Name: 间刺激间隔对啮齿类动物时间处理评估的力量 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-19T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 27 s
Description: 学习利用前脉冲抑制范式评估啮齿类动物的时间处理能力，通过系统操控刺激间间隔来揭示不同感觉模态下的神经认知机制。该方法为理解注意力相关认知障碍提供了重要的实验工具。

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本研究部分得到了美国国立卫生研究院（国家药物滥用研究所，DA013137；国家儿童健康与人类发育研究所，HD043680；国家精神卫生研究所，MH106392；国家神经疾病与中风研究所，NS100624）以及南卡罗来纳大学行为-生物医学交叉项目资助的跨学科研究培训计划的支持。Landhing Moran 博士目前担任美国国家药物滥用研究所临床试验网络中心的科学主管。

所有动物实验方案均经南卡罗来纳大学动物护理与使用委员会审查并批准（联邦保证编号：D16-00028）。
1. 惊跳装置参数的设定与校准
<ol>
	<li>设置惊吓反应系统（参见 材料表按照制造商的说明进行操作。
	<ol>
		<li>将惊吓反应平台置于一个10厘米厚的双层隔音柜中。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用惊吓校准系统校准反应灵敏度。</li>
	<li>将高频扬声器固定在动物固定装置上方30 cm处。
	<ol>
		<li>使用声级计测量并校准扬声器，将麦克风置于动物固定装置内部。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>在动物固定装置前方的墙上安装一个白色LED灯（22勒克斯）。
	<ol>
		<li>使用照度计测量作为视觉预脉冲呈现的勒克斯值。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将一根半刚性塑料管（直径 0.64 mm）连接至压缩空气罐 通过 一家航空监管机构。
	<ol>
		<li>将气罐压力设置为16 psi，以呈现触觉预刺激。</li>
		<li>使用声级计测量动物固定器末端2.5 cm处管内触觉刺激所产生的噪声强度。若使用多个实验舱，应确保所有实验舱均以相同方式校准。 
		注意： 为防止触觉刺激被感知为听觉刺激，气流预脉冲的声音必须小于或等于背景白噪声。在当前实验设置中，气流预脉冲在管内产生70 db(A)的声音，背景白噪声也设定为70 db(A)。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. 实验方案的创建
<ol>
	<li>打开 Startle Response System 软件（参见 材料表）。</li>
	<li>点击“Definitions”并选择“Define Trial”。</li>
	<li>定义一个仅包含脉冲的 ASR 试验。 
	注意： 仅包含脉冲的 ASR 试验将在习惯化阶段运行，并在每次跨模态 PPI 和 gap-PPI 阶段开始时各运行 6 次以进行习惯化。
	<ol>
		<li>输入试验名称，按 Enter 键。</li>
		<li>记录数据。</li>
		<li>将模拟电平设置为 720。</li>
		<li>将等待时长定义为 20 ms。</li>
		<li>引入背景刺激。</li>
		<li>结束试验。</li>
		<li>点击“Accept”以保存该试验。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>点击“Definitions”并选择“Define Trial”。&#160;</li>
	<li>为声学 PPI 创建六个独立的试验定义，每个 ISI（即 0、30、50、100、200、4000 ms）各一个。
	<ol>
		<li>为声学 PPI 的 0 ms ISI 创建一个试验定义。
		<ol>
			<li>输入试验名称，按 Enter 键。</li>
			<li>记录数据。</li>
			<li>将模拟电平设置为 720。</li>
			<li>将等待时长设为 20 ms。</li>
			<li>引入背景刺激。</li>
			<li>结束试验。</li>
			<li>点击“Accept”以保存该试验。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>为包含预刺激和刺激的 ISI（即 30、50、100、200、4000 ms）创建其余的试验定义。
		<ol>
			<li>输入试验名称，按 Enter 键。</li>
			<li>在 0 ms 处将模拟电平设为 600 以引入预刺激。</li>
			<li>将等待时长设为 20 ms 以指定预刺激的持续时间。</li>
			<li>在 20 ms 处将模拟电平设为 440 以移除预刺激。</li>
			<li>根据 ISI 定义等待时长。 
			注意： 将等待时长定义为：30 ms ISI 对应 10 ms，50 ms ISI 对应 30 ms，100 ms ISI 对应 80 ms，200 ms ISI 对应 180 ms，4000 ms ISI 对应 3980 ms。每个 ISI 仅包含一个等待时长。</li>
			<li>记录数据。</li>
			<li>将模拟电平设置为 720。</li>
			<li>将等待时长设为 20 ms。</li>
			<li>引入背景刺激。</li>
			<li>结束试验。</li>
			<li>点击“Accept”以保存该试验。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>点击“Definitions”并选择“Define Trial”。&#160;</li>
	<li>为视觉或触觉 PPI 创建六个独立的试验定义，每个 ISI（即 0、30、50、100、200、4000 ms）各一个。
	<ol>
		<li>为视觉或触觉 PPI 的 0 ms ISI 创建一个试验定义。
		<ol>
			<li>输入试验名称，按 Enter 键。</li>
			<li>记录数据。</li>
			<li>打开触觉刺激。</li>
			<li>将模拟电平设为 720，等待时长设为 20 ms。</li>
			<li>关闭触觉刺激。</li>
			<li>引入背景刺激。</li>
			<li>结束试验。</li>
			<li>点击“Accept”以保存该试验。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>为包含预刺激和刺激的 ISI（即 30、50、100、200、4000 ms）创建其余的试验定义。 
		注意： 由于软件和硬件限制，视觉和触觉刺激不能同时运行。所呈现的模态取决于硬件输入（即连接的是光源还是气流喷射装置）。
		<ol>
			<li>输入试验名称，按 Enter 键。</li>
			<li>打开触觉刺激以引入预刺激。 
			注意： 此处“触觉”指连接到硬件的模态（即视觉或气流喷射）。</li>
			<li>将等待时长设为 20 ms。</li>
			<li>关闭触觉刺激以移除预刺激。</li>
			<li>在 20 ms 处将模拟电平设为 440。</li>
			<li>根据 ISI 定义等待时长。 
			注意： 将等待时长定义为：30 ms ISI 对应 10 ms，50 ms ISI 对应 30 ms，100 ms ISI 对应 80 ms，200 ms ISI 对应 180 ms，4000 ms ISI 对应 3980 ms。</li>
			<li>记录数据。</li>
			<li>将模拟电平设置为 720。</li>
			<li>将等待时长设为 20 ms。</li>
			<li>引入背景刺激。</li>
			<li>结束试验。</li>
			<li>点击“Accept”以保存该试验。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>点击“Definitions”并选择“Define Trial”。</li>
	<li>为声学 gap-PPI 创建六个独立的试验定义，每个 ISI（即 0、30、50、100、200、4000 ms）各一个。
	<ol>
		<li>为声学 gap-PPI 的 0 ms ISI 创建一个试验定义。
		<ol>
			<li>输入试验名称，按 Enter 键。</li>
			<li>记录数据。</li>
			<li>将模拟电平设为 720，等待时长设为 20 ms。</li>
			<li>引入背景刺激。</li>
			<li>结束试验。</li>
			<li>点击“Accept”以保存该试验。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>为包含预刺激和刺激的 ISI（即 30、50、100、200、4000 ms）创建其余的试验定义。
		<ol>
			<li>输入试验名称，按 Enter 键。</li>
			<li>在 0 ms 处将模拟电平设为 0 以引入预刺激。</li>
			<li>将等待时长设为 20 ms 以指定预刺激的持续时间。</li>
			<li>在 20 ms 处将模拟电平设为 440 以移除预刺激。</li>
			<li>根据 ISI 定义等待时长。 
			注意： 将等待时长定义为：30 ms ISI 对应 10 ms，50 ms ISI 对应 30 ms，100 ms ISI 对应 80 ms，200 ms ISI 对应 180 ms，4000 ms ISI 对应 3980 ms。</li>
			<li>记录数据。</li>
			<li>将模拟电平设置为 720。</li>
			<li>将等待时长设为 20 ms。</li>
			<li>引入背景刺激。</li>
			<li>结束试验。</li>
			<li>点击“accept”以保存该试验。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>点击“Definitions”并选择“Define Trial”。&#160;</li>
	<li>为视觉或触觉 gap-PPI 创建六个独立的试验定义，每个 ISI（即 0、30、50、100、200、4000 ms）各一个。
	<ol>
		<li>为视觉或触觉 gap-PPI 的 0 ms ISI 创建一个试验定义。
		<ol>
			<li>输入试验名称，按 Enter 键。</li>
			<li>打开触觉刺激。</li>
			<li>记录数据。</li>
			<li>将模拟电平设为 720，等待时长设为 20 ms。</li>
			<li>引入背景刺激。</li>
			<li>结束试验。</li>
			<li>点击“Accept”以保存该试验。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>为包含预刺激和刺激的 ISI（即 30、50、100、200、4000 ms）创建其余的试验定义。&#160;
		<ol>
			<li>输入试验名称，按 Enter 键。</li>
			<li>打开触觉刺激。</li>
			<li>将模拟电平设为 0 ms。</li>
			<li>关闭触觉刺激。</li>
			<li>将等待时长设为 20 ms。</li>
			<li>打开触觉刺激。</li>
			<li>将模拟电平设为 440。</li>
			<li>根据 ISI 定义等待时长。 
			注意： 将等待时长定义为：30 ms ISI 对应 10 ms，50 ms ISI 对应 30 ms，100 ms ISI 对应 80 ms，200 ms ISI 对应 180 ms，4000 ms ISI 对应 3980 ms。</li>
			<li>记录数据。</li>
			<li>将模拟电平设置为 720。</li>
			<li>将等待时长设为 20 ms。</li>
			<li>引入背景刺激。</li>
			<li>结束试验。</li>
			<li>点击“accept”以保存该试验。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>选择“Definitions”并选择“Define Session”。
	<ol>
		<li>创建一个习惯化阶段。
		<ol>
			<li>将背景模拟电平设为 440，记录样本数设为 200，每秒采样数设为 2000，适应期设为 5 分钟，序列重复次数设为 36。</li>
			<li>在试验间间隔（ITI）列表框中输入 10。</li>
			<li>点击“Add”并选择仅包含脉冲的 ASR 试验。</li>
			<li>点击“Save”以保存习惯化阶段。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>选择“Definitions”并选择“Define Session”。</li>
	<li>定义跨模态 PPI 阶段。
	<ol>
		<li>将背景模拟电平设为 440，记录样本数设为 200，每秒采样数设为 2000，适应期设为 5 分钟，序列重复次数设为 1。</li>
		<li>定义试验间间隔（ITI）列表。
		<ol>
			<li>在前 5 个 ITI 列表框中输入 10。</li>
			<li>在接下来的 72 个 ITI 列表框中输入可变 ITI（15–25 秒），代表包含预刺激的试验。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>点击“Add”。
		<ol>
			<li>选择仅包含脉冲的 ASR 试验，并在第 1–6 次试验中加载 6 次。</li>
			<li>使用拉丁方设计为每种预刺激模态创建 6 次试验的区块（表 1）。</li>
			<li>以 ABBA 平衡呈现顺序加载 6 次试验的区块（例如，声学、视觉、视觉、声学、声学等），用于跨模态 PPI。 
			注意： 每个试验必须单独加载。 
			注意： 每个跨模态 PPI 阶段总共包含 78 次试验。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>点击“Save”以保存该阶段。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>选择“Definitions”并选择“Define Session”。
	<ol>
		<li>定义 gap-PPI 阶段。
		<ol>
			<li>将背景模拟电平设为 440，记录样本数设为 200，每秒采样数设为 2000，适应期设为 5 分钟，序列重复次数设为 1。</li>
			<li>定义试验间间隔（ITI）列表。
			<ol>
				<li>在前 5 个 ITI 列表框中输入 10。</li>
				<li>在接下来的 36 个 ITI 列表框中输入可变 ITI（15–25 秒），代表包含预刺激的试验。</li>
			</ol>
			</li>
			<li>点击“Load”以加载试验。
			<ol>
				<li>选择仅包含脉冲的 ASR 试验，并在第 1–6 次试验中加载 6 次。</li>
				<li>使用拉丁方设计为每种预刺激模态创建 6 次试验的区块（表 1）。</li>
			</ol>
			</li>
			<li>点击“Save”以保存该阶段。 
			注意： 每个 gap-PPI 阶段总共包含 42 次试验。每个阶段评估一种感觉模态。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 实验方案结构
<ol>
	<li>使用 F344/N 大鼠品系进行评估，该品系是最常见的近交系大鼠品系。 
	注意：跨模态 PPI 和间隙-PPI 可在不同年龄、不同性别以及无论激素状态如何（即 卵巢切除、去势、完整）的动物中进行。代表性数据中所用动物的详细信息见代表性结果部分。</li>
	<li>在实验开始前数天内对动物进行操作，使其适应环境。</li>
	<li>根据感兴趣的组间因素（例如 生物学性别、处理方式）随机安排动物的实验顺序。</li>
	<li>打开惊跳反应系统软件，点击 运行，选择相应的实验环节。 
	注意：每天仅进行一个实验环节，且各环节需按顺序依次进行（即 习惯化、跨模态 PPI、间隙-PPI）。</li>
	<li>输入输出文件名，然后点击 确定。</li>
	<li>输入受试者、组别和 ID 信息，然后点击 继续。</li>
	<li>使用适合动物体型的动物容纳装置，将动物放入惊跳装置中。点击 确定 以开始实验环节。</li>
	<li>导出数据用于分析。
	<ol>
		<li>点击 报告 | 合并数据。加载数据文件并点击 添加。点击 ASCII 以保存数据输出。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. 数据分析
<ol>
	<li>通过从每次试验的 V. Max 中减去起始值，计算每次试验的校正后 V. Max。 
	注意：校正后的 V. Max 可用于衡量平均峰值 ASR 振幅。</li>
	<li>对习惯化阶段的结果进行图形化可视化。
	<ol>
		<li>绘制每次试验的组均值及均值标准误。可进行回归分析，并以 95% 置信区间进行拟合。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>对横断面跨模态 PPI 和 gap-PPI 的结果进行图形化可视化。
	<ol>
		<li>对每只动物的 6 次试验分别取平均，计算每个 ISI 的平均值。</li>
		<li>计算并绘制每个 ISI 和感觉模态的组均值及均值标准误。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>对跨模态 PPI 和 gap-PPI 进行统计分析（可选）。 
	注意：尽管具体的统计方法取决于实验设计和研究问题，但混合设计重复测量 ANOVA 是一种合适的分析方法。</li>
</ol>

<ol><li>Braff, D., Stone, C., Callaway, E., Geyer, M., Glick, I., Bali, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prestimulus+effects+on+human+startle+reflex+in+normals+and+schizophrenics%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Prestimulus effects on human startle reflex in normals and schizophrenics.</a> Psychophysiology. 15 (4), 339-343 (1978).</li>
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所有作者均无利益冲突需要声明。

本方案阐述了通过改变刺激间隔时间（ISI）来评估时间加工能力的方法，适用于采用横断面或纵向实验设计的研究。通过考察感觉模态、精神兴奋剂暴露或年龄等因素对ISI函数形态的影响，可揭示不同因素对ISI操纵的差异性敏感性，从而验证该方法的有效性。即， 最大抑制点的变化）或对ISI操纵的相对不敏感性（即， ISI曲线更尖锐的拐点、ISI曲线的平坦化）。采用两种实验范式，包括跨模态PPI和间隙-PPI，证明了ISI的有效性独立于额外刺激的添加即， 跨模态 PPI）或去除（即， 离散预刺激的间隙-蛋白质相互作用（gap-PPI）
完成跨模态PPI和间隙-PPI实验设计中的关键考虑因素已包含在本方案中。首先，在6次试验组块中采用拉丁方实验设计来呈现ISI，以控制因ISI呈现顺序不同而引起的变异。其次，使用两种对照试验，包括0 ms和4000 ms的ISI，为测试会话提供参考对照。其中，4000 ms ISI的使用尤为关键，因为它最恰当地代表了其他（即， 30、50、100、200）预脉冲+脉冲试验，但不预期...

时间处理缺陷被认为是神经认知障碍中常见高级认知功能改变的潜在神经机制之一。听觉惊吓反应（ASR）的前脉冲抑制（PPI）是一种可转化的实验范式，常用于研究时间处理缺陷，在精神分裂症1、注意缺陷多动障碍2以及HIV-1相关神经认知障碍3,4等疾病中均观察到显著改变。具体而言，在HIV-1临床前动物模型中对时间处理能力的评估表明，PPI具有普遍性、相对持久性，并提示其在动物大部分功能性生命周期内具有诊断应用价值3,4,5,6。
在反射调节分析中采用变化的刺激间间隔（ISI；i.e., 预刺激与惊吓刺激开始之间的时间）的方法可追溯至1863年的谢切诺夫7。早期关于反射调节（一种感觉运动门控的测量指标）的开创性研究采用变化ISI的方法评估了青蛙的屈肌反应和听觉功能7,8，以及人类的膝跳反射9。反射调节程序的首次临床应用是评估一名患有癔症性失明男性的视觉敏感性10。在首次报道反射调节现象的一个多世纪后，变化ISI的方法通过一系列具有里程碑意义的研究论文得到广泛推广11,12,13。尽管这些关于反射调节的开创性研究在诸多方面存在固有差异（i.e., 物种、实验程序、反射类型），但它们在不同物种之间建立了一种惊人相似的时间关系。
采用本方案中详述的改变ISI的方法来评估前脉冲抑制（PPI），相较于广泛使用的对照百分比方法具有多项优势。首先，该方法能够揭示ISI函数的形态特征，包括惊跳反应幅度的变化（如曲线拐点更陡峭或反应幅度曲线趋于平缓）3,15，以及反应抑制峰值点的偏移3,5。此外，当采用改变ISI的方法时，惊跳反应是一种相对稳定的现象1，表明该方法在纵向研究神经认知功能缺陷进展方面具有潜在应用价值5,15。最后，PPI为理解神经认知障碍相关的潜在神经环路提供了重要机会16。
在本研究中，我们采用了两种实验范式（图1），包括跨模态PPI和间隙前脉冲抑制（gap-PPI），以评估通过改变刺激间间隔（ISI）来区分感觉模态、精神兴奋剂暴露和年龄效应的方法的有效性。跨模态PPI实验范式是在声学惊吓刺激之前呈现一个额外的刺激（例如，声音、光、气流）作为离散的预刺激。相比之下，在gap-PPI实验范式中，背景刺激的缺失（例如，去除背景噪声、光或气流）作为离散的预刺激。本文描述了用于评估时间处理能力的这两种实验范式，以及用于分析PPI和gap-PPI的统计方法。在讨论部分，我们比较了采用可变ISI方法与广泛使用的对照百分比方法所得出的结论。

<table><tbody><tr><td>SR-Lab 惊跳反应系统</td><td>San Diego Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>隔音柜</td><td>Industrial Acoustic Company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SR-Lab 惊跳反应校准系统</td><td>San Diego Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>高频扬声器</td><td>Radio Shack</td><td>型号 #40-1278B</td><td></td></tr><tr><td>声级计</td><td>Bruel &amp; Kjaer</td><td>型号 #2203</td><td></td></tr><tr><td>有机玻璃圆筒</td><td>San Diego Instruments</td><td></td><td>随 SR-Lab 惊跳反应系统提供</td></tr><tr><td>SR-Lab 惊跳反应系统软件</td><td>San Diego Instruments</td><td></td><td>随 SR-Lab 惊跳反应系统提供</td></tr><tr><td>照度计</td><td>Sper Scientific, Ltd.</td><td>型号 #840006</td><td></td></tr><tr><td>气源调节器</td><td>Craftsman</td><td>型号 #16023</td><td></td></tr><tr><td>SPSS Statistics 24</td><td>IBM</td><td></td><td>用于统计分析（可选）</td></tr></tbody></table>

刺激间隔时长在啮齿类动物时间感知能力评估中的重要性

The Power of Interstimulus Interval for the Assessment of Temporal Processing in Rodents

时间加工缺陷被认为可能是神经认知障碍中高级认知过程的一个潜在基本维度，这类缺陷在神经认知障碍中普遍存在。尽管前脉冲抑制（PPI）近年来得到广泛应用，但目前许多实验方案倾向于采用“对照组百分比”作为衡量指标，从而限制了对时间加工能力的评估。本研究采用跨模态前脉冲抑制（cross-modal PPI）和间隙前脉冲抑制（gap-PPI）方法，展示了使用多种刺激间间隔（ISI）来解析感觉模态、精神兴奋剂暴露和年龄等因素影响的优势。通过对感觉模态、精神兴奋剂暴露和年龄的评估，揭示了通过改变刺激间间隔（ISI）以构建ISI函数曲线形态的方法的实用性，包括惊吓反应幅度的变化（如曲线拐点更陡峭或反应幅度曲线趋于平缓）。此外，还常可观察到峰值抑制反应的偏移，提示对ISI操纵存在差异性敏感。因此，系统性地调节ISI为评估时间加工能力提供了关键机会，有助于揭示神经认知障碍中涉及的潜在神经机制。

在跨模态PPI（图2A、3A、4A）和间隙-PPI（图2B、3B、4B）中均观察到明显的非单调性ISI函数。在测试会话中，将0和4000 ms ISI条件下的基础惊跳反应作为参考试验进行观察。4000 ms ISI的重要性不容忽视，因为在该条件下受试者同时接受预脉冲和惊跳刺激，与PPI测试试验（即 30、50、100、200 ms ISI）最为相似。然而，由于预脉冲与惊跳刺激之间的时间间隔较长，在4000 ms ISI条件下未观察到ASR的显著降低。在30、50、100和200 ms ISI条件下，无论是添加（即 跨模态PPI）还是移除（即 间隙-PPI）一个离散的预刺激，均产生了显著的抑制效应；这种抑制效应依赖于感觉模态、精神兴奋剂暴露或年龄。通过考察这些因素对ISI函数变化的影响（即 ISI曲线拐点更陡峭、ISI曲线变平坦，以及最大抑制点的偏移），可以揭示ISI方法的强大之处。
<p class="jove_content...

时间处理是一种前注意过程，可能构成神经认知障碍中常见的高级认知功能缺陷（包括注意力障碍）的基础。本文以脉冲前抑制作为典型范式，介绍了一种通过调控刺激间间隔（ISI）以确定ISI函数形态的实验方案，从而对时间处理能力进行评估。

时间处理缺陷被认为可能是高级认知过程的一个潜在基本维度，常在……中观察到

该方法可通过横断面和纵向评估，表征神经认知障碍及其在整个生命周期中的进展，从而帮助解答神经科学领域的关键问题。该技术的主要优势在于利用对刺激间隔时间（ISI）的系统性操控，为评估时间信息处理能力提供了重要机会。该技术的应用意义在于可评估神经认知障碍中神经回路的改变，因为介导PPI的串行神经回路已得到充分证实。开始此实验步骤时，打开惊吓反应系统软件，通过选择“Definitions”（定义），然后选择“Define Trial”（定义试验）来设置仅脉冲的ASR试验。输入试验名称，按回车键，然后点击“Record Data”（记录数据）。将模拟电平设置为720。将等待时长定义为 20 毫秒，并引入背景。结束试验并点击“接受”以保存。要为声学 PPI 创建 30 毫秒的试验定义，请选择“定义”，然后选择“定义试验”。输入试验名称后按回车键。将零毫秒时的模拟电平设置为600，以引入预刺激。将等待时长设为20毫秒，以确定预刺激的持续时间。然后，将模拟电平在 20 毫秒时设为 440，以去除刺激前信号。根据 ISI 确定等待时长，并设定记录数据。将模拟电平设为 720，并将等待时长设为 20 毫秒。接下来，引入背景，然后结束试验并点击“接受”以保存试验。随后，为声学间隔PPI创建一个30毫秒的定义。选择“定义”、“一”、“定义试验”。输入试验名称后按回车键。将模拟电平在零毫秒时设为零，以引入预刺激。将等待时长设为20毫秒，以确定预刺激的持续时间。然后，将模拟电平在20毫秒时设为440，以去除刺激前信号。随后，根据ISI确定等待时长，然后指定记录数据。将模拟电平设为720。将等待时长设为 20 毫秒，并引入背景。结束试验，点击“接受”以保存该试验。要创建习惯化阶段，请选择“定义”并定义阶段。将记录样本数设置为 200，每秒采样数设置为 2,000，背景模拟信号水平设置为 440，适应期设置为 5 分钟，序列重复次数设置为 36。在 ITI 列表框中输入 10，然后点击添加，并选择仅脉冲 ASR 试验。单击“保存”以保存习惯化实验阶段。随后，通过选择“定义”和“定义实验阶段”来设置跨模态PPI的实验阶段。将记录采样次数设置为200次，每秒采样数设置为2,000次，适应期设置为五分钟，背景模拟信号水平设置为440，序列重复次数设置为1次。然后，在前五个 ITI 列表框中输入 10，以定义 ITI 列表。在接下来的 72 个 ITI 列表框中输入 ITI 数值，代表包含预刺激的试验。随后，单击“添加”，选择“仅脉冲 ASR”试验，并为其加载六次，对应试验一至试验六。以 A-B-B-A 的交叉平衡顺序加载六次试验区块，用于跨模态 PPI。然后，点击保存以储存该实验环节。接下来，通过选择“定义”和“定义实验环节”来设定间隙 PPI 的实验环节。将记录样本数设置为 200，每秒采样数设置为 2,000，适应期设置为五分钟，背景模拟信号水平设置为 440，序列重复次数设置为 1。定义 ITI 列表时，在前五个 ITI 列表框中输入 10；在接下来的 72 个 ITI 列表框中输入 ITI 值，代表含有刺激前信号的试验。然后，选择“仅脉冲ASR试验”并为其添加六次，用于试验一至试验六。使用拉丁方设计为每种刺激前模态创建六个试验区块，并保存该实验会话。在此过程中，应在开始实验前的数天内对动物进行抓握处理，以使其适应环境。打开惊跳反应系统软件。点击“运行”并选择感兴趣的会话。然后输入输出文件名，点击“确定”。输入受试者、组别和编号信息，然后点击“继续”。将动物放入惊跳反应装置中，使用最适合动物体型的动物限制装置。点击“确定”开始实验。实验结束后，通过点击“报告”，然后选择“合并数据”，导出数据以进行分析。加载数据文件并点击“添加”。然后，点击“ASCII”以保存数据输出。此处展示了通过改变ISI来阐明感觉模式效应及跨模态PPI的方法学应用。最大抑制作用的峰值位置发生显著偏移，且依赖于感觉模式，表明对刺激间间隔（ISI）的操控具有不同的敏感性。具体而言，在呈现离散的听觉预刺激后，最大抑制出现在30毫秒的ISI条件下；在呈现离散的视觉预刺激后，最大抑制出现在50毫秒的ISI条件下；而在呈现离散的触觉预刺激后，最大抑制则出现在200毫秒的ISI条件下。在动物经历每种预刺激的跨模态PPI后，进一步在间隙PPI中评估了感觉模式效应的可推广性。该图展示了通过改变刺激间间隔（ISI）来区分感觉模态效应的普适性。与听觉间隔型PPI和视觉间隔型PPI相比，触觉间隔型PPI中最大抑制作用的发生点出现了显著偏移，提示其对ISI操纵具有不同的敏感性。此处说明了采用改变ISI的方法来揭示精神兴奋剂在跨模态PPI中作用效果的应用价值。在后测评估中，最显著的是ISI函数表现出相对平坦的趋势，提示相对于前测评估，对ISI操纵的敏感性相对降低。此外，最大抑制作用的发生点也出现了明显偏移，进一步支持了对ISI操纵存在差异性敏感。具体而言，前测评估中最大抑制作用出现在30毫秒的ISI条件下，而后测评估中则出现在100毫秒的ISI条件下。随后，通过听觉间隙前脉冲抑制（PPI）实验评估了不同刺激间隔（ISI）方法在界定精神兴奋剂暴露效应方面的可推广性。在后测评估中观察到，与前测评估相比，ISI函数显著趋于平缓，提示对ISI操纵的相对不敏感。可采用纵向实验设计来评估时间信息加工能力的发展。此处展示了视觉PPI中时间处理能力的发展过程。在所有年龄段中，抑制效应最大的时点均出现在50毫秒的ISI条件下；然而，随着年龄增长，ISI函数的拐点变得更加陡峭，提示在发育过程中出现了感知敏锐度的提升。随后，采用不同ISI的方法进一步被用于评估听觉间隙PPI中时间处理能力发展的可推广性。在出生后第30天，观察到对ISI操纵的不敏感性，表现为相对于PD90或PD150更平坦的ISI函数。在实施该操作时，需注意关键的实验设计因素，包括采用拉丁方实验设计来呈现ISI，设置两个对照试验（分别包含0毫秒和4,000毫秒的ISI）以及可变的ITI。完成该操作后，可进一步开展其他神经认知评估，包括信号检测操作任务和神经解剖学评估，以深入探究时间加工缺陷及其潜在的神经机制。

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Research

科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

间刺激间隔对啮齿类动物时间处理评估的力量

我们开发了一种在啮齿类动物大脑中同时进行功能性磁共振成像和电生理记录的方法，为研究神经活动与血氧水平依赖性（BOLD）磁共振成像信号之间的关系提供了平台。...

同步进行啮齿类动物脑部的fMRI与电生理记录

习惯化和前脉冲抑制是感觉门控的操作性测量指标。感觉门控在精神分裂症以及其他一些精神障碍和神经退行性疾病中受到破坏。本文介绍了一种标准实验方案，用于评估大鼠和小鼠对声音惊吓反应的短期与长期习惯化以及前脉冲抑制。...

啮齿类动物听觉惊吓的适应性与脉冲前抑制

穿梭箱回避学习在行为神经科学中已有充分研究。本方案描述了如何将啮齿类动物的穿梭箱学习与特定脑区的皮层内微刺激（ICMS）以及同步的慢性体内记录相结合，作为一种研究学习与感知多个方面的工具。...

结合穿梭箱训练与皮层电生理记录及刺激作为研究感知与学习的工具

本文描述了一种大鼠版本的人类心理运动警觉性测试（PVT），用于测量与人类PVT所评估的相似的注意力特征，包括人类警觉性的多个方面，如行为准确性、运动速度、过早反应以及注意力 lapses（ lapses...

啮齿类心理运动警觉性测试（rPVT）：一种评估大鼠和小鼠神经行为表现的方法

成本效益分析是大脑在决策过程中进行的一种权衡式评估。本文提出了一种基于操作性条件反射的决策范式训练方案，使大鼠在需要等待15秒才能获得奖励的条件下，选择获取更高的奖励。...

用于评估啮齿类动物在强化决策过程中成本效益分析的操作型实验方案

本文所述方案适用于采用皮层内兴奋性测试-重测设计范式的经颅磁刺激-脑电图（TMS-EEG）研究。该方案旨在获得可靠且可重复的皮层兴奋性测量指标，用于评估与神经精神疾病（如重度抑郁症）治疗中治疗干预相关的神经生理功能。...

背外侧前额叶皮层的经颅磁刺激联合脑电图记录

心理物理学对于通过感觉信息研究感知现象至关重要。本文介绍了一种双区间迫选任务的实验方案，该方案源自先前一项关于人类心理物理学的研究，参与者需估计视觉、听觉或视听非周期性脉冲序列时间间隔的持续时间。...

一种用于多感官比较的双区间迫选任务

介绍了一种用于评估神经对重复性外部刺激的神经同步化随时间演变的实验方案。通过采集相同实验条件下稳态记录并在时域内进行平均，绘制响应幅度随时间变化的曲线，以分析稳态动态特性。...

一种追踪稳态诱发电位时间演变的方法

本文介绍的方案提供了关于实时同步进行脑电图（EEG）和行为学评估的信息。我们详细阐述了该方案所涉及的全部步骤，为神经科学多个领域的研究人员，特别是学习与记忆领域的研究者，提供了一种具有吸引力的解决方案。...

同步监测无线电生理信号与记忆行为学测试作为研究海马神经发生的一种工具

我们提出了一种利用眼动追踪技术监测受试者在基于视觉事件的时间间隔比较（时长感知）任务中眼动行为的实验方案。该方案旨在初步指导如何将受试者在时长感知任务（时间间隔的比较或分辨）中的眼动反应与对刺激本身的眼动反应区分开来。...

视觉时长感知中的眼动：在决策前过程中分离刺激与时间因素

本方案介绍了一种基于微控制器的行为学检测箱，通过采集置于箱体下方传感器的加速度数据，评估 Prepulse...

开发用于评估精神疾病动物模型中脉冲前抑制及神经活动的行为箱

学习利用前脉冲抑制范式评估啮齿类动物的时间处理能力，通过系统操控刺激间间隔来揭示不同感觉模态下的神经认知机制。该方法为理解注意力相关认知障碍提供了重要的实验工具。

刺激间隔时长在啮齿类动物时间感知能力评估中的重要性

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