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探讨小动物肢体协调性的圆筒试验及水平楼梯实验的测试方法
点击次数:98 发布时间:2020-08-10

一.圆筒实验方法(Rearing Cylinder)

圆筒试验是针对于不对称中枢神经系统疾病的研究工具。主要研究啮齿类动物在贴壁站立的过程中肢体不对称使用的情况。本试验对神经退行性疾病的模型,如帕金森,ALS,阿尔茨海默氏症,中风有重要意义。

此检测需要将小鼠放置在一个透明的有机玻璃圆筒内,观察动物在直立状态下使用上肢的偏好。一般而言,小鼠在正常状态下多会使用双上肢碰触攀爬圆筒壁以作出探索行为,但损伤后使用伤侧肢体的频率会明显下降,因而可以通过评估损伤侧肢体的使用频率和意愿反应小鼠的恢复状况。动物将会被放置在透明有机玻璃的圆筒状里(15 cm × 20 cm:D × H),一共 15 min,全程录像,圆筒后面设置玻璃以获取动物背对摄像机时的情形。每次动物直立状态下上肢接触圆筒壁完成(双上肢放回地面为标记)记为一组。一共分析前 10 组,最长分析时程为 15min。实验正式开始前三天动物会被放置到圆筒里适应 15~20min,并接受基线检测。

Rearing 分析结果使用首次攀爬和序贯攀爬表示,每次攀爬动物都会面临使用哪侧肢体的选择,故存在首次攀爬(左、右、双侧)和序贯攀爬(左、右、双侧)三种不同的结果。

定义:

首次攀爬(initial rear):动物直立后第yi次使用上肢攀爬圆筒壁的行为,每次肢体直立(Rearing session)后只存在一次首次攀爬(只记一分),记录每个 session首次攀爬的时间便于后期检查。

左侧:使用左上肢碰触攀爬;

右侧:使用右上肢攀爬碰触;

双侧:同时使用两侧上肢攀爬,如果肢体前后放置到圆筒壁的时间> 0.25 秒,则认为是双侧 rear。

序贯攀爬(subsequential rear):动物在首次攀爬后继续对圆筒壁做出的探索攀爬行为。同样面临三种选择,左、右,双侧,每次序贯攀爬的完成均记一分,可能存在> 1 分的情况。

若首次攀爬被定义为左,则序贯攀爬只能是左或者双侧;

若首次攀爬被定义为右,则序贯攀爬只能是右或者双侧;

若首次攀爬被定为为双,则序贯攀爬只能被定义为双侧;

左侧:在首次攀爬后动物继续使用左侧上肢攀爬圆筒壁的行为,每次使用均记一分,若右上肢在左上肢之后碰触了圆筒壁则记为双侧;

右侧:在首次攀爬后动物继续使用右侧上肢攀爬圆筒壁的行为,每次使用均记一分,若左上肢在右上肢之后碰触了圆筒壁则记为双侧;

双侧:每次序贯攀爬中双侧上肢继续攀爬圆筒壁的行为,序贯双侧可以发生在任何类型的首次攀爬和序贯攀爬之后,该类型攀爬可以是交替使用双上肢亦可以是同时使用双上肢。在非轮流的情况下,连续发生的单侧肢体碰触攀爬不计为单侧或双侧的序贯攀爬。一旦被记为序贯双侧,则接下来所有的序贯碰触只能继续是序贯碰触而非左或右侧碰触。不记录所有下降过程中的攀爬碰触,除非动物未完全低头又发生了至少一次攀爬。

二.水平楼梯实验(Horizontal Ladder)

该测试反应小鼠肢体在水平楼梯上的行走控制能力。水平横梯跑道(100 cm × 13 cm:L × W)由两块有机玻璃组成,横梯间隔 1 cm。动物饲养笼放置于跑道末端促使动物通过横梯跑道回笼。

每次实验前将在整条跑道中随机抽掉 25 根横梯制成无规律间隔跑道(最大间隔 4cm),并使用摄像机记录跑步情况,每次检测需要重复奔跑 5 次。之后逐帧分析肢体踩空和滑落横梯的情况,计算出小鼠错误步数的比例。

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