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实验动物的行为学评估

实验动物的行为学评估

・综述・

实验啮齿类动物行为学评估

曾莉,张旻,卜碧涛#

【收稿日期】 2008203229#

【通讯作者】 卜碧涛,Tel :86227283662418,E 2mail :bubitao @http://www.doczj.com/doc/f9a044b9c281e53a5902ff93.html 。

华中科技大学同济医学院附属同济医院神经科,武汉430030

  【关键词】 啮齿类动物;行为学方法;协调运动;学习与记忆

【中图分类号】 R741;R741.02 【文献标识码】 A  【文章编号】 10012117X (2008)0520352205 【DOI 】 

10.3870/sjsscj.2008.05.013

  各种先进的科技手段不断应用于实验医学,从宏观到微观,从整体到局部,从行为到基因,不同层次的研究广泛展开,而动物行为学是研究者评估的主要指标。相对于离体研究,动物实验虽然不能反映微观机制,但能观察多因素混合作用对动物的影响,反映动物整体状态。目前,行为学评估的内容主要包括动物的自主行为、肌力及协调运动能力、学习与记忆能力。动物的自主行为研究多用于毒理学、精神药理学、行为科学等方面,评估药物和环境对动物行为的改变及对神经系统的作用;肌力及协调运动能力主要用于评估动物的运动功能;学习与记忆能力检测用于评价动物的高级中枢神经功能。在实际选择行为学方法时需根据不同的疾病模型选择评估指标。例如抑郁症模型,以自主行为检测为主要评价指标;C 型Niemann 2Pick 的动物主要表现为进行性核上性眼肌麻痹、运动失调及晚期智力障碍,因此选择反映肌力和协调运动能力的检测为主;而累及高级神经功能的疾病模型,如Alzheimer 病、血管性痴呆等,以选择检测动物学习与记忆的行为学方法为主。

1 自主活动度检测

一般采用旷场试验(open field test )[1],主要设备包括透明观察室,记录水平和垂直方向活动的2组相对的红外线阵列以及通过软件连接的计算机,见图1。实验时将动物从饲养笼中转移到标准透明观察室,待动物适应新环境10min 后,开始记录其自发活动及变化,一般拍摄30s 或1min ,以动物水平和垂直运动的次数来衡量其活动的强弱。该实验多用于毒理学、精神药理学、行为科学等,其优点在于可在同一时间段、相同环境下比较不同组动物的活动状态,客观定量地反映活动量及自主活动功能。

2 协调运动的检测

2.1 足迹分析法(footprint analysis )[2,3] 足印测试装置大

小为50cm ×9cm ×6cm 。测试时,在测试盒的底层垫一张白纸,大鼠两后足蘸适量无毒的碳素墨水后,放入盒中从一

端走到另一端,形成一串连续的脚印。3个连续的脚印形成一个三角形,记录以下参数:[1]是从右侧脚印中点做的一条与盒子长轴垂直的直线,相邻两右侧脚印之间的连线与[1]之间所形成的锐角用α表示,

α的平均变异值用⊿α表示;[3]是相邻两左脚印或右脚印之间的距离,用σ表示[3]的平

均变异值;[4]是左右两脚印之间的距离;[6]是步宽,即一侧脚印到对侧相邻两脚印连线的垂直距离;β是步态变异率,即β=0.5-[4]/[3],见图2。步长=总共步行的距离/右(左)侧脚印数目。步长、步宽、⊿α、σ、β5个指标反映试验鼠的共济运动,若有共济失调,则表现为步态不稳,⊿α、

β、σ增大。2.2 握力试验(grip strength )[3] 根据小鼠善于攀爬、喜用

爪抓持物体的习性,设计出握力实验,用于评价啮齿类动物肌肉力量或神经肌肉接头功能。将动物置于Chatillon 测力台上,见图3,其尾端距离桌面至少2cm ,用前肢抓住握力计,实验者轻轻向下牵拉直到其前肢与握力计分开,记录动物的最大握力。

2.3 网屏试验(inverted screen )[1,3] 网屏为45cm 2网带,

网眼为12mm 2,网板的左右和上方都有5cm 高的木条框边,网屏距地面高30cm 。先将网屏水平放置,将动物放在其上,然后缓缓地将其一端抬高,在2s 内将此网屏变成垂直位,保持120s ,观察动物是否掉下,记录掉下来的潜伏期,最大值为

120s 。用于反映动物的协调运动能力。

2.4 滚轴试验(rota 2rod test )[3,4] 需要动物在滚轴上保持

平衡并连续运动,是广泛采用的检测运动协调性的实验。实验时将动物置于转棒仪的滚轴上并避免滑落,大鼠采用直径为3.75英寸的滚轴,小鼠采用1
.25英寸,见图4。转动滚轴时根据实验要求可选择恒速、加速度模式。动物滑落下来时会相应停止下面的传感平台,并记录从滚轴掉下的潜伏期。

平衡并连续运动,是广泛采用的检测运动协调性的实验。实验时将动物置于转棒仪的滚轴上并避免滑落,大鼠采用直径为3.75英寸的滚轴,小鼠采用1.25英寸,见图4。转动滚轴时根据实验要求可选择恒速、加速度模式。动物滑落下来时会相应停止下面的传感平台,并记录从滚轴掉下的潜伏期。

2.5 衣架试验(coat hanger )[1,7] 设备可自制而成,见图5,

形状类似衣架,其水平部长35cm ,直径约3mm ,距离地面约

40cm 。使动物前爪抓住衣架水平部中央,观察30s 。动物在10s 内从衣架上掉下为0分,前爪挂在衣架上为1分,试图

爬上衣架为2分,前爪和至少1只后爪挂在衣架上为3分,四肢及尾巴绕在衣架上为4分,试图逃到水平部的末端为5分。同时记录动物掉下或爬到水平部末端的潜伏期。用于评价肢体肌力及协调运动能力。

2

53Neural Injury and Functional Reconstruction ,September 2008,Vol.3,No.5

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