本文為腦聲常談原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處

作者：小欣博士

物體認(rèn)知實(shí)驗(yàn)是基于嚙齒類動(dòng)物天生具有的新奇偏愛性，用于檢測動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶能力與傳統(tǒng)的檢測方法相比，不需給予正向(獎(jiǎng)賞)或反向(懲罰)的刺激，也不需冗長的訓(xùn)練，動(dòng)物分別根據(jù)“新舊物體”特征、位置、出現(xiàn)的順序和所處的背景對(duì)“新舊物體”進(jìn)行辨別，能夠檢測從簡單的物體識(shí)別記憶到復(fù)雜的空間、時(shí)序和情景記憶，對(duì)動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶行為實(shí)現(xiàn)精細(xì)化區(qū)分，實(shí)驗(yàn)簡單易操作。在學(xué)習(xí)記憶發(fā)生發(fā)展機(jī)制、認(rèn)知障礙防護(hù)藥物和保健品研發(fā)等方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。

SPF級(jí)，ICR雄性小鼠108只和KM雄性小鼠48只，24～28g，實(shí)驗(yàn)期間給予動(dòng)物充足的食、水，實(shí)驗(yàn)室保持安靜，溫度(23±2)℃，濕度(50±10)%，12h照明/12h黑暗環(huán)境(上午8:00開燈)。每天進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)間固定，實(shí)驗(yàn)開始前將動(dòng)物由動(dòng)物房移入實(shí)驗(yàn)室中適應(yīng)約20min，實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)節(jié)燈光強(qiáng)度在60lx左右。

（1）新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)

適應(yīng)期實(shí)驗(yàn)中將動(dòng)物放入沒有任何物體的實(shí)驗(yàn)箱中，每只每天10min，每天1次，連續(xù)3d。第4天進(jìn)行熟悉期實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)箱中不放入任何物體，將動(dòng)物放入再次適應(yīng)2min，動(dòng)物取出后，放入兩個(gè)完全相同的物體，分別記錄每只動(dòng)物5min內(nèi)對(duì)左側(cè)物體的探索時(shí)間(exploration time for left object，Tl)和對(duì)右側(cè)物體的探索時(shí)間(exploration time for right object，Tr)。

新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)箱，型號(hào)：XR-XX117，上海欣軟

熟悉期后將動(dòng)物放回飼養(yǎng)籠中，10min后開始測試期實(shí)驗(yàn)。測試期時(shí)放入兩個(gè)不同的物體，其中一個(gè)物體與熟悉期的物體完全相同，另外一個(gè)是新奇物體(與熟悉期物體匹配)，動(dòng)物放入后計(jì)時(shí)5min，分別記錄動(dòng)物在不同時(shí)間段對(duì)熟悉物體的探索時(shí)間(exploration time for familiar object，Tf)和對(duì)新奇物體的探索時(shí)間(exploration time for novel object，Tn)。

探索活動(dòng)定義為:小鼠的鼻子近距離指向物體或者直接嗅、舔物體。當(dāng)其他部位接觸物體而鼻子沒有指向物體或站在物體上時(shí)非對(duì)物體的探索活動(dòng)。

（2）物體位置識(shí)別實(shí)驗(yàn)

適應(yīng)期與熟悉期實(shí)驗(yàn)過程同新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)，而測試期與新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)不同，只是將熟悉期中兩個(gè)相同物體中的一個(gè)移到新的位置，動(dòng)物放入后計(jì)時(shí)5min，分別記錄動(dòng)物在不同時(shí)間段對(duì)兩不同物體的探索時(shí)間。

（3）時(shí)序記憶實(shí)驗(yàn)

時(shí)序記憶實(shí)驗(yàn)程序和上述兩種方法有所不同，實(shí)驗(yàn)流程見圖1，包括2個(gè)熟悉期，即熟悉期1和熟悉期2，其他過程基本相同。適應(yīng)期同新物體識(shí)別。第4天進(jìn)行熟悉期實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)箱中無任何物體，將動(dòng)物放入再次適應(yīng)2min，動(dòng)物取出后放入兩相同的物體，進(jìn)行熟悉期1實(shí)驗(yàn)，分別記錄5min內(nèi)對(duì)兩個(gè)完全相同物體的探索時(shí)間;將動(dòng)物取出后放入飼養(yǎng)籠中，10min后進(jìn)行熟悉期2實(shí)驗(yàn)，在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱中放入另外兩個(gè)完全相同的物體(與熟悉期1中物體匹配)，分別記錄5min內(nèi)對(duì)兩個(gè)完全相同物體的探索時(shí)間。熟悉期2后將動(dòng)物放回飼養(yǎng)籠中，10min后開始測試期實(shí)驗(yàn)。測試期時(shí)放入兩個(gè)不同的物體，分別是熟悉期1和熟悉期2中各一個(gè)物體，動(dòng)物放入后計(jì)時(shí)5min，分別記錄在不同時(shí)間段對(duì)兩不同物體的探索時(shí)間。

Fig1時(shí)序記憶實(shí)驗(yàn)操作流程圖

（4）情景記憶實(shí)驗(yàn)

情景記憶實(shí)驗(yàn)程序與時(shí)序記憶實(shí)驗(yàn)類似，也包括2個(gè)熟悉期，但在不同背景的實(shí)驗(yàn)箱中進(jìn)行。

Fig2情景記憶實(shí)驗(yàn)操作流程圖

適應(yīng)期實(shí)驗(yàn)將動(dòng)物放入具有第一種背景的實(shí)驗(yàn)箱中，適應(yīng)完成10min后，再放入第二種背景的實(shí)驗(yàn)箱中，每種實(shí)驗(yàn)箱適應(yīng)過程與新物體識(shí)別中適應(yīng)期實(shí)驗(yàn)相同。第4天開始熟悉期實(shí)驗(yàn)，在具有第一種背景的實(shí)驗(yàn)箱中放入兩相同的物體，進(jìn)行熟悉期1實(shí)驗(yàn)，分別記錄5min內(nèi)對(duì)兩個(gè)完全相同物體的探索時(shí)間;將動(dòng)物放回飼養(yǎng)籠中，10min后進(jìn)行熟悉期2實(shí)驗(yàn)，在具有第二種背景的實(shí)驗(yàn)箱中放入另外兩個(gè)完全相同的物體(與熟悉期1中的物體匹配)，分別記錄5min內(nèi)對(duì)兩相同物體的探索時(shí)間。熟悉期2后將動(dòng)物取出放入飼養(yǎng)籠中，10min后進(jìn)行測試期實(shí)驗(yàn)，計(jì)時(shí)5min，分別記錄在不同時(shí)間段對(duì)兩不同物體的探索時(shí)間。

不同時(shí)間間隔時(shí)的物體辨別記憶能力:

將動(dòng)物隨機(jī)分為5組，熟悉期與測試期間隔分別設(shè)置為10min，30min，60min，90min，120min。實(shí)驗(yàn)步驟與新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)相同，僅每組動(dòng)物檢測時(shí)熟悉期與測試期間隔不同。記錄每組動(dòng)物在5min測試期中不同時(shí)間段對(duì)兩不同物體的探索時(shí)間。

在物體認(rèn)知實(shí)驗(yàn)中，需充分考慮動(dòng)物對(duì)物體的識(shí)別能力和物體配對(duì)的平衡。物體材料要相同，同時(shí)避免氣味觸覺影響，另考慮對(duì)物體尺寸與動(dòng)物的體長的關(guān)系。除對(duì)物體本身的要求外，另需注意實(shí)驗(yàn)過程中物體的取拿及擦洗，如保持同種材料手套的佩戴，每只動(dòng)物實(shí)驗(yàn)完成后，采用10%的酒精進(jìn)行擦拭，每階段實(shí)驗(yàn)完成后用75%酒精擦洗，后用清水沖洗干凈，晾干備用等。

物體認(rèn)知實(shí)驗(yàn)方法經(jīng)調(diào)整后，可用于不同程度以及不同類型的學(xué)習(xí)記憶評(píng)價(jià)，并具有簡單易操作、周期較短、不需要額外的動(dòng)機(jī)(獎(jiǎng)勵(lì)或懲罰)等優(yōu)點(diǎn)。其中，物體位置識(shí)別實(shí)驗(yàn)考察動(dòng)物的空間記憶能力，另三種為非空間記憶能力檢測方法。除此之外，時(shí)序及情景記憶能力能夠充分模擬人類日常生活的識(shí)別記憶。

文獻(xiàn)引用

1.Mice discriminate between stationary and moving 2D shapes: Application to the object recognition task to increase attention[J]. Daniela Braida;;Andrea Donzelli;;Roberta Martucci;;Luisa Ponzoni;;Alberto Pauletti;;Alan Langus;;Mariaelvina Sala.Behavioural Brain Research,2013

2.Differential effects of spaced vs. massed training in long-term object-identity and object-location recognition memory[J]. Paola C. Bello-Medina;;Livia Sánchez-Carrasco;;Nadia R. González-Ornelas;;Kathryn J. Jeffery;;Víctor Ramírez-Amaya.Behavioural Brain Research,2013

3.Object recognition testing: Methodological considerations on exploration and discrimination measures[J]. Sven Akkerman;;Arjan Blokland;;Olga Reneerkens;;Nick P. van Goethem;;Eva Bollen;;Hieronymus J.M. Gijselaers;;Cindy K.J. Lieben;;Harry W.M. Steinbusch;;Jos Prickaerts.Behavioural Brain Research,2012(2)

4.呂靜薇,宋廣青,董黎明,等.物體認(rèn)知——基于動(dòng)物自發(fā)行為的一種學(xué)習(xí)記憶評(píng)價(jià)方法的研究[J].中國比較醫(yī)學(xué)雜志,2018,28(03):21-27.

5.潘吉榮,張玲,王謙,等.神經(jīng)退行性疾病動(dòng)物模型的建立與應(yīng)用[J].科學(xué)通報(bào),2023,68(35):4754-4763.

閱讀原文