国内外多采用建立条件反射的方法检测动物的行为和脑功能,其中
Y型迷宫法可同时观察动物的逃避条件反射能力和空间辨别能力,并且结构简单、价格便宜、不受气候变化的影响以及可满足一些特殊需要(如在大鼠头部埋藏电极以便测量脑电圈或引导脑诱发电位时不宜使用水迷宫)等,因而在国内得到了广泛应用。例如:目前在探讨痴呆的病理发病机制和观察药物疗效方面,多以大鼠为实验对象,对其进行Y型电迷宫检测,根据其学习记忆能力的变化来判断建模是否成功或药物有无疗效。Y迷宫也称三等分辐射式迷路箱,由等长的
I、Ⅱ、Ⅲ 臂和三者的交界区组成,箱底铺设直径0.2 cm,长14cm,间距1cm的电栅臂的内壁均贴有可导电的薄层铜片每臂长45 cm,顶端各装一盏15w的刺激信号灯。Y型迷宫的控制面板有电压控制按钮、延时控制按钮和I、Ⅱ、Ⅲ、0,4个按键,当分别按下I、Ⅱ、Ⅲ键时,相应臂的信号灯亮,此时该臂不通电为安全区(红灯区),另外无灯光的两臂及交界区均通电而成为非安全区(电击区).按下0键,则三臂均不通电,但交界区通电。实验开始时,让大鼠在起步区
(大鼠开始所在的臂)适应3~5 min.然后按一定规律或随机转换按键开关以变换安全区与电击区的位置,观察动物学会逃离电击区而进入安全区的反应能力。开始训练时,大鼠受电击逃离起步区后可能跑向非安全区,并在电击作用下zui终才跑至安全区(被动回避反应),故会出现错误反应。多次训练后,安全区灯亮,电刺激尚末开始时,太鼠立即逃往安全区,即为形成明暗辨别条件反射(主动回避反应)。 2.正误判定的标准
主要有:① 大鼠受电击后从起步区直接逃到安全区为“正确反应”,若逃到无灯光的任何另一臂,则记为错误反应。② 大鼠在足底通电后10 s内一次性跑向安全区为正确反应,否则为错误反应。其中后者考虑了时间因素,可反映大鼠反应时间的长短。另外二者都强调了“直接”或“一次性”,即如果大鼠向所在的起步区逆向逃窜也应归为“错误反应”。
3.观察指标
①达标所需的训练次数(电击次数、反应次数、测试次数):用动物学习达到学会标准前所需的测试数表示其空间分辩反应的学习记忆成绩所需次数越少说明学习速度越快或学习能力越强;所需次数增多,提示学习记忆能力下降。②达标所需的天(日)数:记录每只大鼠达到学会标准所用的日数.平均达标所需的日数越多,表示达到学台标准所需时间越长,则学习、记忆成绩下降。③错误反应次数(Error Number,EN):一个实验日完成所有反应中错误反应的次数。④全天总反应时间(total reaction time,TRT):动物的反应时(潜伏期)指从信号灯亮开始至大鼠第1次逃至灯亮区为止所耗的时间,全天总反应时是一个实验日(全天)完成所有反应(包括正确反应和错误反应)所需时间.EN反映大鼠反应的正确程度,哪则反映大鼠反应时间的长短,可综台评价大鼠的学习记忆能力。⑤主动回避率:大鼠在灯亮后但未通电的5 s内完成逃避反应的次数占总反应次数的百分率。安全区灯亮,电刺激尚未开始时,大鼠即逃往安全区,表明大鼠已经形成了明暗辨别条件反射(主动回避反应)。⑥正确反应率(行为正确率);正确反应数占总测试数的百分比。⑦全组正确率:学台动物数占该组动物总数的百分比。83d学会率:训练第3 d达学会标准的动物数占该组动物总数的百分比。
4.达标{学会】标准
① 连续10次中有9次或以上正确反应(正确反应率≥90%)定为学会标准。②连续10次电击均为正确反应。③以连续20次测试中有18次或以上正确反应(行为正确率≥90%)为达学会标准④ 每个实验日进行20次训练测试,以 End≤2次,TRT≤120 s作为判定大鼠学会的标准。以 上为每只大鼠达标(学会)标准,全组大鼠达标(学会)标准为全组正确率(学会动物数/该组动物总数*100%)达85% 以上。
5.训练方法
5.1 筛(预)选
① 将大鼠放入
Y型迷宫箱中适应3~5min后,给予适当电击,至其对3臂均探索进入为止。选择活跃,对电击反应较敏感,逃避反应迅速者供测试用。淘汰反应过于迟钝或特别敏感的大鼠。② 预选出达到连续2次正确反应,电击次数≤3次,对电击反应较敏感的大鼠供实验用。③ 在上述初步筛选的基础上,通过正式迷宫训练,淘汰达不到学会标准(学不会)的大鼠。因为有些打鼠本身存在学习记忆障碍,而仅仅通过前两项筛选难以发现。所以严格来说,第3种筛选方法是zui*的,但这种方法只能对大鼠进行记忆保持(再现)能力的测试,因为在进行实验处理(建模或给药)前,所有被挑选下来的大鼠都通过了学习测试5.2 学习测试
无论采取下面哪一种方法进行学习测试,共同的一点是实验时先将大鼠放人迷宫中适应3~5min,然后才开始正式实验.① 随机休息法:安全区以无规则次序变换,以训练动物辨别灯光刺激及安的能力,动物受电击后逃到安全区后,灯光继续作用10~15 s,熄灯后结束一次测试,动物所在支臂就作为下一次测试的起点,两次测试时间间隔为30 s或体息1 min后再予以第2次测试,依次重复,测试至达连续9/10标准.② 随机不休息法:安全区以无规则的次序变换。开始时,对动物所在支臂与另一支臂通电,动物在电击下逃窜至灯光区后再保持l0 s或30 s为一次测试.然后以动物所在支臂为下次测试的起始位置进行下一次测试.③ 顺序法:三臂末端小区按I一Ⅱ一Ⅲ一I臂轮流作为起步区或安全区以上具体方法还可进一步划分为两类:1)每天固定训练次数,一般为20次,连续训练3~4 d,动物一般都能选到学会标准;2)不固定训练次数,采取分段连续训练法即每训练l0次,休息1 min,连续训练直到学会为止,训练在1d内完成。一般*类方法较为多用。
5.3 记忆保持(再现)测试
学习测试24h、48 h、7d、30 d后,再用同样方法测试至9/10标准,正确反应次数定为A,以A/10表示记忆的保持的能力,此值越高说明记忆力越好。
6.迷宫测试结果的影响因素
6.1 动物的筛选
严把筛选关是保证实验结果可靠性的关键之一如果筛选不严格,混进了本身存在学习记忆障碍的动物,则会造成实验结果的不准确,导致假阳性或假阴性的结论.
6.2 操作规范化
在EN的判定和TRT 测定上容易存在主观误差,所以训练由专人负责进行,尽量减少判断上的人为误差。
6.3 实验环境
安静、光线较暗的环境较为适宜.一般在上午或下午的固定时间进行,排除噪音、时间等外界干扰。
长沙斯泰林生物科技有限公司LM-YM0389型Y迷宫简介
长沙斯泰林生物科技有限公司研制生产的
LM-YM0389型Y迷宫,革新目前国内外技术,采用PC端软件和单机操作双向结合方式,给用户提供更自主的实验平台。LM-YM0389型Y迷宫可以由用户定义整个实验模式,整个实验过程可以根据用户实验习惯采取全自动和半自动模式进行,实验数据结果以EXCEL表格形式输出,方便用户在SPSS等专业软件上进行数据的进一步处理。 硬件参数:
大鼠 | 单臂内部长*宽*高:425mm*145mm*225mm |
小鼠 | 单臂内部长*宽*高:300mm*60mm*150mm |
PC端软件操作方式下性能:
实验方式:全自动方式(用户在PC端软件里面设置好实验流程后仪器自动运行,无需用户参与实验过程),半自动方式(需要用户参与实验过程)
实验模式设置:时间模式(0~6000分钟),次数模式(1~100次)
刺激方式:电流刺激
刺激范围:0mA~4mA,步进值0.05mA
刺激延时范围:0~250S,计时精度0.1S
数据记录:以EXCEL格式导出数据
活动区域:A,B,C,D
输入电压:AC220V,50Hz
接口方式:USB2.0
单机操作方式下性能:
显示方式:大屏幕液晶显示
操作方式:点触按键
刺激方式:电流刺激
刺激范围:0mA~4mA,步进值0.05mA
刺激延时范围:0~250S,计时精度1S
实验模式设置:时间模式,次数模式
数据记录:存储200组数据,并支持将单机数据上传到计算机。
活动区域:A,B,C,D
万年历:内置万年历
打印:可选配外置微型打印机,也可通过将数据传输到计算机打印
输入电压:AC220V,50Hz
接口方式:USB2.0
记录的数据参数
1)潜伏期
2)主动逃避时间、次数
3)被动逃避时间、次数
4)总错误次数