评估大鼠不同冲动行为表现的三种实验方法

通过实施行为学实验程序来评估大鼠的冲动性，有助于深入了解冲动性的环境、神经生理和神经化学基础，即触发和支配这些行为的因素。本方案在效率与可操作性之间实现了良好平衡，可用于研究冲动性，并获取适用于定量分析的数据。这些实验方案中的表现可被视为人类冲动性的类似表征。

因此，这些人类版本可用于诊断和治疗相关的精神疾病，如注意缺陷多动障碍（ADHD）或病理性赌博。本次操作演示由古斯塔沃·拉戈（Gustavo Lago）和技术员帕布罗·萨维德拉（Pablo Saavedra）——我们实验室的一名本科生——与帕齐·莫雷诺（Patsy Moreno）共同完成。开始食物限制方案后，在食物分配器中加入60粒食丸，以适应食物新奇恐惧症，在将大鼠引入条件化装置前，不启动任何实验方案，持续30分钟，以适应探索反应。

在适应阶段结束后，将大鼠放入条件化实验箱中，再进行两次每日30分钟的训练，每隔45秒给予一粒食丸，以帮助大鼠识别食丸的来源。对于时间折扣选择（intertemporal choice）和低反应率差异强化（differential reinforcement of low rates of responding, DRL）实验方案，将一个或两个杠杆放入箱内，每次按压杠杆即给予食物奖励，同时每隔45秒自动给予一粒免费食丸。在时间折扣选择实验方案中，需设定奖励的延迟时间和奖励量的数值。

例如，选择较大但延迟（LL）选项可在固定延迟20秒后获得5个食物颗粒，而选择较小但即刻（SS）选项则可立即获得1个食物颗粒。设定一个结束标准，并在达到指定标准后自动结束实验，例如完成40次选择试验或经过50分钟后。在条件箱内将每个选项与一个杠杆配对，并在不同受试动物间平衡选项的左右位置，当完成一个可变时间间隔程序后，使SS和LL选项均可被选择。

在自由选择试验中，当某个杠杆在特定时间间隔结束后被按压时，相应的备选选项将被激活。两个杠杆将被收回，并在完成可变时间间隔强化程序后，触发与SS或LL备选选项相关的结果。在奖赏呈现后，执行一次超时（time-out）条件，调整该条件的持续时间，以使两种备选选项的试次间平均间隔时间相等。

在超时结束后，下一个选择试验随即开始。如果受试者在连续两次试验中选择了同一选项，程序将判定下一次试验为另一选项的强制试验，即在下一次试验中，两个杠杆均会呈现，但仅有一个杠杆可操作，以确保受试者能够体验到与两个选项相关的不同结果。对于DRL程序设置，请选择响应产生奖励所需的最短时间间隔。

在一次实验开始后或任意一次压杆反应后，从选定的时间值开始倒计时至零。如果受试者在计时器到达零之前产生反应，则计时器将重置，受试者必须等待下一次获得奖励的机会。如果受试者在计时器到达零之后产生反应，则给予一粒食物奖赏。

两秒后计时器将重置，以允许动物消耗食物颗粒。对于特征负性辨别，首先选择刺激持续时间、试次间间隔时间以及各次实验的终止标准。在A+试次中呈现刺激A后，递送一粒食物颗粒。

在 AX-减试验中，当呈现相同的刺激 A 并伴随额外刺激 X 时，不给予任何食物。在计算机软件中设置好实验方案后，使用适当的消毒液清洁操作箱的内壁、天花板和格栅地板，以去除先前实验环节或先前研究留下的气味。通过计算机手动激活并监控关键的输入和输出，确保其正常工作，并检查食物分发器中是否含有足量的食物，以供实验期间分发。

将饲养笼连同其中的大鼠移至条件化实验箱附近，打开饲养笼。在关闭隔离外壳中的条件化实验箱之前，轻柔地将每只大鼠放入其对应的条件化实验箱中。启动程序并等待程序运行结束。

如果数据未自动保存，请将该次实验的输出文件保存至计算机硬盘或其他存储设备中。程序结束后，轻柔地将大鼠放回相应的饲养笼，并根据所选的食物限制方案为动物提供补充食物。在此时间选择实验程序中，与野生型大鼠相比，自发性高血压大鼠与较小且即刻奖励（SS）选项相关联的杠杆反应速率的对数比值更高，表明作为注意缺陷多动障碍（ADHD）模型的大鼠更倾向于选择即时奖励，而放弃更丰富但延迟的替代选项。

在此项典型的DRL实验方案中，一只大鼠在反应时间上受到10秒时间限制的纵向数据显示，随着时间推移，该动物逐渐积累了任务经验，最终学会在接近10秒时进行反应。该药理学实验旨在检测在10秒时间限制的DRL程序中，低剂量抗精神病药物治疗是否能够降低冲动性行为表现。蓝色密度图表示给予生理盐水时反应的分布情况，而鲑红色图示表示给予氟哌啶醇时反应的分布情况。

上方的嵌入式图表显示反应率，下方的图表显示盐水和氟哌啶醇的奖赏率，颜色编码与之前的图表相同。可以看出，在三到五个受试者中，反应率有所降低，特别是那些在盐水条件下爆发式反应比例较高的受试者。通常情况下，在特征负性辨别实验方案中，在单一刺激伴随食物试验以及复合刺激无食物试验期间的反应，在早期阶段差异并不显著。

然而，经过几次训练后，大鼠在两种类型的试验中表现出不同的反应，表明第二个刺激的加入抵消了由第一个刺激所控制的反应倾向。重要的是，受试大鼠在两种类型的试验中均表现出相当显著的个体差异。请注意，确保相应的条件反射箱中已加载适当的实验方案，大鼠被正确分配至各自的条件反射箱，并且所有条件反射箱均已关闭。

在完成基线程序后，可施加行为学、药理学或外科治疗，以检测这些干预对表现的影响。结果并不总是具有明确结论，因此研究人员可能需要考虑所观察到的数据是依赖于所选参数，还是实际上由混杂因素引起。务必妥善处理大鼠，以避免伤害大鼠，同时防止大鼠伤及自身或操作者。