- +1
腦聲常談丨大小鼠新物體識別實驗總結
簡介
新物體識別實驗是在模仿測試人類失憶癥的識別任務的基礎上發展起來的,評價的是嚙齒動物對物體的識別記憶能力。該模型是建立在嚙齒動物對新異物體的自發探索行為的基礎上,該模型最大的優點就在于可以讓動物在完全自然的狀態下進行學習記憶測試,能夠更好地模擬人類和靈長類動物的學習記憶行為。新奇物體識別測試是一種常用的行為學檢測方法,用于研究小鼠學習和記憶(識別)的各個方面。這項測試在兩天內完成。第一天,讓小鼠在實驗場地適應環境10分鐘,然后將它們放回各自的原飼養籠中。第二天,把小鼠放置在實驗場地內,并向它們展示兩個相同的物體,時長為10分鐘,之后再將它們放回原飼養籠。兩小時后,再次將小鼠放置在同一個實驗場地中,時長同樣為10分鐘,不過此時兩個物體中的一個會被替換為一個新奇物體。攝像機和相關軟件會記錄小鼠的位置、進入區域的情況、移動距離、進入區域的潛伏期以及探究物體的時長。探索新物體所花費的時間為識別記憶提供了一個衡量指標。
實驗原理
新奇物體識別測試主要是基于小鼠對新奇事物的探索天性來評估其學習和記憶能力。小鼠具有天生的好奇心,傾向于探索新的環境和物體。在測試環境中,通過觀察小鼠對熟悉物體和新奇物體的探索行為,可以推斷其認知能力。
適應階段(第1天):讓小鼠在實驗場地適應環境,這是為了讓小鼠熟悉測試場地,減少環境因素對后續實驗結果的干擾。此時場地內沒有物體,使小鼠對場地空間有一個初步的認知。
相同物體測試階段(第2天試驗1):小鼠被放置在有兩個相同物體的場地中,這個階段主要是為了建立一個基準行為模式。在一定時間內(10分鐘),軟件和攝像機記錄小鼠在場地中的行為,包括位置、移動距離等信息。這一步可以讓小鼠進一步熟悉測試環境和物體,同時也可以作為后續比較的基礎。
新奇物體測試階段(第2天試驗2):經過一定時間間隔(2小時)后,將其中一個熟悉物體換成新奇物體。再次將小鼠放入場地中,由于小鼠對新奇事物的好奇心,正常情況下它會花更多時間探索新奇物體。通過記錄小鼠探索新物體和熟悉物體的時間,可以衡量小鼠對之前物體的記憶情況。探索新物體的時間占總探索時間的比例或者與熟悉物體探索時間的差值等指標,可以作為識別記憶的量化參考。如果小鼠能夠區分新物體和熟悉物體,并更多地探索新物體,這就表明小鼠具有一定的物體識別記憶能力。
應用場景
新奇物體識別測試主要用于評估動物(特別是嚙齒動物如小鼠)的認知功能,在多個領域都有廣泛的應用。
1、神經科學研究領域
認知功能研究
用于研究學習和記憶的神經機制。例如,科學家可以通過對小鼠進行基因改造,使其缺失某些與記憶相關的基因,然后利用新奇物體識別測試來觀察這些小鼠在識別記憶方面的變化,從而探索這些基因在記憶形成和存儲過程中的作用。
研究大腦不同區域在記憶中的功能。通過損傷或刺激小鼠大腦的特定區域(如海馬體、杏仁核等),再進行新奇物體識別測試,能夠了解這些腦區在物體識別記憶中的具體職責。例如,海馬體損傷的小鼠可能在新奇物體識別測試中表現出識別能力下降,這表明海馬體在物體識別記憶中有重要作用。
神經退行性疾病研究
是研究阿爾茨海默病(AD)和帕金森病(PD)等神經退行性疾病的重要工具。在AD模型小鼠中,隨著疾病的進展,小鼠的認知功能會逐漸受損,新奇物體識別測試可以靈敏地檢測到這種變化。例如,淀粉樣蛋白沉積和神經纖維纏結是AD的典型病理特征,這些病理變化會導致小鼠在新奇物體識別測試中的探索行為減少,對新物體的偏好降低,通過觀察這些行為變化可以評估疾病模型的有效性以及篩選潛在的治療藥物。
對于PD模型小鼠,由于多巴胺能神經元受損,其認知功能也會受到影響。新奇物體識別測試可以用于監測PD小鼠在疾病發展過程中的認知障礙程度,以及評估藥物或其他治療手段對認知功能恢復的效果。
2、藥物研發領域
藥物篩選:在研發改善認知功能的藥物時,新奇物體識別測試可用于初步篩選化合物。將候選藥物給予動物后,通過測試觀察動物對新奇物體的識別能力是否提高。例如,研發治療老年癡呆癥的藥物時,如果給藥組小鼠在新奇物體識別測試中的表現優于對照組,說明該藥物可能具有改善認知的潛力。
藥物作用機制研究:有助于了解藥物對認知功能的作用靶點。比如,某些藥物可能通過調節神經遞質系統(如乙酰膽堿系統)來改善認知,新奇物體識別測試可以結合其他實驗技術,如神經遞質檢測等,來揭示藥物是如何通過影響這些系統來增強動物的物體識別記憶。
3、發育生物學領域
用于研究動物在生長發育過程中的認知能力變化。在小鼠的不同發育階段(如幼年、成年和老年)進行新奇物體識別測試,可以了解其認知能力的發育規律。例如,幼鼠可能由于大腦尚未完全發育,在新奇物體識別測試中的表現與成年鼠不同,通過這種測試可以研究大腦發育與認知能力之間的關系。
4、心理學和行為學領域
行為模式研究:幫助研究動物的行為偏好和習慣化。例如,觀察小鼠在多次新奇物體識別測試中的行為變化,了解其對新環境和新物體的習慣化過程,以及探索行為的穩定性。
情緒和應激研究:可以與其他應激因素相結合,研究應激對認知功能的影響。例如,在對小鼠施加一定的心理或生理應激源后,進行新奇物體識別測試,觀察應激是否會干擾小鼠的物體識別記憶,進而研究情緒和認知之間的相互關系。

本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布,仅代表该作者或机构观点,不代表澎湃新闻的观点或立场,澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问http://renzheng.thepaper.cn。





- 报料热线: 021-962866
- 报料邮箱: news@thepaper.cn
互联网新闻信息服务许可证:31120170006
增值电信业务经营许可证:沪B2-2017116
© 2014-2025 上海东方报业有限公司