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穿梭实验方法步骤
穿梭实验(shuttle-box test)是指如果动物在规定时间内对某一特定信号(如灯光、 声音)不发生反应,则给予惩罚性刺激(常用电刺激),使动物穿梭至对侧安全区(被 动条件反射),在一定时间内反复训练后则可形成将特定信号与惩罚性刺激结合起来的 条件反射——主动逃避反应(主动条件反射)。主动条件反射形成后,可进行信号消退测试,是一种高级、复杂的联想式程序性记忆的获得与巩固过程。

实验装置
穿梭图像实时监测分析系统采用二级测控模式,包括测试箱、摄像头、刺激信号和电网。
ZH-CSC型穿梭实验视频分析系统

ZH-CSC型穿梭实验视频分析系统(Shuttle box system)是定量测定动物行为学改变,属于经典的联合型学习条件反射,动物通过学习能回避有害的刺激。底部为不锈钢栅,使用电流加非条件刺激,电击动物足底。顶部配置有噪声发生器,用来产生条件刺激。条件刺激数秒钟后电击。若在铃声刺激安全间隔期内大鼠逃向安全区则为主动回避反应;如果在条件刺激安全间隔期内大鼠未逃向安全区,则通以交流电击后逃向安全区的为被动回避反应阳性,否则为主动、被动回避反应阴性,此为一个循环周期。经过反复训练后,只给条件刺激,大鼠即逃到对侧安全区以逃避电击,此即形成了条件反射或称主动回避反应,计算机自动控制系统可记录相关的动物行动参数。主动回避时间是指动物接受条件刺激的时间长短,该值越短,说明动物主动回避反应越迅速,学习记忆能力越强。
该实验广泛用于学习记忆功能、认知神经科学、神经生理学、神经药理学、认知功能退行性变性等实验研究方面的研究,简单易操作,容易判别结果,可信度高,既可单独作为检测实验提供课题参数,也可以作为其他学习记忆和认知功能实验的辅助或预筛选实验。
本系统是通过摄像视频跟踪方式的分析系统。该系统以摄像系统、电脑、刺激器三大部件作为硬件基础,实验过程中不需要对实验动物作特殊标记。软件识别算法采用了轨迹预测、局部和全局相结合的搜索技术,可以任意追踪和记录实验动物(大小鼠)的位置,采用开放式、系统可扩展性强,结果可导入到Excel,并进行直方图\曲线\轨迹的处理,便于用户在SPSS、SAS等生物分析统计软件中作进一步分析处理。
软件特点 :
多功能,除进行穿梭实验外,进行焦虑、习得性无助模型的制做非常方便
采用视频摄像跟踪技术,实现了实验过程的自动化,避免了人工计数引入的主观误差和对实验动物的干扰,增加了实验结果的真实性和可靠性。
软件系统功能强大,指标参数丰富
标准化工业设计,硬件坚固耐用
领先的核心算法,有效保证识别的抗 干扰性和准确性
用户可设置彼此独立的实验数据存档文件夹, 便于实验资料管理
可定时录制视频图象,以多种方式显示指标,提供轨迹图、轨迹坐标点和指标结果的导出功能。
视频文件格式支持AVI压缩格式,压缩比率高,能够有效减少存储空间,并有利于进行长时间的实验观察。
面向科研和计算机辅助教学(CAI),能够记录原始的视频图像,并提供完整的实验数据库功能,作为研究的真实记录和今后进行教学演示的素材。
正华生物ZH-500x型避暗实验视频分析系统,Ο561联6Ο62系3Ο7我
1. 测试箱
测试箱一般为矩形或方形,分A 、B两室,两室面积等大,不同文献中所用测试箱在材 料、尺寸、形状和颜色等方面存在一定差异。但两室内径的基本参数(长×宽×高)一般为大鼠30cm×30cm×50cm, 小鼠20cm×15cm×40cm 。 长度和宽度增减幅度±20%。高度则以能捕获动物活动图像为准。A、B 两室间有一椭圆形小孔(直径×高度)为大鼠7.0cm×9.0cm,小鼠3.0cm×5.0cm; 增减幅度±15%。
2. 电网
采用不锈钢电网。大鼠的每根电丝直径0.3cm, 电网间距1.5cm; 小鼠的每根电丝直径0.2cm, 电网间距1.0cm; 增减幅度±10%。
电刺激参数如下:
①频率:5~15Hz;② 刺激强度(电压):30~80V;③ 刺激时间:0~999s 。分箱控制电 网的电路由软件控制,对每个测试箱的电源实施实时通断监控,可监测动物在电网上停留超过一定时间后,自动断电,以保护动物不受过度的电压刺激。
操作步骤
动物置于穿梭箱任一室适应3~5min后实验开始,计算机按设定的条件刺激和非条件刺激强度(持续时间、间隔时间、电压值)给予一个周期的刺激,如此反复多次。
1. 获得
以每天设定的穿梭次数(30~60次),或者每天固定实验时间(一般为30min) 作为训练 参数。实验开始后给予条件刺激(灯或声音),持续3~5s, 而后15~30s同时给予非条件刺激 (40~60V 的电刺激)。刺激结束后间歇5~10s后开始下一个刺激周期,如此反复。记录动物在 规定时间内的被动穿梭动作(条件刺激和非条件刺激给予后穿梭到对侧的行为)、主动穿梭动作(条件刺激后,非条件刺激到来之前穿梭到对侧的主动行为)。记录动物被动(主动)穿梭的次数、潜伏期、路程、速度和时间。以连续3次主动穿梭(灯亮后、通电前的逃避反射)判为主动条件反射形成。
2. 消退
动物形成主动条件反射后(条件刺激后,非条件刺激到来之前穿梭到对侧的主动行为),操作方法同获得模式,但停止给予电刺激,观察动物主动条件反射的消退时间,可用于评价动物对非条件刺激记忆的保持能力。
评价指标
(1)主动穿梭次数 动物从有光无电室穿入到无光无电室的总次数。
(2)主动穿梭平均反应时间 动物完成主动穿梭的平均时间。
(3)被动穿梭总次数 动物从有光有电室穿至无光无电室的总次数。
(4)被动穿梭平均反应时间 动物完成被动穿梭的平均时间。
(5)逃避潜伏期 动物在第一次电击穿至对侧室的时间。
(6)安全区时间 动物在无光无电区和有光无电区停留的时间。
(7)错误区时间 动物在有光有电区停留的时间。
(8)逃避失败次数 动物在设定的非条件性刺激持续时间内未完成逃避反应的总次数。
(9)建立条件反射百分率 连续3次主动穿梭动物数占同组动物总数的比值。
注意事项
(1)进行正式检测前建议对实验环境成立进行验证。
(2)穿梭反应实验实验前将穿梭潜伏期不合格的鼠弃去不用。
(3)每次实验后用75%的酒精清洁,除去反应箱中残留的动物气味。
(4)测试箱应具备良好的隔音效果,避免测试时实验动物发出的声音。

讨论和小结
穿梭的判断指标分主动穿梭和被动穿梭两类动作,每类动物指标均包括潜伏期、次数、路程、速度;与安 全区、错误区和近口区时间,路程以及条件反射成功率一起作为学习记忆行为评价指标。判断 标准一般采用组间比较,如评价指标中的任一指标统计学上有显著性差异(P<0.05), 其余指标发生同向性改变,则视为穿梭评价学习记忆行为有改变。