迷宫障碍盒测试的目的是评估对照组与疾病模型/纵组啮齿动物的认知能力/损伤,方法是评估它们在通往暗室的道路上探索和找到穿过障碍物所需的时间。
测试前,受试者被留在测试室进行几天的适应。在测试过程中,被测试者被放置在面向目标门框的明亮宽阔的房间的远端,并被允许找到通往黑暗目标门框的路。记录了动物进入目标框部分所需的时间。此时间称为潜伏期。
小鼠在三天内总共进行九次试验,每天进行三次试验。在此期间,在将目标门框与明亮室分开的薄板的小底切中放置难度越来越大的障碍物。下面的示意图显示了该任务的计划:
将小鼠放置在光线明亮的隔室中,由于明/暗动机,小鼠很快就会偏爱较小的暗目标隔室。
在去往暗室的途中,小鼠面临各种难度越来越大的挑战,并要求为每个新问题采用不同的解决办法。
迷宫障碍盒(Puzzle Box)是神经科学中广泛使用的行为任务,用于评估啮齿动物解决问题的能力。这是一种解决问题的范式,随着试验的进行,受试者需要逃离光线明亮的大房间,难度越来越大(Ben Abdallah et al., 2011)。啮齿动物的认知能力受精神分裂症等多种环境和疾病状况的影响。因此,通过这种范式,可以评估环境富集对啮齿动物认知能力的影响,并预测在一些治疗干预后与疾病相关的认知缺陷的改善(Hagan 和 Jones,2005 年;Arguello et al., 2010)。与其他模型(如 5 个选择的连续反应时间任务和注意力转移任务)相比,这些模型有助于确定认知能力/障碍,且迷宫盒不需要长时间的训练或消耗实验者的大部分精力。
迷宫障碍盒有一个明亮的大房间和一个较小的深色“目标盒”,由一张带有小底切的床单隔开,供啮齿动物通过。它遵循明暗箱的原理,即它利用啮齿动物探索周围环境的自然倾向,避免在更黑暗、更安全的地方寻找庇护所。
已经确定了该范式对评估啮齿动物解决问题的能力和精神分裂症小鼠模型所表现出的认知缺陷的适用性(BenAbdallah et al., 2011)。
迷宫障碍盒的历史可以追溯到 Edward Lee Thorndike 和他在 1898 年发表的关于动物智能的论文(Chance, 1999)。然而,它在神经科学和药理学中的应用,特别是在小鼠实验中,是最近改进和修改类似范式的结果,如大鼠的挖洞任务和明暗盒(Crinella 和 Yu,1995 年;Galsworthy et al., 2002)。
材质为有机玻璃板材
大腔室配备照明灯,用于制造明亮的环境
小腔室被有机玻璃板与大腔室分离,且顶部有盖子,制造黑暗的空间
中间的有机玻璃板下方留有开放的门,可供实验鼠穿梭。
在通道口可设置不同的通行难度:
a. 直接开放
b. 放置一段狭窄的通道
c. 在入口处填塞纸团或放置纸片
d. 其他障碍物,如木块
小鼠 | 大鼠 | |
明区 | 长58cm*宽28cm*高27.5cm | 长87cm*宽42cm*高41.5cm |
暗区 | 长15cm*宽28cm*高27.5cm,带盖 | 长22cm*宽42cm*高41.5cm |
箱体颜色 | 默认白色,可选:黑色/透明/灰色/蓝色 | 默认白色,可选:黑色/透明/灰色/蓝色 |
通道 | 宽4cm*深2cm*长15cm | 宽6cm*深3cm*长22cm |
迷宫障碍盒测试的目的是评估对照组与疾病模型/纵组啮齿动物的认知能力/损伤,方法是评估它们在通往暗室的道路上探索和找到穿过障碍物所需的时间。
测试前,受试者被留在测试室进行几天的适应。在测试过程中,被测试者被放置在面向目标门框的明亮宽阔的房间的远端,并被允许找到通往黑暗目标门框的路。记录了动物进入目标框部分所需的时间。此时间称为潜伏期。
小鼠在三天内总共进行九次试验,每天进行三次试验。在此期间,在将目标门框与明亮室分开的薄板的小底切中放置难度越来越大的障碍物。下面的示意图显示了该任务的计划:
每次试验需要 3 分钟用于难度较低的活动,需要 4 分钟用于难度较高的活动。
疾病相关认知障碍的评估
Puzzle Box 可用于检查精神分裂症等影响执行功能的疾病的影响。啮齿动物受到多种作以诱发精神分裂症。这些受试者解决障碍谜题所需的时间可以衡量他们的认知能力(BenAbdallah et al., 2011)。
环境富集效果评价
该行为任务也用于评估小鼠模型上的环境富集。众所周知,环境丰富会显着影响动物的行为,因为它可以减轻压力并提高学习和记忆任务的表现。对于在富集环境中饲养的小鼠,解决障碍谜题所需的时间比在标准实验室环境中饲养的小鼠要短(O'Connor等人,2014 年)。
样本数据通过绘制精神分裂症动物模型(海马损伤小鼠)与对照之间的关系来表示。该图显示,精神分裂症啮齿动物需要更长的时间来执行任务并进入目标框。
迷宫障碍盒是一种广泛使用的行为检测方法,用于评估啮齿动物的认知能力。
它用于评估疾病状况如何改变执行功能,以及环境富集如何改善感觉运动活动和学习。
该装置由一个分为两部分的盒子组成。一个较大的明亮部分和一个较小的深色目标门框,顶部覆盖着盖子。
该检测方法易于接受,并且是对认知功能的经过验证的初步评估。
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