三箱社交范式实验详解

摘要:三箱社交范式(Three-Chamber Social Interaction Test)是一种在神经科学研究中广泛应用的测试方法,用于量化啮齿动物的广义社交能力和社交新奇性。这一范式特别有助于揭示社交行为和社交识别障碍,这些障碍是许多神经精神疾病(如精神分裂

一、概述

三箱社交范式(Three-Chamber Social Interaction Test)是一种在神经科学研究中广泛应用的测试方法,用于量化啮齿动物的广义社交能力和社交新奇性。这一范式特别有助于揭示社交行为和社交识别障碍,这些障碍是许多神经精神疾病(如精神分裂症、双相情感障碍)的典型特征,也是神经发育障碍(如自闭症)的明显症状。

在神经精神疾病动物模型的研究中,模型的效度至关重要。效度通常分为表面效度、结构效度和预测效度三个方面。然而,大多数动物模型只关注这三个方面中的一个或两个。2004年,Jacqueline N. Crawley提出了一种创新的模型,即社交能力和社交新奇性偏好协议模型,该模型使用了三箱装置。这一装置能够同时评估社交行为的两个可区分方面:社交亲和力、社交动机以及社交记忆和新奇性。自Crawley提出这一模型以来,“三箱范式测试”在神经精神疾病和转基因啮齿动物模型的研究中迅速获得了广泛应用,并且在药理学和毒理学领域也得到了越来越多的关注。

二、实验装置与设备

三箱社交范式实验的核心装置是一个由亚克力板组成的矩形盒子,其尺寸通常为60x40x22厘米。这个盒子被可拆卸的隔板分隔成三个室,每个室的尺寸均为20x40x22厘米。隔板上设有一个约22x4厘米的滑动门,允许实验动物在室内自由移动。

中央室作为起始区域,而两个侧室则用于放置刺激小鼠。刺激小鼠通常被放置在高度为15厘米、直径为7厘米的亚克力笼中。这些笼子不仅允许实验动物与刺激小鼠进行互动,还有助于限制攻击性行为的发生。

装置的墙壁可以是透明的,也可以是不透明的,这取决于实验的具体要求。透明的墙壁便于实验者观察实验动物的行为,而不透明的墙壁则可以用于消除外界因素对实验动物的影响。

此外,为了辅助实时评分、跟踪和记录实验动物及其在迷宫内的移动,可以在迷宫上方安装摄像头,并将其连接到跟踪软件(如ConductVision、Noldus Ethovision XT和VisuTrack等)。这些软件能够自动记录实验动物在各个室中的活动时间、进入次数以及嗅探笼子的时间等关键数据。

为了确保实验的准确性和可靠性,必须在每次试验前后彻底清洁装置,并且为每个实验动物更换垫料,以消除先前试验中任何残留刺激物的影响。

小鼠三箱社交,型号XR-XJ117,上海欣软

三、实验流程

1. 预训练

在进行正式的社交室测试之前,需要对实验动物进行预训练。预训练的目的是让实验动物熟悉装置和侧室中的空笼子。

首先,将实验动物置于装置中,所有隔板门均打开,允许其自由探索整个装置约5至10分钟。在此期间,两个侧室内均放置空笼子,以使实验动物熟悉它们。一旦实验动物探索了整个装置,就将其放回中央室,并关闭通向侧室的门。然后,再给它5到10分钟的时间来进一步探索中央室。

同时,将在侧室中使用的刺激小鼠也在正式测试期前至少24小时习惯其笼子。这有助于刺激小鼠在测试过程中保持冷静,避免攻击性行为的发生。

2. 社交能力评估

预训练结束后,就可以进行正式的社交能力评估了。首先,将实验动物引入中央起始室,并允许其适应装置一段时间(如2-3分钟)。然后,将一只刺激小鼠随机放置在一个侧室内,同时保持该侧室的门关闭。另一个侧室内则放置一个空笼子作为非刺激物。每次测试时,有笼子的刺激物和空笼子的位置都会随机改变,以消除位置偏好对实验结果的影响。

接着,打开通向侧室的门,允许实验动物自由探索整个装置。在实验过程中,实验者应从测试区域外部观察实验动物的行为,避免对其产生干扰。实验者需要记录以下关键数据:实验动物在每个室中花费的时间、进入室的次数以及嗅探每个笼子的时间。这些数据将用于评估实验动物的社交能力。

测试时间通常为10分钟。在这段时间内,实验动物会表现出对刺激小鼠的偏好程度,这可以通过其在刺激小鼠所在侧室中花费的时间和嗅探笼子的时间等指标来量化。

3. 社交新奇性偏好评估

社交能力评估结束后,立即进行社交新奇性偏好评估。首先,将实验动物放回中央起始室,并关闭通向侧室的门。然后,将另一只新的刺激小鼠放入先前的空笼子中。现在,两个侧室分别包含一个已互动过的刺激小鼠和一个新的陌生刺激小鼠。

放置第二个刺激小鼠后,再次打开隔板门,并按照之前描述的方式进行10分钟的测试。实验者需要继续记录实验动物在每个室中花费的时间、进入室的次数以及嗅探每个笼子的时间等指标。这些数据将用于评估实验动物对社交新奇性的偏好程度。

在测试过程中,实验动物通常会表现出对陌生刺激小鼠的偏好程度高于已互动过的刺激小鼠。这种偏好程度可以通过比较实验动物在陌生刺激小鼠和已互动过的刺激小鼠所在侧室中花费的时间和嗅探笼子的时间等指标来量化。

四、测试指标

在三箱社交范式实验中,主要关注以下几个测试指标:

在每个室中花费的时间:这是评估实验动物社交能力和社交新奇性偏好的关键指标之一。实验动物在刺激小鼠所在侧室中花费的时间越长,说明其社交能力越强;在陌生刺激小鼠所在侧室中花费的时间越长,说明其对社交新奇性的偏好程度越高。

进入室的次数:这一指标可以反映实验动物对不同侧室的探索程度和兴趣程度。实验动物进入刺激小鼠所在侧室的次数越多,说明其对该侧室的兴趣程度越高;进入陌生刺激小鼠所在侧室的次数越多,则进一步证明了其对社交新奇性的偏好。

嗅探每个笼子的时间:嗅探行为是实验动物探索周围环境的重要方式之一。通过记录实验动物嗅探每个笼子的时间,可以进一步评估其对不同刺激物的兴趣程度和社交能力。实验动物嗅探刺激小鼠笼子的时间越长,说明其对该刺激物的兴趣程度越高;嗅探陌生刺激小鼠笼子的时间越长,则进一步证明了其对社交新奇性的偏好。

来源:皮狗谈科技v

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