动物行为学分析
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动物行为学分析范文第1篇
作者简介：陈婷(1990-)，女，湖北人，硕士，研究方向：术后认知功能障碍的动物模型行为学研究。作者简介：张宗泽
光遗传学被《Naturemethods》评为2010年度生物技术［1］。光遗传学技术是将光学和遗传学技术相结合，利用病毒载体，将微生物视蛋白基因引入到载体动物的脑组织，采用不同波长和频率的光进行照射，通过刺激光敏感蛋白开启或关闭特定细胞类群或特定神经元的活动进而调控其功能，从而控制动物行为［2］。本文就光遗传学技术的基本方法及应用，以及其在神经-精神疾病动物模型中如何调控神经回路作一综述。
一、光遗传学技术
近来，研究者一直致力于不同行为的神经回路研究，探讨其投射连接，观察通过调控某一类神经元活动后的相应行为学表现。而电刺激和药理学的方法可能导致实验结果不准确，光遗传学技术具有目的性强、低损伤性、高时空分辨率和遗传特异性等特点，近年来在神经科学领域的生物学机制的研究中得到了广泛应用。光遗传学技术可包括下述几部分，对此作简单介绍。
1光敏感蛋白
生物体内存在着一类可以感受不同波长光的刺激，并对该光学刺激产生一系列效应的膜蛋白，即视蛋白。
目前，Ⅰ型视蛋白包括：细菌视紫红质(Bacteriorhodopsin，BR)，盐视紫红质(Halorhodopsin，HR)，通道视紫红质(Channelrhodopsin，ChR)。ChR在莱茵衣藻(Chlammydomonasreinhardti)中发现，为蓝光激活的阳离子通道蛋白，作用为阳离子内流，使细胞膜去极化。2005年，ChR2首次应用于光控制神经元活动的实验中。Ⅱ型视蛋白OptoXR，为视紫红质G蛋白偶联受体的嵌合体。是一种光敏感与G蛋白偶联的膜受体，G蛋白又称鸟苷酸结合蛋白，与G蛋白偶联的膜受体有很多种，如M胆碱能受体、多巴胺能受体等，可参与细胞内信号转导，还可调控如谷氨酸等神经递质的信号传递功能［3］。
2光敏感蛋白的表达
光敏感蛋白，是光遗传学的一种关键工具，在脑内诸多神经元中稳定表达。随着生物工程技术的发展，现在已经研发出许多将光敏感基因运载至细胞或神经元，并有效表达成光敏感蛋白的病毒载体。如腺相关病毒AVV、慢病毒、Cre-Loxp重组酶系统和各种转基因小鼠等。
3光刺激和信号记录
光刺激系统有光列二极管(LED)等。体外实验中，脑片电生理-全细胞膜片钳技术记录神经元放电信号，观察其光电流特征；在体实验中，在体立体定向注射病毒载体，经过10-14天待其充分表达后，构建光神经界面，植入光纤并固定，行在体光刺激，细胞膜内外离子差产生，膜电位发生变化，记录神经元的放电情况［4］。与光调控相匹配的解读体系包括电生理记录，功能磁共振成像或定量的动物行为学分析等。
二、光遗传学技术在神经科学研究中的应用
通过光遗传学技术可将光敏感通道蛋白表达在特定的细胞，用于突触可塑性、神经系统的疾病治疗、动物行为学、神经回路研究等多方面。
1突触可塑性的研究
树突棘是大脑神经元接受和传递信息的重要结构，是形成突触的关键部位，在突触可塑性中发挥重要作用。90%以上的兴奋性突触存在于树突棘头部中，应用光遗传学技术可以同时检测多个树突棘的信号，突破了停留在单个突触水平的研究。Takahashi等［5］通过对啮齿类动物海马区锥体细胞的上百个树突棘进行研究，发现临近的树突棘在自发活动中会趋于同步化，使得输入信号整合，成为动作电位输出。
也有研究应用光照激活星型胶质细胞上表达的ChR2能促发谷氨酸递质释放，可激活神经元的AMPA受体［6］，而AMPA受体与突触可塑性有关。这些研究表明通过选择性调节特异性神经元或神经细胞数量，光遗传学技术在突触可塑性研究中有较大应用前景。
2神经系统疾病的治疗研究
光遗传学技术除了检测大脑中癫痫发作的起始点外，还用于研究严重癫痫持续状态的持续或中止［7］。Sukhotinsky等［8］利用光遗传学技术揭示了海马兴奋型神经元在氯化锂-匹罗卡品诱导大鼠急性癫痫中的作用。
Alilain等［9］利用光遗传学技术将ChR2表达于膈肌运动细胞群，光照刺激下，颈部脊髓损伤的动物可以恢复呼吸运动。光遗传学技术也为帕金森症的神经机制提供了新的见解和思路。
3动物行为学和神经回路研究
动物交际行为学测试中，通过光遗传学技术可明确下丘脑泌素/进食素在特定情境中扮演的角色［10］。Huber等［11］利用光遗传学技术将ChR2表达在小鼠初级感觉皮层-桶状皮层神经元中，利用蓝光照射并结合奖励进行行为学训练的方式，蓝光照射时，小鼠向左转，给予水喝，作为正确识别的奖励，研究小鼠行为与光照之间的关系，证实小鼠奖赏记忆行为准确率与蓝光照射有较强的相关性。
神经回路是神经细胞、分子活动和脑整体活动的连接桥梁。运用光遗传学技术，在动物中实现了对神经元和突触的高时间分辨率、高精确度的光学调控，为动物行为学的神经回路的研究提供较好的一个方法学技术。
三、光遗传学技术在动物行为学中的应用研究
光遗传学技术在动物行为学应用中有良好前景，尤其适用于探索特定类型神经元活动范式与动物行为改变之间因果关系的研究。光遗传学技术在动物交际行为、恐惧记忆行为、奖赏记忆行为、焦虑样行为等行为学的神经回路进行深入研究，不仅可以记录活体动物的脑整体活动，也可记录拟研究神经回路活动的细胞、分子的活动表现，是研究动物行为学的神经回路的一个重要事件，推动了神经回路研究的进步。
然而，涉及神经回路和脑功能的研究，不能直接在人体上进行，动物模型成了重要选择。能否在动物身上建立精神性疾病模型存在争议。例如，精神性疾病的一些诊断特点，如悲伤，内疚，妄想和思维混乱，这些症状在动物模型中难以确定［12］。目前，已成功建立了能概括精神性疾病重要特征，如恐惧记忆、焦虑症、抑郁症等动物模型。同时，应用光遗传学阐明啮齿动物模型中有关精神疾病许多复杂行为的相关神经通路。
1焦虑-社交障碍症候群动物行为学
根据临床资料，焦虑症和社交功能障碍之间有着显著的联系，这种联系可能为理解焦虑症和社交障碍的共同神经通路提供线索。抗焦虑药物可减少当动物被放置在易焦虑环境中的社交受损［13］。不同的自闭症小鼠模型均表现出明显的社交功能障碍以及增强的焦虑样行为［14］。这些研究均表明，焦虑症和社交功能是紧密联系的，并且可能存在一个共同的病理神经机制。
2焦虑样行为的动物行为学
焦虑鼠模型的光遗传学研究，发现特定的杏仁核突触，可快速可逆地调制焦虑水平。Tye等［15］研究发现，利用ChR2成功表达后，进行光照射，可以通过激活基底外侧杏仁核(BasolateralAmygdala，BLA)到中央杏仁核(CentralAmygdala，CeA)的突触投射，小鼠的开臂时间增多，表明产生去焦虑样行为；利用eNpHR3.0成功表达后，进行光照射，可以通过抑制突触连接，小鼠在高架十字迷宫的开臂时间减少，小鼠表现为焦虑样行为。
为了研究基底外侧杏仁核-腹侧海马(vHPC)通路，研究者［16］将感光视蛋白表达于BLA谷氨酸能神经元且视觉纤维被定位在BLA轴突终止的vHPC内，光刺激BLA中止于vHPC的胆碱能神经元诱发的焦虑样效应被vHPC的谷氨酸能神经元抑制，证实兴奋BLA-vHPC神经通路可增加焦虑，抑制BLA-vHPC的轴突将减少焦虑鼠模型中焦虑相关行为。此研究确定了BLA-vHPC为一个双向控制焦虑相关行为的神经通路。
3基底外侧杏仁核-腹侧海马(BLA-vHPC)神经回路的阐明
疾病动物模型如恐惧记忆的神经回路研究，得益于鼠听觉恐惧反射的杏仁核模型，即杏仁核恐惧条件反射。Petreanu等［17］利用光遗传学技术将ChR2表达在大鼠丘脑核和运动皮层兴奋性神经元上，通过光刺激，在活体脑进行电位记录，实现了兴奋性神经元与体感觉皮层锥体细胞间突触的精确定位。这一方法，为研究完整神经回路中发生突触联系的神经元提供了较为广阔的途径。
动物行为学分析范文第2篇
[关键词] 老年期痴呆；行为学评价；学习记忆；组织病理学
[中图分类号] R332 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2014）02（a）-0034-04
Study on rats model of senile dementia by ligation of carotid arteries combined with injection of D-galactose and its application for behavioral evaluation
ZHAO Guizhi1 WANG Xuping1 HUANG Xiaowen1 YANG Mingyan2 SHOU Dan1
1.Zhejiang Academy of Traditional Chinese Medicine， Zhejiang Province， Hangzhou 310007， China； 2.Zhejiang Chinese Medical University， Zhejiang Province， Hangzhou 310053， China
[Abstract] Objective To explore the effect of different preparation methods on learning and memory of senile dementia rats model， and to offer effective rats model for efficacy evaluation. Methods Totally 40 male Wistar rats were randomly divided into five groups： 2-VO+ D-galactose injected group （group A）； D-galactose injected+2-VO group （group B）； 2-VO group （group C）； D-galactose injected group （group D）； normal control group （group E）； 8 rats in each group. Except the group E， unilateral common carotid artery were permanently ligated in the rats of group A， the other lateral artery then were permanently ligated after 7 days. With the interval of one week， the rats were injected with D-galactose （60 mg/kg， once every day ） for 6 consecutive weeks. The rats of group B were injected with D-galactose （60 mg/kg） for 6 consecutive weeks， then their bilateral common carotid arteries were permanently ligated， the bilateral common carotid arteries were permanently ligated only in the rats of group C. The rats of group D were injected peritoneally with D-galactose for 6 consecutive weeks only. Finally， the water maze experiment was taken to explore the place navigation and spatial experiments； and their hippocampal CA1 region in the rats of each group were observed with electron microscope. Results Compared with group C and E， the swimming time and distance in the rats of group A， B and D reduced obviously （P < 0.01）， but there were rarely differents between the rats of group A with the rats of group B and D （P > 0.05）. Compared with normal group， obvious loss of pyramidal cells hippocampal CA1 were found in every other group， and their cerebral pathology had significantly changes. Conclusion The senile dementia rats model established by the method of permanent bilateral common carotid artery ligation combined with intraperitoneal injection with D-galactose shows obvious loss in learning and memory， and has significant changes in their cerebral pathology， which represent the characteristics of the Senile dementia.
[Key words] Senile dementia； Learning and memory； Behavioral evaluation； Histopathology
随着老龄化社会到来，老年性痴呆发病率持续上升，老年痴呆患者人群不断扩大，其中以阿尔茨海默病（Alzheimer′s disease，AD）及血管性痴呆（vascular dementia，VD）为主，两种类型痴呆的临床表现、神经生物化学及神经生理学特点存在不同程度的交错；相关研究已证实两者在发病机制及病理变化方面存在本质的相似[1-4]。由于在临床痴呆人群中，“混合性痴呆”具有较高的流行趋势[5]，现有的模型制备通常将两者严格区分，笔者前期已优化血管性痴呆大鼠模型制备方法[6]，研究证实脑衰老及脑低灌注是AD及VD发病过程中的两大关键因素[7-10]。
基于AD和VD发病的多因性及相似性，本文尝试利用腹腔注射半乳糖促老化，分期永久结扎双侧颈总动脉致脑低灌注的方法，制备脑衰老与脑低灌注两种关键因素联合作用的痴呆大鼠[11]。并进一步通过大鼠的学习记忆和空间记忆等行为学改变[12]，以及脑海马组织病理学改变进行模型验证与评价，以期为老年期痴呆的发病机制及药物作用评价研究提供动物模型。
1 材料与方法
1.1 设备、材料与试剂
Morris水迷宫实验仪及Ethovision 3.0分析软件（荷兰）；DM2500生物显微镜（德国徕卡）；D-半乳糖（D-galactose），购自美国Sigmal试剂公司；手术剪、止血钳、眼科弯镊、缝针及0～3号缝线。
1.2 实验动物与分组
1.2.1 实验动物 Wistar大鼠，雄性，体重190～210 g，购自上海思莱克实验动物有限责任公司，饲养于浙江省中医药研究院实验动物中心，动物使用许可证号：SYXK（浙）2009-0122。
1.2.1 分组 实验大鼠40只，随机分为5组，每组8只。A组：分期双侧颈总动脉永久结扎后D-半乳糖注射组（2VO + Gal组）；B组：半乳糖注射后分期双侧颈总动脉永久结扎组（Gal + 2VO组）；C组：单次双侧颈总动脉永久结扎组（2VO组）；D组：半乳糖注射组（Gal组）；E组：正常对照组。
1.3 手术操作
A组：术前8～12 h禁食不禁饮水，10%水合氯醛以350 mg/kg剂量腹腔注射麻醉，仰卧位固定于保温手术台上，颈部皮肤备皮消毒后行颈侧向切口，用0号丝线永久结扎左侧颈总动脉，缝合皮肤。复苏后正常饲养，观察手术创口愈合情况，1周后行右侧颈总动脉结扎术。术后第8天开始腹腔注射D-半乳糖，剂量60 mg/kg，每天1次，连续注射42 d。
B组：先腹腔注射D-半乳糖42 d，第41、48天分期行双侧颈总动脉永久结扎术，其余处理同A组。
C组：仅一次性双侧颈总动脉永久结扎，不注射半乳糖，其余处理同A组。
D组：仅腹腔注射D-半乳糖42 d，不行颈总动脉接扎术，其余处理同A组。
E组：不给予任何手术或药物处理，与前4组大鼠同等条件饲养。
1.4 行为学实验
实验系统主要由圆形不锈钢水池（直径和深度分别为1.50 m和0.45 m）及图像自动采集、处理系统组成。池内加水至水位高度为0.38 m，水中加碳素墨水使之浑浊，水温（22±2）℃。水面以原点为中心均等划分为L、P、R、O四个象限区，在P区中央放置一圆形有机玻璃平台（直径12 cm，高度0.36 m）。从与平台相对的象限区（即O象限），自距水面20 cm高度处以面向池壁方式抛投大鼠入水，到达平台顶部后在平台上休息30 s后重复操作，记录其自入水至登上平台所需的时间（即逃避潜伏期）、游泳路径与游泳距离。如果大鼠180 s内未到达平台，则由实验者引导其至平台，此时潜伏期为最高值（180 s）。实验共进行7 d，前5天进行同样的定位航行训练，每天1次；第6天将实验入水点改为相邻的左侧象限 （L象限）区，同法操作并记录数据；第7天行空间探索实验，即撤去平台，并将大鼠入水点恢复为O象限，观察大鼠入水后60 s内的游泳情况并记录路径。A、D组于腹腔注射D-半乳糖后42 d，B、C组大鼠于双侧颈总动脉永久结扎术后1周，与E组大鼠同时进行行为学实验。
记录大鼠在水池各象限区的游泳距离与时间，并分别计算其占游泳总距离与总时间的百分比，以此作为大鼠学习记忆成绩的评价指标。
1.5 脑海马病理组织学观察
1.5.1 病理切片制片及染色 行为学实验结束后，将每组大鼠断头处死，在冰盘上小心迅速取出完整脑组织，剥离出双侧海马组织，用5%甲醛固定24 h，经系列梯度酒精脱水，石蜡包埋后切片，并采用苏木素-伊红HE染色[13]，于电镜下观察海马的病理变化。
1.5.2 脑海马病理组织学改变判断方法 脑缺血所致的脑神经细胞损伤与死亡，受损细胞类型与脑缺血的诱因、程度以及持续时间直接相关。由大脑中动脉（MCA）梗塞引起的脑缺血时，缺血中心区域的损伤表现以神经元细胞（如纹状体、皮层神经元、海马）坏死为主，表现为核固缩、破裂，细胞分界线消失。缺血梗死灶边缘区域则以神经元细胞凋亡为主，表现为细胞体积变小、胞浆皱缩、胞核固缩等[15]。
1.6 统计学方法
采用统计软件SPSS 18.0对实验数据进行分析，计量资料数据以均数±标准差（x±s）表示，采用t检验。计数资料以率表示，采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 动物外观及行为活动
A、B及D组大鼠在半乳糖注射过程中，均逐渐出现行为异常，如活动减少、动作迟缓、精神不振等。A、B、C组大鼠颈总动脉永久结扎后，C组大鼠死亡2只，补充2只。C组术后有1只出现眼睑下垂，术后第1天时大鼠自发活动均有所减少，但术后2 d后，除C组外的其余各组基本恢复至术前状态，C组4 d后恢复术前状态，各组饮水、摄食均未见明显异常。
2.2 行为学分析结果
行为学分析结果见表1、2。由表1可知，C、E组间差异无统计学意义（P > 0.05），而A、B及D组时间比与距离比均较C、E组减小，差异有高度统计学意义（P < 0.01）。但A组与B、D组相比，差异无统计学意义（P > 0.05）。表2显示A、B、D组大鼠在P象限的游泳时间显著少于正常对照组。
表1 空间探索实验中各组大鼠原平台象限游泳时间比与距离比分析（x±s）
注：与E组比较，*P < 0.01；与C组比较，#P < 0.01
2.3 脑海马病理组织学改变
各组脑海马病理组织学改变见图1。E组大鼠海马CA1区树突呈条索状分布，锥体细胞3～4层，排列紧密、整齐；胞体完整，界线清晰，无变性坏死，胞核大而圆。A、B组大鼠海马CA1区树突明显破坏，几乎呈阴性染色，锥体细胞减少，细胞1～2层，排列松散，界限不清；可见变性坏死细胞，核固缩、破碎，呈深蓝色，胞浆浓缩；C、D组海马细胞丢失，排列紊乱，周围结缔组织增生情况较模型组明显减少。
3 讨论
以双侧颈总动脉同时永久结扎的方法制备的痴呆大鼠模型，由于短时间脑内供血骤降，易导致较高的动物死亡率。本文采用间隔1周，分期手术的方式结扎双侧颈总动脉，在手术间隔期，椎动脉缓慢代偿性供血，逐渐形成前脑供血不足的病理状态，其过程及表现与临床慢性脑缺血更为接近[16]，且大鼠死亡率下降，术后恢复较快。因而采用分期颈总动脉永久结扎方式用于老年期痴呆大鼠的模型制备，具有动物死亡率低，术后运动功能恢复快，病理特征与临床相似等特点。
本研究中的大鼠模型结合了脑衰老与脑低灌注两种关键因素的作用，利用腹腔注射半乳糖促老化，使大鼠体内产生大量超氧阴离子自由基，对脑组织产生过氧化损害；同时由于细胞内存积D-半乳糖后干预了细胞内物质代谢，细胞代谢功能下降，导致鼠快速衰老[17]；永久结扎双侧颈总动脉则导致脑内低灌流，细胞代谢能力进一步下降。两种因素共同作用，使模型大鼠呈现明显的学习、记忆能力减退特征，具备了老年期痴呆的临床表现。且该造模过程较符合老年期痴呆临床患者的病理历程，因而适用于研究痴呆患者脑组织的形态及病理、生理变化，能够为老年期痴呆的基础研究及药效评价提供有益参考。
此外，术后7 d，A组大鼠的原平台象限游泳距离比、时间比等各项指标与B、D组比较，差异均无统计学意义，提示低灌注联合半乳糖诱导记忆功能损伤无长期效应，此种现象可能与机体自身代偿有关。据此推断本模型仍属急性-亚急性范畴，提示下一步工作应致力于更具实用性的亚急性-慢性模型研究工作。
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动物行为学分析范文第3篇
【摘要】 目的 探讨密闭舱室中爆炸冲击波暴露大鼠学习记忆功能、行为及伤情的变化。方法 致伤前所有动物均进行Morris水迷宫和穿梭箱行为训练。采用自制舱室爆炸模型，伤后不同时间点观察大鼠损伤情况， 并做行为测试。结果 （1）伤后密闭组和开放组均无运动障碍，大体观无明显差异，均有脑、肺冲击伤。（2）伤后密闭组和开放组与对照相比较，大鼠旷场实验自发活动明显增多、水迷宫逃避潜伏期和穿梭箱平均反应时显著延长(P
【关键词】 密闭舱室；冲击伤；行为改变；学习记忆
Abstract: Objective To explore the changes of rats' learning， memory function behavior under blasting wave in confined space.Methods All rats were trained to Morris water maze and shuttle box.Testing and observing the model after blasting in confined space.Results (1)Gross examination revealed that brain and lungs were injured under blasting wave.There was no dyskinesia in both the hermetic group and patency group.(2)Every index of open field test，water maze and shuttle box in the hermetic group and patency group was changed significantly as compared with the control group(P
Key words:confined space;blast injury;behavior change;learning and memory
冲击伤是现代战争中极常见的一种损伤，随着强杀伤力爆炸性武器的广泛使用，我们对冲击波致伤有了深入的认识［1］，国内外对冲击伤的研究都很关注。冲击伤后行为变化的实验研究多集中于开放环境中或高原环境中的研究，未见有舱室中爆炸冲击伤后的行为学研究报道。本实验通过对装甲车按人鼠比例等比缩小后建立模拟装甲车舱室的密闭环境，采用点爆源引爆，构建爆炸冲击波致伤后急性应激大鼠模型，在此基础上进行大鼠的行为观察，并分组研究，探讨舱室中爆炸冲击波对大鼠行为的影响及其机制。
材料与方法
1 实验动物及分组
雄性Sprague Dawley大鼠144只(第三军医大学实验动物中心提供)，体重(180±20）g，随机分为密闭组、开放组和对照组，每组各48只；每组又分为6个时相点，每个时相点各8只。12小时光亮/ 黑暗条件、环境温度22～25℃，分隔喂养。
2 方法
2.1 自制旷场行为观察箱(100cm×100cm×40cm的无顶铁盒，箱底分为25个黑白相间的等分小方格)，将大鼠放入中央小方格内，观测5分钟内大鼠的活动情况。计分标准：以穿格次数为水平活动得分，大鼠1/2以上身体从所在方格进入相邻方格计1分；直立次数（大鼠后肢性站立计1分）为垂直活动得分。
2.2 Morris水迷宫（中国医学科学院药物所研制）由不锈钢的圆柱形水池和自动录像记录系统两部分组成。实验参照Morris实验方法进行［2］，定位航行实验:用于测量大鼠对水迷宫学习和记忆的获取能力。训练前1天让大鼠自由游泳2分钟，前4天为训练阶段，每天分上、下午两段，每段训练4次。训练时随机选择1个入水点，将大鼠面向池壁放入水中，记录大鼠寻找并爬上平台时所需时间(即潜伏期) ，每次训练间隔为60秒。如果大鼠在120秒内未找到平台，须将其引至平台，这时潜伏期记为120秒。选取合格动物用于冲击伤实验，分别在冲击伤后各相应时相点，再测试。
2.3 穿梭箱(本校生理教研室研制)［3］参数设置：条件刺激（光刺激）时程（CS duration）5秒；非条件刺激（电刺激）时程（US duration）5秒，非条件刺激强度35V、适应时间10分钟、训练间隔随机（1～30秒）、训练1次次数为20次，每天2次，共训练4天。选取合格动物用于冲击伤实验，分别在冲击伤后各相应时相点，再测试。以上实验均在避光和安静环境中进行。
3 冲击伤模型制备
密闭组：采用自制按人鼠比例等比缩小的模拟装甲运兵车，通过当量为400mg的纸质点爆源（避免投射物损伤）引爆致伤。将清醒大鼠置于铁笼内（以免发生投掷损伤），使其头部朝向冲击波，布放于模拟装甲运兵车模型内距离爆点11.5cm处，以保证伤情的一致性，爆炸后即刻开启舱门通风（排除吸入性损伤）。开放组：将大鼠置于开阔地，其余致伤条件与密闭组保持一致。
4 统计学分析
数据以均数±标准差表示，选用软件SPSS13.0进行方差分析。
结果
1 舱室内和开阔地爆炸冲击波物理参数对比（表1，图1）
表1 冲击波物理参数（略）
图1 爆炸压力波形模拟图（略）
2 伤后一般情况及大体观
伤后一般情况：密闭组和开放组大鼠均无体表损伤及运动障碍，四肢活动自如，能自主进食、水，反应迟钝。大体观：伤后1 小时密闭组和开放组大鼠均可见脑皮层血管充血，脑组织肿胀，脑表面基本正常，无大面积挫伤或局灶性挫裂伤灶；肺水肿，肺出血。密闭组与开放组之间伤后一般情况和大体观无明显差异。
3 旷场实验
旷场行为实验水平得分和垂直得分，反映动物的兴奋性、对环境的探究行为和适应程度［4］。密闭组和开放组在伤后1小时的水平运动及垂直运动与对照组均显著增加（P
4 学习记忆能力
Morris水迷宫及穿梭箱实验是评价动物学习记忆能力较为客观而准确的方法。
4.1 Morris水迷宫 在伤后1小时密闭组、开放组大鼠逃避潜伏期较对照组均出现显著延长（P
4.2 穿梭箱测试 在伤后1小时两组平均反应时均出现显著增加（P
表2 大鼠旷场行为水平运动的比较（略）
与对照组比较：P＜0.05， P＜0.01；与开放组比较：P＜0.05，P＜0.01
表3 大鼠旷场行为垂直运动的比较（略）
与对照组比较：P＜0.05，P＜0.01;与开放组比较：P＜0.05，P＜0.01
表4 大鼠的Morris水迷宫训练潜伏期比较（略）
与对照组比较：P＜0.05，P＜0.01;与开放组比较：P＜0.05，P＜0.01
表5 大鼠穿梭箱测试（平均反应时）参数比较（略）
与对照组比较：P＜0.05，P＜0.01;与开放组比较：P＜0.05，P＜0.01
讨论
舱室内爆炸时，冲击波在舱内反射、叠加，形成复合冲击波，其特点为一系列的震动反射波叠加在一个相对缓慢上升的超高压爆炸波伤［5］。一般影响物体对冲击波响应的主要因素包括超压、负压峰值、持续时间、传播速度、脉冲数(在复合波形条件下)、物体与冲击波波面的方向关系等。舱室爆炸伤冲击波呈现为特征性的复合冲击波特征，冲击波波形仍有一个主超压峰，但其后压力下降至大气压水平之前，往往有多个较小的超压峰，这些超压峰叠加在平均总压力之上，压力在大气压水平附近上下波动而形成一系列脉冲波。相比较于开阔地冲击波，密闭舱室的压力波上升时间迅速，持续时间长，能量传递增加。
本研究通过模拟密闭舱室内外爆炸冲击波致伤，观察急性应激期大鼠行为学改变，结果如下：密闭组和开放组大鼠在旷场行为实验中水平运动和垂直运动的得分均高于对照组，提示大鼠的兴奋性和敏感性增强，探究活动增多。密闭组和开放组水迷宫潜伏期和穿梭箱平均反应时间显著长于对照组，提示大鼠学习记忆能力受损。大鼠行为的改变，均在伤后1小时已出现，24小时达高峰，伤后7天略有恢复。由于伤后大鼠四肢活动正常，可见上述行为功能的改变并非运动障碍所致，由此提示舱室内外爆炸冲击波均可导致急性期内，大鼠对环境的适应能力减弱，紧张程度显著增高，学习记忆能力明显低于正常。
Clemedson［6］早在1956年就指出，爆炸冲击波可造成伤员意识障碍、眩晕、近事遗忘等。蒋建新等［7］研究发现，采用生物激波管致伤后，大鼠的学习记忆能力在短期内受到损害，表现为明显的学习记忆能力低下。本研究通过模拟密闭舱室内外爆炸冲击波致伤，得到了与以往研究相一致的结论；另外，以往冲击伤后行为学研究，都是建立在单一理想的冲击波暴露之上；而本模型通过模拟战场，更加接近战伤实际。
研究结果进一步提示，在舱室内外爆炸后，大鼠的行为改变特点有很大差异。旷场行为实验，密闭组的水平得分和垂直得分炸后前3天显著高于开放组；Morris水迷宫实验结果显示，炸后12小时到第3天，两组之间差异非常显著。穿梭箱实验，密闭组平均反应时在炸后24小时～3天明显较开放组长。伤后，舱内外大鼠紧张兴奋、焦虑、学习记忆能力低下等行为学改变的差异，主要集中在受伤后12小时～3天之间，尤以伤后24小时这一时段最为严重。另外，伤后7天，密闭组与对照组仍有显著差异。原因在于：密闭空间内冲击波暴露后，周壁和其他物体表面的反射效应，压力波峰值较开阔地更高、压力波持续时间更长、压力波上升时间迅速，能量传递明显高于开阔地等综合因素密切相关。
近来创伤应激的救治，引起越来越多的关注。美国自越南战争后，创伤后应激障碍成为战时严重影响部队作战能力、战后影响患者生活质量、工作效率和社会安全的重要原因［8-10］。急性应激障碍描述了最初的创伤反应，也可预测是否会发生慢性创伤后应激障碍（posttraumatic stress disorder，PTSD）。通常可缓解，而某些急性应激相关症状不缓解，演化成PTSD，专家们制定了一系列的心理和药物的救治原则及方法［11，12］。综合本实验的研究结果，以及舱室等相对密闭的环境下作战人员的特殊性［13，14］，提示急救医疗应更关注这一群体，尤其要重视伤后24小时内的变化。
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［12］王丽颖，杨蕴萍.创伤后应激障碍的研究进展(二)［J］.国外医学精神病学分册，2004，31(2):112-115.
动物行为学分析范文第4篇
【关键词】脑缺血再灌注；ICAM-1；P-selectin；炎症反应
1材料与方法
1.1实验材料
1.1.1实验动物：选用健康成年雄性SD大鼠，体重250～300g。
1.1.2主要试剂和药品：2%戊巴比妥钠-生理盐水；4%多聚甲醛-PBS；抗ICAM-1羊抗鼠抗体；免疫组化二抗试剂盒；防脱片剂。
1.1.3主要实验仪器：玻璃匀浆器、凝胶成像分析系统、电子天平、光学显微镜。
1.2 实验方法
1.2.1 动物分组
采用完全随机的原则，将大鼠分为四组，每组10只，分组如下：正常对照组、假手术组、模型1组、模型2组。
1.2.2线栓制备
取4-0单股尼龙丝线40mm，直径0.23mm。
1.2. 3大脑中动脉栓塞（MCAO）模型制作
参照Zea Lnoga等方法稍加改进，行右侧MCAO手术。于缺血2小时后拔出栓线，建立缺血再灌注模型。整个手术过程采用体表加热/制冷将肛温控制在36.5～37. 5℃范围内，同时将环境温度控制在25～30℃左右。
1.2.4神经症状行为学检测
依据Zea longa及Bederson等确定的5级评分方法进行神经功能评分。
1.2.5操作方法
正常组：与其它各组同时期常规饲养。假手术组：大鼠麻醉切开颈部皮肤后，仅分离CCA及ICA至PPA，不插线栓。模型组：将手术后造模成功，即神经功能评分在2～3分归入模型1组和模型2组，缺血2h后，按各组要求分别再灌注6h和24h。
1.2.6取材
各组动物在规定时间的手术观察完成后，于再灌注后各时间点以2%的戊巴比妥钠过度麻醉，迅速断头取脑，每组各取3例在冰盘上自大脑中动脉梗死区中心为起始点前后做约4mm厚的冠状切片，投入20%中尔马林固定液中固定，以做病理组织切片HE染色。
1.2.7指标检测与方法：缺血再灌注侧脑组织病理切片观察；ICAM-1、P -selectin的免疫组化染色。
1.2.8数据处理和统计学分析：采用SPSS（10.00版）统计软件包进行统计，所有数据采用平均数±标准差（M±SD）表示。各组组间差异采用单因素方差分析，继以LSD检验，以P
2 结果
2.1局灶性脑缺血再灌注模型（MCAO）大鼠行为学改变
①静止时不能充分伸展左前爪，行走时向左侧转圈或倾倒；②动物爬板实验时，总是落向左侧；③提尾实验时，左前肢内收，头弯向左上；④出现霍纳氏征。神经功能评分在2～3分。
2.2脑缺血侧脑组织形态学改变
2.2.1大体标本观察
脑缺血再灌注模型组和治疗组：缺血再灌注6h见脑膜血管高度充血，冠状切面组织有肿胀；缺血再灌注24h见脑组织轻度变软，切面淡黄色灰暗，灰质与白质界限变模糊，脑室变形。正常和假手术组：脑组织无充血水肿及坏死。
2.2.2光镜下观察（病理组织切片HE染色）
（1） 低倍镜下情况：观察到模型组和治疗组大脑皮层缺血坏死区域都集中在颞叶皮质区，即MCA支配供血区。表明造模成功，MCAO手术模型恒定，缺血区域一致，为大脑中动脉供血区。
（2） 高倍镜下情况
正常组与假手术组：皮质区正常，未出现坏死灶，脑组织及血管内未见炎性细胞。局灶性脑缺血再灌注6h模型组：缺血皮质区神经元开始变性坏死，可见胞核固缩为三角形，结构及核仁消失。局灶性脑缺血再灌注24h模型组：缺血皮质区神经元溶解性坏死严重，可见大量空泡形成，血管周围也出现较多炎性细胞并形成围管现象。
2.3脑缺血再灌注大鼠ICAM-1和P-selectin表达情况
免疫组化结果显示ICAM-l阳性血管表达部位主要分布在缺血侧皮层，与梗死灶周围区相一致；P-selectin阳性血管表达部位主要分布在缺血侧皮层，与梗死灶周围区相一致。
3 讨论
脑缺血损伤与动物模型的选择制备本模型的优点是：缺血部位恒定，且可进行再灌注，模拟了人类永久性及短暂性局灶性脑缺血的不同状态；由于对缺血及再通时间能进行准确控制，因而便于分析神经元对缺血的敏感性和耐受性，便于评价再灌注作用以及治疗时间窗的选择【1】；勿需开颅，术中不会引起血压、体温、血气的异常变化，避免了开颅对颅内环境的影响。局灶性脑缺血再灌注早期（1～24小时）缺血皮质出现神经元变性坏死和炎性细胞聚集、粘附及浸润，脑组织坏死范围和程度随着病程进展，炎症反应的继续而扩大加重【2】。在脑缺血再灌注早期（6小时）脑组织中ICAM-1、P-选择素表达水平即明显增高，且增高趋势在炎症反应期（24h）随病程进展而上升。
参考文献：
动物行为学分析范文第5篇
【关键词】 慢性应激 抑郁症 缬草 体质量 行为学
Abstract： 【Objective】 To explore the effects of Valerian on the weight and behavior of depressive rats induced by chronic mild stress． 【Methods】 A total of 70 rats were divided randomly into low dose of Valerian model group， medium dose of Valerian model group， high dose of Valerian model group， positive control model group， negative control model group， untreated model group， and normal control group． Each group had 10 rats． Each model group of rats were induced into depressive disorder by chronic mild stress for 4 weeks． After that，except the untreated model group， the other six groups were administrated respectively by low， medium， and high dose of Valerian， fluoxetine， and sodium carboxymethycellulose for 3 weeks． The weight， tap water intake and 10 g／L sucrose intake were weekly examined for seven groups of rats． 【Results】 After the intragastric administration of low， medium， and high dose of Valerian， and fluoxetine （a positive control drug）， the weight of depressive rats did not recover to that of normal control group of rat． Tap water intake was not statistically different between seven groups of rats during the experimentation． However， 10 g／L sucrose intake in fluoxetine model group and low dose of Valerian model group was increased and recovered to that of normal control group of rat． 【Conclusion】 A certain dose of Valerian may make behavior of depressive rats to recover to normal status．
Key words： chronic stress； depression； Valerian； weight； behavior
抑郁症（depression）是一组以显著而持久的心境障碍为主要表现的一种常见精神障碍，据世界卫生组织估计，到2020年抑郁症成为仅次于缺血性心脏病的第二大疾病［1-3］。缬草（Valerian）化学成分复杂，药理活性多样，具有镇静催眠、抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗抑郁等活性。Oshima等［4］报道缬草提取物能够缩短小鼠强迫游泳实验不动时间，显示了缬草的抗抑郁活性。本实验旨在探讨缬草对慢性应激导致的抑郁大鼠体质量和行为的影响，为临床应用缬草防治抑郁症提供实验资料。
1 材料与方法
1．1 材 料
1．1．1 动物
SD成年雄鼠80只，体质量180 ～ 200 g，由广东省实验动物中心（粤监证字2006A015）提供。
1．1．2 药物
阳性药物氟西汀购自美国礼来公司，缬草由Holistal International LTD提供，氟西汀和缬草溶液用5 g／L羧甲基纤维素钠配置而成。
1．2 实验方法
1．2．1 动物分组及模型建立
首先将80只大鼠正常饲养1周（本实验称为0周），在这段时间内，大鼠群养（每笼3 ～ 5只），且可以自由饮食和饮用自来水，同时给予10 g／L糖水进行训练。动物房温度控制在22 ℃ ± 2 ℃，且保持12／12 h昼夜节律。在0周结束时，对所有大鼠禁食禁水20 h，然后测定其在1 h内对10 g／L糖水摄取量，从中筛选出糖水摄取量相近的大鼠70只，并将其分成以下7组：①低剂量缬草模型组；②中剂量缬草模型组；③高剂量缬草模型组；④阴性对照模型组；⑤阳性对照模型组；⑥未用药模型组；⑦正常对照组。本试验采用慢性应激抑郁模型［5］，具体方法是：除正常对照组外，给予其余6组大鼠4周不可预测的中等强度刺激，包括强迫游泳（8 min）、禁水（20 h）、同笼饲养（16 h）、昼夜颠倒（12 h）、打湿垫料（20 h）、45°倾斜笼子（16 h）和放置异物（7 h）等。每天随机安排上述1种以上刺激方式。
1．2．2 给药
模型建立后，7组大鼠分别灌服不同的药物。①正常对照组和阴性对照模型组大鼠灌服5 g／L羧甲基纤维素钠；②阳性对照模型组大鼠灌服氟西汀溶液（2．2 mg／kg）；③低剂量缬草模型组大鼠灌服低剂量缬草溶液（100 mg／kg）；④中剂量缬草模型组大鼠灌服中剂量缬草溶液（200 mg／kg）；⑤高剂量缬草模型组大鼠灌服高剂量缬草溶液（400 mg／kg）；以上药物的剂量均是4 mL／d，分早晚两次灌服，每次2 mL，灌药周期为3周。⑥未用药模型组不灌服任何药物，正常饲养。
1．2．3 体质量和行为学检测
本实验周期为8周，每周对各只大鼠进行一次体质量、自来水摄取量、10 g／L糖水摄取量的测量。具体方法是在禁食禁水20 h后，同时给予大鼠自来水和10 g／L糖水（需预先称自来水瓶和糖水瓶的重量），1 h后，拿去自来水瓶和糖水瓶并称其重量，前后两次称量的差值分别为大鼠的自来水摄取量和10 g／L糖水摄取量。体质量称量在检测自来水摄取量和10 g／L糖水摄取量后进行。
1．2．4 统计学分析
采用SPSS12．0统计软件，组间各数据比较均用单因素方差分析，结果用x±s表示。
2 结 果
2．1 制备模型期间7组大鼠体质量和行为学结果
表1显示，在实验的第3周和第4周，与正常对照组大鼠相比，其余6组大鼠体质量增加的幅度明显减小。表2显示7组大鼠在同一测定时间内，两两之间比较各组大鼠的自来水摄取量差异无统计学意义（P ＞ 0．05）。表3显示，在实验的第3周和第4周，与相同测定时间的正常对照组大鼠相比，其余6组大鼠的10 g／L糖水摄取量明显减少（P ＜ 0．05）。这些结果提示，应用慢性应激能够成功制备抑郁症大鼠模型。
2．2 灌服药物期间大鼠体质量和行为学结果
表4显示，与正常对照组大鼠比较，灌服低、中和高剂量缬草以及阳性对照药氟西汀均不能明显恢复抑郁大鼠的体质量，这提示缬草和氟西汀对改善抑郁大鼠的体质量状况没有明显作用。表5显示7组大鼠在同一测定时间内，两两之间比较各组大鼠的自来水摄取量差异无统计学意义（P ＞ 0．05）。表6显示，在实验的第6周和第7周，阳性对照模型组和低剂量缬草模型组大鼠的10 g／L糖水摄取量恢复性增加到正常水平。上述结果提示，应用低剂量缬草能改善大鼠抑郁症状，具有抗抑郁的作用。
3 讨 论
慢性应激抑郁模型是目前最为公认、应用最多、最经典的抑郁模型之一。它是通过模拟人们在日常生活中所遇到的“困难”而建立起来的动物模型。在给予动物3 ～ 4周的中等强度刺激后，动物表现出兴趣丧失，糖水消耗量减少，这与临床上抑郁症患者最常见的症状丧失有一定程度的相似性。但是该模型也具有一些缺点，如造模耗时，费力，尤其是结果不太稳定。因此，如何制备出稳定的慢性应激抑郁模型一直是研究的焦点。在本研究中，为了降低因为大鼠个体差异造成的实验结果不稳定性，在给予大鼠慢性中等强度刺激之前，正常饲养大鼠一段时间，让其适应环境。同时，按照Angela等报道的方法，用摄取1％糖水来训练大鼠［6］。在适应环境后，对所有大鼠禁食禁水一段时间，然后测定其糖水摄取量，从中筛选出糖水摄取量相近的大鼠参与本实验。在造模过程中，为了降低大鼠对刺激的耐受，提高造模的有效性，本文参考了Angela［6］、Lin［7］、Janne［8］和Ipek［9］等的造模方法。并在此基础上，不断地对模型的刺激进行调整改进，最终确立了一套造模程序。例如，随机使用各种刺激，同一种刺激在实验中不能连续重复使用3次或以上，这使得大鼠对刺激不可预知。通过上述的造模方法，致使被造模的动物体质量增加的幅度比正常大鼠的要明显减小，其1％糖水摄取量也明显降低，这些都表明本实验成功建立了抑郁大鼠模型。
目前，大部分国外学者采取液体消耗实验中的糖水消耗量来判断抑郁模型是否成功。糖水摄取量的变化可以反映动物对“奖励”的反应。患有抑郁症的大鼠，其“情绪低落”，对奖励淡漠，其糖水摄取量是明显减少的。本研究也发现，在造模的第3周和第4周，制备模型组大鼠的糖水摄取量是明显减少的。这表明给予慢性应激能够使大鼠发生抑郁。
本文还观察到，一定剂量的缬草可以使抑郁大鼠的糖水摄取量恢复性增加到正常大鼠的水平，从而逆转了消失的症状。缬草是如何促使抑郁大鼠恢复正常的行为活动？其机制目前还不清楚。有研究发现，出现抑郁行为的动物和人，其大脑海马神经元是减少的［10-12］。一些研究表明，缬草可以明显降低因脑缺血引起的海马神经元死亡数量，提示缬草有保护脑细胞的作用［13， 14］。我们另一项实验也显示［15］，应用缬草可促使抑郁大鼠海马神经元恢复性增加，并且达到正常大鼠水平。表明缬草可以保护抑郁大鼠海马受损伤神经元，不让它们死亡，从而稳定了海马结构。因此，本文认为，一定剂量的缬草促使抑郁大鼠恢复正常的行为活动可能与抑郁大鼠海马神经元恢复性增加有关，这一推测还有待于研究证实。本研究不清楚不同剂量的缬草有不同作用的原因，推测与缬草含有多种活性成分有关。据认为，天然植物药中某一种成分在一定的剂量范围内可能对某一器官、组织具有保护作用，但是另一剂量可能会产生相反的效果［16］。
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