使用操作性策略转换范式评估应激对认知灵活性的影响

本方案将自动化操作与策略转换任务结合一种灵活的应激范式，使实验人员能够高效地检测应激对认知功能的影响。该技术的优势在于认知任务的自动化程度高，且具有良好的灵活性，可与多种其他应激范式联合使用。该方法有助于深入理解应激与认知之间的相互作用。

该方法还可拓展用于评估其他变量，例如药物暴露对认知功能的影响。通过视觉演示，可确保刚接触该技术的研究人员在正式开展实验前，掌握如何正确检测操作箱的功能，以避免出现任何故障。使用操作箱进行行为训练与测试。

确保每个箱体包含至少两个可伸缩的杠杆，每个杠杆上方有两个刺激灯。箱体内还需配备一个笼内照明灯和一个用于强化任务的分配装置。确保杠杆位于中央强化物递送区域的两侧，每个杠杆上方各有一个刺激灯。

然后使用室内灯来消除对光刺激检测无干扰的实验舱。在食物限制的大鼠中使用无粉尘的食物颗粒作为强化物。确保这些颗粒不含高蔗糖或高脂肪成分，并使用能够控制实验舱运行的软件来控制刺激呈现、杠杆操作和数据采集。

用新鲜垫料填充每个操作箱的底部托盘以收集排泄物。每次实验结束后清空每个托盘，用酒精湿巾清洁，并在将新的动物放入箱体前添加新鲜垫料。确定应于操作性策略转换范式训练前、训练期间还是训练后实施应激处理程序，并每天在相对于操作性训练的相同时间点执行应激处理程序。

在另一个独立的房间（既非动物饲养室，也非策略转换范式实验房间）中，将大鼠放入直立式透明束缚管内，并封好开口。注意不要夹伤大鼠的四肢或尾巴，并根据可用的操作箱数量，错开不同受试动物的应激处理程序。在将大鼠放入操作箱之前，确保食物分配器中有足够的食丸，并确认操作箱各项功能正常。

通过在空箱中加载并启动程序，手动测试确认正确的杠杆每按压一次可释放一次奖励。在将大鼠放入箱中进行第一天训练之前，根据每个箱体内加载训练程序时指定的正确杠杆，手动在该杠杆上设置一粒食丸作为奖励。采用固定比率程序训练大鼠，即每次正确的杠杆按压均给予一次强化奖励。

在不同受试者或实验条件下，每天平衡正确的杠杆。让大鼠按压杠杆，直到其按压正确杠杆达到50次的标准，通常需要30至45分钟。在第二天，使用相同的程序并指定相反的杠杆为正确杠杆，强制大鼠在相反的杠杆上执行此任务。

在测试当天，按照应激处理后的流程将大鼠放入操作箱，依次进行侧向辨别、侧向反转和灯光辨别任务的测试。进行灯光辨别任务时，仅在正确杠杆上方的灯点亮。在侧向辨别任务中，根据训练第三天确定的大鼠偏好情况，当大鼠按压其非偏好侧的杠杆时给予奖励。

无论光线索如何，当动物连续正确按压杠杆八次后，任务即结束。对于侧向反转测试，再次使用侧向辨别程序，但将相反一侧的杠杆指定为正确杠杆。无论光线索如何，当动物按压该杠杆时均应给予奖励。

大鼠必须连续按压杠杆八次才能结束任务。进行光辨别任务时，当杠杆上方的灯亮起，大鼠按压该杠杆即给予奖励。同样，每次操作式测试均以连续八次按压正确杠杆为完成标准。

本研究采用改良的自动化操作性策略转换范式，以确定反复束缚应激是否影响雄性和雌性 Sprague Dawley 大鼠的认知功能。每项任务中完成的试验次数或达到标准的次数越少，表明表现越好。在急性束缚应激后，雄性大鼠完成侧向反转任务所需的试验次数少于未受应激的对照组雄性大鼠，但差异无统计学意义。

相反，处于应激状态的雌性完成任务所需的试验次数更多。此处显示了每项注意力任务的总错误次数，与达到标准所需的试验次数一致。在侧向反转任务中，应激状态的雄性犯的错误显著少于对照组雄性。

而处于应激状态的雌性犯错更多。此外，在明暗辨别任务中，雌性犯的错误也显著更多。这些数据表明，重复应激可改善雄性的认知表现，但会损害雌性的认知表现。

总错误进一步分为持续性错误或回退性错误。在侧向反转任务中，应激雄性比对照组雄性产生的持续性错误更少。而在侧向反转任务和光辨别任务中，应激雌性比对照组雌性产生的持续性错误更多。

研究了执行侧向反转任务时涉及的脑区，以确定这些区域的神经活动是否存在类似的性别差异。与对照组相比，压力导致雄性个体眶额皮层神经元激活显著增加，但在雌性个体中则观察到相反的结果。

在实施该实验方案时，需注意每个受试对象在策略转换范式中的具体任务阶段。完成该任务后，应手动确保其进入下一个任务，并确认设置正确。在此实验流程基础上，研究者可进一步开展其他行为学研究，以探讨束缚应激的影响，或直接进行灌注及免疫组织化学实验，以确定在策略转换过程中发挥重要作用的脑区。

除了提高该范式的效率和通量外，该技术还使我们能够将受试者产生的错误类型区分为持续性错误、回归性错误和随机性错误。