文章详情
场景恐惧实验
日期：2024-04-28 00:09
浏览次数：1778
摘要：
场景恐惧实验
场景恐惧实验系统（FCS）用于小型啮齿类动物（大、小鼠）环境相关条件性恐惧实验研究。啮齿类动物在恐惧时会表现出特有的不动状态（immobility），动物在这种情况下倾向于保持静止不动的防御姿势。抗抑郁药和抗**兴奋药可以明显缩短不动状态持续的时间。实验过程中，实验对象被给与一个声音信号（条件刺激），随后给予电击（非条件）刺激。该训练称为条件性训练，训练结束后实验动物进行声音信号或环境联系性实验。一般情况下啮齿类动物对相应的环境和不同环境下同样的声音信号都会做出明显的条件性恐惧反应，如静止不动。这种测试可以在训练结束后立刻或几天后进行可以提供在条件信号影响下短期和长期记忆的信息。
场景恐惧实验系统（FCS）用于小型啮齿类动物（大、小鼠）环境相关条件性恐惧实验研究。啮齿类动物在恐惧时会表现出特有的不动状态（immobility），动物在这种情况下倾向于保持静止不动的防御姿势。抗抑郁药和抗**兴奋药可以明显缩短不动状态持续的时间。实验过程中，实验对象被给与一个声音信号（条件刺激），随后给予电击（非条件）刺激。该训练称为条件性训练，训练结束后实验动物进行声音信号或环境联系性实验。一般情况下啮齿类动物对相应的环境和不同环境下同样的声音信号都会做出明显的条件性恐惧反应，如静止不动。这种测试可以在训练结束后立刻或几天后进行可以提供在条件信号影响下短期和长期记忆的信息。
一、实验设备
1、硬件系统采用嵌入式单片机为主要控制核心，实验恒流、恒压刺激
2、声音延时、电压及电流值采用软件直接设置。
3、每个电极上都具有峰值可调的方波信号。
4、各电极都采用循环移位脉动刺激方式，使动物承受的电流为恒定值，与传统的固定电极刺激相比，避免了因动物站立在相同电极上而不能刺激的缺点。
5、本系统中所有信号的传输都采用USB接口。
6、本刺激系统适合不同大小的动物
二、实验方法
分为训练和测试两阶段
（一）训练阶段（**天）
1．调试仪器，以确保格栅地板有电流刺激，扩音器有声音刺激，并分别记录电流强度和声音强度（分贝）。
2．将大鼠放入条件恐惧箱2min（A相），记录这*初2min内动物的凝滞（freezing）时间作基线。
3．接着加入卡嗒声，80Db,30s(B相)。
4．紧接着再给予电击，0.35mA，2s（C相），完成一轮训练。如需要多轮训练，则重复A、B、C三相训练即可。
5．记录整个训练阶段动物凝滞时间（s），用以测量动物的非条件恐惧（unconditioned fear）。
6．将大鼠移开操作箱。用70%的酒精或4%醋酸溶液彻底清洁操作箱，以备进行下一批动物的训练。
（二）测试阶段 在训练后的**天进行，包括关联（context）测试、变更关联（altered context）或条件刺激前（pre-conditioning-stimulus，pre-CS）测试以及条件刺激（conditioning stimulus，CS）测试。测试阶段没有电击刺激。关联测试和变更关联测试中也没有听觉条件刺激，但每只动物所用的操作箱应与训练阶段的相同。
1．关联测试 将动物放入箱内，计算机自动记录动物的凝滞行为。若用人工观察，则观察者（应不知道动物的处理或基因型）用静声秒表通过箱门上的猫眼（小窗口）观察动物的行为并计分：凝滞为1分，活动（moving）为0分（也有只记录凝滞时间）。每10秒观察一次，共5min，这样可记录到30次（bout）可能的凝滞（即*大凝滞得分为30分）。用在这一阶段记录到的、动物在同一操作箱内的凝滞时间测量动物的关联条件恐惧（contextually conditioned fear）。此为关联测试。观察结束后将动物放回笼内，清洁操作箱，进行下一只动物的观察。
2．变更关联测试和听觉条件刺激测试 关联测试1h后进行。操作如下：
（1）将计算机调至所需程序。
（2）操作箱进行如下改造：1用平滑塑料板取代关联条件箱内的格栅地板；2在箱的对角线加一块有色塑料板，这样将长方体的操作箱变成三角体；3改变嗅觉暗示（olfactory cues）。例如，可在箱的一角放一个装有一滴桔子汁或柠檬汁的杯子，或直接将一滴果汁涂于墙上。然后开始变更关联和听觉条件刺激实验。
（3）将动物放入经改造后的关联箱（从关联实验中的**只动物开始）。
（4）启动预置的实验程序，每隔10秒记录动物的凝滞和非凝滞得分（分别为1和0分），共记录3min，即18次可能的凝滞记录（凝滞得分为18）。
（5）加入听觉条件刺激30秒。重复上述记录3分钟。
（6）将动物放回笼子，清洁操作箱，进行下一只动物的测试。
三、结果计算与分析
因为不同类型的学习凝滞时间不同，所以*常使用百分计：
关联=（关联测试中的凝滞得分/30）*100%
变更关联（条件刺激前）=（变更关联中的凝滞得分/18）*100%
听觉暗示（条件刺激）=（听觉条件刺激中凝滞得分/18）*100%
对每一不同的凝滞测试计分进行重复测量单因素方差分析（ANOVA），从此比较关联和变更关联或听觉暗示之间的条件恐惧程度，并确定组间差异。一般而言，动物在听觉暗示中的凝滞行为要比关联测试的多。在变更关联测试中，由于关联条件箱已被改造得“面目全非”，训练时动物获得的对周围环境的关联几乎不存在，因此，凝滞行为应该*少。关联与变更关联差别很大，凝滞计分差别越大。
如果动物在**天的关联测试和听觉暗示测试中出现凝滞，而在变更关联测试中不表现凝滞行为，则可认定：动物的感觉和运动功能均正常；能记住前**与厌恶刺激配对出现的暗示信号；能分辨前**不与厌恶刺激配对出现的暗示信号，说明动物具有正常的记忆。这些测试中的任何一项增强或减弱，提示调节记忆情感部分的神经解剖、神经递质和基因可能发生变化。
四、指标参数
Freezing相关：实验时间、freezing总次数、每次freezing时间点、每次freezing持续时间、freezing总时间、freezing时间占总时间的百分比、
活动度相关：总实验时间、总距离（cm）、总平均速度（cm/s）、每个阶段的时间、距离及平均速度
