脑声问答（32）期丨行为箱形状对小鼠新物体识别实验有什么影响？

实验动物及饲养环境

健康ICR小鼠，8周龄，40只，雌雄各半，体质量24～26g，将小鼠饲养在屏障环境中，控制温度在(22±1)℃，12h明暗循环，自由采食和饮水，预饲期1周。

实验动物分组

ICR小鼠40只随机分为2组，每组20只，雌雄各半，即方组(n=20)和圆组(n=20)。各组按性别再次随机分为2组，即方雌组(n=10)、方雄组(n=10)、圆雌组(n=10)和圆雄组(n=10)。

新物体实验方法

实验前5d，实验人员每天将小鼠放到手上抚触5min，消除小鼠的紧张恐惧感。实验前，通过小鼠自主活动仪筛选，剔除活动异常的小鼠(活动过少、活动过多、转圈等)。实验当天，先将小鼠放到实验室，让其适应环境1h，然后进行正式实验。新物体识别实验包含三个阶段。阶段1(T1):分别将小鼠单独放入敞开的行为箱(底边长44cm×44cm的方形行为箱或半径为25cm的圆形行为箱)中，自由探索5min。探索完毕后将小鼠取出，放回饲养笼中。清理行为箱中小鼠的粪尿，75%酒精擦拭，消除异味。本阶段在实验第一天上午、下午分别进行一次。阶段2(T2):分别在行为箱的两个相对的区域中放入2个完全相同的物体(物体1和1’)，再次将小鼠放入行为箱中探索5min。每次实验结束后，彻底清理行为箱。本阶段实验在第二天上午进行。阶段3(T3):物体1不变(旧物体)，物体1’更换为物体2(新物体)，再次将小鼠放入行为箱中探索5min。每次实验结束后，彻底清理行为箱。本阶段实验在第二天下午进行。所有实验均在上午8点至下午5点之间进行。

Fig1新物体识别实验示意图

采用动物运动轨迹跟踪系统记录分析T2和T3中小鼠分别探索2个物体的时间，其中探索物体1的时间记为F，探索物体1’或2的时间记为N，探索两个物体的总时间记为F+N，计算小鼠对物体1’和2的分辨比(discrimination ratio，DR)［DR=N/(N+F)×100%］。探索定义为小鼠面朝物体，鼻子与该物体的距离≤2cm。

行为箱形状对新物体识别实验的影响

在T2阶段，不同形状行为箱中小鼠对两物体在5min内探索时间的差异未达到显著水平；在T3阶段，小鼠对2号物体的探索时间显著长于1号物体，但两种形状行为箱中小鼠对新物体的分辨比无显著差异。T2、T3两阶段中，圆形行为箱中小鼠对两物体的探索总时间显著长于方形行为箱中小鼠对两物体的总探索时间。

Fig2  T2和T3阶段各行为箱中的总探索时间

总结

新物体识别实验是在模仿测试人类失忆症的识别任务的基础上发展起来的，评价的是啮齿动物对物体的识别记忆能力。该模型是建立在啮齿动物对新异物体的自发探索行为的基础上，且该模型不像迷宫学习中必须剥夺动物饮食或在避免水淹动机下进行学习记忆，也不像被动回避测试中给予动物电击等负性强化让动物学习记忆。所以该模型最大的优点就在于可以让动物在完全自然的状态下进行学习记忆测试，能够更好地模拟人类和灵长类动物的学习记忆行为。因此，该模型越来越多地用在评估药物对记忆的作用研究上。

T2阶段的两个物体完全相同，且对于小鼠来说均为首次接触，因此各组小鼠对物体的DR值均在50%左右，表明实验动物无位置偏爱异常发生，即实验动物对两个不同位置上的相同物体兴趣相同。T3阶段，小鼠对2号物体的探索时间显著长于1号物体，说明实验中选用的新物体引起了小鼠的探索兴趣，物体的选择正确。各行为箱中，雌雄小鼠对新物体的分辨比无差异，表明不同性别的实验小鼠对新物体的分辨程度相同，即性别不影响对新物体识别实验结果。在T3阶段中，不同形状的行为箱中的实验动物均能对新物体显示出积极的探索兴趣，分辩比相似，表明行为箱的形状差异不影响实验动物对新物体识别行为。但实验动物在两种形状的行为箱中的总探索时间存在差异，说明行为箱的形状对实验动物的活动程度有一定的影响。这可能是由于方形行为箱的角落效应造成的。虽然在两种不同形状的行为箱中进行的新物体识别实验，动物对新物体识别结果无差异，但为了避免角落造成的实验动物活动能力降低现象的发生，采用圆形行为箱进行新物体识别实验能够更准确地反应实验动物对新物体的识别能力。