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行為箱形狀對小鼠新物體識別實驗結(jié)果的影響
動物的認知功能需要通過對其學習記憶的情況進行評價，因此需要建立規(guī)范的行為學實驗方法，從而準確判斷其學習記憶的情況。根據(jù)嚙齒類動物具有喜歡探索陌生事物的天性，Ennaceur和Delacour于1988年報道了一種非獎賞性的、簡單的認知記憶實驗模型———新物體與新位置識別實驗，用于檢測嚙齒類動物的記憶能力。該模型根據(jù)動物對見過的熟悉物體和沒有見過的新物體的探究時間的長短來評價被測試動物的記憶能力，即當被測試動物未遺忘環(huán)境中見過的熟悉物體時，便會用更多的時間探究沒有見過的新物體;當被測試動物遺忘了見過的熟悉物體，則動物對環(huán)境中沒有見過的新物體和見過的熟悉物體的探究時間應基本相同。與其它動物行為學實驗方法相比，新物體識別實驗具有不需要外部推動力，只需要適當?shù)挠柧毤纯赏瓿桑揖哂袑嶒灂r間短的優(yōu)點，受到越來越多的學者的關注。但由于新物體識別實驗缺乏統(tǒng)一的實驗標準，使其應用受到一定的限制。以往研究針對物體材質(zhì)、時間間隔等具體檢測條件進行，但缺少對行為箱形狀的研究，為了進一步規(guī)范該方法的實驗標準，本研究針對新物體實驗方法中的實驗行為箱形狀對實驗結(jié)果的影響進行考察。
1、材料與方法
1.1實驗動物及飼養(yǎng)環(huán)境
健康ICR小鼠，8周齡，40只，雌雄各半，體質(zhì)量24～26g，購自長春億斯實驗動物技術有限責任公司［實驗動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(吉)-2011-0004］。遵照國家實驗動物飼養(yǎng)和使用指南，將小鼠飼養(yǎng)在屏障環(huán)境中，控制溫度在(22±1)℃，12h明暗循環(huán)，自由采食和飲水，預飼期1周。
1.2實驗儀器
小鼠自主活動儀和小鼠新物體識別實驗箱。
1.3實驗動物分組
ICR小鼠40只隨機分為2組，每組20只，雌雄各半，即方組(n=20)和圓組(n=20)。各組按性別再次隨機分為2組，即方雌組(n=10)、方雄組(n=10)、圓雌組(n=10)和圓雄組(n=10)。
1.4新物體實驗方法
實驗前5d，實驗人員每天將小鼠放到手上撫觸5min，消除小鼠的緊張恐懼感。實驗前，通過小鼠自主活動儀篩選，剔除活動異常的小鼠(活動過少、活動過多、轉(zhuǎn)圈等)。實驗當天，先將小鼠放到實驗室，讓其適應環(huán)境1h，然后進行正式實驗。
新物體識別實驗包含三個階段(圖1)。階段1(T1):分別將小鼠單獨放入敞開的行為箱(底邊長44cm×44cm的方形行為箱或半徑為25cm的圓形行為箱)中，自由探索5min。探索完畢后將小鼠取出，放回飼養(yǎng)籠中。清理行為箱中小鼠的糞尿，75%酒精擦拭，消除異味。本階段在實驗第yi天上午、下午分別進行一次。階段2(T2):分別在行為箱的兩個相對的區(qū)域中放入2個*相同的物體(物體1和1’)，再次將小鼠放入行為箱中探索5min。每次實驗結(jié)束后，*清理行為箱。本階段實驗在第er天上午進行。階段3(T3):物體1不變(舊物體)，物體1’更換為物體2(新物體)，再次將小鼠放入行為箱中探索5min。每次實驗結(jié)束后，*清理行為箱。本階段實驗在第er天下午進行。所有實驗均在上午8點至下午5點之間進行。
采用SuperMaze動物運動軌跡跟蹤系統(tǒng)記錄分析T2和T3中小鼠分別探索2個物體的時間，其中探索物體1的時間記為F，探索物體1’或2的時間記為N，探索兩個物體的總時間記為F+N，計算小鼠對物體1’和2的分辨比(discriminationratio，DR)［DR=N/(N+F)×100%］。探索定義為小鼠面朝物體，鼻子與該物體的距離≤2cm。
1．5數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
采用SPSS21.0forwindows統(tǒng)計軟件包分析。數(shù)據(jù)用平均值±標準差(x珋±s)表示。采用單因素方差分析進行多組間比較，兩兩比較采用LSD-t檢驗;組內(nèi)比較用配對Studentt檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2、結(jié)果
2.1小鼠性別對新物體識別實驗結(jié)果的影響
在T2階段，各行為箱中的實驗動物對物體1和1’的探究時間:(31.16±16.75)s，(30.97±16.50)s;(30.37±15.95)s，(31.73±15.10)s;(112.33±48.26)s，(112.50±49.76)s;(112.61±47.93)s，
(112.32±47.10)s基本相同(P＞0.05)，在T3階段，各行為箱中的實驗動物對物體2的探索時間顯著長于對物體1的探索時間(P＜0.05)見圖2，但相同形狀的行為箱(方形行為箱，圓形行為箱)中不同性別小鼠對2號新物體的DR無顯著性差異(P＞0.05)
2.2行為箱形狀對新物體識別實驗結(jié)果的影響
在T2階段，不同形狀行為箱中小鼠對兩物體在5min內(nèi)探索時間(30.76±15.93)s，(31.35±15.40)s;(112.47±46.81)s，(112.41±47.16)s的差異未達到顯著水平(P＞0．05);在T3階段，小鼠對2號物體的探索時間顯著長于1號物體，但兩種形狀行為箱中小鼠對新物體的分辨比無顯著差異(P＞0．05)見圖4。T2、T3兩階段中，圓形行為箱中小鼠對兩物體的探索總時間(224.88±37.05)s，(229.15±33.38)s顯著長于方形行為箱中小鼠對兩物體的總探索時間(62.11±23.30)s，(65.58±22.40)s(P＜0.01)
3、討論
新物體識別實驗是在模仿測試人類失憶癥的識別任務的基礎上發(fā)展起來的，評價的是嚙齒動物對物體的識別記憶能力。該模型是建立在嚙齒動物對新異物體的自發(fā)探索行為的基礎上，且該模型不像迷宮學習中必須剝奪動物飲食或在避免水淹動機下進行學習記憶，也不像被動回避測試中給予動物電擊等負性強化讓動物學習記憶。所以該模型Zui大的優(yōu)點就在于可以讓動物在*自然的狀態(tài)下進行學習記憶測試，能夠更好地模擬人類和靈長類動物的學習記憶行為。因此，該模型越來越多地用在評估藥wu對記憶的作用研究上。
在新物體實驗方法的使用中，如何規(guī)范實驗流程，建立實驗動物行為學評價標準成了實驗的核心問題。本實驗通過比較采用不同形狀的行為箱進行新物體實驗時結(jié)果的差異，推斷行為箱形狀對實驗結(jié)果有一定的影響。本實驗中，T2階段的兩個物體*相同，且對于小鼠來說均為首ci接觸，因此各組小鼠對物體的DR值均在50%左右，表明實驗動物無位置偏愛異常發(fā)生，即實驗動物對兩個不同位置上的相同物體興趣相同。T3階段，小鼠對2號物體的探索時間顯著長于1號物體，說明實驗中選用的新物體引起了小鼠的探索興趣，物體的選擇正確。
各行為箱中，雌雄小鼠對新物體的分辨比無差異，表明不同性別的實驗小鼠對新物體的分辨程度相同，即性別不影響對新物體識別實驗結(jié)果。進一步的實驗結(jié)果，在T3階段中，不同形狀的行為箱中的實驗動物均能對新物體顯示出積極的探索興趣，分辯比相似，表明行為箱的形狀差異不影響實驗動物對新物體識別行為。但實驗動物在兩種形狀的行為箱中的總探索時間存在差異，說明行為箱的形狀對實驗動物的活動程度有一定的影響。這可能是由于方形行為箱的角落效應造成的。
研究結(jié)果表明，雖然在兩種不同形狀的行為箱中進行的新物體識別實驗，動物對新物體識別結(jié)果無差異，但為了避免角落造成的實驗動物活動能力降低現(xiàn)象的發(fā)生，我們認為采用圓形行為箱進行新物體識別實驗能夠更準確地反應實驗動物對新物體的識別能力。