1: 行为障碍与压力的模型建模

焦虑、抑郁、精神分裂症甚至压力等行为状况都会对我们的生活质量产生负面影响，因此神经科学家正在积极尝试开发新的疗法来缓解它们。

为此，许多研究人员采用了啮齿动物模型。尽管我们的体型不同，但人类和啮齿动物实际上非常相似：我们都是哺乳动物，具有相似的神经解剖结构，表现出具有相似功能的激素，并且可以对某些刺激表现出相同的反应。因此，啮齿动物是研究人类行为变化的极好的模式生物。

本视频简要介绍了用于评估人类行为障碍啮齿动物模型的标准。然后，我们将探讨行为科学家提出的一些重要问题，然后讨论该领域采用的各种行为测试。

让我们首先简要讨论科学家用来评估行为障碍啮齿动物模型的一些标准。

研究人员可以使用外科、药理学、遗传或环境技术来生成啮齿动物模型。然后可以使用三个"经典"标准来测试模型的有效性。

第一个标准是面子效度。顾名思义，该标准评估了啮齿动物模型与人类状况之间的症状同源性。第二个标准是结构有效性。这评估了啮齿动物模型和人类状况是否由相同的病因或原因引起。最后一个标准是预测效度，它评估啮齿动物模型和人类患者对相同疗法的反应之间的相似性。一个完美的啮齿动物行为障碍模型将满足所有这些标准。

现在，您已经了解了为什么使用啮齿动物模型来研究行为障碍，以及评估它们所需的标准，让我们探讨一下科学家们试图用这些模型回答的几个关键问题。

与大多数其他疾病一样，即使是行为障碍也与基因突变有关，一些研究人员对确定导致这些疾病的基因感兴趣。通常，该领域的研究人员会敲低啮齿动物中感兴趣的基因，并观察它们对一系列行为测试的影响。

科学家们也对了解行为障碍的解剖学基础感兴趣。基本上，他们想调查患有这些精神障碍的人的大脑哪些区域受到影响。科学家们解决这个问题的一种方法是破坏啮齿动物的特定大脑区域并评估这种损伤对啮齿动物行为的影响。

其他研究人员不是关注整个大脑结构，而是对识别受行为障碍影响的复杂神经化学途径感兴趣。由于神经元使用称为神经递质的化学物质相互交流，因此一些科学家评估了暴露于不同条件下的大脑中神经递质受体的表达模式。这些工作提供了证据，表明行为障碍通常涉及神经递质水平的变化。

在了解了一些关键问题之后，让我们探讨神经科学家用来检查啮齿动物常见行为障碍和压力的一些测试。

您可能知道，焦虑是一种行为障碍，人们在挑战之前会感到紧张。为了测试焦虑，研究人员可以将啮齿动物放置在包含有墙和无墙区域的高架结构中，例如高架 plus 迷宫或连续小巷测试。在这里，焦虑行为的特征是啮齿动物留在有围墙的区域。或者，研究人员可以将啮齿动物引入有食物的新环境中，并确定它们需要多长时间才能进食;这是低吞噬细胞增多症试验。在这里，进食潜伏期是衡量焦虑的参数。最后，研究人员还可以通过让啮齿动物暴露在响亮、突然的噪音中并评估由此产生的"惊吓"反应来测试啮齿动物的焦虑;因此，该测试得名 - "Acoustic Startle" 测试。

另一种常见的行为障碍是抑郁症，其特征是绝望和嗜睡。在啮齿动物中，可以通过将动物置于它们无法逃脱的环境中来衡量抑郁。一个例子是尾巴悬挂测试，其中啮齿动物被悬挂在平台上，科学家们观察动物的逃跑行为并对其进行评分。另一种常用的基于绝望的测试是强迫游泳测试，将啮齿动物放在装满水的容器中，观察啮齿动物试图保持在水面上。在这两项测试中，当啮齿动物表现出缺乏运动并停止逃跑尝试时，它被认为表现出抑郁行为。

在抑郁和焦虑之后，让我们看看另一种叫做精神分裂症的情绪障碍，它涉及情绪波动、偏执和幻觉。用于研究这种疾病的常见行为测试是前脉冲抑制测试或"PPI"，它是声学惊吓测试的修改版本，涉及将啮齿动物暴露于两个连续的声学刺激——一个前脉冲和一个惊吓刺激，后者通常是响亮的噪音。通常，前脉冲刺激会"抑制"或减少啮齿动物对惊吓刺激的身体反应;然而，精神分裂症模型并非如此。研究人员还可以使用"运动多动症"测试来评估啮齿动物模型中的精神分裂症，在该测试中，科学家在用苯丙胺等药物治疗后评估啮齿动物在开阔场地中的活动。如果啮齿动物在接触药物后在开阔的田野中表现出更多的运动，这可能表明精神分裂症样行为。

除了建模和测试行为障碍外，科学家们还对评估压力感兴趣，这是许多行为障碍的拟议原因。在啮齿动物中，通过将不熟悉的雄性入侵者添加到常驻雄性的笼子中，可以诱发社交压力。在这种情况下，入侵动物会因居民的攻击性行为而承受压力，这由一系列行为表示。另一种诱发动物压力的方法是让它们暴露于不利的物理刺激下，例如电击。暴露于电击会导致焦虑行为增强，例如大理石掩埋增加，这表明压力。

现在您已经了解了针对行为障碍和压力的各种啮齿动物测试，让我们看看神经科学家目前如何在他们的研究中使用它们的一些示例。

如前所述，为了了解行为障碍的神经解剖学基础，科学家可以破坏啮齿动物的特定大脑区域，然后使用行为任务对其进行测试。在这个实验中，研究人员破坏了小鼠的前额叶皮层，并将它们放入连续的小巷测试中。结果表明，与对照动物相比，接受治疗的小鼠在最远和最焦虑的小巷中花费的时间更多，这表明前额叶皮层在焦虑样行为中的作用。

模型还可以深入了解与行为障碍有关的基因。在这里，研究人员在啮齿动物的某些大脑区域过表达一种名为 DISC1 的基因，然后用盐水或苯丙胺处理这些动物，并将它们引入开阔的田野。结果表明，基因过表达的啮齿动物显示出苯丙胺处理的显着效果。

最后，研究人员可以使用模型来更好地描述行为障碍的潜在生理学。在这里，科学家们生成了一个创伤后应激障碍的啮齿动物模型，并研究了由此产生的生理变化。为此，研究人员首先通过让啮齿动物受到电击来给它们施加压力，然后寻找主要压力荷尔蒙（称为皮质醇）水平的变化。发现 PTSD 模型中的皮质醇水平明显高于健康模型。

您刚刚观看了 JoVE 对行为障碍和压力的介绍。该视频回顾了行为科学家在该领域使用啮齿动物模型的原因，并描述了这些模型的有效性标准。然后，我们讨论了突出该领域未解决的问题的关键问题，然后是目前用于回答这些问题的行为范式。一如既往，感谢您的观看！