400-966-9516
0755-86111281
400-966-9516
新闻中心

行为学实验手册,学习记忆之恐惧记忆(一)

2021.08.06

分享:

2005年9月复旦大学神经生物学研究所卓敏、李葆明以及韩国国立汉城大学姜奉钧联合在《Neuron》杂志上发表的研究成果显示:如果减少大脑前扣带皮层中的NR2B受体的数量,或抑制NR2B受体活性,恐惧记忆就无法形成。

2010年1月,复旦大学脑科学研究院马兰研究组进一步研究指出,蛋白质β抑制因子在记忆形成中扮演了至关重要的角色,当其对小鼠条件恐惧造模后,他们发现,缺失了β抑制因子基因的小鼠难以对cue产生恐惧,即便形成了恐惧记忆,也会比正常的老鼠更快忘记。

条件恐惧:实际上是一种类似巴甫洛夫条件反射的行为实验范式,先给予小鼠cue,如特定频率的声音,特定强度的光,特定的气味等,然后在一定时间内给予小鼠足底电击(Foot-shock)或吹气刺激(Air-puff)。经过一段时间的强化,小鼠在感知到cue后表现出恐惧行为,通常为躯体僵直(Freezing behavior)。而场景恐惧则是把小鼠放在有明显特点的环境中(如特殊条纹),给与小鼠足底电刺激,经过一定时间重复后,环境与足底电击便被联系在一起了,当小鼠再次回到该环境中便会出现恐惧相关行为。通常可以采用穿梭箱、条件恐惧箱、跳台等设备进行条件恐惧相关研究。


穿梭实验造模与检测

01 原理

穿梭(Shuttle Box)实验是指如果动物在规定时间内对某一特定信号(如灯光、声音)不发生反应,则给与惩罚性刺激(常用足底电刺激or吹气刺激),使得动物穿梭至对侧安全区(被动条件反射),在一定时间内反复训练后形成的将特定信号与惩罚性刺激结合起来的条件反射-主动逃避反应(主动条件反射)。主动条件反射形成后,可进行信号消退测试。穿梭测试时一种高级、复杂的联想式程序性记忆的获得与巩固过程。


02 实验材料

13.jpg


03 实验方法

适应期

实验开始前3-7天,每只动物每天抓取、轻抚动物5min,让其适应被实验人员抓取,避免实验过程中因实验人员抓取而造成动物处于应激状态,造成实验结果不可靠问题。


条件性回避反应学习

① 时间

共两天,第一天仅造模(给与光刺激随后给与足底电刺激),数据不统计;第二天造模,并且统计穿梭次数。

② 电刺激参数

刺激强度

  • 大鼠:电流:0.65-1.8mA(推荐0.8mA),或,电压65-70V

  • 小鼠:电流:0.15-0.6mA(推荐0.25mA),或,电压30-36V

  • 刺激频率:5-15Hz电流

③ 方法

  • 将动物放入箱体任意一侧,关闭箱体中间门板,使其在箱体内适应测试环境5min。随后开始造模。

  • 条件刺激(灯or声音,此时穿梭门打开,便于躲避足底电刺激)3-5s,随后给与非条件性刺激(足底电刺激)15-30s。若超时动物未穿越或者动物已穿越,中间门关闭。

  • 随后给与动物5-10s休息时间,在重复上一个实验过程60次,实验结束。


04 数据采集分析

① 主动回避次数,主动回避潜伏期,被动回避次数(被电击后回避),总实验时间。

  • 主动回避次数越多,说明动物记忆能力越好。

  • 主动回避潜伏期越短,说明动物记忆能力越好。

  • 被动回避次数+主动回避次数总和越接近实验总次数,说明电击对动物影响越大,实验数据可信度高;反之则说明动物可能有抑郁倾向,或电刺激对动物的影响程度太小,需剔除数据。

  • 总实验时间越短说明动物记忆越好,仅做参考。

② 采用单因素方差分析(oneway-ANOVA),当多组间有差异时,两两比较采用Fisher's LSD post hoc多重比较方法。

③ P<0.05认为具有统计学显著性差异。


05 注意事项

  • 选择体重均匀动物进行实验,通常大鼠实验时体重需<300g,确保体重不影响电击效果。

  • 不同品系动物本身会有区别,常规推荐使用C57BL/6J小鼠和SD大鼠。

  • 实验前后注意清理点击栅栏动物排泄物。排泄物会影响通电性及损坏电发生器。

  • 环境清理,通过酒精擦拭、晾干尽可能去除上一只动物气味,仪器设备需具备通风系统。



被动回避-跳台实验

01 原理

跳台是一种检测动物被动性条件反射能力的方法,主要用来测试动物对空间位置辨知的学习记忆能力。采用给以一定程度的电刺激,动物为避免伤害而寻找安全区(绝缘跳台),经过几次反复电刺激后,最终记住安全区域。


02 优点

可反映动物学习记忆的获得、巩固、再现等过程,操作简单,是大小鼠学习记忆实验常用的行为学测试方法之一。


03 实验材料

跳台箱、摄像系统


04 实验方法

适应期

实验开始前3-7天,每只动物每天抓取、轻抚动物5min,让其适应被实验人员抓取,避免实验过程中因实验人员抓取而造成动物处于应激状态,造成实验结果不可靠问题。


建模期

① 时间:第一天

② 强度:

  • 大鼠:电流:0.65-1.8mA(推荐0.8mA),或,电压65-70V

  • 小鼠:电流:0.15-0.6mA(推荐0.25mA),或,电压30-36V

③ 频率:5-15Hz电流

④ 刺激方法:实验开始前,将动物放入箱体底板上适应5分钟,然后底板通电5分钟,剔除无法跳上跳台的动物


测试期

① 时间:第二天

② 方法:将动物放在跳台上,跳台开始震动,记录5分钟,统计动物掉入电网的潜伏期。


05 数据分析

① 动物第一次跳下平台的时间(潜伏期),跳下平台的次数(错误次数)。

  • 潜伏期实验越长,说明动物记忆力越好。

  • 错误次数越少,说明动物记忆力越好。

② 采用单因素方差分析(one way-ANOVA),当多组间有差异时,两两比较采用Fisher's LSD post hoc多重比较方法。

③ P<0.05认为具有统计学显著性差异。


06 注意事项

  • 选择体重均匀动物进行实验,通常大鼠实验时体重需<300g,确保体重不影响电击效果。

  • 不同品系动物本身会有区别,常规推荐使用C57BL/6J小鼠和SD大鼠。

  • 实验前后注意清理点击栅栏动物排泄物。排泄物会影响通电性及损坏电发生器。

  • 环境清理,通过酒精擦拭、晾干尽可能去除上一只动物气味。


相关新闻

related news