小鼠学习与记忆研究中的新物体识别实验

本行为学实验的总体目标是测试小鼠学习与记忆的各个方面。该方法有助于回答啮齿类动物认知领域的诸多问题，既包括加深理解小鼠学习与记忆基本机制的基础性研究，也涵盖更复杂的课题，例如认知功能障碍的研究，包括阿尔茨海默病等疾病模型，以及潜在认知增强效应的探索。新物体识别实验（ORT）的主要优势在于其操作简便、高效且具有灵活性，适用于小鼠学习与记忆的研究。

本实验操作将由本实验室的技术员 Andrei Jeltyi 进行示范。首先选择大小如痣状物体的物件，这些物体应易于动物区分，但在特征复杂性方面（例如质地、形状或亮度）应尽可能相似，以尽量减少可能影响实验结果的物体偏好。此外，为进一步降低诱导性偏好，需确保小鼠能够爬上两个物体或均无法爬上。

攀爬物体的能力可能会提高探索兴趣。为了尽量减少明亮光照带来的应激，应使用漫射的低强度光照，使迷宫中心区域的照度约为20勒克斯。每天使用前，让小鼠在任何新的测试环境中适应至少一小时，并保持温度和湿度与常规饲养条件相似。

注意，在测试前一至两周内，应每天对小鼠进行一到两次、每次至少一分钟的抓取操作。最后，主实验区域应使用白色或黑色不透水塑料制成的方形区域，其颜色需与小鼠体色形成对比。开始时，将小鼠从其饲养笼中取出，放置于空旷开放区域的中央。

让小鼠在实验区域内自由探索五分钟。当原笼具为空时，将其保存起来，留作次日的暂养笼使用。五分钟后，取出小鼠并放入暂养笼中。

不要将小鼠放回其原来的饲养笼中，否则可能会影响待测的其余小鼠的行为。然后，在每只小鼠测试之间，使用70%体积比的乙醇彻底清洁实验装置。接下来，通过在竞技场的对角象限放置两个相同的物体，开始训练阶段（T1）。

例如，一个放在西北角，另一个放在东南角。使用可移除的固定橡皮泥将过轻的物体固定在地板上。平衡每组物体的使用，以及新物体在竞技场四个角的位置。

务必明确每种动物使用哪条对角线，以确保训练当天使用的对角线与测试当天每只小鼠使用的对角线一致。适应环境24小时后，将小鼠从其饲养笼中取出，并放置于旷场中央，使其与两个相同物体的距离相等，以开始训练。允许小鼠自由探索至少5分钟；若使用已知运动能力或探索活动较低的小鼠品系，则应将所有同批小鼠的实验时间延长至10分钟。

训练试验结束后，取出小鼠并将其放入暂养笼中。待原鼠笼清空后，将其保存，以备测试日作为暂养笼使用。每次更换小鼠前后，务必清洁实验装置和物体。

接下来，通过将训练期间使用过的熟悉物体和一个新物体分别放置在旷场相对的两个象限内，开始测试阶段（T2）。每只小鼠应使用与训练期间相同的位置。在选择T1到T2的时间间隔后，将小鼠从其饲养笼中取出，并放置于旷场中央，使其到熟悉物体和新物体的距离相等。

允许自由探索10分钟。最后，在测试试验结束时，取出小鼠并将其放入饲养笼中。用于分析时，探索定义为小鼠鼻尖朝向物体并在两到三厘米范围内进行主动的触须扫动。

然而，小鼠坐在物体上的时间不计入探索时间。对于 T1 和 T2 阶段，均记录前五分钟的行为，并计算每 session 中小鼠对两个物体的总探索时间。如果小鼠对两个物体的总探索时间未达到最低 20 秒的要求，则继续记录超过五分钟的时间，直至总探索时间超过 20 秒。

对于探索行为较低的小鼠品系，在预实验中若5分钟内未达到最低标准，则将T1和T2时间延长至10分钟。最后，若小鼠在10分钟内对任一阶段（T1或T2）的两个物体的探索时间均未达到至少20秒，则应将其排除在分析之外，因为无法确认该动物已花费足够时间进行探索以完成学习与辨别。物体识别任务是一种研究小鼠学习与记忆的高效且灵活的方法，已有研究表明磷酸二酯酶2抑制剂可在该任务中改善小鼠的表现。

与溶剂对照组相比，在训练前30分钟给予PDE2抑制剂Bay 60-7550或ND7001，可剂量依赖性地显著增强记忆。当在训练和测试的不同时间点给药时，PDE2抑制剂Bay 60-7550在训练前30分钟、训练后立即以及回忆前30分钟给药均能显著增强记忆。一旦掌握，该技术若操作得当，可在两到三天内完成。

在尝试该操作时，重要的是要记住开展预实验，并仔细选择T1到T2的时间间隔，因为选择不当的时间间隔可能导致结果偏差。完成该操作后，可进一步采用其他方法（如巴恩斯迷宫）来回答更多问题，例如学习能力的差异，而这些问题无法仅通过物体识别测试完全解决。该技术自建立以来，为学习与记忆领域的研究人员探索记忆的基本生物学机制，以及研究啮齿类动物各种认知缺陷的潜在机制铺平了道路。

观看本视频后，您应该能够充分理解如何使用物体识别实验来设计并建立合适的实验方案，包括开展预实验、选择合适的物体以及确定适当的 T1 到 T2 间隔。感谢观看，祝您的实验顺利成功。