经典的动物行为学实验实操攻略,请收藏!

2024.10.25点击量:293

抑郁症、阿尔兹海默症等疾病的治疗广受科研工作者的关注,而关于此类疾病的研究成果和治疗方案,行为学实验是其寻找突破口的方向之一。

以阿尔茨海默病为例,研究者通常会采用水迷宫实验来检测动物的空间记忆能力。

除了水迷宫实验,常见的行为学实验还有Y迷宫、旷场、强迫游泳、高架十字迷宫等。

通过行为学实验,精心设计实验场景,获得理性、客观的实验结果,进而获得普适性的结论,帮助科研工作者深入研究动物的行为模式及其背后的神经机制,获得有利于人类医疗事业的最新研究成果,这就是行为学实验的意义。

接下来为大家介绍几类经典的行为学实验及操作方法。

【学习记忆行为】

01水迷宫实验

该实验强迫实验动物(大鼠、小鼠)游泳,从而学习寻找隐藏在水中的平台,进而测试实验动物对空间位置感和方向感(空间定位)的学习记忆能力,是开展行为学研究,尤其是学习与记忆研究的首选经典实验。

Morris水迷宫设备的圆形池被划分为四个象限,水温保持23-25℃。在实验前一天进行水迷宫适应性训练,第1-5天进行定位巡航实验。

开展定位巡航实验时,将小鼠面向池壁从四个随机不同的入水点分别放入水池,记录小鼠从进入水中到找到隐蔽的平台并站立于其上所需时间(逃避潜伏期)和在此期间的运动总距离。

在第6天移掉平台,进行空间探索实验,记录60 s内小鼠穿越原平台的次数以及在原平台所在象限停留的时间及运动距离。

02Y迷宫实验

这个实验利用了小鼠对新异环境天然探究的自然习性,能够有效地反映出动物对新异环境的识别记忆能力。

“Y迷宫”设备分为ABC三个臂,三个臂之间的夹角均为120°。

实验开始时,把小鼠按同一方向放置在三个臂的交界处,任其在装置内穿梭,记录5min内小鼠进入各臂的顺序,小鼠进入各臂三分之二及以上处记为成功进入该臂,否则不算进入。

实验结束后,分析进入各臂的顺序,按ABC、ACB、BCA、BAC、CAB、CBA出现的形式记为正确转换。正确转换率越高,说明小鼠空间识别记忆能力越强。

【情绪行为】

01高架十字迷宫实验

高架十字迷宫是利用动物对新异环境的探究特性和对高悬敞开臂的恐惧形成矛盾冲突行为来考察动物的焦虑状态。

高架十字迷宫有一对开臂和一对闭臂,实验开始时将小鼠从中央格面向闭合臂放入迷宫,记录活动情况。

观察指标包括:开放臂进入次数、开放臂停留时间、闭合臂进入次数、闭合臂停留时间。

计算开放臂停留时间比例、开放臂进入次数比例、高架十字迷宫中总进入次数。

进入开放臂次数及停留时间与小鼠的焦虑情绪成负相关,进入开放臂次数越少,停留时间越短,说明老鼠的焦虑情绪越严重。

02强迫游泳实验

该实验通过将动物置于水中,动物拼命挣扎,试图逃跑又无法逃脱,从而提供了一个无可回避的压迫环境。

一段时间后,动物即表现出典型的“不动状态”。

观察并记录实验动物“不动状态”过程中的一系列参数,可以用来评价抑郁状态,评估抗抑郁药物的疗效。

03

悬尾实验

该实验可用于筛选潜在的抗抑郁药物,并评估其他操作对抑郁症相关行为的预期影响。

在这个实验中,悬尾测试设备顶部有一个钩子,将老鼠的尾巴用胶带粘在钩子上,在 6 分钟内观察小鼠的行为反应,并记录激动与静止的持续时间。

激动期是老鼠扭动和卷曲以试图摆脱钩子的时期,静止期是鼠标基本上放弃并停止尝试释放自己的时期。

静止期,我们可以认为是类似抑郁的行为,这种行为表现为容易放弃任务和一种可以在各种动物身上出现的习得性无助。

 

 

【运动行为】

01跑轮实验

跑轮实验经常用于运动行为研究、运动能力评估、药物疗效评估,特别是在神经系统疾病治疗方面的研究。

跑轮实验包括自主跑轮和被动跑轮,实验中,将小鼠被放在带有跑步轮的笼子里,记录每一分钟跑轮转动方向、转数、累计总行程等。根据数据和实验目的,得出相关研究方向的分析结论。

02旷场实验

这个实验是评价实验动物在新异环境中自主行为、探究行为与紧张度的一种方法,用于评估小鼠的焦虑抑郁状态和自主运动能力。

将动物放入旷场实验设备箱内底面中心,同时进行摄像和计时,观察3~10 min后停止摄像。

分析数据时,将箱子底面虚拟划分为中心区域和外周区域,通过轨迹分析小鼠进入中心区域的次数、在中心区域停留时间、运动总距离等。

如果小鼠更倾向于在旷场试验箱中间运动,解读为抗焦虑行为,反之则为焦虑行为。

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