腦聲小店基于深度科研洞察，專注為動物實驗提供"簡器械·精實驗"解決方案。我們突破高精設備局限，開發手工定制化儀器及配件，通過科研巧思將基礎工具轉化為創新實驗方案。產品涵蓋行為學裝置、操作輔助工具等，使實驗室在保持操作簡效的同時，實現精細化數據采集，助力科研人員以創造性思維發掘簡易儀器的潛在科研價值。

嚙齒類動物的胡須感覺運動系統主要執行兩類行為任務：邊緣定位和紋理辨別。須毛引導的探索任務（whisker guided exploration tests）旨在分析嚙齒動物疾病模型中的軀體感覺功能障礙情況。這是一項依賴須毛的任務，實驗對象通過趨觸性掃描來探索一個橢圓形的軌道。須毛引導的探索任務能夠評估導致軀體感覺回路發生改變的潛在機制和解剖結構。該任務還可用于評估治療干預措施，以抑制與腦損傷相關的慢性病理狀況的發展。

須毛是高度敏感的探測器，能幫助嚙齒動物構建其所處環境的空間表征，區分不同質地的表面，并定位物體。軀體感覺回路控制著大腦中須毛有節奏的掃動動作。創傷性腦損傷可能會對軀體感覺回路造成嚴重損害，進而削弱須毛在定位和區分表面及物體方面的敏感性。

須毛引導探索裝置由一個橢圓形軌道和一個起始箱組成。裝置的墻壁被涂成黑色。裝置的墻壁上有白色的幾何形狀，以此來挑戰嚙齒動物對形狀和結構的感官認知能力。實驗對象通過須毛的感覺來識別不同的幾何結構，從而在軌道的直道或彎道處行進。其他評估基于須毛的軀體感覺行為的任務包括角度進入任務和間隙跨越測試。

裝置與設備

實驗裝置由一個寬25厘米的橢圓形軌道構成。軌道由直道和彎道（轉折點）組成。直道的外側長度為50厘米，內側長度為30厘米。彎道由30厘米長的外側壁和10厘米長的內側壁構成。裝置的所有墻壁高度均為30厘米。裝置的墻壁為黑色，上面有白色的幾何形狀。這些幾何形狀沿著軌道的墻壁以固定的間隔分布。該裝置放置在一個長100厘米、寬80厘米的底座上。起始箱標記在裝置的長邊一側。

Fig1 裝置示意圖

實驗方案

階段1：適應（5分鐘）

• 將單個實驗對象（大鼠/小鼠）放入起始箱。

• 允許其在裝置內自由探索5分鐘，熟悉環境。

階段2：正式測試（10分鐘）

• 將實驗對象重新置于起始箱。

• 記錄其在軌道上自由探索10分鐘的行為。

• 核心依賴：實驗對象需通過須毛接觸黑色墻壁上的白色幾何形狀，感知軌道結構（直道/彎道）并導航。

數據分析

• 總行進距離（Total distance traveled）

• 探索時間（Total distance traveled）

• 在彎道內側停留的時間（Time in inner turn）

• 在直道上停留的時間（Time in straightaway）

• 在彎道外側停留的時間（Time in outer turn）

• 站立次數（Rearing episodes）

• 折返次數（Number of returns）

總結

須毛引導的探索任務是研究創傷性腦損傷實驗對象感覺障礙的有效方法。它操作簡便、成本低且耗時少。該任務在測試前無需對實驗對象進行訓練。這是一種非侵入性的方法，不會對實驗對象造成身體傷害。須毛引導的探索任務能夠為從腦功能障礙的病因到其恢復等廣泛的研究提供可靠的結果。隨著重復和長時間的測試，裝置的新奇性會降低。須毛引導的探索任務是在明亮的頂部照明下進行的，這可能會為實驗對象提供視覺線索。清潔裝置至關重要，以防止殘留的嗅覺線索和干擾因素影響實驗對象的表現。必須使用年齡、性別和品系相似的實驗對象，以避免在測試過程中探索行為出現任何差異。

學習筆記

這個實驗是一種行為學范式，專門設計來研究嚙齒動物（主要是大鼠和小鼠）如何在黑暗環境或陌生/復雜空間中利用其胡須系統進行主動觸覺感知、空間探索和導航。它突出了胡須作為關鍵感覺器官的重要性，尤其是在視覺信息缺失或受限時。

實驗目的：

• 評估胡須功能： 理解胡須在感知環境結構（物體位置、形狀、紋理、空間布局）中的作用。

• 研究感覺運動整合： 觀察大腦如何整合來自胡須的觸覺信息并指導運動（如頭部掃描、前進、轉向）。

• 探測學習與記憶： 研究動物在重復探索復雜環境后如何利用胡須信息學習路徑和優化導航策略。

• 模擬空間導航障礙： 該任務可用于研究與空間認知、導航能力相關的神經機制或疾病模型（如帕金森病、阿爾茨海默病模型中探索行為的變化）。

• 評估干預效果： 檢測藥物、基因操作、腦區損傷或神經刺激（如DBS）對依賴胡須的感覺運動和探索能力的影響。

實驗優勢與注意事項

優勢

注意事項

操作簡便：無需復雜設備

視覺干擾：需在明亮頂部照明下進行（可能提供視覺線索）

無需訓練：直接進行測試

嗅覺干擾：必須徹底清潔裝置，避免殘留氣味影響行為

非侵入性：不造成身體傷害

動物一致性：需使用同年齡、性別、品系的動物

高靈敏性：可檢測腦損傷后的感覺障礙

新穎性衰減：重復測試時需考慮裝置熟悉度的影響

文獻引用：

• Learoyd, A. E., & Lifshitz, J. (2012). Comparison of Rat Sensory Behavioral Tasks to detect Somatosensory Morbidity after Diffuse Brain-Injury. Behavioural Brain Research, 226(1), 197-204. doi:10.1016/j.bbr.2011.09.016

• Petersen, C. C. (2007). The Functional Organization of the Barrel Cortex. Neuron, 56(2), 339-55. doi: 10.1016/j.neuron.2007.09.017