脑声问答（93）期丨条件性恐惧实验&前脉冲抑制实验

条件性恐惧实验（Fear Conditioning）和前脉冲抑制实验（Prepulse Inhibition, PPI）是两种不同的行为学实验，分别用于评估不同的行为特征。条件性恐惧实验主要用于评估学习记忆能力和情感处理，而PPI实验则用于评估感觉运动门控能力，尤其是在精神分裂症等精神障碍的研究中。

 条件性恐惧实验 (Fear Conditioning)

条件性恐惧实验通过建立一个条件性刺激（如声音）和无条件刺激（如轻微电击）之间的关联，来观察动物是否能记住这种关联并在未来对条件性刺激产生恐惧反应。

条件性恐惧训练：

习得阶段：将小鼠置于一个特定的环境中，并在此环境中反复呈现条件性刺激（如声音）之后立即给予无条件刺激（如轻微电击）。经过几次这样的配对后，小鼠学会将条件性刺激与无条件刺激相联系。

测试阶段：在没有无条件刺激的情况下，再次呈现条件性刺激，观察小鼠是否表现出恐惧反应，如冻结行为（停止移动）、呼吸变化等。

延迟测试：通常在训练后的某个时间点（如24小时后）再次测试小鼠对条件性刺激的反应，以评估长期记忆的形成。

上下文恐惧记忆测试：除了对特定刺激的记忆外，还可以测试小鼠对整个实验环境的记忆，即上下文恐惧记忆。这通常通过将小鼠重新放回相同的环境中而不呈现任何刺激，观察其是否表现出恐惧反应。

在正式实验之前，小鼠需要充分适应实验环境，包括笼子、声音和光线等条件，通常需要至少一天的适应期；确保所有实验参数的一致性，如声音的音量、持续时间和间隔时间等；这些参数需要在所有实验组中保持一致。通常使用轻微的足底电击作为无条件刺激，但需注意电流强度不宜过高，以免对小鼠造成伤害；

条件刺激（如声音或光）需要清晰且易于小鼠识别，以确保有效的条件化；条件性恐惧实验的训练次数和时间需要标准化，过多的训练可能导致过度恐惧，而过少则可能无法建立稳定的条件反射。

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 前脉冲抑制实验 (PPI)

前脉冲抑制实验则通过测量动物对突然的强声刺激（脉冲）的惊吓反应大小，以及在有轻微前脉冲的情况下这种反应是否会减弱，以此评估动物的感觉运动门控能力。PPI是指一个较小的声音（前脉冲）能够抑制随后一个较大的、令人惊吓的声音（脉冲）引起的惊吓反应。正常情况下，当一个小的声音（前脉冲）紧接在大的声音（脉冲）之前出现时，动物的惊吓反应会被抑制。这种现象反映了动物对外界刺激的一种过滤机制，有助于忽略无关的感官信息。

实验步骤：

适应期：首先，需要让小鼠适应实验环境，包括实验箱和背景噪音。这通常需要几个小时到一天的时间，以减少环境对实验结果的影响。

基线测量：在没有前脉冲的情况下，测量小鼠对强声脉冲的惊吓反应。这通常通过测量小鼠的全身跳跃反应来实现，这种反应被称为“惊跳反射”。

将小鼠置于实验装置中，该装置通常包括一个平台和一个能够记录运动的传感器。实验中会呈现一系列的强声脉冲（如120分贝），以及不同强度的前脉冲（如74分贝、78分贝、82分贝等）。前脉冲会在脉冲到来前的一段时间内（如20毫秒到100毫秒）出现。记录每种条件下小鼠的惊吓反应强度。通过比较有前脉冲和无前脉冲条件下的惊吓反应强度，计算PPI的程度。PPI的程度通常用百分比来表示，即有前脉冲时的惊吓反应相对于无前脉冲时的减少量。

与条件性恐惧实验类似，小鼠需要适应实验设备，通常需要数小时的适应期；

实验应在相对安静的环境中进行，同时需要控制背景噪音水平，以避免干扰实验结果；使用的设备（如惊跳反射测量装置）需要定期校准，确保测量的准确性。

实验间隔：

在进行这两种实验时，间隔时间的选择需要考虑以下几个方面：

1. 避免相互干扰：由于这两种实验可能会影响动物的情绪状态和认知功能，因此在设计实验时需要确保一个实验不会影响另一个实验的结果。

2. 恢复期：对于条件性恐惧实验来说，小鼠可能需要一定的时间来从恐惧体验中恢复。通常，条件性恐惧实验之后至少需要等待24小时以上再进行其他行为学测试。

3. 实验顺序：通常情况下，先进行PPI实验再进行条件性恐惧实验可能会更好，因为条件性恐惧实验可能会引起小鼠的情绪紧张，从而可能影响后续的PPI测试结果。

4. 具体时间：虽然没有固定的间隔时间标准，但一般推荐至少间隔一天（24小时）以上。有些研究可能会选择间隔更长的时间，如几天甚至一周，以确保小鼠的状态完全恢复。在某些情况下，如果实验设计要求连续进行，可能需要在实验之间安排较短的间隔（例如，几个小时到一天）。