新物体识别测试基于这样一个事实:与熟悉的物体相比,啮齿动物会花更多时间探索新物体。在这项任务中,受试者在初次熟悉阶段会接触到一个物体。在接下来的测试阶段,动物会接触到同一个熟悉的物体和一个新物体。受试者应该能够记住开始的物体,并花更多时间探索新物体。这项任务既需要物体识别能力,也需要记忆认知能力,而这些能力在突变株、神经退行病模型或接受某些药治 疗后可能会受到影响。
设备和器材
新物体识别和开放场地测试使用的是类似的设备。该设备由一个被高墙环绕的正方形区域组成。大鼠是72cm(长)*72cm(宽)*40cm(高),小鼠是40cm(长)*40cm(宽)*40cm(高)。墙体通常是哑光黑色、白色或透明的,以防止反光。
选择物体对于测试的一致性和可靠性至关重要。由于啮齿动物很难分辨许多颜色,因此需要考虑所选物体的亮度、形状和质地。物体的重量也需要足够,以防受试动物移动它,或者需要将物体粘附在测试区域的底部。物体的形状应防止受试动物攀爬或坐在上面,因为视频跟踪软件很难对这种类型的移动进行评分。如果物体是不对称的,则每次试验时都应将其放置在相同的位置。重要的是,物体应是无味的,并且不会在试验之间保留任何嗅觉线索。
测试区域应有足够的照明但光线柔和,以便动物能够看到并探索周围环境,同时避免强光带来的压力。
使用固定安装的摄像机从箱体上方记录实验过程。可以使用跟踪软件来追踪迷宫内动物的活动,例如Noldus EthoVision或VisuTrack等软件。同时,也可以进行实时评分。
训练方案
新物体识别测试的目的是测量动物的探索能力、记忆力和物体识别能力。通过观察动物对熟悉物体的记忆能力,该测试可用于比较假手术对照组动物与病症模型组动物之间的差异。在测试过程中,受试动物会接触到两个物体,其中一个物体是受试动物之前接触过的,因而是熟悉的。控制组动物应该能够记住熟悉的物体,并花更多时间探索新物体,而认知能力受损的动物可能会同等地探索两个物体。
使用新物体识别测试评估探索活动和记忆
新物体识别测试可以在不同程度地适应测试区域后进行。长时适应方案涉及在连续三天内,每天两次将受试动物暴露于空的测试区域五分钟。短时适应方案则让受试动物在熟悉阶段前一天对测试区域进行一次五分钟的暴露。另外,适应并非必 要步骤,受试动物可以直接进入协议的熟悉部分。
如果进行了适应过程,则在适应结束后的一天,受试动物会与一个物体进行熟悉。在测试区域放置两个相同的物体,彼此之间以及与区域墙壁之间保持几厘米的距离。打开摄像机,将受试动物放入测试区域,面对与物体相反的方向,并允许其自由探索。使用秒表测量受试动物探索物体的时间。当受试动物总共探索物体二十秒,或经过十分钟后,将其从区域中移出并放回其饲养笼中。
受试动物与一个物体熟悉后,即可进行测试阶段。在此阶段,受试动物会接触到两个不同的物体,其中一个与熟悉阶段使用的物体相同,另一个是新物体。这些物体放置在与熟悉阶段相同的位置。打开摄像机,将受试动物放入测试区域,面对与物体相反的方向,并允许其自由探索。受试动物应该花更多时间探索新物体,而不是熟悉的物体。当受试动物探索新物体二十秒,或经过十分钟后,将其移出。
示例数据
从新物体识别测试中获得的数据主要包括动物探索物体所花费的时间。这些数据可以直接绘制成图表,以便比较熟悉阶段探索一个物体所花费的时间与测试阶段探索新物体所花费的时间,如下所示。
另一种数据可视化方法是计算差异分数和辨别分数:
探索新物体时间 - 探索熟悉物体时间 = 差异分数
探索新物体时间 / 探索两个物体总时间 = 辨别比率
差异分数为正且辨别比率大于0.5是衡量物体识别的指标,可以跨动物组进行比较,如下表所示。在这个例子中,一种突变型大鼠无法区分新物体和熟悉物体,几乎花费相同的时间来探索这两个物体。这导致差异分数较低,辨别比率接近0.5。这些结果可能表明该突变体可能存在记忆或保留缺陷。
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