2019年10月17日
本文描述了一种在社交条件下测量大鼠运动表现速度和准确性的方法。该方案使我们能够在同一个实验中研究他人在场这一因素对运动表现速度和准确性的影响。
本方案提供了一种更优的动物模型,用于研究同伴动物仅凭存在对运动表现的影响。该方案使我们能够在单次实验中同时评估同伴动物对大鼠运动速度和准确性的效应。在开始实验前,将一个400赫兹、75分贝的蜂鸣器安装在装置的隔板上。
并在盒子受试者一侧的食物容器中设置一个可分配45毫克奖励食丸的食丸分配器。在共谋者一侧,在隔板墙前方插入一块透明隔板,以防止共谋大鼠接触杠杆,并将适当长度的肠线系在杠杆上。将合适的图形用户界面连接到装置,以控制闸门、蜂鸣器和食丸分配器,并获取红外传感器和分配器开关的信号值。
然后安装一台25升的空气压缩机,用于驱动气缸并打开闸门。在装置外部隔板附近放置一台摄像机。进行拉杆动作训练时,将一只未经训练的雄性白化Wistar大鼠(体重300至350克)放置在起始区域,在打开门之前先发出蜂鸣声5秒。
当实验大鼠下拉杠杆时,给予一粒食物颗粒,并通过连接在杠杆上的肠线将杠杆拉起。待大鼠按照实验阶段要求的次数完成下拉杠杆动作并吃完所有奖励颗粒后,关闭门,将大鼠移至起始区域。经过20秒的试验间间隔后,再次呈现蜂鸣声,并允许大鼠接触杠杆,操作方式如前所述。
对于跑动-拉动序列训练,在大鼠第一次下拉杠杆并消耗一粒奖励颗粒后,立即关闭门并将大鼠送回起始区域,如示范所示。经过20秒的试次间隔后,开始下一次试次,当每只大鼠均获得30粒颗粒时,结束当日的训练 session。在完成两组训练 session 后,进行一次与训练阶段完全相同的跑动-拉动序列 session。
但这一次,将一个食物奖赏颗粒放在装置合作方一侧的食物接收口上。在配对实验中,将一只合作方大鼠放入装置合作方一侧的跑道内,并在受试大鼠的试次间隔期间给予合作方大鼠一个奖赏颗粒,以使其保持在隔板附近。为了评估每次实验的作业准确性能指标,使用适当的视频回放软件对每次实验中动物按压杠杆动作的视频录像进行逐帧分析。
通过实验过程中对大鼠的视觉观察,利用分析判断试验中的拉拽动作是否为首次命中。然后计算每只受试大鼠的首次命中率,即每个试验阶段或测试阶段中首次命中试验次数占全部试验次数的比例。为评估行为速度指标,需计算从门打开到大鼠到达第一个传感器的时间、从大鼠到达第一个传感器至到达第二个传感器的时间,以及从到达第二个传感器至触发分配器开关时间点的时间。
在本项代表性实验中,平均首次命中率在训练阶段的前半段逐渐上升,随后稳定在约85%。类似地,行为速度指标在前四个训练阶段持续下降,所有数值在后四个阶段均稳定在约600毫秒。对行为准确率指标的评估显示,在第一阶段和第二阶段实验中,成对阶段的首次命中率均低于单独阶段。对行为速度指标的进一步分析表明,成对阶段的启动潜伏期短于单独阶段,且在不同条件下,拉杆动作潜伏期存在差异。
未发现运行时间具有显著影响。经过少量修改,本方案可用于研究镜像或其他已在人类中研究过的社会情境下的共动效应或社会促进作用。该方案可用于神经科学或比较认知研究,因为尚无针对啮齿类动物在不同社会情境下行为准确性的倾向性研究。
本方案描述了一种在同伴存在的情况下评估大鼠运动能力的方法。该方法可在受控的实验设置中对运动的速度和准确性进行评价。
本方案提供了一种可控的动物模型,用于评估社会环境如何影响运动表现指标,对神经精神类药物研发中的靶点验证具有转化价值。通过在单一实验中量化行为的速度与准确性,该方法可实现针对社会认知通路化合物的机制性风险评估。该策略支持早期研发工作,以评估靶点参与度及在疾病相关系统中的预测可信度。
该方法适用于从靶点假设验证到先导化合物优化的整个发现流程,尤其适用于以社会行为为核心领域的中枢神经系统(CNS)研究项目。