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2024.04.08上海
模型概述
回避条件反射发生在生物体学习导致回避厌恶刺激的行为反应时。回避任务是基于啮齿类动物的趋暗避光特性以及对厌恶刺激的恐惧动机而建立的模型。传统上被细分为主动回避任务和被动回避任务。基本上，在主动回避中，动物学会执行某种反应，以避免惩罚。在被动回避中，动物学会不执行/克制某种反应来避免惩罚。
仪器介绍
这里主要介绍穿梭回避实验设备（图1）。硬件主要是穿梭箱，计算机和电击控制器。穿梭箱由两个相邻的隔室组成，尺寸相同（长24cmx宽20.3cmx高20.3cm）。两隔室之间由一个小门连接，可根据实验需要关上或打开。隔室地板由不锈钢条制成，间隔1厘米，金属格栅地板下方有一个可拆卸托盘，动物垫料放在托盘中。使用红外光束来确定动物的位置，非加热LED灯位于每个房间中。带扰频器的集成电击发生器，可输出0–2mA的电击强度。
图1：穿梭箱示意图
实验方法
1)饲养条件：行为受饲养模式的影响。单独饲养的小鼠可能与群体饲养的小鼠表现不同。
2)盲法：在操作员测试小鼠时，应编码实验组的小鼠，使其不清楚处理因素的分组，避免实验者偏倚。
5)性别：雄性和雌性应分组进行测试。如果做不到，但有多个穿梭箱可用时，请确保为每个性别专用一个测试设备。
6)动物数量：为了保证统计的检验效能，每组至少10-12只小鼠。
2)将动物分组饲养以避免社会孤立压力，这可能导致焦虑和新恐惧症增强、运动多动、过度攻击、感觉运动门控受损、缺乏认知灵活性以及短期和长期记忆减少。在任何情况下，每个笼子应不超过4-5只小鼠，以避免过度拥挤的压力，尽管这经常被低估，但也可能导致皮质类固醇水平和焦虑的增强。
3)标记每个小鼠，以便可以单独识别它。有许多不同的方法可以标记啮齿动物，包括作用于耳朵、被毛、尾巴或爪子。最常见的方法是耳切口、耳标、被毛上的染色斑点、尾部标记、剪脚趾等。
4)动物可以自由进食和饮水（除非动物由于特定的实验操作而需要执行食物限制和/或水限制方案）。
5)将小鼠放在至少33厘米长，15厘米宽的透明塑料笼中，以便允许自由水平移动。高度应至少13厘米，以允许完全后腿直立。作为顶盖的金属丝网格允许攀爬和啃咬行为。为笼子提供无毒的锯末垫料，建议使用白杨木。
6)饲养动物的环境应保持温度控制（21.5±1°C）和湿度控制（40±10%）。设置一个12h：12h固定的光/暗循环（上午8：00开灯）。，以确保恒定的昼夜节律。小鼠是一种夜行物种（即它们主要在晚上行为更活跃）。由于它们的昼夜节律与人类不同，因此在某些情况下，可以考虑反转12h：12h光/暗周期（上午8：00关灯）。但在这种情况下，动物应该也在倒置光暗循环中出生。如果小鼠来自保持规律周期的结构，不要改变它们从出生起就生活的节奏，因为这种转变会在动物中产生极大的痛苦。
图2：视觉能力测试得分标准。(A)得2分，表示没有视力障碍；(B)得1分，表示可能存在视力受损；(C)得0分，表示存在视力受损
1)适应：a.实验人员在实验开始前抚摩小鼠三天，让小鼠适应抚摩，令其探索实验者的手1-2分钟，然后放回饲养笼；b.在实验开始前，小鼠提前运送到实验室，适应测试室30分钟以上。
2)分组：将小鼠随机分组，并且不同组的测试顺序也随机化。每个笼子中的小鼠分配到不同的实验组。进行实验的人对处理因素不知情。
3)清洁：在开始之前，清洁隔室地板和墙壁，将垫料放在地板下方的托盘中。
5)单次电击刺激训练：在训练程序中，将小鼠放在照明的隔室中，背对黑暗的隔室，并让它探索30s。之后，升起两隔室之间的门，让动物自由活动。由于它们天生喜暗恶光，小鼠倾向于在几秒钟内进入黑暗隔室（通常为15-20s），测量穿梭的潜伏期。一旦动物所有四只爪子均进入暗室，连接门就会滑下来关闭，一次连续的0.20mA电击将通过金属格栅地板传递2s。惩罚后30s（以使动物将暗室和电击之间建立关联），将小鼠从黑暗的隔室中取出并将其放回饲养笼。用乙醇清洁设备，特别注意电击室（如果金属格栅未保持完全清洁，则电击强度可能会改变）。然后训练下一只动物。
7)数据分析：a.通过独立样本t检验或单因素方差分析，然后进行适当的事后检验，跨组比较潜伏期数据；b.以相同的方式检查初始潜伏期的差异，以控制感觉运动或动机的异常；c.通过配对样本t检验，可以通过比较一组小鼠在测试试验中的潜伏期和在训练试验中显示的初始潜伏期来进行进一步的学习测试。相对于基础水平，潜伏期的显着增加表明小鼠有显着的学习；d.通过为确定的类别设置阈值，例如学习者（>55秒）和非学习者（<55秒）或不良学习者（55到90秒）和好学习者（>90秒），对潜伏期数据进行分类meta分析。不同类别小鼠的频率可以通过四格表中的卡方分析进行比较。
1)穿梭箱维护：a.每个测试日，应在每次测试开始前测试灯光和电击可以正常工作；b.穿梭箱应在受试者之间清洁，尤其是隔室的地板。因为尿液的存在会增加动物经历的电击强度。
2)前期适应和分组同被动回避方案。在适应测试室30分钟后，开始了一天的测试，将小鼠轻轻地放置在穿梭箱的两个隔室之一中（右侧或左侧）。自由探索整个装置300s（图3A），此时两个隔室都是黑暗的。在300s适应期后，作为条件刺激的房灯在没有小鼠的房间中呈现10s（图3B）。然后刺激控制器进行足部点击（0.1、0.2或0.3mA，2秒）（US）。有三种可能的反应：1）主动回避，小鼠在发生电击之前穿越到对面的安全隔室；2）逃跑（被动回避），动物在电击传递期间逃跑到另一侧；3）无反应：小鼠留在当前隔室接受2秒的电击没有其他反应（图3C）。一旦动物进入对侧的隔室，或者在总共12秒（CS的10秒+US的2秒）后，光和电击都会消失，试验间隔（ITI）开始（图3D）。在ITI期间，小鼠可以在隔室之间自由移动30±5秒。ITI结束后，将自动开始新的试验（即图3B）。
3)当小鼠完成后，放回饲养笼。
4)清洁每个小鼠之间的隔室地板和墙壁，以保持从地板释放的电击强度一致。
5)将下一个小鼠放入隔室并继续以上执行步骤。
6)连续5天每天总共50次试验。在每天的测试中，测试起始隔室不断交替。
图3：主动回避程序的分步示例
实验讨论
4.主动回避中一般选择光作为CS，听觉线索容易引起惊吓反应，小鼠在没有接受足部点击的情况下就可能穿梭。
5.研究表明每天接受50次试验的小鼠在第4天达到了80-90%的主动回避，并在第5天趋于稳定。因此每天50次试验，连续5天的训练安排较合适。
6.对于主动回避行为，第一天未能受到电击的小鼠应被排除在研究之外。此外，应评估高运动活性情况，因为这可能会影响对主动回避行为的解释。对于发现是实验组异常值的多动小鼠，应考虑排除。
7.研究表明，无论电击强度如何，雌性小鼠都比雄性小鼠更好地学习主动回避任务，这与先前对大鼠的几项研究一致，因此必须将性别视为主动回避任务中的重要生物学变量。
图4：性别对主动回避行为的影响。在低（0.1mA、A-B）、中（0.2mA、C-D）或高（0.3mA、E-F）电击强度下，雌性小鼠在主动回避试验的比例和回避潜伏期方面均优于雄性小鼠
图5：斑马鱼穿梭箱
参考文献
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