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脑声常谈:动物抑郁行为实验手册丨大小鼠习得性无助实验方法与指标评价

上海欣软 葛加兵 动物神经科学与行为学 2022-09-21

大鼠和小鼠抑郁行为检测方法是基于兴趣缺 失、心境低落、绝望和无价值感为主要特征而设计的。科学家建立了多种行为实验方法用于检测动物的情绪行为改变。抑郁行为实验方法主要包括糖水偏爱、新奇环境摄食抑制、新奇物体探索、旷场、强迫游泳、悬尾、获得性无助等。

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实验介绍

获得性无助实验是指当大鼠接受连续无法控 制或预知的厌恶性刺激(电击)后,将其放在可以逃避电击的环境中时,呈现出的逃避行为欠缺的现象,同时还伴有体重减轻、运动性活动减少、攻击性降低等行为改变 。该实验是评价抑郁行为一种比较理想的实验方法 ,可广泛应用于抑郁发病机制研究,以及新药、保健产品研发,在军事医学中也具有重要应用价值。

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实验仪器

学习无助箱由透明的(或者黑色)有机玻璃制成一个有盖的30cm*30cm*40cm的笼子,笼底由不锈钢栅(1.5 cm 间隔)制成,侧壁及顶盖上均有通气孔。笼底的不锈钢栅可通电流,电流由发放命令的控制盒控制,一般发放的电流强度为0.8mA,持续1-15s,每1min 15 s给一次点击(电击持续时间和间隔时间均为随机性的)。

大小鼠学习无助测试箱,型号:XR-XX220,上海欣软


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实验方法

本实验主要分为模型的建立期和条件性回避反应测试期:

(1)模型建立期

a:实验当天动物应放入测试箱(A室或 B室)中,适应5min。

b:动物应在电击 箱内接受30~60个运行周期的循环电击。每个运行周期应包括无信号不可逃避的双室足底电击期和间歇期,电击时间应为3~10s,间歇期时间应为3~10s。电刺激频率宜为5~15Hz,刺激电流强度应为大鼠0. 65~1. 80mA,推荐 0. 8mA;小鼠0. 15~0. 6mA,推荐 0. 25mA。如采用电压,大鼠应为65~70 V,小鼠 30 ~ 36V。

上海欣软,条件刺激控制器

上海欣软SuperLH学习无助实验(习得性无助测试)中,需要对动物加以声刺激、光刺激以及电刺激等外部线索。
声刺激:喇叭输出,频率可调,音量可调;
光刺激(可选):LED光源,光强连续可调,12V2W,使用光刺激器时,需使用红外滤光镜和红外照明;
电刺激:0~4mA恒流,0.01mA调整步长,64Hz正弦波刺激信号,9电极扰频(交替)输出,脉冲宽度30ms。

(2)条件性回避反应测试期

a:模型建立结束 后第2天应进行条件性回避反应测试。

b:动物放入 测试箱(A 侧或 B 侧)中,适应5min后,进行15 ~ 30个运行周期的实验。

c:每个运行周期的总时间 应为30s,包括3~10s的条件刺激(灯光/ 声音)、3~10s的条件刺激+非条件刺激(电击条件同前)和 5~25s间歇期(不给以任何刺激)。

d:重复上述步 骤连续 2~3d。

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评价指标

(1) 逃避失败次数(times of evasion failures)

动物在设定的非条件刺激持续时间内未完成回避反应的总次数;逃避失败次数与动物的抑郁程度成正比。抑郁行为判断标准:30次电击,动物逃避失败次数大于25次或者与对照组相比具有显著性增加 (P < 0. 05)。

(2) 逃避潜伏期( escape latency)

实验开始后, 动物第1次穿梭至对侧测试箱的时间;逃避潜伏期与动物的抑郁程度成正比。抑郁行为判断标准:逃避潜伏期大于15s 或者与对照组相比具有显著性 增加(P < 0. 05)。

(3) 其他

主动回避次数、安全区时间(无电区域)、运动总时间(实验期间动物处于运动状态的时间)、运动总路程(实验期间动物物理位移的总和) 等实验指标亦作为抑郁行为辅助评价指标。这些指标值越少,表明动物抑郁程度越重。

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总结概要


  • 习得性无助范式是一种广泛使用的抑郁症模型,可用于转基因、行为和药理学研究。

  • 它基于以下观察结果:当面对不可避免的厌恶刺激时,动物会对新的厌恶但可逃避的压力源产生随后的应对缺陷。

  • 动物受到随机的轻微电击。无助的动物不会终止试验或逃脱,而是接受不可避免的压力源。

  • 测试评分包括逃避或终止失败的次数、在施加电击后逃避或终止试验的潜伏期、主动回避(在电击期间退出或终止)和被动回避反应(考虑到压力源的预期)。

  • 该协议可以进行调整以适应研究的具体情况,并且已经通过抗抑郁药得到了一致的验证。

大小鼠学习无助测试箱,型号:XR-XX220,上海欣软


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引用参考

[1]姜宁[1],张亦文[1],姚彩虹[1],黄红[1],刘新民[1],.大小鼠抑郁行为实验方法概述[J].中国实验动物学报,2021,29(6)


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附:SuperLH习得性无助实验系统特点




1、大鼠和小鼠

在学习无助实验过程中,大鼠和小鼠表现出不同的状态行为。SuperLH软件可以同时应用于大鼠和小鼠测试。

2、高通量

SuperLH学习无助实验软件支持1-16只动物同时开展实验。所有的刺激方案可以预先设定,所有测试动物同时开始和同时停止刺激测试。

3、灵活性

用户可以预先选择刺激类型,如声刺激、电刺激、光刺激以及声电刺激组合等多种形式的刺激类型。可以自定义每种刺激的开始时间以及持续时长。

4、随机性

用户可以设置电流刺激大小为随机值或者固定值。通过自定义每次刺激的间隔时长为随机值等,实现无助模型测试的随机原理。

5、电流恒流刺激

电流刺激范围0--4mA,精度0.01mA,电流采用正弦波恒流刺激,九路循环杜绝电击盲区。

6、声音刺激

用户可以设定声音刺激的频率和刺激大小,以及声刺激的持续时长。




如需了解SuperLH习得性无助实验软件和条件控制器的详细功能,可以联系我们资深工程师:

吴经理:13248008925

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