2025年2月7日
通过将具有负性或正性情绪价值的体验与特定社会性目标配对,我们设计了用于检测C57BL/6小鼠个体识别能力的行为学任务。这些任务可用于研究健康状态及社会认知受损的疾病相关小鼠模型中,对特定社会性目标的社会记忆机制。
本研究旨在探索小鼠的社会记忆与个体识别能力。我们开发的行为学任务有助于理解小鼠如何识别不同个体,并将这些个体与不同的情绪效价相关联。该实验方案对于研究社会记忆以及某些精神疾病中的社会功能障碍具有重要意义。
大多数啮齿类动物研究依赖于社会新奇性任务,但这些方法无法评估个体对熟悉同伴的识别能力。我们基于情感效价的任务表明,小鼠能够识别不同的同种个体,并对它们形成不同的情感关联。该范式为研究自闭症谱系障碍和精神分裂症等疾病中的社会功能障碍提供了有价值的工具。
我们的研究结果引发了关于身份识别背后脑机制的思考。该任务可用于在健康小鼠以及自闭症和精神分裂症小鼠模型中研究身份识别。此外,这些发现揭示了社会效价(无论积极或消极)如何影响这一过程。
他们利用厌恶性和趋近性刺激来研究社会互动如何影响身份识别。首先,将一个底部为非导电材料的空亚克力围栏置于中央,以准备电击箱。然后,将实验小鼠放置在电击箱的角落,使其自由探索五分钟,以适应电击箱环境。
为了创建一个中性环境背景,将每只实验小鼠专用的白色纸张放置在矩形透明箱底部。在小鼠于电击箱中适应一小时后,将其转移至该纸张上,进行中性环境背景的适应。随后,将电流设定为 0.3 毫安,以准备用于负性效价训练的电击箱。
将具有负性情绪价值的社会目标个体放入位于电击箱中央、底部为非导电材料的有机玻璃围栏中。开始视频记录,将实验小鼠放置于电击箱的角落。随后启动计时器,并在第4分钟和第4.5分钟时分别给予一次持续1秒的电刺激。
接下来,将中性社交目标动物置于中性环境中央一个底部为非导电材料的有机玻璃围栏内。开始视频记录,将实验小鼠放置于中性环境的某一角落。启动计时器,让实验小鼠自由探索。
五分钟后,移除实验小鼠,并停止记录和计时器。对于正性社会效价实验,在蔗糖食丸习惯化后,将一个空的聚甲基丙烯酸甲酯(plexiglass) enclosure 置于环境的一角,以准备正性效价环境。将实验小鼠放置在正性效价环境的某一角落,使其自由探索 10 分钟。
一小时后,在中性情境的矩形透明箱中重复情境习惯化程序。进行正性效价训练时,将具有正性效价的社会目标动物放置在正性效价情境中央的围栏内。启动视频记录,将实验小鼠放置在正性效价情境的一个角落。
每当与社交目标的互动持续时间超过两秒时,通过食丸投放口给予一枚蔗糖食丸。将互动定义为:实验小鼠的鼻部距离亚克力 enclosure 的边缘小于两厘米,且头部朝向该 enclosure 的时间段。10 分钟后,取出小鼠并停止记录和计时器。
进行中性训练时,将中性社交目标放置在中性环境围栏的某一角落。开始视频录制,然后将实验小鼠放入中性环境的另一角落。10 分钟后取出实验小鼠,并停止录像和计时器。
为了检测社交辨别能力,在第一次实验中,将两个空的金属丝杯分别放置在三室社交辨别箱左右两个腔室的对角角落。开始视频记录。将待测小鼠置于中间腔室的中央位置,并启动计时器。
八分钟后,返回测试室,不要触碰受试小鼠,使用隔间门将受试小鼠限制在中间隔间内。将空的金属丝杯替换为另一套相同但不同的、装有社交目标的金属丝杯。移除隔间门,当受试小鼠开始在第二阶段进行探索时,启动计时器。
八分钟后,停止记录,并将实验小鼠和社会目标小鼠分别放回其各自的饲养笼中。在行为学研究中,分析实验小鼠与每个社会目标的互动时间,并记录互动事件的次数。在实验者离开房间后,开始计算实验小鼠在连续八分钟测试期间对每个杯子的探究时间。
与最初相比,大多数小鼠在适应期最后一天已消耗完所有蔗糖食物颗粒。在社会辨别任务中,经过训练的小鼠表现出更倾向于与具有正性情感关联的小鼠互动,而非中性小鼠。第二次会话与第一次会话互动时间的干预比率显示,小鼠更偏爱与具有正性情感关联的小鼠互动。
在社交辨别试验中,实验小鼠与负性情绪关联小鼠的互动时间较与中性小鼠的互动时间减少。第二次实验与第一次实验互动时间的干预比率显示,小鼠更倾向于中性小鼠而非与负性情绪关联的小鼠。
本研究通过将社交目标与情绪效价配对的行为任务,探究了C57BL/6小鼠中的社会记忆与身份识别。研究结果加深了对健康及疾病相关小鼠模型中社会认知的理解。
小鼠行为学身份识别任务为解析社会记忆和情感效价分配的机制提供了一个可靠的平台,这对于理解神经精神疾病模型至关重要。这些检测方法能够对针对社会认知缺陷的治疗项目进行早期靶点验证和机制层面的风险评估。该方法有助于提高在转化研究流程中针对自闭症谱系障碍和精神分裂症等疾病研究的预测可信度。
身份识别任务位于从发现到临床前研究的连续过程中,连接了神经精神疾病早期的机制性研究与转化模型验证。