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行為箱形狀對(duì)小鼠新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
動(dòng)物的認(rèn)知功能需要通過對(duì)其學(xué)習(xí)記憶的情況進(jìn)行評(píng)價(jià),，因此需要建立規(guī)范的行為學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，從而準(zhǔn)確判斷其學(xué)習(xí)記憶的情況,。根據(jù)嚙齒類動(dòng)物具有喜歡探索陌生事物的天性,，Ennaceur和Delacour于1988年報(bào)道了一種非獎(jiǎng)賞性的、簡(jiǎn)單的認(rèn)知記憶實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?mdash;——新物體與新位置識(shí)別實(shí)驗(yàn),，用于檢測(cè)嚙齒類動(dòng)物的記憶能力,。該模型根據(jù)動(dòng)物對(duì)見過的熟悉物體和沒有見過的新物體的探究時(shí)間的長短來評(píng)價(jià)被測(cè)試動(dòng)物的記憶能力，即當(dāng)被測(cè)試動(dòng)物未遺忘環(huán)境中見過的熟悉物體時(shí),，便會(huì)用更多的時(shí)間探究沒有見過的新物體;當(dāng)被測(cè)試動(dòng)物遺忘了見過的熟悉物體,，則動(dòng)物對(duì)環(huán)境中沒有見過的新物體和見過的熟悉物體的探究時(shí)間應(yīng)基本相同。與其它動(dòng)物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)方法相比,，新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)具有不需要外部推動(dòng)力,，只需要適當(dāng)?shù)挠?xùn)練即可完成，且具有實(shí)驗(yàn)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn),，受到越來越多的學(xué)者的關(guān)注,。但由于新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)缺乏統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，使其應(yīng)用受到一定的限制,。以往研究針對(duì)物體材質(zhì),、時(shí)間間隔等具體檢測(cè)條件進(jìn)行，但缺少對(duì)行為箱形狀的研究,，為了進(jìn)一步規(guī)范該方法的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),，本研究針對(duì)新物體實(shí)驗(yàn)方法中的實(shí)驗(yàn)行為箱形狀對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響進(jìn)行考察。
1,、材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限責(zé)任公司［實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(吉)-2011-0004］,。遵照國家實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(yù)飼期1周。
1.2實(shí)驗(yàn)儀器
小鼠自主活動(dòng)儀和小鼠新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)箱,。
1.3實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組
ICR小鼠40只隨機(jī)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(jī)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(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)前5d,，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)前,，通過小鼠自主活動(dòng)儀篩選,，剔除活動(dòng)異常的小鼠(活動(dòng)過少、活動(dòng)過多,、轉(zhuǎn)圈等),。實(shí)驗(yàn)當(dāng)天，先將小鼠放到實(shí)驗(yàn)室,，讓其適應(yīng)環(huán)境1h,，然后進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)。
新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)包含三個(gè)階段(圖1),。階段1(T1):分別將小鼠單獨(dú)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(shí)驗(yàn)第yi天上午、下午分別進(jìn)行一次,。階段2(T2):分別在行為箱的兩個(gè)相對(duì)的區(qū)域中放入2個(gè)*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(shí)驗(yàn)結(jié)束后，*清理行為箱,。本階段實(shí)驗(yàn)在第er天上午進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)束后,，*清理行為箱,。本階段實(shí)驗(yàn)在第er天下午進(jìn)行。所有實(shí)驗(yàn)均在上午8點(diǎn)至下午5點(diǎn)之間進(jìn)行,。
采用SuperMaze動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)記錄分析T2和T3中小鼠分別探索2個(gè)物體的時(shí)間,，其中探索物體1的時(shí)間記為F，探索物體1’或2的時(shí)間記為N,，探索兩個(gè)物體的總時(shí)間記為F+N,，計(jì)算小鼠對(duì)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(jì)分析
采用SPSS21.0forwindows統(tǒng)計(jì)軟件包分析,。數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x珋±s)表示,。采用單因素方差分析進(jìn)行多組間比較，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn);組內(nèi)比較用配對(duì)Studentt檢驗(yàn),。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,。
2、結(jié)果
2.1小鼠性別對(duì)新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
在T2階段,，各行為箱中的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)物體1和1’的探究時(shí)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)物體2的探索時(shí)間顯著長于對(duì)物體1的探索時(shí)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(duì)2號(hào)新物體的DR無顯著性差異(P＞0.05)
2.2行為箱形狀對(duì)新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
在T2階段,，不同形狀行為箱中小鼠對(duì)兩物體在5min內(nèi)探索時(shí)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(dá)到顯著水平(P＞0．05);在T3階段,，小鼠對(duì)2號(hào)物體的探索時(shí)間顯著長于1號(hào)物體,，但兩種形狀行為箱中小鼠對(duì)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(duì)兩物體的探索總時(shí)間(224.88±37.05)s,，(229.15±33.38)s顯著長于方形行為箱中小鼠對(duì)兩物體的總探索時(shí)間(62.11±23.30)s，(65.58±22.40)s(P＜0.01)
3,、討論
新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)是在模仿測(cè)試人類失憶癥的識(shí)別任務(wù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,，評(píng)價(jià)的是嚙齒動(dòng)物對(duì)物體的識(shí)別記憶能力。該模型是建立在嚙齒動(dòng)物對(duì)新異物體的自發(fā)探索行為的基礎(chǔ)上,，且該模型不像迷宮學(xué)習(xí)中必須剝奪動(dòng)物飲食或在避免水淹動(dòng)機(jī)下進(jìn)行學(xué)習(xí)記憶,，也不像被動(dòng)回避測(cè)試中給予動(dòng)物電擊等負(fù)性強(qiáng)化讓動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶。所以該模型Zui大的優(yōu)點(diǎn)就在于可以讓動(dòng)物在*自然的狀態(tài)下進(jìn)行學(xué)習(xí)記憶測(cè)試,，能夠更好地模擬人類和靈長類動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶行為,。因此，該模型越來越多地用在評(píng)估藥wu對(duì)記憶的作用研究上,。
在新物體實(shí)驗(yàn)方法的使用中,，如何規(guī)范實(shí)驗(yàn)流程，建立實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)成了實(shí)驗(yàn)的核心問題,。本實(shí)驗(yàn)通過比較采用不同形狀的行為箱進(jìn)行新物體實(shí)驗(yàn)時(shí)結(jié)果的差異,，推斷行為箱形狀對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定的影響。本實(shí)驗(yàn)中,，T2階段的兩個(gè)物體*相同,，且對(duì)于小鼠來說均為首ci接觸，因此各組小鼠對(duì)物體的DR值均在50%左右,，表明實(shí)驗(yàn)動(dòng)物無位置偏愛異常發(fā)生,，即實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)兩個(gè)不同位置上的相同物體興趣相同。T3階段,，小鼠對(duì)2號(hào)物體的探索時(shí)間顯著長于1號(hào)物體,，說明實(shí)驗(yàn)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(duì)新物體的分辨比無差異，表明不同性別的實(shí)驗(yàn)小鼠對(duì)新物體的分辨程度相同,，即性別不影響對(duì)新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果,。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在T3階段中,，不同形狀的行為箱中的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均能對(duì)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)新物體識(shí)別行為,。但實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在兩種形狀的行為箱中的總探索時(shí)間存在差異,，說明行為箱的形狀對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的活動(dòng)程度有一定的影響,。這可能是由于方形行為箱的角落效應(yīng)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(jìn)行的新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn),，動(dòng)物對(duì)新物體識(shí)別結(jié)果無差異，但為了避免角落造成的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物活動(dòng)能力降低現(xiàn)象的發(fā)生,，我們認(rèn)為采用圓形行為箱進(jìn)行新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋鼫?zhǔn)確地反應(yīng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)新物體的識(shí)別能力,。