高架十字迷宫(EPM)是一种非条件反射模型,它基于动物自发的恐惧样反应。它不仅可以建立焦虑应激模型,而且是国际公认的测量焦虑反应的经典方法。Handley等人在Montgonmery的研究基础上发展起来的,已广泛应用于大鼠、小鼠等啮齿类动物焦虑行为的研究。本研究采用组内相关系数(ICC)和一致性系数(Kappa)两个统计参数对EPM进行了重测信度检验和参数相关性分析。
高架十字迷宫实验
7只大鼠在高架迷宫中进行实验,5分钟内要记录的指标如下:①开臂进入(OE):进入任意开臂的次数以大鼠四只爪子进入手臂为准,当一只爪子完全退出手臂时,进入活动完成;②开臂时间(OT):进入开臂的时间,单位为秒(s);③近臂进入(CE):标准同①;④闭臂时间(CT):进入闭臂的时间,单位为s;⑤ headdipping:大鼠在中央平台或张开双臂时,前爪托住迷宫边缘,头肩伸出双臂边缘在迷宫下探索。
码;⑥闭臂后腿直立次数:闭臂前腿抬起后,大鼠身体靠腿支撑直立的次数。第一次实验结束后,将大鼠放回鼠笼正常喂养至第二天。每只大鼠实验结束后,清除粪便,用75%乙醇清洗迷宫,掩盖气味。
数据分析
进行数据分析的实验参数:开放臂停留时间百分比(the percentage of time spend in the open arms,OT%):开放臂停留时间/总时间×100%; 进入开放臂次数百分比 (OE%): 进入开放臂次数/(OE+CE)×100%; 进臂的总次数 (total number of entries,TNE): 进入开放臂和封闭臂的总次数;向下探究次数;封闭臂后腿直立次数。
高架十字迷宫利用动物对新异环境的探究特性相对高悬敞开臂的恐惧心理,形成动物的矛盾行为,即 EPM 试验具有较好的复测信度(表 1),且具有较好的相关性(图 1)。Kappa结果提示,参数均示 EPM 具有较好的复测信度。 从以上表述可以得出,大鼠面对新环境(开放臂)会产生好奇心去探究,因大鼠有嗜暗的天性(封闭臂),两者之间发生“探究-回避”的冲突的行为,产生焦虑心理。 进入开放臂时间百分比和进入开放臂次数百分比反映了动物的焦虑状态;进入开放臂和封闭臂总次数反映动物的运动能力,向下探究次数反映了动物在非保护区内的探索行为, 与焦虑程度有一定相关性。高架十字迷宫实验在行为学以及抗焦虑药物研究中应用也越来越多,但就其参数相关性及其本身方法的复测信度的研究较少。
VisuTrack动物行为分析软件主要参数
1.软件带有多种滤波功能高级设置按钮,可过滤噪点,调节视频背景明暗度,大幅提升复杂背景下的跟踪准确度;
2.系统可以提供以下行为活动技术参数:运动速度、运动距离、各分析区域内路程、速度、逗留时间、静止时间/休息时间、上站台潜伏期、区域穿梭、最大速度、最长访问时间、手动记录行为参数、头部接触次数、接触潜伏期、最短访问时间等;
3.系统可以全自动分析更多实验动物的精细行为, 如爬行/静止/原地微动,摆头/甩头,理毛修饰,转圈,支撑站立,嗅探,伸长,身体弯曲等,并可以生成相应时间内的动物行为图谱;
4. 系统可将行为与生物信 (第三方的脑电图、血压、神经元活动、超声波发声、钙离子成像)整合,提供整合方案和模块写入等方式同步分析,带有数字输入接口,可由外部设备触发,如动物行为学系统,可由动物行为事件触发给光刺激;须带有数字输出接口,可在刺激的同时给予外部设备打标记,如电生理设备;
5. 软件具有全面实时功能,可以实时显示插件窗口,用以实时显示动物的跟踪状态,判断是否准确跟踪;Event窗口,实时显示动物跟踪分析过程的精细行为事件;Result窗口,实时显示指标测量结果;
6. 可以扩展丰富的插件功能,获取更加精准丰富的指标,如水迷宫的搜索策略和转向次数、旷场实验的跨格等级、新物体识别的头部偏向、Y迷宫的交替行为等;
7. 系统具备自定义触发功能,可自定义Event和Action,根据动物位置、运动速度、活动状态以及高低电平信 等,实现自动开始分析、停止分析以及暂停分析、恢复分析等动作。
结论
高架十字迷宫的进入开放臂时间百分比和进入开放臂次数百分比参数反映大鼠的焦虑状态,焦虑动物的二者明显降低,经典的抗焦虑药物使二者升高,提示二者是能确切反映大鼠焦虑状态稳定性的参数。 动物焦虑行为可分为两类:状态焦虑(state anxiety)和特质焦虑(trait anxiety)。 状态焦虑是暂时性的在特定情景中所产生情绪状态或状况与恐惧;特质焦虑具有个体差异的相对稳定的焦虑倾向,不随时间改变而波动。 本实验结果表明,进入开放臂次数百分比和进入开放臂时间百分比复测信度高,即评价焦虑状态的稳定性和可靠性较高,且没有因实验时间而变化,这与大鼠偏好于封闭臂相吻合。 研究发现这种偏好不随时间变化而改变,提示该指标可能作为评价大鼠特质焦虑的参数。 而向下探究次数和封闭臂内后腿直立次数的复测信度一般,稳定性较差,这正与状态焦虑易受外界因素影响, 而呈现一过性和波动性相吻合,提示这些参数可能用来评价大鼠的状态焦虑。
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