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
壓力增強恐懼學習(Stress-Enhanced Fear Learning, SEFL)范式是一種在嚙齒動物中模擬創傷后應激障礙(PTSD)的臨床前模型。這個范式通過在恐懼條件反射之前暴露動物于壓力環境,來增強隨后的恐懼記憶,類似于人類在先前的壓力后患PTSD的可能性增加。SEFL范式已被廣泛用于研究PTSD的癥狀,包括恐懼記憶的增強、焦慮行為的增加以及對壓力源的長期敏感性。
通常會選擇大鼠或小鼠作為實驗動物。在實驗開始前,動物會在特定的飼養環境中適應一段時間,以減少其他非實驗因素對實驗結果的干擾。飼養環境一般保持穩定的溫度、濕度和光照周期。
SEFL范式通常包括三個階段:首先,動物在某個環境(Context A)中接受壓力刺激,如足部電擊;其次,在不同的環境(Context B)中進行輕微的環境恐懼條件反射;最后,測試動物對Context B的僵直反應。通常情況下,第一天的壓力暴露會增強后續對Context B的恐懼條件反射。
非聯想性恐懼敏化:
SEFL范式產生的恐懼敏化與巴甫洛夫恐懼條件反射不同,它是一種非聯想性的恐懼敏化,不依賴于壓力暴露形成的聯想恐懼記憶的形成或檢索。
Fig1 SEFL范式示意圖簡介
壓力誘導階段:
這是 SEFL 范式的關鍵部分,常用的壓力誘導方法包括物理束縛(如將動物限制在一個狹小的管子或裝置中)、強迫游泳(將動物放置在一個充滿水的容器中,動物需要不斷游動以保持頭部在水面之上)或者社交挫敗(將實驗動物暴露于具有攻擊性的同類動物面前,使其遭受社交攻擊)等。這些壓力源會激活動物的應激反應系統,導致體內應激激素(如皮質酮等)水平升高。例如,在物理束縛過程中,動物會因為身體的限制而產生應激反應,其下丘腦垂體腎上腺(HPA)軸被激活,腎上腺皮質分泌皮質酮,從而使體內皮質酮濃度在短時間內顯著上升。
恐懼條件化階段:
在動物經歷壓力誘導后,緊接著進行恐懼條件化實驗。這個階段一般在一個特制的實驗箱(如穿梭箱或條件化箱)中進行。實驗箱通常被分為兩個或多個不同的區域,中間有一個可以開合的通道。首先,動物會被放置在實驗箱中進行一段時間的適應(如 5-10 分鐘),熟悉環境。然后,將一個中性刺激(如聲音或燈光)與一個厭惡性刺激(如輕微的電擊)配對呈現。例如,每當一個特定頻率的聲音響起,幾秒后就會在動物站立的區域地板上施加一個微弱但足以引起不適的電擊。經過多次這樣的配對,動物就會學會將中性刺激與電擊聯系起來,形成恐懼記憶。
記憶測試階段:
在恐懼條件化后的一段時間(可以是幾小時、幾天甚至幾周,取決于研究目的),對動物的恐懼記憶進行測試。測試過程中,再次呈現之前的中性刺激(如聲音),觀察動物的行為反應。通常會記錄動物的行為指標,如僵直行為(動物停止所有動作,保持靜止狀態的時間)、逃避行為(動物試圖離開刺激區域的次數或速度)等。僵直行為是評估恐懼記憶的一個重要指標,因為在面對威脅性記憶被喚起時,動物通常會出現長時間的僵直,以此來避免被潛在的危險發現。
壓力源的強度和持續時間:
可以通過調整壓力誘導的強度和持續時間來研究不同程度的壓力對恐懼學習的影響。例如,改變物理束縛的時間長度或者強迫游泳的水溫等條件。如果延長物理束縛的時間,動物體內的應激激素分泌可能會更多,對后續恐懼學習的影響可能會更顯著。
恐懼條件化的參數:
包括中性刺激和厭惡性刺激的強度、持續時間、配對的間隔時間等。例如,增加電擊的強度可能會使動物更快地形成恐懼記憶,但如果電擊強度過大,可能會導致動物的行為反應超出正常的恐懼學習范圍,出現過度應激等異常情況。同時,調整聲音和電擊之間的間隔時間也會影響恐懼記憶的形成效率。如果間隔時間過長,動物可能無法有效地將兩者聯系起來;如果間隔時間過短,動物可能會將聲音和電擊視為同時發生的刺激,而不是因果關系。
記憶測試的時間點和方式:
記憶測試可以在恐懼條件化后的不同時間進行,以研究恐懼記憶的鞏固和消退過程。此外,還可以采用不同的測試方式,如在原實驗箱中測試或者更換一個新的、相似的實驗箱進行測試。在新環境中測試可能會因為情境的變化而影響動物的記憶提取效果,這也可以用于研究記憶的情境特異性等相關問題。
行為學指標
僵直行為(Freezing behavior)
僵直行為是指動物(如大鼠或小鼠)在面對恐懼刺激時突然停止所有正在進行的動作,除了呼吸相關的輕微運動外,身體保持靜止狀態。在實驗環境中,通常通過人工觀察或者使用自動化的行為記錄系統來記錄動物僵直行為的持續時間。例如,在一個恐懼條件化測試的實驗箱中,安裝攝像頭,實驗人員可以在實驗后回放視頻,逐幀分析動物僵直行為的起止時間,或者利用軟件通過識別動物身體姿態的變化來自動記錄僵直行為的時長。
僵直行為是一種本能的防御反應,動物通過保持靜止來避免引起潛在捕食者的注意。在 SEFL 范式中,僵直行為的時間長短與恐懼記憶的強度直接相關。如果動物在再次呈現條件化恐懼刺激(如曾經與電擊配對的聲音)時,僵直時間較長,說明動物對該刺激產生了強烈的恐懼記憶,并且能夠有效地提取這個記憶。
逃避行為(Avoidance behavior)
逃避行為包括動物主動地遠離曾經與厭惡性刺激(如電擊)相關聯的區域或者刺激源。在實驗箱中,可以通過記錄動物從一個區域移動到另一個區域的次數、速度或者軌跡來衡量逃避行為。例如,在一個穿梭箱實驗中,當一側區域出現曾經與電擊配對的聲音時,觀察動物穿越到另一側區域的速度和頻率。如果動物快速且頻繁地穿梭到沒有刺激的區域,這表明它對該刺激產生了恐懼記憶,并試圖逃避。
逃避行為反映了動物對潛在危險的主動回避,體現了恐懼記憶驅動下的行為決策。它與動物對自身所處環境的安全性評估以及記憶中的威脅信息有關,是評估恐懼記憶及其對行為影響的重要指標。
探索行為(Exploratory behavior)抑制
正常情況下,動物在新環境中會表現出探索行為,如嗅聞、走動、攀爬等。在 SEFL 范式中,當呈現恐懼相關刺激時,動物的探索行為會受到抑制。可以通過觀察動物在實驗箱內不同區域的停留時間、對新物體的接觸頻率等指標來衡量探索行為。例如,在一個開放場實驗箱內放置一些新的物體,先讓動物在沒有恐懼刺激的情況下熟悉環境并記錄其探索行為,然后在呈現恐懼刺激后再次觀察。如果動物對新物體的探索次數明顯減少,在開放場中的活動范圍也縮小,說明恐懼記憶對其探索行為產生了抑制作用。
文獻引用:
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