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小鼠跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)(Step-through Passive Avoidance Test)是一種經(jīng)典的被動(dòng)回避學(xué)習(xí)記憶行為學(xué)范式,該范式由單次試驗(yàn)抑制性回避任務(wù)延伸而來(lái)。主要用于評(píng)估嚙齒類(lèi)動(dòng)物的恐懼相關(guān)學(xué)習(xí)與長(zhǎng)期記憶能力,尤其適用于研究海馬和杏仁核依賴(lài)的記憶過(guò)程。
與早期范式類(lèi)似,跳臺(tái)回避任務(wù)也用于評(píng)估動(dòng)物的厭惡性記憶。當(dāng)動(dòng)物首次遭遇厭惡刺激(如電擊)時(shí),會(huì)將該情境信息整合為恐懼記憶;在后續(xù)測(cè)試中,即使不再施加電擊,動(dòng)物仍會(huì)因記憶而回避危險(xiǎn)區(qū)域。回避潛伏期越長(zhǎng),表明記憶保持越好。因此,這一簡(jiǎn)單任務(wù)為學(xué)習(xí)與記憶能力提供了清晰、可量化的評(píng)估指標(biāo)。
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Fig1 相小鼠跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)關(guān)裝置,上海欣軟
實(shí)驗(yàn)裝置
跳臺(tái)箱:通常由兩個(gè)相通的隔室組成:
明室(亮區(qū)):透明或白色,頂部有光源,小鼠偏好停留。
暗室(暗區(qū)):黑色不透光,底部為可通電的不銹鋼柵欄地板。
自動(dòng)記錄系統(tǒng):記錄潛伏期(latency)、進(jìn)入次數(shù)等。
實(shí)驗(yàn)步驟
1. 適應(yīng)期(Day 0)
將小鼠輕柔放入明室,自由探索整個(gè)裝置5–10分鐘,消除新奇環(huán)境引起的應(yīng)激。
2. 訓(xùn)練期(Acquisition / Training)
將小鼠背對(duì)暗室入口放入明室。
當(dāng)小鼠主動(dòng)走入暗室(四足均進(jìn)入),立即給予足底電擊(典型參數(shù):0.3–0.5 mA,持續(xù)2秒)。
電擊后立即將小鼠移出,放回飼養(yǎng)籠。
記錄指標(biāo):從放入明室到進(jìn)入暗室的潛伏期(訓(xùn)練潛伏期),反映學(xué)習(xí)能力。
若小鼠在設(shè)定時(shí)間內(nèi)(如300秒)未進(jìn)入暗室,可輕推其尾部引導(dǎo)進(jìn)入并施加電擊,但需記錄為“最大潛伏期”。
3. 測(cè)試期(Retention / Recall)
在訓(xùn)練后24小時(shí)(評(píng)估短期/長(zhǎng)期記憶)或更長(zhǎng)時(shí)間(如7天)進(jìn)行測(cè)試。
將小鼠再次放入明室,不再給予電擊。
觀察并記錄進(jìn)入暗室的潛伏期(測(cè)試潛伏期),最長(zhǎng)觀察時(shí)間通常為300–500秒。
記憶保留良好的表現(xiàn):測(cè)試潛伏期顯著長(zhǎng)于訓(xùn)練潛伏期(即小鼠“記住”暗室危險(xiǎn),回避進(jìn)入)。
關(guān)鍵注意事項(xiàng)
環(huán)境控制:保持安靜、光線一致,避免氣味干擾(每次實(shí)驗(yàn)后清潔裝置)。
電擊強(qiáng)度預(yù)實(shí)驗(yàn):需根據(jù)品系調(diào)整(如C57BL/6較耐受,BALB/c較敏感)。
晝夜節(jié)律:實(shí)驗(yàn)應(yīng)在小鼠活躍期(夜間)進(jìn)行或固定在白天同一時(shí)段。
對(duì)照組設(shè)置:假電擊組(僅放入暗室無(wú)電擊)用于排除非特異性回避。
動(dòng)物篩選:體重均勻,排除視力或運(yùn)動(dòng)障礙個(gè)體。
數(shù)據(jù)分析
跳臺(tái)潛伏期(step-down latency)和逃避潛伏期(escape latency)是評(píng)估恐懼學(xué)習(xí)與記憶的優(yōu)良指標(biāo)。
記憶受損(如藥物處理、基因敲除):測(cè)試潛伏期顯著縮短,接近訓(xùn)練水平。
焦慮或運(yùn)動(dòng)障礙干擾:需結(jié)合其他行為實(shí)驗(yàn)(如曠場(chǎng)、高架十字迷宮)排除非認(rèn)知因素。
該實(shí)驗(yàn)廣泛應(yīng)用于抗癡呆藥效評(píng)價(jià)、神經(jīng)保護(hù)機(jī)制及記憶障礙模型(如阿爾茨海默病小鼠)的研究。
總結(jié)
跳臺(tái)回避任務(wù)是一種用于評(píng)估厭惡性記憶與學(xué)習(xí)的簡(jiǎn)單行為范式。跳臺(tái)回避裝置操作簡(jiǎn)便。其帶電金屬地板可靈活調(diào)節(jié)電擊的電壓和持續(xù)時(shí)間。該任務(wù)無(wú)需額外刺激或線索;但也可通過(guò)使用不同圖案的亞克力背景板,將其改造用于研究情境學(xué)習(xí)。此外,該任務(wù)可與其他行為學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合以探究記憶與學(xué)習(xí)的不同方面。該范式還有助于研究藥物或其他物質(zhì)對(duì)動(dòng)物厭惡學(xué)習(xí)和記憶的影響,也適用于神經(jīng)退行性疾病及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的相關(guān)研究。過(guò)度訓(xùn)練或頻繁抓握可能導(dǎo)致偏差。若電擊的電壓或持續(xù)時(shí)間超出合理范圍,不僅可能影響動(dòng)物表現(xiàn),還可能對(duì)其造成傷害。
文獻(xiàn)引用:
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