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動物行為實驗指南丨嚙齒動物社會行為評估范式:視覺洞穴系統(VBS)

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好書推薦!《動物行為實驗指南》電子版pdf,網盤發貨

《動物行為實驗指南》共674頁,涵蓋了常見的實驗動物,如小鼠、大鼠和斑馬魚,詳細描述了每一種行為測試的實驗設計、測試設備、實驗流程、評估指標、預期結果、常見問題及解決方法、數據分析、模型應用與局限性等各個方面。它通過快速引導,幫助研究人員高效地掌握實驗的每個階段,減少了查閱文獻和尋找方法的時間,成為各類科研人員的重要參考資料。 《動物行為實驗指南》共計收錄了16種動物行為類型,包括焦慮抑郁、學習記憶、痛覺、運動、恐懼、社交、癲癇、操作、成癮、視覺、癢覺、味覺、嗅覺、睡眠、斑馬魚行為以及常見動物模型等內容。每一類動物行為下,都詳細介紹了多個經典的實驗范式,涵蓋了超過100種實驗方法。 www.behaviewer.com

視覺洞穴系統(VBS)由Bob Blanchard和Caroline Blanchard于20世紀80年代后期開發。視覺洞穴系統常用于評估社會行為,該裝置模擬了嚙齒動物的自然環境,因此能夠觀察到在野外原本無法觀察到的自然社會互動。視覺洞穴系統可用于觀察各種非防御性行為,如性行為和滿足性行為,以及防御性行為,如暴露于威脅性刺激下的反應。其他類似的社會行為實驗裝置包括社會獎勵室和社會挫敗裝置。

視覺洞穴系統由一個開放區域和一系列構成洞穴系統的隧道和洞穴組成。嚙齒動物是非常社會化的動物。基因操作技術的進步使得這些動物模型成為有用的研究工具。然而,在研究由多個雄性組成的群體時必須謹慎,因為在這樣的群體中雄性之間的攻擊性往往很強。

裝置與設備:

視覺洞穴裝置放置在一個86×61×26厘米的丙烯酸箱中。在距離端墻25厘米處放置一面長61厘米的墻,將開放區域與洞穴區域隔開。三個尺寸均為12×7×6厘米的洞穴室放置在由隔板分隔出的較小區域內。其中兩個洞穴室通過一根直管相連,并有一根 “Z” 形有機玻璃管穿過墻壁將它們與開放區域相連。第三個洞穴室僅通過一根直的有機玻璃管與開放區域相連。洞穴室和開放區域的地面都鋪有1厘米厚的鋸末墊料。食槽和水瓶放置在開放區域的角落。

除了管道和洞穴室頂部(以便進行視頻記錄)外,整個裝置均由黑色有機玻璃制成。

訓練方案:

實驗房間采用12小時光照和12小時黑暗的循環照明。在光照階段使用熒光燈,在黑暗階段使用紅外線燈。溫度和濕度也保持在22±1攝氏度和70%的濕度。在裝置上方放置一臺攝像機,用于記錄實驗對象在光照和黑暗循環期間的社會行為。群體由通常彼此不熟悉的實驗對象組成,并在黑暗循環開始時將它們引入視覺洞穴系統。

在混合群體的自閉癥基因動物模型中識別真社會行為

由三只雌性和一只雄性實驗對象組成群體,并在視覺洞穴系統中飼養15天。在黑暗循環的第1天、第2天、第6天、第10天和第14天,以及光照循環的第2天、第3天、第7天、第11天和第15天,每天進行4小時的視頻記錄。

在雄性群體的自閉癥基因動物模型中識別真社會行為

由三只雄性實驗對象組成群體,并在視覺洞穴系統中飼養15天。在黑暗循環的第1天、第2天、第6天、第10天和第14天,以及光照循環的第2天、第3天、第7天、第11天和第15天,每天進行4小時的視頻記錄。

數據采集:

通過時間采樣來分析行為,每只小鼠每10分鐘進行一次初始30秒的采樣。社會行為以觀察到的百分比進行評分。

在試驗期間觀察到的社會行為:

  • 依偎:這種行為是指在30秒的采樣時間內,實驗對象與室內的另一只動物接觸躺臥超過10秒。

  • 獨處:這種行為是指在30秒的采樣時間內,實驗對象獨處且與最近的鄰居保持三個身體長度的距離超過10秒。

  • 相互梳理:清潔其他實驗對象的行為。

  • 自我梳理:清潔自己的行為。

  • 正面接近:這種行為是指從一定距離朝向另一只實驗對象的正面進行有方向的移動。

  • 背面接近:這種行為是指從一定距離朝向另一只實驗對象的背面進行有方向的移動。

  • 逃離:這種行為是指快速遠離接近的實驗對象。

  • 追逐:這種行為是指快速向逃跑的動物移動。

  • 跟隨:這種行為是指以較慢的速度跟隨另一只實驗對象。

  • 騎跨:這種行為是指從后面騎跨另一只實驗對象并快速晃動臀部。

  • 掙扎:這種行為包括激烈的活動,如翻滾和撕咬。

  • 接觸:這種行為是指在有方向地向另一只動物移動后進行身體接觸(在洞穴室內不計算在內)。

優點與局限性:

優點:

早期的社會行為評估無法成功重現嚙齒動物在野外的洞穴系統。視覺洞穴系統克服了這一障礙,并允許在半自然的環境中觀察實驗對象。視覺洞穴系統是評估不同疾病模型(如自閉癥)中社會行為的有效裝置。該裝置與基因操作技術的進步相結合,有助于開發更好的治療方法,并增進對與疾病相關的社會行為的理解。視覺洞穴系統還可用于評估反捕食者的防御行為和社會焦慮。

局限性:

在視覺洞穴系統中僅使用雄性群體時,可能會觀察到較高水平的雄性攻擊性,這可能導致實驗對象死亡。諸如聽覺干擾等外部因素也可能影響實驗對象的行為。飼養和安置程序也會影響它們之間的互動。

文獻引用:

  • Arakawa H, Blanchard DC, Blanchard RJ (2007). Colony formation of C57BL/6J mice in visible burrow system: identification of eusocial behaviors in a background strain for genetic animal models of autism. Behav Brain Res. 176(1):27-39.

  • Blanchard RJ, Blanchard DC (1989). Antipredator defensive behaviors in a visible burrow system. J Comp Psychol. 103(1):70-82.

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