產(chǎn)品列表PRODUCTS LIST
在過去的十年中，神經(jīng)行為領(lǐng)域經(jīng)歷了大量新的行為任務(wù)，這些任務(wù)針對(duì)許多實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中龐大而復(fù)雜的行為表型網(wǎng)絡(luò)。從大鼠和小鼠到甚至斑馬魚，可用行為任務(wù)的數(shù)量正在迅速增加，以努力清楚地描繪每個(gè)物種的行為曲目。這個(gè)不斷擴(kuò)大的行為協(xié)議列表很容易使設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和選擇適當(dāng)任務(wù)的過程變得復(fù)雜和混亂。
實(shí)驗(yàn)室嚙齒動(dòng)物表現(xiàn)出非常多樣化的行為，是行為神經(jīng)科學(xué)研究中*常用的動(dòng)物模型之一。他們行為的多樣性反映在可用任務(wù)的多樣性上。一些任務(wù)喚起和測(cè)量特定行為，而其他任務(wù)僅涉及對(duì)自發(fā)表達(dá)行為的觀察。一些測(cè)試旨在專門檢查特定的表型，而其他測(cè)試僅涉及對(duì)一系列行為的觀察。
鑒于所有這些，實(shí)驗(yàn)室嚙齒動(dòng)物可以進(jìn)行各種各樣的行為測(cè)試，從基本運(yùn)動(dòng)和感覺功能的測(cè)試到與認(rèn)知和情緒相關(guān)的更復(fù)雜行為的分析。
研究的表型類別
行為測(cè)試可以根據(jù)它們關(guān)注的表型進(jìn)行劃分，從而創(chuàng)建四大類測(cè)試：基本運(yùn)動(dòng)和感覺功能、焦慮、學(xué)習(xí)和記憶、社會(huì)行為和獎(jiǎng)勵(lì)。
運(yùn)動(dòng)和感覺功能
有許多測(cè)試側(cè)重于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)和感覺能力；他們的目的是驗(yàn)證動(dòng)物的正常運(yùn)動(dòng)和感覺。它們?cè)诠矟?jì)失調(diào)和不對(duì)稱腦功能的動(dòng)物模型中是bi不可少的，而且也是接觸zhi療藥wu后恢復(fù)的指標(biāo)。
一些運(yùn)動(dòng)功能測(cè)試是運(yùn)動(dòng)活動(dòng)、旋轉(zhuǎn)棒、橫梁行走和握力測(cè)試。Rotarod 測(cè)量運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)和平衡，通常在早期開發(fā)過程中用于篩選新藥，以了解對(duì)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)可能產(chǎn)生的副作用。請(qǐng)記住，動(dòng)物會(huì)通過運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)的重復(fù)測(cè)試來改善。
橫梁行走是另一項(xiàng)側(cè)重于動(dòng)物運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)和平衡的測(cè)試，通常用于模擬神經(jīng)退行性**和神經(jīng)功能障礙。當(dāng)需要檢測(cè)精細(xì)運(yùn)動(dòng)缺陷時(shí)，它應(yīng)該是優(yōu)選。
握力是評(píng)估動(dòng)物神經(jīng)肌肉功能的簡(jiǎn)單測(cè)試。握力的任何變化都可能是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)毒性的跡象。雖然它可以準(zhǔn)確地篩查神經(jīng)行為毒性，但結(jié)果可能會(huì)受到體重的影響。作為一個(gè)優(yōu)勢(shì)，對(duì)于大多數(shù)運(yùn)動(dòng)和感官測(cè)試，不需要培訓(xùn)。然而，它們中的大多數(shù)都需要自動(dòng)化設(shè)備和軟件來進(jìn)行視頻分析。
可以使用簡(jiǎn)單的測(cè)試（例如嗅覺測(cè)試）和通常用于其他表型的測(cè)試來測(cè)試動(dòng)物的感覺功能。例如，莫里斯水迷宮和提示恐懼條件反射分別依賴于完整的視覺和聽覺系統(tǒng)。此外，盡管前脈沖抑制和聲學(xué)驚嚇反應(yīng)通常用于測(cè)試焦慮，但它們基于對(duì)大聲聽覺刺激的反射性反應(yīng)。這兩項(xiàng)測(cè)試可以清楚地檢測(cè)聽覺方面的任何缺陷，但要做到這一點(diǎn)，它們需要復(fù)雜的設(shè)備來呈現(xiàn)刺激和記錄反應(yīng)。人們應(yīng)該考慮到它們幾乎不需要對(duì)動(dòng)物進(jìn)行訓(xùn)練，并允許對(duì)相同的動(dòng)物進(jìn)行重新測(cè)試。
焦慮
有很多任務(wù)專注于動(dòng)物的焦慮和情緒。鑒于無法直接測(cè)量焦慮，這些測(cè)試量化了隨著動(dòng)物或多或少焦慮而改變的特定行為。焦慮樣行為主要結(jié)合動(dòng)物在不同新環(huán)境中的探索行為進(jìn)行研究。這可以解釋開放場(chǎng)測(cè)試在焦慮相關(guān)研究中的流行。鑒于此任務(wù)會(huì)生成大量數(shù)據(jù)，因此需要使用自動(dòng)化行為分析系統(tǒng)。另一個(gè)需要考慮的因素是露天試驗(yàn)容易適應(yīng)，因此每只動(dòng)物應(yīng)該只接觸一次這項(xiàng)任務(wù)。
此類別中的其他測(cè)試是高架十字迷宮、明/暗探索、Vogel 飲水沖突測(cè)試、埋藏測(cè)試、強(qiáng)迫游泳測(cè)試、前脈沖抑制（主要用于研究精神分裂癥）和聲學(xué)驚嚇反應(yīng)。高架十字迷宮是評(píng)估嚙齒動(dòng)物焦慮樣行為的流行測(cè)試，尤其是當(dāng)需要進(jìn)行評(píng)估以篩選潛在的抗焦慮劑時(shí)。盡管如此，請(qǐng)記住某些因素，例如動(dòng)物的年齡、對(duì)實(shí)驗(yàn)者的熟悉程度和照明條件會(huì)嚴(yán)重影響這項(xiàng)任務(wù)的結(jié)果。
盡管所有這些測(cè)試似乎都在衡量同一件事，但評(píng)估的行為之間存在重大差異。Vogel 飲水沖突測(cè)試基于這樣一種假設(shè)，即焦慮主要在必須接近厭惡情況時(shí)發(fā)展。埋葬測(cè)試側(cè)重于動(dòng)物對(duì)威脅物體的防御行為。這是一項(xiàng)通常用于檢查衰老對(duì)情緒影響的測(cè)試，也用于檢查潛在抗焦慮劑的影響。在調(diào)查動(dòng)物面對(duì)強(qiáng)烈壓力情況的應(yīng)對(duì)策略時(shí)，應(yīng)使用強(qiáng)迫游泳測(cè)試。前脈沖抑制和聲學(xué)驚嚇反應(yīng)構(gòu)成了研究刺激反應(yīng)神經(jīng)可塑性的任務(wù)。它們被認(rèn)為是研究動(dòng)物反應(yīng)回路中病變或藥理操作影響的重要神經(jīng)行為工具。*后，使用明/暗探索任務(wù)來研究各種藥理操作對(duì)無條件焦慮反應(yīng)的影響。這是一項(xiàng)不需要任何先前培訓(xùn)的測(cè)試，但是，圍繞它存在一些爭(zhēng)議。根據(jù)動(dòng)物的應(yīng)變、年齡和體重，結(jié)果通常會(huì)呈現(xiàn)嚴(yán)重的變異性。
專注于焦慮的任務(wù)基本上屬于更廣泛的情緒類別。通過強(qiáng)迫游泳和懸尾測(cè)試研究抑郁樣行為，這兩種測(cè)試都將不動(dòng)視為行為絕望的衡量標(biāo)準(zhǔn)。
學(xué)習(xí)與記憶
在開發(fā)出操縱遺傳物質(zhì)和產(chǎn)生靶向突變的方法之后，實(shí)驗(yàn)室嚙齒動(dòng)物在學(xué)習(xí)和記憶研究中的長期使用已經(jīng)復(fù)蘇。該領(lǐng)域的認(rèn)知測(cè)試清單龐大而多樣。一些測(cè)試需要刺激老鼠尋找某種積極獎(jiǎng)勵(lì)的食欲動(dòng)機(jī)，而另一些測(cè)試則施加厭惡刺激，導(dǎo)致疼痛或痛苦，并促進(jìn)逃避或避免它們的嘗試。
所有這些不同的任務(wù)研究不同的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制。基于不同的神經(jīng)系統(tǒng)構(gòu)成記憶過程的事實(shí)，不同的認(rèn)知任務(wù)被設(shè)計(jì)為專注于每個(gè)不同的神經(jīng)系統(tǒng)。記憶過程至少涉及五種不同的神經(jīng)系統(tǒng)：
海馬
杏仁核
背側(cè)紋狀體
鼻皮質(zhì)
小腦
前額葉皮層
適當(dāng)測(cè)試的選擇將取決于實(shí)驗(yàn)員想要調(diào)查的特定系統(tǒng)。
更具體地說，海馬功能通常通過空間學(xué)習(xí)測(cè)試進(jìn)行檢查，例如Morris水迷宮和八臂迷宮。但是，您應(yīng)該記住，Morris 水迷宮中包含的學(xué)習(xí)過程也同樣依賴于杏仁核，因?yàn)檫@是一個(gè)很容易引發(fā)焦慮和恐慌情緒的過程。此外，可以通過重新學(xué)習(xí)過程來研究海馬體的形成。
假設(shè)杏仁核對(duì)于情緒記憶的形成是bi不可少的，它在學(xué)習(xí)和記憶中的作用是通過條件恐懼反應(yīng)的測(cè)試來研究的。恐懼條件反射被廣泛用于研究厭惡記憶的鞏固和消失的細(xì)胞和分子相關(guān)性。檢查杏仁核含義的測(cè)試是回避測(cè)試; 通過被動(dòng)回避或主動(dòng)回避條件來實(shí)現(xiàn)。被動(dòng)回避任務(wù)需要的訓(xùn)練試驗(yàn)次數(shù)非常有限，甚至從**次試驗(yàn)開始，就獲得了被動(dòng)回避。這使得定義記憶獲取的時(shí)間點(diǎn)成為可能，如果您想進(jìn)行基因和蛋白質(zhì)表達(dá)分析，這可能很有價(jià)值。相反，主動(dòng)回避任務(wù)更費(fèi)力，需要反復(fù)訓(xùn)練。它們常用于研究沙鼠的分類學(xué)習(xí)。
操作性條件反射任務(wù)，如cued win-stay放射狀迷宮，研究背側(cè)紋狀體在刺激反應(yīng)習(xí)慣學(xué)習(xí)中對(duì)記憶和學(xué)習(xí)的參與。
鼻皮層的參與可以通過物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)來測(cè)試。識(shí)別任務(wù)要簡(jiǎn)單得多，因?yàn)樗鼈儾恍枰獜?qiáng)化和訓(xùn)練期。它們可以在同一只動(dòng)物上重復(fù)進(jìn)行，因?yàn)樗鼈儗?duì)受試者的壓力較小。
小腦參與眼瞼調(diào)節(jié)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)，前額葉皮層需要在完整工作記憶和記憶消失的任務(wù)中被研究。
此外，空間學(xué)習(xí)是在復(fù)雜的迷宮樣結(jié)構(gòu)中進(jìn)行研究的，其行為方案需要在幾天內(nèi)進(jìn)行一系列訓(xùn)練試驗(yàn)。更具體地說，八臂迷宮可以測(cè)試動(dòng)物設(shè)置不同記憶類別的能力：程序記憶、工作記憶和參考記憶。Morris水迷宮傳統(tǒng)上評(píng)估海馬結(jié)構(gòu)和空間記憶，是一種具有顯著優(yōu)勢(shì)的測(cè)試，例如易于執(zhí)行、干燥迷宮中無嗅覺問題且動(dòng)物無需被剝奪食物。盡管如此，從這些任務(wù)中獲得的數(shù)據(jù)需要一個(gè)自動(dòng)化的行為分析系統(tǒng)。
社會(huì)行為
研究社交行為的測(cè)試主要檢查老鼠對(duì)新社會(huì)目標(biāo)的偏好。此類別包括父母行為、性行為和生殖行為，當(dāng)然還有攻擊性。該類別中有各種各樣的測(cè)試，從觀察和研究動(dòng)物社會(huì)互動(dòng)的測(cè)試到研究小鼠群體中形成的社會(huì)等級(jí)的測(cè)試。
如果研究人員需要評(píng)估肢體系統(tǒng)中的任何功能障礙，則應(yīng)選擇這些社會(huì)互動(dòng)測(cè)試，該系統(tǒng)已知會(huì)控制攻擊性和參與內(nèi)份泌激su和信息素線索調(diào)節(jié)的復(fù)雜神經(jīng)回路。籠子相互探索的持續(xù)時(shí)間表明焦慮相關(guān)的行為。這些測(cè)試迅速而簡(jiǎn)單，無需以前的培訓(xùn)或設(shè)備。
獎(jiǎng)勵(lì)
*后，另一個(gè)廣泛的測(cè)試類別是獎(jiǎng)勵(lì)和成癮行為，其中包括常用的條件位置偏好任務(wù)。更簡(jiǎn)單的蔗糖偏好測(cè)試測(cè)量對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)的敏感性，應(yīng)與攻擊性行為的測(cè)量結(jié)合使用，因?yàn)檎崽瞧玫臏p少與嚙齒動(dòng)物的其他抑郁跡象有關(guān)。在類似的情況下，自我管理的裝置測(cè)量動(dòng)物獲得獎(jiǎng)勵(lì)的動(dòng)機(jī)。
注意事項(xiàng)
盡管可以根據(jù)所研究行為的性質(zhì)將任務(wù)歸入基本領(lǐng)域，但許多測(cè)試顯然與多個(gè)領(lǐng)域相關(guān)。一個(gè)常見的例子是野外測(cè)試，其特征是評(píng)估探索性活動(dòng)的任務(wù)，但在某種程度上它探索了運(yùn)動(dòng)能力（飼養(yǎng)、梳理）、焦慮相關(guān)的行為和記憶（習(xí)慣）。
鑒于所研究的表型的復(fù)雜性和行為的多因素性質(zhì)，許多科學(xué)家建議使用行為任務(wù)的組合以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。巴利蒂等人。(2018) 表明需要結(jié)合兩個(gè)測(cè)試（Morris水迷宮和逐步被動(dòng)回避測(cè)試 - STPA）來評(píng)估海馬功能。Morris水迷宮用于估計(jì)空間學(xué)習(xí)和記憶的核心方面，而STPA*適合研究海馬細(xì)胞記憶鞏固的訓(xùn)練后過程。
除了目標(biāo)表型外，行為任務(wù)的選擇還受受受試者基因型、實(shí)驗(yàn)中涉及的任何特殊處理以及可用樣本量的影響。應(yīng)用測(cè)試的數(shù)量和類型決定了實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)，所以您應(yīng)該在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)研究所有這些元素。完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)間是另一個(gè)重要因素，因?yàn)橛行y(cè)試需要幾天的訓(xùn)練，或者在獲取任何行為數(shù)據(jù)之前讓動(dòng)物適應(yīng)新環(huán)境。此外，在選擇適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)之前，還需要大量參考文獻(xiàn)研究的物種特異性行為。
影響適當(dāng)行為任務(wù)決策的另一個(gè)因素是每次測(cè)試所需的詳細(xì)培訓(xùn)。以正確且符合道德規(guī)范的方式進(jìn)行測(cè)試至關(guān)重要。為此，您應(yīng)該嚴(yán)格遵循*能描述標(biāo)準(zhǔn)操作程序的協(xié)議。*指南建議，只有在實(shí)驗(yàn)者接受專業(yè)人員的廣泛培訓(xùn)后，才能執(zhí)行行為任務(wù)。
因此，在選擇合適的試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)考慮影響結(jié)果的因素，從動(dòng)物的特征(特定于該品系或甚至物種)、試驗(yàn)的時(shí)間和地點(diǎn)以及飼養(yǎng)條件到實(shí)驗(yàn)者的特征(他的經(jīng)驗(yàn)和訓(xùn)練以及他可能的偏見)。
如果您也對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)感興趣，歡迎關(guān)注和推薦關(guān)注 知乎帳號(hào)：腦聲常談 和 微信公眾號(hào)：bioviewer，專注于動(dòng)物神經(jīng)科學(xué)與行為學(xué)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)的方法傳播與分享交流，您可以推薦給您身邊的朋友、同學(xué)以及老師，我們會(huì)定期更新您需要的相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法的視頻和文章，希望能對(duì)大家?guī)韼椭?/p>
