觀察嚙齒類動物的焦慮狀態(tài)通常依賴于物種特定的行為,如增加風險評估、減少探索、尋求庇護、逃跑、掩埋或排便。在嚙齒類動物中最常用的行為測試之一是曠場實驗(Open Field Test,OFT),或稱敞箱實驗,是常用的研究動物自發(fā)活動、探索行為和焦慮、抑郁狀態(tài)的經(jīng)典行為學實驗。該行為范式應用歷史悠久,是由Calvin Hall于1934年設計發(fā)明的,最初應用于研究大鼠的情緒變化(記錄排便評分),后推廣到小鼠及其他動物上。如今,由于可以使用自動跟蹤軟件分析中央?yún)^(qū)活動時間作為焦慮的評價指標,這使曠場實驗成為最廣泛使用的焦慮測試。該模型的設計原理是基于嚙齒動物面對新異環(huán)境會產(chǎn)生好奇心而去主動探索,但另一方面,它們又存在因恐懼回避明亮開闊、未知、可能有潛在危險的場所的天性,其活動具有趨觸性(thigmotaxis) ,即動物在探索開放空間時“貼墻”活動的趨向性。利用這種探索動機和恐懼回避的矛盾沖突心理,在造成動物焦慮情緒的同時, 不僅可以評估實驗操作對焦慮樣行為的特定影響,還可以研究非特異性影響,特別是對一般活動的影響。
儀器介紹
1. 儀器名稱:大小鼠曠場實驗行為分析系統(tǒng)。
2. 硬件系統(tǒng):曠場實驗箱、攝像機、實驗專用電腦。
3. 軟件系統(tǒng):如TopScan Light?,VisuTrack等軟件。包括實驗設置,圖像采集與分析,數(shù)據(jù)顯示與導出等功能。
實驗程序
目前各項研究中應用曠場實驗的一般程序基本一致,但具體細節(jié)不盡相同。
基本程序如下:
1. 大/小鼠在購入后進行7天或以上的適應性喂養(yǎng),實驗人員可每天撫摩動物一定時間,使其適應環(huán)境和光暗周期以及熟悉研究人員。
2. 在實驗的當天早上,稱重并記錄實驗動物的體重。
3. 在測試前一小時提前將實驗動物轉(zhuǎn)運至測試室,以適應該房間,避免新環(huán)境引起動物的應激和壓力。
4. 將攝像機調(diào)試好高度,確保在電腦屏幕上能看到箱體的所有區(qū)域。
5. 實驗者調(diào)試好實驗參數(shù),在操作軟件中記錄實驗日期、動物的分組及編號等信息。
6. 在測試前,通過噴灑75 %的酒精并用紙巾擦拭干凈,確保實驗箱清潔無味。
7. 實驗時握住大/小鼠尾巴根部 1/3 處將其從飼養(yǎng)籠中取出,注意背向?qū)嶒炄藛T,避免暴力操作等造成動物應激的因素。
8. 將實驗動物迅速輕柔地放置到實驗箱的中央?yún)^(qū)域,同時啟動視頻采集與分析系統(tǒng),自動記錄實驗動物在曠場中的活動情況。
9. 實驗者立即站到1.5 m外觀測,或離開行為測試室到另外一個可以觀測到動物的房間。同樣,這應該有助于減少對動物的壓力,并盡量減少潛在的外部影響。
10. 通常設置實驗時間為15 min。
11. 實驗結束后停止并保存錄像,將動物從實驗箱中取出,然后放回飼養(yǎng)籠中。
12. 每次測試結束后,需要清除掉上一只動物的排泄物,并用75 %的酒精去除氣味,待箱體干燥無味后再進行下一只動物的實驗。
13. 導出數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。
資料來源參考:腦聲常談