.12mg/kg）。阳性对照组（氟西汀2.64mg/kg）。积雪草提取物采用鼻腔粘膜给药，氟西汀采用灌服给药。每天给药2次，连续用药14d，于末次给药1h后放入zz-6小鼠自主活动测定仪中，适应3min后，观察5min内的活动次数，作为自主活动的指标[8]。
1.2.4 小鼠悬尾实验 分组与给药与1.5.2同，悬尾实验方法[9]为药后1h将小鼠尾端2cm处固定于水平板面上，使其呈倒挂状态，头部离台面15cm，四周以板隔离动物视线，适应1min后记录小鼠在5min内的不动时间（不动指标为除呼吸运动外所有的肢体均不动）。
1.2.5 小鼠强迫游泳时间 分组与给药与1.5.2同。实验参照Porsolt等[10]的方法进行。剔除不合格者，实验前分笼饲养，药后1h，将小鼠置于直径22cm，缸高30cm，水深10cm的有机玻璃缸内，水温（24.0±1.0）℃，让小鼠游泳6min，记录4min内小鼠不动时间（小鼠在水中停止挣扎，或呈漂浮状态，仅有细小的肢体运动，保持头部浮在水面）。
1.2.6 统计学方法 SPSS12.0统计软件包作为统计工具，正态计量资料采用“x±s”表示，组间比较采用单因素方差分析；以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 模型组动物的抑郁表现 造模初期出现急躁、焦虑、烦躁、愤怒，造模后其表现为倦怠，对外界刺激反应迟缓，活动范围缩小。
2.2 对大鼠糖水消耗量的影响?与对照组比较，抑郁模型大鼠糖水消耗量明显降低（P<0.01），积雪草提取物的3个剂量组和氟西汀组能明显增加因应激造成的动物糖水消耗量，与模型组比较差异有显著性（P<0.01，见表1）。
表1 积雪草提取物对抑郁模型大鼠糖水消耗量的影响(n=10)
Tab. 1 Effect of the Extracts of Centella asiatica(L.) Urban on the consumption of 1%
sugar solution for CUMS rats(n=10)
组别剂量（mg·kg-1）糖水消耗量（mL）
对照组—59.86±8.42
模型组—?28.77±7.85**
氟西汀组 2.64 37.55±6.34**##
积雪草提取物高剂量组0.08+4.48 36.71±6.83**##
积雪草提取物中剂量组0.04+2.24 35.50±5.87**##
积雪草提取物低剂量组0.02+1.12 37.00±4.21**##
**P<0.01，与对照组比较，compared?with?control?group；##P<0.01，与模型组比较，compared?with?model?group?
2.3 对小鼠自主活动的影响 积雪草提取物各剂量组、氟西汀组小鼠自主活动次数与对照组比较无显著性变化（见表2）。
表2 积雪草提取物对小鼠自主活动的影响(n=10) Tab.2 Effect of the Extracts of Centella asiatica(L.)Urban on locomotor activity in
mice (n=10)
组别剂量（mg/kg）活动次数（次）
对照组—15.1±5.7
模型组—13.4.±6.3
氟西汀组 2.6414.0±6.9
积雪草提取物高剂量组0.08+4.4814.2±3.7
积雪草提取物中剂量组0.04+2.2416.0±2.7
积雪草提取物低剂量组0.02+1.1213.6±6.9
2.4 对小鼠悬尾不动时间的影响 积雪草提取物高、中、低剂量组能明显缩短小鼠不动时间，与模型组比较差异有显著性（P<0.01），阳性对照药氟西汀也能缩短小鼠不动时间，与模型组比较差异有显著性（P<0.05，见表3）。
表3 积雪草提取物对小鼠悬尾不动时间的影响(n=10) Tab.3 Effect of the Extracts of Centella asiatica(L.) Urban on the duration of
immobility in the tail suspension test( n=10)
组别剂量dose（mg/kg）悬尾不动时间（s）
对照组—95.42±41.81
模型组—118.50±30.92
氟西汀组 2.6482.90±30.44
积雪草提取物高剂量组0.08+4.4870.22±26.63**
积雪草提取物中剂量组0.04+2.2480.90±31.00**
积雪草提取物低剂量组0.02+1.1287.70±24.85*
*P<0.05，与模型组比较，compared?with?control?group；**P<0.01，与模型组比较，compared?with?model?group?
2.5 对小鼠强迫游泳不动时间的影响?积雪草提取物高、中、低剂量组和氟西汀组队小鼠强迫游泳出现的不动状态有明显缩短效应，与对照组比较（P<0.01），与模型组比较（P<0.01），低剂量组亦有效差异有显著性（P<0.05，见表4）。
表4 积雪草提取物对小鼠强迫游泳不动时间的影响?(n=10) Tab.4 Effect of the Extracts of Centella asiatica(L.) Urban on the duration of
immobility in forced swim test (n=10)
组别剂量（mg/kg）强迫游泳不动时间（s）对照组—?113.70±17.48
模型组—?124.12±30.30
氟西汀组 2.64 78.24±21.15*##
积雪草提取物高剂量组0.08+4.48 88.10±20.73*##
积雪草提取物中剂量组0.04+2.24 90.62±17.75*##
积雪草提取物低剂量组0.02+1.12 96.64±20.31*#
*P<0.05，与对照组比较，compared?with?control?group；#P<0.05，##P<0.01，与模型组比较，compared?with?model?group?
3 讨论
抑郁症是一种以心境低落为主要特征的情感性精神障碍综合征，其主要临床表现为情绪低落，思维迟钝，言语动作减少，对工作失去兴趣、负罪感以及自觉无用，患者常有自杀倾向。当今社会，随着生活工作节奏加快，竞争日益激烈，人们的精神压力越
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来越大，使抑郁症发病率显著提高[11]，在全球人口中患病率约为?3%，我国抑郁症患病率为3%～5%[12]。抑郁症是全球的高发病率、高死亡率和高致残精神系统疾病[13]。其发病机制涉及到多个方面，如糖皮质激素含量、单胺类递质水平、神经营养因子水平、神经元新生状况等[14-15]。抑郁症发病机制和研究高效低毒抗抑郁药已成当今热点。
现有西药作用单一，显然对抑郁症这一多因素致病的复杂性疾病在治疗上存在欠缺之处；同时西药还存在药价高、不良反应多等缺陷；因此，近年来国内外在抗抑郁药物的研制和开发方面逐渐重视传统药物和天然药物。
本课题研究的抗抑郁药采用天然植物药——积雪草的提取物，制成目前国内外抗抑郁尚未有的剂型——经鼻粘膜给药，配以促进大脑对药物吸收的中药提取物。积雪草提取物能显著抑制小鼠单胺氧化酶A的活性，其挥发油具有抗实验性抑郁作用，积雪草总苷具有调节抑郁症大鼠下丘脑-垂体-甲状腺轴功能的作用，因此本课题采用积雪草的提取物。由于人体嗅觉系统中提供了大脑与外部世界的直接连接，经鼻粘膜给药可克服血脑屏障，使药物能迅速到达中枢神经系统，快速发挥疗效，因此减少了给药剂量，从而降低毒副作用。本课题采用经鼻给药剂型，这是本课题最显著的特色。再者，积雪草分布广泛，易得，也大大降低了制药成本，如若将来上市，价格也易为患者接受，尤其适合我国低收入的国情。
积雪草提取物具有降低单胺氧化酶A的活性，具有抗抑郁作用，临床用于治疗抑郁症疗效显著。本实验采用多种不同的应激方法建立了稳定的大鼠抑郁模型，并观察积雪草提取物对抑郁模型大鼠行为及小鼠自主活动、强迫游泳和悬尾不动时间的影响，探讨积雪草提取物的抗抑郁效应，为临床合理用药提供依据。
糖水饮用量反映动物对奖赏的反应程度，抑郁症的模型动物对奖赏的反应性下降，糖水饮用量显著降低。积雪草提取物可以明显增加动物的糖水饮用量，提高对奖赏的反应，并有一定的剂量关系。模型组经造模处理后，引起大鼠糖水消耗量的显著降低，提示其兴趣感下降，氟西汀和积雪草提取物高、中剂量能显著增加抑郁大鼠的糖水消耗量，提示可抑制兴趣感下降的发生，但仍未恢复到接近正常对照组的水平。
到目前为止，动物抑郁症模型报道不多，一般应用行为应激所致的抑郁症模型，分为应激模型、孤养模型等。
应激模型是目前应用和研究较多的抑郁症模型，能较为真实地模拟抑郁病人的某些症状和病因，可用于抗抑郁药物作用机制和抑郁症的病理生理机制研究。有绝望模型（大鼠强迫游泳模型、小鼠强迫游泳模型和小鼠悬尾实验等）、获得性无助模型、未预知的慢性应激模型、未预知的慢性温和性应激模型和苯丙胺撤离模型等。其他如嗅球切除模型和孤养模型等多种模型也应用较为广泛。抑郁症的动物模型虽然很多，小鼠悬尾试验和小鼠强迫游泳试验具有简单、经费少、敏感和可靠性较强的特点，因此本研究首先采用这两个模型对积雪草提取物进行初步研究。本试验结果表明，积雪草提取物各剂量组均可明显对抗两种“行为绝望”模型小鼠的绝望行为，减少小鼠强迫游泳不动时间和小鼠悬尾不动时间（P＜0.01），同时小鼠自主活动实验表明，积雪草提取物在加强运动性上没有改变，因此积雪草提取物抗抑郁作用，同时不兴奋中枢。
CUMS型是Willner对Katz提出的慢性不可预见性应激模型的改进，一是使应激因子的强度明显降低，二是以快感缺乏的测量作为模型是否成功的关键。其理论依据与人类抑郁症中慢性、低水平的应激源导致抑郁症的发生并加速抑郁症发展的机制更为接近。
本实验初步探讨了积雪草提取物对抑郁模型动物行为学的影响，且采用一种较新的给药途径－鼻粘膜给药，克服了由于脑组织的天然生理屏障－血脑屏障（blood-brain?barrier,BBB）的存在，使95％以上强有力药物无法通过血脑屏障而失去疗效的缺陷，从而填补了该项空白。但积雪草提取物抗抑郁作用在细胞、分子和蛋白表达水平的作用机制和鼻粘膜给药是否优于其他
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积雪草提取物对抑郁模型动物行为的影响
作者：孙玉红， 任美萍， 张开莲， 刘明华， 肖顺汉， SUN Yu-hong， REN Mei-ping， ZHANG Kai-lian， LIU Ming-hua， XIAO Shun-han
作者单位：孙玉红,张开莲,刘明华,肖顺汉,SUN Yu-hong,ZHANG Kai-lian,LIU Ming-hua,XIAO Shun-han(泸州医学院药学院,四川泸州,646000)， 任美萍,REN Mei-ping(泸州医学院药物与功能性食品研究中心,四川泸州,646000)
刊名：
中国生化药物杂志
英文刊名：Chinese Journal of Biochemical Pharmaceutics
年，卷(期)：2014(1)
引用本文格式：孙玉红.任美萍.张开莲.刘明华.肖顺汉.SUN Yu-hong.REN Mei-ping.ZHANG Kai-lian.LIU Ming-hua.XIAO Shun-han积雪草提取物对抑郁模型动物行为的影响[期刊论文]-中国生化药物杂志 2014(1)
二十种常见实验动物模型 一、缺铁性贫血动物模型 缺铁性贫血（iron deficiency anemia，IDA）是体内用来合成血红蛋白（HGB）的贮存铁缺乏，HGB合成减少而导致的小细胞低色素性贫血，主要发生于以下情况：（1）铁需求增加而摄入不足，见于饮食中缺铁的婴幼儿、青少年、孕妇和哺乳期妇女。（2）铁吸收不良，见于胃酸缺乏、小肠粘膜病变、肠道功能紊乱、胃空肠吻合术后以及服用抗酸和H2受体及抗剂等药物等情况。（3）铁丢失过多，见于反复多次小量失血，如钩虫病、月经量过多等。 IDA是一种多发性疾病，据报道，在多数发展中国家，约2/3的儿童和育龄妇女缺铁，其中1/3患IDA，因此，研究IDA的预防和治疗具有重要的意义。在这些研究中，缺铁性贫血的动物模型（Animal model of IDA），又是实施研究的基础工具。常见的IDA动物模型的构建技术如下： 实验动物：一般选用SD大鼠，4周龄，雌雄不拘，体重65g左右，HGB≥130g/L。 建模方法：低铁饲料加多次少量放血法。低铁饲料一般参照AOAC 配方配制，采用EDTA浸泡处理以去除饲料中的铁，饲料中的含铁量是诱导SD大鼠形成缺铁性贫血模型的关键，现有研究表明，饲喂含铁量<15.63mg/Kg的饲料35天，SD大鼠出现典型IDA表现，而饲喂
含铁40.30mg/Kg的饲料SD大鼠出现缺铁，但并不表现贫血症状。建模时一般采用去离子水作为动物饮水，以排除饮水中铁离子的影响。少量多次放血主要用于模拟反复多次小量失血导致的铁丢失，还可以加速贫血的形成。放血一般在低铁饲料饲喂2周后进行，常用尾静脉放血法，1～1.5ml/次，2次/周。 模型指标：（1）HGB≤100g/L；（2）血象：红细胞体积较正常红细胞偏小，大小不一，中心淡染区扩大，MCV减小、MCHC降低；（3）血清铁（SI）降低，常小于10μmol/L，血清总铁结合力（TIBC）增高，常大于60μmol/L。 需要指出的是，以上模型不能用于铁吸收不良相关IDA的防治研究。根据具体的研究需要，也可以适当调整建模方法。 二、白血病动物模型 用免疫耐受性强的人类胎儿骨片植入重症联合免疫缺陷病(SCID)小鼠皮下，出于人类造血细胞与造血微环境均植入小鼠，建立具有人类造血功能的SCID小鼠模型称为SCID－hu小鼠。再将髓系白血病患者的骨髓细胞植入SCID－hu小鼠皮下的人类胎儿骨片内，植入的髓系白血病细胞选择性生长在SCID－hu小鼠体内的人类造血微环境中，即为人类髓系白血病的小鼠模型。SCID小鼠是由于其scid所致。T、B淋巴细胞功能联合缺陷，这种小鼠能接受人类器官移植物。 造模方法：
组织研磨管的使用方法 1.作用：只适用于蛋白提取、RNA提取、基因组DNA提取时的组 织裂解，不做他用； 2.组织研磨管：容量为1.5ml, 里面已经提前放置了研磨珠（有时也 不放置），研磨液（Trizol或RIPA裂解液，有时也不放置）一般在取回后才加入，如果已经加入了研磨液，请离心后才拧开管盖，以免研磨液溢出，对皮肤造成伤害，所以操作时，要小心注意！ 3.组织：把收取的组织分切，用生理盐水或PBS缓冲液把分切的组 织上的血液漂洗干净，然后用医用纱布或滤纸把组织表面的水分吸干，然后放入研磨管（组织体积大小为1颗绿豆至2颗黄豆，根据实际情况决定）中，然后把放入的组织尽量剪碎； 4.存放：上述过程应尽量在最短的时间内操作完毕，立即用液氮冻 结，然后置于液氮或-80℃保存； 5.操作事项：操作时间尽可能短，做好一个，立马放置一个；
实验方法总结（3）：动物模型部分 1、研究肿瘤细胞增殖 (2) 2、研究肿瘤细胞转移 (3) 2.1. 体外(浸润模型) (3) 2.2. 体内(转移模型) (3) 3、研究肿瘤细胞耐药 (5) 3.1. 耐药细胞株的建立 (5) 3.2. 裸鼠移植瘤耐药模型的建立 (6) 从肿瘤起源分，肿瘤动物模型的分类如下： 从研究目的来分，可以从增殖、转移、耐药三个角度来分析： 1、研究肿瘤细胞增殖 细胞准备：GeneA敲减慢病毒感染细胞扩增至需要的细胞量。分为：空白对照组、阴性对照组、实验组。 取Balb/c裸鼠，雄性，6周龄，每组10只，适应一周后进行肿瘤细胞注射。
XXX细胞消化离心后制成单细胞悬液，计数后取适量的细胞用PBS悬浮，在Balb/c裸鼠侧腹部皮下接种。每只接种2×106个细胞，注射体积为100 μL。此后，每隔5天测量注射部位肿瘤的体积。30天后裸鼠小鼠腹腔注射80 mg/kg 戊巴比妥钠，小鼠麻醉后置蓝色背景布上拍照（侧卧位，接种部位朝上），小鼠颈椎脱臼处死，取出肿瘤称重，将肿瘤置蓝色背景布上拍照，肿瘤一分为二，一份4%多聚甲醛固定，待后续病理分析，一份-80℃冻存。 2、研究肿瘤细胞转移 肿瘤转移的模型包括两大类：体外(浸润模型)和体内(转移模型)。体外(浸润模型)：了解肿瘤细胞对周围相连组织的侵润性。体内模型主要研究肿瘤细胞的转移性即肿瘤细胞在远端组织形成病灶的能力。 2.1. 体外(浸润模型) 例：浸润型脑胶质瘤动物模型的建立 方法：取若干只Balb/c免疫缺陷裸鼠，将分离和鉴定并转染携带绿色荧光蛋白的脑胶质瘤干细胞立体定向法行小鼠颅内接种，每组10只。小鼠麻醉后头部正中切口，剥离骨膜后钻孔(坐标是冠状缝后0.5 cm，矢状缝右侧2.5 cm) 。取2 μL胶质瘤干细胞以1×104 cells /只小鼠的剂量，经微量注射器缓慢注射入鼠脑纹状体内(深度是2.5 ～3 mm) 。在确定的时间点处死一部分动物进行荧光( 立体荧光显微镜下) 病理证实和比较，同时检查脑胶质瘤干细胞的体内生长特征以及干细胞标志物等。 2.2. 体内(转移模型)
集群动物运动的研究和模拟仿真
摘 要 在自然界里，我们经常能够看到某些动物的集群运动行为，比如鱼群的觅食、躲避危险，鸟群的迁徙等这些高度一致性的行为。这些群体当中的个体的行为都是相对比较简单的，但是每个个体只需要遵循某种规则后，整个群体就涌现出高度的群体智能行为。本文主要为了探讨其中的运动机理与规则建立了相应的模型。 对于模拟动物集群运动，我们先抛开具体的物种和运动形式，并把连续运动进行离散化，构造了某时刻群体的状态矩阵用来表示所有个体的位置和速度。 11 122 21113 S(t)n n n n n n n x y v x y v x y v x y v ---??? ??????=???? ??????r r M M M r r ， 通过建立个体的距离约束方程、速度约束方程、位置约束方程和状态转换条件进而求出任意时刻的群体状态矩阵。根据状态矩阵就可得到群体的运动规律。 鲨鱼捕食鱼群，是一个无领导者的模型。在模拟鲨鱼捕食一问中，经过对视频的分析，我们将问题归结为小鱼选择最佳的躲避速度（大小和方向），引用最优化思想建立目标函数 (1)(1)min cos (1),(1)(1)()()i d i i P t D t v t v t P t D t ββ??+-+? ?<++>+-??-???? r r 从而确定躲避速度。再根据鲨鱼和小鱼的初始状态以及速度确定了鲨鱼和鱼群的运动规律。根据该规律进行Matlab 编程模拟，我们模拟出了“鲨鱼被包围”的情形。
在群体中含有信息丰富者情况下，可以将信息丰富者看做群体的领导者，建立了leader-follower 模型，根据条件： 1Q wt t wa v v Q =∑=r r ，1 N Q i i ia v v N Q -=∑=-r r ，(1)wn wa ia v v v ωω=+-r r r cos ,wa ia v v ω=<>r r 确定了leader 的运动，进而确定整个群体的运动。 最后我们通过编写相关的程序来仿真群体的运动，从而检验模型的正确性。 关键词：离散化 状态矩阵 最优化 leader-follower 模型 1.问题重述 在动物界，大量集结成群进行移动或者觅食的例子并不少见，这种现象在食草动物、鸟、鱼和昆虫中都存在。这些动物群在运动过程中具有很明显的特征：群中的个体聚集性很强，运动方向、速度具有一致性。通过数学模型来模拟动物群的集群运动行为以及探索动物群中的信息传递机制一直是仿生学领域的一项重要内容。 1. 建立数学模型模拟动物的集群运动。 2. 建立数学模型刻画鱼群躲避黑鳍礁鲨鱼的运动行为。
实验方法总结：动物模型部分 1、研究肿瘤细胞增殖 (1) 2、研究肿瘤细胞转移 (2) 2.1. 体外(浸润模型) (2) 2.2. 体内(转移模型) (2) 3、研究肿瘤细胞耐药 (4) 3.1. 耐药细胞株的建立 (4) 3.2. 裸鼠移植瘤耐药模型的建立 (5) 从肿瘤起源分，肿瘤动物模型的分类如下： 从研究目的来分，可以从增殖、转移、耐药三个角度来分析： 1、研究肿瘤细胞增殖 细胞准备：GeneA敲减慢病毒感染细胞扩增至需要的细胞量。分为：空白对照组、阴性对照组、实验组。 取Balb/c裸鼠，雄性，6周龄，每组10只，适应一周后进行肿瘤细胞注射。
XXX细胞消化离心后制成单细胞悬液，计数后取适量的细胞用PBS悬浮，在Balb/c裸鼠侧腹部皮下接种。每只接种2×106个细胞，注射体积为100 μL。此后，每隔5天测量注射部位肿瘤的体积。30天后裸鼠小鼠腹腔注射80 mg/kg 戊巴比妥钠，小鼠麻醉后置蓝色背景布上拍照（侧卧位，接种部位朝上），小鼠颈椎脱臼处死，取出肿瘤称重，将肿瘤置蓝色背景布上拍照，肿瘤一分为二，一份4%多聚甲醛固定，待后续病理分析，一份-80℃冻存。 2、研究肿瘤细胞转移 肿瘤转移的模型包括两大类：体外(浸润模型)和体内(转移模型)。体外(浸润模型)：了解肿瘤细胞对周围相连组织的侵润性。体内模型主要研究肿瘤细胞的转移性即肿瘤细胞在远端组织形成病灶的能力。 2.1. 体外(浸润模型) 例：浸润型脑胶质瘤动物模型的建立 方法：取若干只Balb/c免疫缺陷裸鼠，将分离和鉴定并转染携带绿色荧光蛋白的脑胶质瘤干细胞立体定向法行小鼠颅内接种，每组10只。小鼠麻醉后头部正中切口，剥离骨膜后钻孔(坐标是冠状缝后0.5 cm，矢状缝右侧2.5 cm) 。取2 μL胶质瘤干细胞以1×104 cells /只小鼠的剂量，经微量注射器缓慢注射入鼠脑纹状体内(深度是2.5 ～3 mm) 。在确定的时间点处死一部分动物进行荧光( 立体荧光显微镜下) 病理证实和比较，同时检查脑胶质瘤干细胞的体内生长特征以及干细胞标志物等。 2.2. 体内(转移模型)
基于Boid 模型的动物集群运动行为研究 摘要 本文通过对Boid 模型进行研究并进行改进，运用MATLAB 软件对群体在不同环境下的运动进行仿真，形象地展现了动物的集群运动行为。 问题一:在Boid 模型的向心性（靠近邻居中心）、同向性（与邻居方向一致）、排斥性（避免碰撞）三个原则的基础上，添加了内聚性（向群体中心聚合）、排列性（朝平均的方向运动）、可变速性三个原则，进行加权建立函数关系，运用MATLAB 进行仿真，很好地模拟出了动物的集群运动。 个体的位置变化公式为： i i i i i direc1(t)pos (t 1)pos (t)*v (t)direc1(t)+=+ 问题二:在问题一的基础上，增加了在两种不同情况下个体躲避天敌的原则：当个 体离天敌较近时，忽略群体的影响，选择最快方向逃逸；当个体离天敌较远时，主要考虑逃逸，但仍考虑群体的对个体的影响。当个体无法感受到天敌时，按第一问的原则进行运动。对不同环境下的个体建立了不同的函数关系式，使整体效果更加接近实际情况。 个体处在危险区时，下一时刻的方向为： i i i direc1(t 1)0.5*direc5(t)0.5*direc6(t)+=+ 个体能感知到捕食者，但不在危险区时，下一时刻的方向： i i i i i i i i direc1(t 1)0.1*direc2(t)0.1*direc3(t)0.1*direc4(t)0.25*direc5(t)0.25*direc6(t)0.1*direc7(t)0.1*direc8(t)+=++++++ 问题三:考虑了一部分个体是信息丰富者，设置了含有食物的场景，在第一问原则的基础上采用Lead-follower 模型，确定了信息丰富者能第一时间发现食物并向其缓慢前进，对其他个体进行引导，达到群体向食物前进的效果，并且通过MATLAB 进行仿真，得到了群体的运动情况。 关键词:集群运动、Boid 模型、Lead-follower 模型、MATLAB 仿真
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910184406.2 (22)申请日 2019.03.12 (71)申请人 山西中医药大学 地址 030619 山西省晋中市榆次区大学街 121号 (72)发明人 贺文彬 李钦青 田雅娟 柴金苗 徐飞飞 (74)专利代理机构 北京悦成知识产权代理事务 所(普通合伙) 11527 代理人 高艳丽 (51)Int.Cl. A01K 67/02(2006.01) A01K 1/00(2006.01) A01K 1/03(2006.01) A01K 1/015(2006.01) (54)发明名称 制备抑郁症动物模型的装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种制备抑郁症动物模型的 装置及方法，该装置包括箱体、托盘、调温单元、 光照单元、噪音单元和控制系统。采用本发明的 制备抑郁症动物模型的装置及方法，对动物进行 随机、温和地刺激，更加贴近模拟人类大多数抑 郁症的形成状态。权利要求书2页 说明书8页 附图1页CN 109907000 A 2019.06.21 C N 109907000 A
权 利 要 求 书1/2页CN 109907000 A 1.一种制备抑郁症动物模型的装置，其特征在于，所述装置包括箱体、托盘、调温单元、光照单元、噪音单元和控制系统；所述箱体的下部设有漏粪网，所述托盘位于所述漏粪网的下方，所述漏粪网用于承载动物，并使动物的排泄物漏到所述托盘内；所述调温单元用于调节所述箱体内部温度；所述光照装置用于向箱体内提供持续性光照；所述噪音单元用于向箱体内施以噪音；所述控制系统用于控制所述调温单元、光照单元和噪音单元的工作。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调温单元能够将所述箱体的温度在0～70℃范围内调节。 3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述调温单元包括制冷制热风扇、输气管道和温度计，所述输气管道的第一端口与所述制冷制热风扇连接，所述输气管道的第二端口插接于所述箱体的顶壁并与所述箱体的内部连通，所述温度计置于所述箱体内部，用于测定所述箱体内部的温度。 4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述噪音单元包括蜂鸣器和分贝仪，所述蜂鸣器和分贝仪均位于所述箱体内，所述蜂鸣器的最大相对响度为120分贝，所述分贝仪用于测定所述蜂鸣器的相对响度； 所述光照装置为照明灯，所述照明灯位于所述箱体的侧壁的上部或者顶壁； 所述箱体内部设有食槽和水槽。 5.采用根据权利要求1～4任一项所述的装置制备抑郁症动物模型的方法，其特征在于，将动物置于所述箱体内，对所述动物不间断地施加刺激，所述刺激选自调温单元施加的高温环境或低温环境刺激、光照单元施加的持续光照刺激、噪音单元施加的噪音环境刺激、托盘提供的潮湿垫料刺激、断水或断食；同一时间对动物施加的刺激的种类为一种或两种，且相邻刺激的种类不同。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高温环境刺激的温度为40～45℃，所述低温环境刺激的温度为0～6℃，所述持续光照刺激的光照强度为300～400lux，所述噪音环境刺激的噪音的相对响度为70～100分贝。 7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述动物选自小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、长爪沙鼠和棉鼠中的任一种；随机选择或固定设定对所述动物施加的刺激的种类和顺序。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对动物进行刺激的持续时间为8～15天，每天进行2～6次刺激，每次刺激的持续时间为2～12h。 9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对动物进行刺激的持续时间为10天，每天进行2次刺激，白天、夜晚各一次，每次刺激的持续时间为12h；且持续光照刺激的时间均设定在夜晚。 10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法为： 天数/d白天/7:00-19:00夜晚/19:00-次日7:00 1噪音环境持续光照 2潮湿垫料噪音环境 3高温环境低温环境 4断水断食断水 5噪音环境高温环境 6低温环境潮湿垫料 2
内容摘要： 抑郁症是常见的危害人类身心健康的主要精神问题之一，在社会竞争日趋激烈的今天，抑郁症的高发病率更加受到人们的关注。研究和治疗抑郁症的关键问题之一就是动物模型的建立。抑郁症的动物模型可分为评价分析的测量模型(assay models， am)和病症模拟的类比模型(homologous models， hm)。前者实质上是一种病理评价指标，可用来筛选药物等简易、快速、可以量化的模型方法。后者是通过造模在动物身上模拟疾病的病症，对于探究病理十分有效。抑郁症的类比模型包括应激模型、生化改变模型、孤养模型、转基因动物模型等。应激动物模型被广泛用于抑郁症的研究，随着抑郁症应激理论的不断完善，由此开发的动物模型也得到相应的发展［1］。本文就近年来有关抑郁症的应激动物模型的原理及评价的研究情况作以简要介绍。 1 行为绝望(behavioural despair， bd)模型 1.2 行为指标的量化及观测的人工智能化在实验当中鼠经常很难表现出明显游泳和漂浮行为。“静止不动”的判定不一定非常明确，为了避免较大误差，常需要预先训练评估者(raters)并增加其人数，尽可能降低人为误差。armario(1988)将鼠在水中的行为细分为3类：游泳、挣扎和漂浮，每个动作均有明确的定义，该标准在以后的研究中被多次采用。洪成志(2003)等利用鼠在水中挣扎激起的水波带动浮标的实际位移转换成数字位移信号，再通过电脑自动运算读出数据。这样不仅省时省力更简易精确。 1.3 抗抑郁剂对bd模型的影响及机制急性或慢性给予抗抑郁剂tcas类、maois类、非典型抗抑郁剂、电击治疗（ect）及睡眠剥夺治疗可改善“不动”时间并伴随动物自主活动减少或不受影响，但安定药和抗焦虑药无此作用，甚至强安定药和抗焦虑药明显延长不动时间并减少自主活动；但是ssri类的抗抑郁剂很难用这个方法在短期内检测出疗效。而某些抗抑郁剂如丙咪嗪、三唑酮等对大鼠的不动状态无影响。其它药物如苯丙胺、戊巴比妥、抗惊厥药等对于不动状态也具明显的对抗作用，但其中某些药物的作用是非特异的，如苯丙胺，既可减少不动时间，又可增加自主活动。tcas类药物主要是通过抑制去甲肾上腺素(na)的重吸收而降低不动时间，用神经毒素破坏蓝斑有此效果，而刺激β受体则可降低tcas类不动时间的疗效。bourin (1997) 报道5-ht2a/2c受体与抗抑郁剂对fst影响相关。但对5-ht/na起双重作用的抗抑郁剂在fst中的效果较单一选择性受体的药物更为明显，刺激na系统使该系统产生适应性的改变下调5-ht能神经元的末梢的α2异源受体，α2异源受体参与了5-ht/ na 的相互作用。也有报道大脑多巴胺(da)可降低不动时间，而通过抑制da回收、刺激da受体或向中隔核注入na、phenylephrine（α1-受体激动剂）、isoprot- erenol（β-受体激动剂）或apomorphine（da受体激动剂）均可增加不动时间。近来，电生理学首次表明大鼠经历fst后，腹侧隔膜神经元的自发性点火率降低达50%［2～4］。 1.4 模型评价 bd动物模型兼具am和hm功能。有关bd模型的可信度一直存在争议。有学者怀疑动物会对多次的fst产生适应，或是一种疲劳，并非真正的“绝望”，即使只经历一次fst能否产生抑郁状态也值得怀疑。现在fst和tst更多作为am，广泛用于抗抑郁药的初筛也可对抑郁进行检测，成为可作参考的标准之一。尽管这一模型存在难以克服的药物
常用疾病动物模型 上海丰核可以为广大客户提供各种疾病动物模型定制服务，同时提供相关疾病模型的药物敏感性实验分析服务。 客户只需要提供疾病模型的用途及建模方法的选择，我们会根据客户的具体要求量身定做各种动物模型服务。
小鼠或裸 鼠 加贴近实际（八）心血管疾病模型 1. 动脉粥样硬化（高脂高胆固醇+维生素D喂养）兔高脂、高胆固醇饲喂兔造模，成 膜后血脂变化显著，为伴高血脂 症的动脉粥样硬化 4月血管组织病 理切片染色 2. 主动脉粥样硬化（高脂高胆固醇+主动脉球囊损伤）兔此模型用大球囊损伤加高脂饲 养方法成功建立兔主动脉粥样 硬化狭窄的动物模型，为相关基 础研究提供可靠模型。 2月动物实验模型病理切片展示 一、CCl4诱导的肝脏纤维化 简介：肝纤维化是肝细胞坏死或损伤后常见的反应，是诸多慢性肝脏疾病发展至肝硬化过程中的一个中间环节。肝纤维化的形成与坏死或炎症细胞释放的多种细胞因子或脂质过氧化产物密切相关。CCl4为一种选择性肝毒性药物，其进入机体后在肝内活化成自由基，如三氯甲基自由基，后者可直接损伤质膜，启动脂质过氧化作用，破坏肝细胞的模型结构等，造成肝细胞变性坏死和肝纤维化的形成。通过CCl4复制肝纤维化动物模型通常以小鼠或大鼠为对象，染毒途径主要为灌胃、腹腔注射或皮下注射。 动物模型图. 经过3个月的CCl4注射造模，小鼠的肝脏在中央静脉区形成了比较明显的肝纤维化，中央静脉之间形成了纤维桥接。（Masson染色） 二、CXCL14诱导的急性肝损伤动物模型
简述：CCl4是最经典的药物性肝损伤造模毒素之一，其在肝内主要被微粒体细胞色素P450氧化酶代谢，产生三氯甲烷自由基和三氯甲基过氧自由基，从而破坏细胞膜结构和功能的完整性，引起肝细胞膜的通透性增加，可溶性酶的大量渗出，最终导致肝细胞死亡，并引发肝脏衰竭。根据CCl4代谢和肝毒性机制可复制不同的肝损伤模型，其中给药剂量和给药方法是其技术关键。对于复制急性肝衰竭动物模型，往往采用大剂量一次性灌胃或腹腔注射给药。 图. (A) CCl4注射后0.5 d的HE染色表明CXCL14过表达增加了肝脏组织的嗜酸性变性面积(在照片中用虚线标记)(p < 0.05)。 (B) 1.5天组织样本的HE染色表明CXCL14过表达造成了比对照组更大面积的细胞坏死(p < 0.05)。 (C)同时还造成了中央静脉周围肝细胞中明显的脂肪滴积累。图中P和C分别表示动物模型的门静脉和中央静脉。KU指凯氏活性单位。 细胞凋亡检测结果 TUNEL标记没有显示CXCL14免疫中和小鼠和对照小鼠在凋亡细胞数量上的差异。C0, C1和C2分别是对照组0 d，1 d,和2 d样本，T1
鱼群行为的建模与仿真 摘要 本文主要对人工鱼的集群行为，对天敌的有效躲避，和在集群中部分个体获得食物信息的情况下，整个鱼类集群的运动行为进行了研究。并利用MATLAB 工具进行了模拟仿真。 针对问题一，我们对鱼类的集群运动主要提出了聚集、和邻居速度匹配、避免碰撞三个原则。基于这三个原则建立了鱼类单个个体的自治模型，每个个体通过相互作用，使集群形成。本文对三个原则的具体实现进行了分析和假设。得到了计算机模拟仿真下的鱼类集群图形。 针对问题二，在模型一的基础上，我们增加了鱼群有效逃避天敌的规则。并利用MATLAB进行在天敌存在的情况下，鱼类集群行为的运动特征，并且得出了较好的仿真结果。 针对问题三，我们建立了鱼群觅食过程中的信息交流机制，得出了在部分人工鱼知悉食物信息的情况下，整个鱼群的运动状态的仿真结果。 关键词：集群运动模拟仿真个体自治 一、问题的提出 在动物界，大量集结成群进行移动或者觅食的例子并不少见，这种现象在食草动物、鸟、鱼和昆虫中都存在。这些动物群在运动过程中具有很明显的特征：群中的个体聚集性很强，运动方向、速度具有一致性。通过数学模型来模拟动物
群的集群运动行为以及探索动物群中的信息传递机制一直是仿生学领域的一项重要内容。 根据相关资料，建立数学模型刻画动物集群运动、躲避威胁等行为，解决如下问题： 问题一：建立数学模型模拟动物的集群运动。 问题二：建立数学模型刻画鱼群躲避黑鳍礁鲨鱼的运动行为。 问题三：假定动物群中有一部分个体是信息丰富者(如掌握食物源位置信息，掌握迁徙路线信息)，请建模分析它们对于群运动行为的影响，解释群运动方向决策如何达成。 二、基本假设 1、假设除视觉外其他感官在第一问中的影响忽略，如嗅觉，听觉； 2、假设每条鱼体型、感知能力相同； 3、假设鱼群在集群运动中没有死亡； 4、假设鱼的反应速度很快，改变速度所需时间非常短； 5、假设鱼遇到边界，以反射的方向反弹。 三、定义符号说明
动物集群行为的建模与仿真 摘要 生态系统中,动物个体的行为相对简单,集群后却能表现出复杂的群体行为。个体行为是构成群体行为的基础,个体之间的组织结构、个体行为之间的关系和群体行为的涌现机制是研究群体行为的关键要素。 本文首先基于boid模型的三原则，从个体出发，对动物个体进行建模,分析个体之间的行为规则及相互影响，从而仿真出动物的集群行为。仿真结果在一定程度上反映了动物集群行为的实际情况，但该模型对各个参数的设置非常敏感，动物群体的速度不会趋于稳定一致，而且此模型假设各动物的速率相等且保持不变是不合理的，所以对模型进行了改进。 改进模型引入了势场函数，将个体之间的相互作用抽象成吸引力和排斥力，利用牛顿运动定理描述个体运动规律。通过仿真结果发现，动物个体会先调整各自的间距，使其相互靠近以免落单，但又不至于相互碰撞；当动物个体之间的距离接近平衡距离时，动物个体会保持相对位置基本不变，调整各自的速度方向使趋近一致并平稳；另外，个体数目越多，出现落单的可能性就越小。上述结论都是符合实际情况的，说明改进后的模型更合理。 鱼群躲避鲨鱼的行为，可以认为是由鲨鱼对鱼群的排斥力引起的，所以在原有合力的基础上再加上由鲨鱼引起的斥力即得到小鱼发现鲨鱼后的合力。仿真得到的结果反映，当有鲨鱼出没时，鱼群会迅速改变运动状态，逃离鲨鱼的攻击。 动物群中的信息丰富者可以理解成Leader-Follower模型中的Leader，其他个体都是Follower。结合问题一中改进的模型和Leader-Follower模型，通过matlab编程仿真得到的结果反映了Leader对整个群体的作用和影响。 关键词：集群行为 boid模型势函数 leader-follower模型 matlab仿真
一. 背景： 本次动物实验相关疾病介绍、国内外相关治疗及研究的现状及结果（含临床、基础）、相关引文摘要等。 二、实验所用器械简介： 三、实验目的 1、使用猪或其他适宜动物为实验模型, 按照临床要求对产品进行模拟 使用，对* *器械的* *性能、* *效应进行测试。 2、通过动物实验取得数据和经验, 以便为产品的临床使用撰写详尽的使 用指南。 3、确定* * 器械置入猪后的最长可回收天数, 以便为临床使用的最长 可回收时间提供参考。 4、研究* *器械置入* *天后的可回收性, 以回答以往实验中未能解决 的* * 器械在置入* * 天后是否可取出的问题。 四、实验模型和材料 1、实验模型 （1）.动物模型：猪，体重：25?35KG （2）.体外模型：拟采用透明塑料软管作成的20mm 25mm两 种直径的下腔静脉模型。 2、材料： （1）* *器械采用XX公司研发生产的器械。 （2）其他手术配套器械采用临床通用器械。 3.过程要求：
本实验开始前必须取得动物道德委员会的许可（注：国外 有此要求，国内仅少数几家大医院有动物伦理委员会） 五.实验设计 动物数量及分组方法：实验动物共22头，在置入器械后分为A和B两组.A组动物采用介入方法取出滤器，B组动物采用外科方法经腹切开方法取出滤器.下腔静 脉滤器置入后饲养观察时间为7、10、12、14、16、20、30、60和90天，具体分组方法见下表。 分组（头） 时间（天）- A B 7 1 1 10 1 1 12 3 1 14 3 1 16 1 1 20 3 1 30 0 2 60 0 1 90 0 1 六、实验方法： 1、随机选取实验动物以1:1的比例进行* *实验，并记录* * 总结出的操作要求。7?20天实验用以观察器械置入后的可回收期，30、60、90天实验用以观察器械置入后的长期通畅情况。 2、所有动物器械取出前应造影复查，并与器械置入时的资料进行对比，判断器
动物集群运动行为模型系列之一
动物集群运动行为模型 摘要 自然界中很多种生物中都存在着复杂的群集行为，生物学家曾对此做了大量研究，也取得了很多重要的研究成果。群集行为在一定程度上是由群集智能所支配的，所谓群集智能指的是众多简单个体组成群体，通过相互间的合作表现出智能行为的特性。自然界中动物、昆虫常以集体的力量进行躲避天敌、觅食生存，单个个体所表现的行为是缺乏智能的，但由个体组成的群体则表现出了一种有效的复杂的智能行为。本文要做的主要工作是通过建立适当的数学模型，利用计算语言进行仿真，研究群体的集群运动。 针对问题一，我们首先寻找其理论基础，国内外专家研究群集行为时主要采用欧拉法和拉格朗日法。通过相关理论的比较发现，解决本题所研究的问题，采用拉格朗日法更佳。为方便研究，本文选取自然界的鱼群作为对象，建立自由游动模型、引入环境R-a模型、并在此基础上建立避开静态障碍物模型，赋予多Agent感知、交互能力，通过对Agent内部状态值的调节改变搜索参数，达到内部状态控制行为选择的目的，最后通过计算机仿真演示动物的集群运动。 针对问题二，在前面模型的基础上，进一步引进当Agent遭遇捕食者时的集群运动模拟算法。基于人工鱼群的自组织模型，确立相关的天敌因子，之后根据约束因子分配权重，进行迭代计算，实现鱼群逃逸模拟。 针对问题三，分析其信息丰富者对于群运动的影响，以及群运动方向的决策，借鉴种群中的信息传递原理，简化种群内通讯机制，并赋予鱼群一种彼此间可以互相传递信息的通讯方式，融合抽象的信息交互方式，建立动物的群体觅食模型信息交互模型，实现信息对种群对决策运动方向的影响。
III.实验动物心肌肥厚模型 A、压力超负荷/主动脉缩窄 压力超负荷引起的心脏肥厚常用的手术方法是主动脉缩窄（i.e.缩窄升主动脉）。 小鼠行主动脉缩窄（TAC）可以引起心脏机械性的压力超负荷，最终导致心肌肥厚、心衰（20,84）。TAC通常诱导方法采用在近胸骨端行小切口, 缩窄主动脉的这样的开胸手术。TAC模型虽然不能完全模拟人类的心室重构，但该模型可以用于肥厚发病过程中多种基因学的研究。主动脉缩窄模型能很好的模拟血流动力学超负荷引起左心室肥厚的发生发展。该动物模型在主动脉缩窄造成心肌肥厚几个月后会导致心衰。 B、容量超负荷 在静脉回流适当的情况下，心脏不能排出足够的血液满足全身组织代谢的需要就会引起CHF（充血性心力衰竭）。心内檐沟血或回心血量增加导致瓣膜闭锁不全就会引起心室容量超负荷。在慢性动脉和/或二尖瓣瓣膜回流疾病中的容量超负荷，我们会观察到“舒张期压力-容积曲线”整体右移,说明心脏僵硬度增加，即发生LVH (可见于主动脉瓣狭窄、高血压、肥厚性心肌病)（36）。通常情况下，容量超负荷CHF模型制备方法是腹主动脉-下腔静脉分流术。即于肾动脉上方分离出下腔静脉和腹主动脉，用血管夹在近肾动脉端夹闭主动脉阻断血流；用0.6-mm的针头由主动脉远端刺入，继续进针刺入下腔静脉，使动静脉联合。退针后，缝合血管壁伤口。4-5周后，就能复制出心肌肥厚模型，并具有左心室收缩力增强、舒张末期压力增加的特点（257）。 C、冠状动脉结扎 冠状动脉结扎常用于复制心衰动物模型。冠脉左前降枝（LAD）结扎后会阻断心脏的供养和营养输送，这种情况类似于人类心脏病发作时伴随的症状。血氧和营养供输阻断后，心肌细胞死亡，心脏整体功能受影响，最终导致心功能紊乱。由于这种动物模型非常接近临床心衰疾病的发生发展，研究证明该模型是心衰发病机制研究的重要手段（13）。 D、转基因型心脏肥大模型 几十年以来，一些心脏肥大和心力衰竭的转基因小鼠模型被学者们用于心肌肥厚和心衰这些致命疾病的可能的分子机制研究。受条件限制，在此不能针对于所有模型作一全面的综述，但在此文中，我们介绍一种转基因小鼠模型，该模型能成功模拟心肌肥厚的发生发展以及最终演变为心衰的过程。表1列举的是截止目前，研究学者们发现的较成熟的心肌肥厚/心衰模型。 表1：小鼠心衰模型 转基因小鼠模型代谢转变模型ECM紊乱转基因模型 肌侵蛋白，TNFα，G i，Gαq，PKCβ，PKA，β1AR, 磷酸化蛋白, 肌集钙蛋白, 钙调磷酸酶, L-型Ca2+ 通道 线粒体功能紊乱 氧化应激 脂肪酸氧化(FAO) 通路的受损 基质金属蛋白酶2/MMP2 基质金属蛋白酶9/MMP9 组织金属蛋白酶抑制剂 1/TIMP1
动物集群运动行为模型系列之八
动物集群运动行为研究 摘要 以集群现象为研究对象的群体系统是一个由大量自治个体组成的集合，在无集中式控制和全模型的情况下，一般通过个体的局部感知作用和相应的反应行为使得整体呈现出复杂的涌现行为。本文着重解决了动物群的迁徙、逃避捕食者以及觅食等群体行为。 针对问题一，研究群体迁徙行为，在考虑靠近规则、对齐规则、避免碰撞规则的基础上，建立了一个个体自身运动受视野范围内其他个体共同作用的模型。在模型中主要考虑了个体的位置变化、瞬时速度大小和方向。通过每一时间间隔的变化，观察最后的运动趋势。 通过计算机仿真得到个体运动行为图，经过一段时间，各个个体运动趋向于同一方向，并向集群质心靠拢。 针对问题二，研究逃避捕食者的运动行为，通过分析个体与捕食者间的相对位置变化，来判断每个个体的运动速度大小和方向，模拟出动物群躲避捕食者的运动路线图。 针对问题三，研究觅食行为，在迁徙模型的基础上，当种群中出现一些带有引导信息的个体时，研究对整个种群的影响，考虑带信息的个体运动是不受其他个体影响的。 通过仿真，对误差数据进行分析，研究领导者占不同比例时，觅食行为的结果，当领导者比例至少为12%时，才能成功觅食。
关键字：集群运动迁徙模型躲避模型觅食模型智能仿真
一、问题重述 1.1 问题背景 自然界中存在着大量的群体运动现象，在宏观上，天体（恒星，行星，星云等）之间的聚集形成星系的运动，大气层中的水汽聚集形成大气运动，以及生物界中的鸟群、鱼群、蚁群等的运动。在微观上，细菌等微生物以及人类的黑色素细胞也会进行群体运动，奇怪的是，尽管生物群体中的个体具有有限的感知能力和智力水平，整个群体却能表现出复杂的运动行为，例如保持群体成员间在运动速度和方向上的同步，朝同一目标（食物、栖息地等）行进，这些群体还可以形成特殊的空间结构以应对紧急情况（如躲避障碍物或逃避抵御捕食者）等。 以集群现象为研究对象的群体系统是一个由大量自治个体组成的集合，在无集中式控制和全模型的情况下，一般通过个体的局部感知作用和相应的反应行为使得整体呈现出复杂的涌现行为。如何对这种集群行为进行数学建模，并将其应用与人工世界，是目前复杂性科学的前沿课题。 研究群集系统具有实际意义，一方面，它是理解生物复杂性的一个途径，另一方面，可以借鉴生物的智慧，把分布式策略用在自治多代理系统（如多机器人或自治飞行器系统）的控制、协调以及编队控制中。这些系统的共同特点是：个体自治、无全局通讯、无集中式控制。通过设计一定的控制规律，可以使系统整体呈现出所期望的涌现行为。群集的研究还有可能用来解释群集智能的产生，每一个个体并不是非常智慧的主体，但它们之间通过协作却可以展现出一定的智能行为，因此在工程上具有潜在的应用价值。
病理生理学实习指导 一、缺氧模型的实验性复制 ㈠目的与原理 通过给动物低氧环境，影响Hb的带氧能力及使组织不能利用氧等方法，复制不同类型缺氧模型，经呼吸、机能状态、皮肤粘膜颜色等指标，显示了其不同症状与特征，同时对复制模型的方法及原理又有大概的了解，有利于深入和研究各缺氧症的发生、发展和转归的规律。 ㈡实验对象 小白鼠。 ㈢器材与药品 缺氧瓶（装有管道瓶塞的250ml广口瓶），酒精灯，一氧化碳发生器，1ml注射器，5ml 和2ml刻度吸管，粗天平（附砝码），剪刀，普通镊。 钠石灰（氢氧化钠、氧化钙），甲酸，浓硫酸，0.125%氰化钾溶液，1%亚硝酸钠溶液，10%硫代硫酸钠溶液。 ㈣步骤与观察 表8-3-1观察指标 呼吸机能状态皮肤粘膜颜色类型（频率、幅度）（活动度） –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 低张性缺氧 一氧化碳中毒 氰化钾中毒 ⒈低氧性缺氧 ⑴将小白鼠至于250ml广口瓶（内装钠石灰吸收二氧化碳）中观察上述指标。 ⑵将瓶塞紧，同时记录时间，每5min重复观察上述指标一次（如有变化则随时记录）直到动物死亡为止。 ⒉一氧化碳中毒性缺氧 ⑴如图8-3-1装好一氧化碳发生装置。 ⑵将小白鼠一只放入瓶中，观察上述指标。 ⑶取甲酸3ml放入试管内，加入浓硫酸2ml，塞紧。如气泡产生较少，可用酒精灯加热，加速一氧化碳的产生（但不可过热以至液体连续沸腾，因一氧化碳产生过快，动物迅速死亡，血液颜色改变不明显）。 ⑷在整个过程中，注意观察上述指标。 （注）：一氧化碳产生原理： H2SO4 HCOOH CO↑+H2O △ ⒊氰化钾中毒性缺氧 ⑴称小白鼠体重，观察上述指标，预先准备1%亚硝酸钠及10%硫代硫酸钠各10ml·Kg-1，以备急救用。
鱼群运动行为模型 摘要 本文研究了鱼群运动时受环境及邻近同族的影响而改变速度方向的机制，并以此为基础分析了鱼群在躲避捕食者和觅食时的信息传递和转移路线。 对于问题一，本文考虑平衡状态时，即没有捕食者威胁也无觅食和迁移的需求时，个体鱼的游动规律。本文假设个体鱼在二维平面内游动时能够感知到一定范围（R ）内的同族的位置和游动方向，并遵循四个规则：惯性规则、靠近规则、对齐规则、规避规则，个体鱼的运动方向由这四个规则对鱼的影响大小决定， 111223344t t t t t P P P P P λλλλ+=+++，11cos sin t t t t t t x x v P y y v P ++=+???=+??。由此可对每一条鱼的 运动状态进行迭代更新。 对于问题二，本文考虑在二维平面中引入捕食者，并假设捕食者将游向其感知范围（R 0）内距离其最近的个体鱼，同时受其自身游动惯性的影响，则其游动方向11122t t t P P P λλ+=+。由此可对捕食者的游动状态进行迭代更新。当捕食者靠 近个体鱼，出现在个体鱼的感知范围内时，小鱼将产生避险意识，避险方向为捕食者到个体鱼的方向，同时向其感知范围内的个体鱼发送告警信号，接受到告警信号的个体鱼将产生离散意识，离散方向为其感知到的避险个体鱼游动方向的平均方向。则此时小鱼的游动方向1112233445566t t t t t t t P P P P P P P λλλλλλ+=+++++。由此可对捕食者和个体鱼的运动状态进行迭代更新。 对于问题三，本文仅考虑掌握食物源位置信息的信息丰富者，它们在遵循问题一中提出的游动规则条件下，将主动靠近食物源，并且把它向食物源游去的信息告知邻居，召集其它个体鱼共同觅食。对于非信息丰富者来说，它能受到其感知范围内信息丰富者的召集信息，并趋向这些信息丰富者的实际游动方向的平均方向，追随它们共同觅食。此时个体鱼的游动方向：1112233445566t t t t t t t P P P P P P P λλλλλλ+=+++++。对于信息丰富者，受到召集作用的权重60λ=。对于非信息丰富者，游向食物源的权重50λ=。由此可得鱼群觅食的集群运动情况。 关键词：个体运动 集群运动 运动规则
疼痛实验动物模型 科研探索2007-04-25 23:11:36 阅读147 评论0 字号：大中小订阅 疼痛是机制非常复杂的神经活动。疼痛研究已经成为当前神经科学研究的重要课题之一。由于疼痛机制的复杂性，使得在患者身上研究与疼痛有关的神经机制成为不可能的事。因而，我们的研究需要相应的动物模型。本章介绍了在现代神经科学研究中常用的疼痛动物模型。在概要介绍了疼痛研究的意义及其现状之后，重点介绍了在生理痛研究和急性、慢性病理痛研究中所应用的动物模型。生理痛的模型即常用的动物伤害性感受阈测定法；急性病理痛的模型则主要是各种急性炎症模型模型；慢性病理痛的模型则包 括慢性炎症模型和慢性神经损伤模型。 前言 疼痛(pain)是人们一生中经常遇到的不愉快的感觉。它提供躯体受到威胁的警报信号，是生命不可缺少的一种特殊保护功能。另一方面，它又是各种疾病最常见的症状，也是当今困扰人类健康最严重的问题之一。近年来，仅在美国就有三至四千万人患有慢性痛。据估计，美国每年用于治疗慢性痛的费用约为400~600亿美元；澳大利亚每年用于治疗疼痛的费用占全部医疗费用的40%。随着医学的进步和人类生活水平的提高，烈性传染病逐渐得到控制，疼痛在人的身心痛苦和医疗费用消耗上的相对地位将越来越重要。 由于难以在人体对疼痛进行深入的机制研究，有必要建立疼痛的动物模型。但疼痛是是包括性质、强度和程度各不相同的多种感觉的复合，并往往与自主神经系统、运动反应、心理和情绪反应交织在一起，它既不是简单地与躯体某一部分的变化有关，也不是由神经系统某个单一的传导束、神经核和神经递质进行传递的，所以很难将某种客观指标与疼痛直接联系起来。因而，我们只能根据模型动物对伤害性刺激的 保护反应和保护性行为来推测它们的疼痛程度。 伤害性感受(nociception)和痛觉是两个有密切关系但又不相同的概念。前者是指中枢神经系统对由于伤害性感受器的激活而引起的传入信息的加工和反应，以提供组织损伤的信息；痛觉则是指上升到感觉水 平的疼痛感觉。两者之间有时并没有严格的相关性。 生理痛模型与常用的痛阈测定法 概述 为了能够对痛觉现象及其机制作深入细致的观察，特别是在中枢神经系统的形态学、细胞生物学和分子生物学水平研究痛觉机制，必须建立动物的痛觉模型。又由于痛觉是意识水平的感觉，我们无法确定动物是否具有痛觉，只能观察其对伤害性刺激的行为反应。因而在下文的描述中有时用伤害性感受阈 (nociceptive threshold)取代痛阈(pain threshold)。 正常情况下，疼痛是机体对外界伤害性刺激的感受，它是一种报警系统，提示实存的或潜在的组织损伤的可能性。如果这种伤害性刺激是可以回避的，那么痛觉就是一种具有完全的积极意义的感觉形式，称为生理痛。这种意义上的疼痛模型实际上就是对伤害性感受阈的测量。它是通过观察动物对伤害性温度 和机械刺激的逃避反应实现的。 如果动物遇到无法逃避的伤害性刺激，就会引起它的情绪反应，发出嘶叫声。这是需要高级神经中枢配合的反应，并且不受局部运动功能的影响。因而，在伤害性刺激下引起的嘶叫反应也可以作为伤害性 感受阈的测量指标。 热辐射-逃避法 这是最常见的伤害性感受阈测量方式。最常用的有热辐射-甩尾法、热辐射-甩头法和热辐射-抬足法。