研究社会应激的模型有助于科学家探究这一常见问题背后的生物学机制。当个体面临无法应对的社会环境变化时,便会经历社会应激。社会应激可能促成抑郁症和焦虑症等精神障碍的发生。理解应激行为反应过程中发生的生物学事件,有助于科学家开发新的治疗方法,以减轻应激带来的生理影响。
本视频将首先讨论应激的生物学基础,然后重点介绍一种在啮齿类动物中建立良好的社会应激建模范式——居民-入侵者实验。最后,我们将介绍一些测量应激效应的示例研究。
首先让我们讨论目前所知的机体对压力刺激的生理反应。
压力可被定义为内环境稳态受到威胁的状态。特别是社会性压力,是由与同种个体之间的相互作用所引发的。人类在进行演讲或参加工作面试时可能会经历社会性压力。
目前认为参与应激反应的主要通路称为 HPA 轴,其中“H”代表下丘脑,“P”代表垂体,“A”代表位于肾脏上方的肾上腺。当个体遭遇压力刺激时,下丘脑被激活并刺激垂体,垂体进而分泌一种名为促肾上腺皮质激素(ACTH)的激素,该激素可进一步刺激肾上腺。
肾上腺分泌皮质醇,这是主要的压力激素。正是皮质醇导致了压力的生理效应,包括血压和体温升高。因此,处于压力情境中的人通常会在血液中循环较高水平的皮质醇。
既然您已经了解了压力的基本神经解剖学和生理学,我们现在可以探讨居住者-入侵者任务如何模拟社会压力的某些方面。
该任务利用一种自然的行为反应来产生社会应激源。当领地受到陌生雄性威胁时,成年雄性啮齿类动物会自然表现出攻击性行为。作为对居住者雄性攻击行为的反应,入侵者雄性将经历应激状态。由于居住者-入侵者任务会使动物产生痛苦,因此必须确保实验结果能够证明该方法的使用是合理的。
第一步是建立一个行为谱(ethogram),即需要记录的行为清单。在计划实验至少一周前,应通过将雄性动物与其配偶雌性共同饲养于同一笼具中,以确立其领地归属。在实验当天,将雌性从居住者雄性的笼中移除。
测试开始时,在居住者雄性所在笼具前方架设视频摄像机。选择在夜间进行测试可能更为合适,因为此时啮齿类动物更为活跃。摄像机开始记录后,将一只新的雄性个体引入居住者雄性的家中笼具内。允许两只动物互动约10分钟,随后将入侵者雄性从居住者笼中移出。实验过程中应持续监控互动情况,一旦攻击行为升级至造成伤害的程度,应立即终止试验。
在了解了居民-入侵者实验的操作过程后,让我们来讨论如何对记录的互动行为进行评分。
视频通过回放录像并使用专业软件进行分析。需记录由居民雄性小鼠通常表现出的攻击性行为的频率和持续时间。此类行为包括:直立、朝向移动、侧身威胁、抓握攻击、追逐、“压制”及直立姿势。同时也应记录通常由入侵者表现出的顺从行为的频率和持续时间。顺从行为的例子包括:逃离、顺从姿势、逃跑和防御性直立姿势。此外,还可记录其他类别的行为,包括社交行为和一般探索性行为。在完成所有视频的评分后,可通过评估由居民或入侵者在每个行为类别中发起的行为量来对数据进行可视化分析。
现在您已经了解了如何在啮齿类动物中开展社会应激实验,接下来我们来看一些利用应激因素的神经行为学实验。
居民-入侵者实验范式的一种变体可用于模拟产后抑郁。在此范式中,将一只陌生雄性个体引入雌性及其幼崽所在的家笼中,从而产生社会应激源。在该互动过程结束后,移除雄性个体,随后可评估雌性的母性行为。此类互动通常会导致母性照料行为下降。
除了由入侵者引发的行为外,还可观察其他家笼内的行为,例如筑巢和埋珠行为;这些行为可能反映个体对应激的易感性或抗性。受应激影响较大的小鼠所筑的巢通常比未受应激动物的巢更低,或表现出更强的强迫行为,例如埋藏更多的珠子。
最后,科学家还关注社会应激对人类生理及神经内分泌反应的影响。在此类研究中,研究人员通过要求受试者在观众面前进行求职演讲或完成算术任务来诱发社会应激。随后,科学家在测试过程中监测心率,并采集测试前后唾液样本以测定皮质醇水平。结果表明,社会应激会影响这两项指标。
您刚刚观看了 JoVE 关于模拟社会应激的视频。我们回顾了目前关于应激刺激反应背后生理变化的研究进展,并详细介绍了进行和评分领地-入侵者实验的逐步操作流程。我们还探讨了一些当前在行为学研究中应用应激模型的实例。一如既往,感谢您的观看!
本视频中的章节
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概述
1:03
应激的生物学
2:31
居民-入侵者实验
4:11
评分与数据分析
5:51
应用
7:37
总结