量化颅脑放射治疗引起认知功能下降

本实验的总体目标是量化颅脑照射所诱导的行为和认知变化。第一步是利用新位置识别任务来检测基于海马的空间识别记忆。接下来，采用高架十字迷宫任务评估焦虑水平，利用依赖海马和杏仁核的场景恐惧条件化任务检测基于恐惧的记忆形成，随后测量依赖杏仁核的提示性恐惧条件化任务。

最后一步是实施莫里斯水迷宫实验，以评估空间学习能力、空间记忆能力以及逆转学习能力。该方案最终能够检测由颅脑照射引起的情绪变化、空间与非空间学习和记忆能力变化，以及任何感觉运动功能障碍。尽管该方法可为颅脑照射对行为和认知影响的作用提供深入见解。

该方法还可应用于其他因治疗导致认知功能受损的不良副作用情况，例如化疗脑（chemo brain）或化疗引起的学与记忆障碍。由于建立和优化设备耗时较长，初次使用该方法的研究者可能会遇到困难。如果实验操作未得到严格控制，研究结果的解读将较为困难，且数据的变异程度较大，使得对照组与实验组之间的差异难以被检测出来。

这些方法的可视化演示至关重要，以便读者能够充分理解在组织认知测试所用的实验房间时涉及的细微之处，以及所采用的具体实验步骤。为确保对动物的操作保持一致，在适应期开始时，需用70%乙醇彻底清洁两个相同的塑料方块，并将其放置于测试区域内的特定位置。然后将动物置于测试区域的中央，使其自由探索。

持续记录5分钟的探索行为。使用自动追踪系统，探索行为定义为动物的鼻尖位于方块周围4厘米半径范围内，并朝向方块。时间结束后，将动物移至暂养笼中，继续放置5分钟。

在此期间，用70%乙醇清洁测试区域。放置一个与熟悉阶段相同空间位置的相同模块复制品，以及另一个位于新空间位置的模块。经过5分钟的延迟间隔后，将动物重新引入测试区域，进行为期5分钟的测试阶段，并允许其自由探索3分钟。

如果大鼠记住了熟悉阶段中物体的空间排列，它将花费更多时间探索处于新空间位置的物体。次日，再次将动物放回实验 arena。在24小时测试阶段，同样将一个物体保持在熟悉的位置，而另一个物体则放置于新的位置。

首先，将动物放入旷场中央，记录其三分钟的探索行为。高架十字迷宫用于评估啮齿类动物的焦虑水平。测试前，需确保迷宫已彻底清洁。

开始时，将动物置于迷宫中央区域，使其朝向远离实验操作者的开放臂，允许动物自由探索五分钟。使用自动追踪软件记录动物进入开放臂和封闭臂的次数以及在各臂停留的时间。若大鼠从迷宫掉落，应迅速将其放回至开放臂，并记录该事件。

同时记录任何冻结行为及可能的原因。恐惧条件化是一种行为范式，动物通过该范式学会对先前中性的刺激产生恐惧。在第一天将动物放入一个彻底清洁的实验舱内，将其与有害刺激进行配对。

开始训练试验，该试验包括三个阶段。第一阶段为5分钟的基线期，在此期间不给予任何电击或声音刺激；在训练阶段，于5分钟内多次呈现声音-电击配对刺激；最后，在训练后阶段，动物再经历5分钟的观察期。

在无刺激（无电击或声音）的情况下，分别测量每只动物在基线阶段最后60秒内以及训练后阶段最后60秒内静止不动所占的时间百分比。24小时后，将动物放回实验箱中进行为期5分钟的情境测试，并记录测试后1小时动物静止不动的时间百分比。在熟悉的情境中，移除格栅地板，于实验箱外侧添加挡板，并使用带香味的家用清洁剂进行清洁。

为了检测提示性恐惧条件反射，将动物放入新环境中，并记录在先前与有害刺激配对的声音存在和不存在时动物的僵直行为。莫里斯水迷宫是一种空间学习测试，要求利用远端线索在盛有不透明水的大水池中找到隐藏的逃生平台，该任务持续八天，包含四个阶段：队列测试和获得阶段、24小时探针测试以及逆转学习测试。

开始进行序列测试时，在平台中央放置一个醒目的黑白旗帜，使动物能够明显识别逃生位置。每次CUD测试试验中，将动物置于水池边缘不同的预设起始位置，并将平台移至不同的象限。在四次试验中，每次均允许动物有30秒时间寻找逃生平台。

如果达到最长时间，用手将动物引导至平台。让动物在平台上停留 20 秒后，将其放入预热的笼子中。第二天开始获取阶段，连续五天每天进行四次试验。

在此阶段，隐藏平台保持在相同位置，动物学会导航至该平台。利用远处的房间线索，将动物从不同的预设起点放入水中。每次试验记录动物找到平台的平均潜伏期和路径长度，作为空间学习能力的评估指标。

如果动物在最长游泳时间60秒内未能找到平台，则手动引导其到达平台，并让其在平台上停留20秒。在最后一次训练试验结束24小时后，进行第62次探测试验，移除平台以确定动物对原先放置平台象限的偏好。此次探测试验结束后，将平台重新放回同一象限，并进行三次额外的获取试验，用于逆转学习测试。

第八天，将平台移至新的位置。将动物放入水池，测量其在原位置与新位置寻找平台所花费的时间。在新位置识别任务中，对照组与照射组动物的实验结果显示，在熟悉阶段，两个位置被探索的时间基本相同。

然而，对照组动物在5分钟和24小时的延迟间隔后，明显偏好新的空间位置，而受照射动物则无此偏好。在高架十字迷宫实验中，对照组和受照射动物探索开放臂的时间均少于随机预期。与次日训练后的时期相比，动物初次暴露于环境箱时的僵直百分比极低。

在熟悉的情境中，冻结行为仍然增加，但在辐照动物中，当置于新情境时，冻结行为显著减少，并在莫里斯水迷宫中通过声音提示再次升高。在任务对照组中，动物在连续试验中找到逃生平台的速度快于辐照动物。在24小时后的探测试验中，辐照动物到达平台所需时间更长，路径也更远。在反转学习测试中，当平台位置被更换后，正常动物逐渐停止在旧象限搜索，并学会新的平台位置，而辐照动物则不能。

在执行这些任务时，必须详细记录出现的任何异常事件或行为，以及在数据分析前需要解决的任何跟踪问题。切勿忘记，实验动物操作可能存在风险，因此在进行这些操作时，应始终采取预防措施，例如使用个人防护装备。此外，获得机构批准并遵守机构及联邦关于动物安全与伦理使用的指南也至关重要。