使用基于气味的延迟匹配样本测试法检测大鼠的元认知反应

本实验的总体目标是通过向实验动物提供可选择回避的记忆测试，来确定啮齿类动物进行元认知反应的程度。该方法有助于回答比较心理学领域的一些关键问题，例如确定大鼠监控自身记忆的能力程度。该技术的主要优势在于，大鼠较容易学会该任务，因为它利用了大鼠天然的觅食行为及其主要依赖的嗅觉功能。

该技术经过精心设计，以确保行为测试的结果具有有效性和可靠性。例如，我们将试次间间隔与采样气味的刺激集大小相平衡，以实现最佳的记忆干扰效果。这一方法的构思源于先前在猴子中使用视觉刺激的类似范式，以及一些不相关的实验——在那些实验中，大鼠通过挖掘装有沙子的杯子来记忆所呈现的气味。

该文字方案描述了测试装置的组装、大鼠对测试装置的适应过程，以及大鼠在沙杯中挖掘以获取食物奖励的行为。一旦建立显著的食物偏好，大鼠即可进入样本匹配训练阶段。进行此项测试前，应预先准备好四种不同气味的沙杯，且沙杯存放时间不得超过一周。

将带气味的沙子储存在密封良好的玻璃容器中。每次匹配样本测试包含六次试验，每次试验之间间隔四分钟。动物要通过此训练，大鼠必须在连续两个测试阶段中，每个阶段至少有三次正确识别出隐藏的奖励。

为了设置匹配样本测试，将每种有气味的沙子各取半杯倒入四个杯子中。然后根据软件随机指定的位置，将杯子等距离地放置在装置任务区域的入口门附近。接下来，在伪随机选定的正确气味杯子中埋入一整块奖励物。

切勿连续使用同一个杯子超过两次。同时，将半块奖励物埋入一个气味相同的样本杯中。将奖励物埋入沙杯中，深度至少达到杯底的一半。

通过向大鼠呈现样本气味来开始测试。将大鼠放入样本室，经过中间的延迟室。然后使用弯头刮铲将装有半份奖励的杯子 lowered 放入室内。

一旦大鼠开始食用奖励，立即移除杯子。待大鼠吃完奖励后，抬起纸板隔板，使其进入延迟室，并打开通往多目标序列（MTS）任务区域的隔板。一旦大鼠做出选择并取回存在的奖励（如有），立即将其从实验箱中取出，并放入转运笼中。

大鼠可能会嗅闻每个杯子，而且很可能确实会这样做，但只允许大鼠挖掘其中一个杯子。如果它选择错误，应迅速将其移开，以防止其选择其他杯子。一旦放入转移笼中，开始为期四分钟的ITI（间隔时间），并用遮挡物挡住笼子，使大鼠无法看到下一次试验的设置。

在休息期间，吸除可能洒出的沙子，用70%异丙醇清洁操作箱，移除未食用的奖励物，并根据需要补充沙杯。然后准备下一个伪随机选择的样品杯，放入半量奖励物。设置好任务区域，进行下一次试验。

当会话结束后，将大鼠放回其居住笼中，并开始测试下一只大鼠。完成匹配样本任务（MTS）后，进入延迟匹配样本（Delayed Match-To-Sample, DMTS）测试，以建立延迟标准。该任务与MTS类似，但本质上是在给予大鼠样本刺激与允许其执行测试之间增加一个保持间隔。

当大鼠的成功率在40%至70%之间时，延迟间隔已足够使其进入强制选择与自由选择试验阶段。在开始强制选择与自由选择试验之前，首先进行两次试验，其中大鼠仅在任务房间内找到拒绝杯。拒绝杯中装有颜色和质地不同的沙子。

其加载的奖励量为四分之一大小。强制选择与自由选择试验类似于延迟匹配样本（DMTS）测试，但在12次测试中的8次，下降杯会出现在与四个匹配样本测试（MTS）杯相对的腔室一侧。每只大鼠进行10次强制选择与自由选择试验。

每次试验中，当大鼠进入延迟室时，注意观察大鼠是首先向左转向斜坡杯，还是向右进行 MTS 测试。此为视角元记忆选择。经过两个阶段后，计算大鼠在强制试验中的准确率。

如果大鼠的准确率达到70%以上或降至40%以下，则停止强制选择与自由选择测试，返回至DMTS测试。当大鼠在连续两次DMTS测试中的准确率再次处于40%至70%之间时，再恢复强制选择与自由选择测试。此外，若连续两次测试中，大鼠对退减杯的选择趋近于0%或100%，则应暂停测试，并考虑调整退减杯中的奖励量。

目标是使放弃选择率保持在10%至40%之间。在进行强制选择与自由选择测试期间，需按照文本方案中所述，每周进行一次偏好检查，以确保大鼠的偏好保持一致。每次试验结束后，务必使用异丙醇清洁测试室。根据各动物所设定的标准延迟时间，可能可以同时测试两只或三只大鼠，此时彻底清洁将尤为关键。

为了研究受试者的元认知反应，需将强制试验中正确反应的比例与选择性试验中正确反应的比例（或存在放弃选项的试验）进行比较。若选择性试验的准确率显著高于强制试验，则表明结果为阳性。如果选择性试验的表现准确率与强制试验相比无显著提高，则结果为阴性。

这种假设性的大鼠元记忆缺乏证据，表现为在样本信息已被遗忘的试验中，未能选择使用回避测试选项，而这种选择本应是适应性的。观看本视频后，您应能充分理解如何利用带有气味沙子的延迟匹配样本测试来检验大鼠的元认知反应。一旦掌握该方法，只要操作得当，一只大鼠在约45分钟的一次匹配样本测试实验中即可完成测试，具体时长取决于大鼠的延迟时间。

在进行该实验操作时，需注意大鼠必须先适应实验装置，对奖励具有明显的偏好，并应选择和监测个体化的记忆保持间隔时间。