《动物行为实验指南》共674页,涵盖了常见的实验动物,如小鼠、大鼠和斑马鱼,详细描述了每一种行为测试的实验设计、测试设备、实验流程、评估指标、预期结果、常见问题及解决方法、数据分析、模型应用与局限性等各个方面。它通过快速引导,帮助研究人员高效地掌握实验的每个阶段,减少了查阅文献和寻找方法的时间,成为各类科研人员的重要参考资料。 《动物行为实验指南》共计收录了16种动物行为类型,包括焦虑抑郁、学习记忆、痛觉、运动、恐惧、社交、癫痫、操作、成瘾、视觉、痒觉、味觉、嗅觉、睡眠、斑马鱼行为以及常见动物模型等内容。每一类动物行为下,都详细介绍了多个经典的实验范式,涵盖了超过100种实验方法。
圆形旷场(Circular Open Field)是一个圆形的开放场地,四周有较高的不透明或透明的围墙。开放场常用于评估与焦虑相关的行为以及探索行为。圆形旷场是对广泛使用的方形开放场迷宫的一种改进。在分析数据时,方形开放场的角落往往会成为一个干扰变量,因为动物可能会将其视为安全区域。此外,开放场的整体几何形状在记忆和导航任务中也可能成为一个影响因素。通常用于观察和评估动物(如小鼠、大鼠等)在新环境中的自主活动、探索行为、焦虑水平等多种行为学指标。 装置与设备: 圆形旷场由亚克力材料制成,有透明和不透明两种类型。该场地的直径为40厘米,围墙高度为30厘米。对于体型较大的啮齿动物,也有直径60厘米、高度40厘米的装置可供选择。场地的底部是可拆卸的,还配备有网格地板插件,以辅助视频录制。 应用示例: 1.导航与探索行为研究 场地几何形状对行进路径的影响研究:有研究在2011年观察了雄性Wistar大鼠在两种开放场中的探索行为。大鼠被分为两组,分别在圆形旷场和方形开放场中进行实验。每只大鼠在各自的场地中于黑暗周期下进行一次测试。在两种场地中的大鼠都从面向场地中心的固定起点开始试验。在20分钟的观察期内,圆形旷场中的大鼠在穿过场地中心时会选择迂回的路径。与圆形旷场中的大鼠相比,方形开放场中的大鼠无论其横穿路径的长度如何,转弯角度都更小。 使用的开放场包括: 直径90厘米、围墙高50厘米的圆形旷场(COF); 45厘米×45厘米×45厘米的灰色方形开放场(SOF); 30厘米×30厘米的透明活动计开放场(AOF); 5.5米×5.5米的昏暗孤立方形房间,地板为白色油毡,墙壁为白色(BOF)。
所有实验均从将单个实验对象放置在场地中心开始。对S1品系进行了三个实验。在第一个实验中,将三组雄性小鼠分别同时在AOF、SOF和COF中进行10分钟的试验。虽然所有组在三个场地中的表现相似,但与SOF相比,在AOF中观察到的水平活动明显较少。在三个场地中,水平和垂直探索的时间模式也极为相似。在下一个实验中,雄性小鼠首先在COF中进行10分钟的试验,一周后在BOF中进行10分钟的试验。小鼠在BOF中表现出更多的水平活动,不过其他观察结果和时间模式非常相似。在第三个实验中,雌性小鼠在SOF中进行两次10分钟的试验,间隔一周,未观察到显著结果。在第四个实验中,将S1品系的雄性小鼠与F1杂交品系NMRI×S1和BC×S1的雄性小鼠进行比较。实验对象在SOF中进行5分钟的试验,30天后在COF中进行试验。三个品系在开放场中的行为时间模式相同,在表现上未观察到显著的品系效应。最后一个实验是将VDR KO小鼠与其野生型对照小鼠在SOF中进行两次10分钟的试验,间隔一周;三周后在COF中进行5分钟的试验,并将其表现与第一次SOF试验进行比较。在SOF试验中,VDR KO小鼠的水平和垂直活动明显较低。 2.饮食与肥胖研究 在2015年研究了肥胖和束缚应激对雌性Wistar大鼠的影响。在45日龄时,将大鼠分为标准饮食组(Std)、标准饮食+应激组(Std + stress)、自助餐饮食组(Cafe)和自助餐饮食+应激组(Cafe + stress)。自助餐饮食组除了给予标准饮食组的标准饲料外,还允许自由获取每天三种高脂质的可口食物。此外,自助餐组还可以自由获取天然水、加蔗糖的水和含糖软饮料。8周后,应激组在束缚装置中(见束缚装置)接受慢性应激处理,每天1小时,每周5天,持续50天。在第15周,在圆形旷场(110勒克斯)中进行5分钟的表现评估。 行为分析: 动物在进入新的圆形旷场环境时,会表现出不同程度的探索行为,如嗅闻、走动、跳跃等。通过分析这些行为的频率和持续时间,可以评估动物的好奇心和认知能力。 分析焦虑情绪:动物在圆形旷场中的行为表现还可以反映其焦虑水平。一般来说,焦虑程度较高的动物会更多地靠近旷场边缘活动,而较少进入旷场中心区域。通过计算动物在中心区域和边缘区域的停留时间、进入次数等参数,可以量化评估动物的焦虑状态。 1. Yaski, O., Portugali, J., & Eilam, D. (2011). Arena geometry and path shape: When rats travel in straight or in circuitous paths? Behavioural brain research, 225(2), 449-454. 2.Kalueff, A. V., Keisala, T., Minasyan, A., Kuuslahti, M., & Tuohimaa, P. (2006). Temporal stability of novelty exploration in mice exposed to different open field tests. Behavioural processes, 72(1), 104-112. 3.Genaro, G., & Schmidek, W. R. (2000). Exploratory activity of rats in three different environments. Ethology: Research Papers, 106(9), 849-859.Biagioni, A. F., dos Anjos-Garcia, T., Ullah, F., Fisher, I. R., Falconi-Sobrinho, L. L., 4.de Freitas, R. 4.L., … & Coimbra, N. C. (2016). Neuroethological validation of an experimental apparatus to evaluate oriented and non-oriented escape behaviours: comparison between the polygonal arena with a burrow and the circular enclosure of an open-field test. Behavioural brain research, 298, 65-77. 5.Shalev, U., & Kafkafi, N. (2002). Repeated maternal separation does not alter scrose-reinforced and open-field behaviors. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 73(1), 115-122. 6.Roy, V., & Chapillon, P. (2004). Further evidences that risk assessment and object exploration behaviours are useful to evaluate emotional reactivity in rodents. Behavioural brain research, 154(2), 439-448.7.Mahesh, R., Rajkumar, R., Minasri, B., & Venkatesha Perumal, R. (2007). Potential antidepressants: pharmacology of 2-(4-methyl piperazin-1-yl)-1, 8-naphthyridine-3-carbonitrile in rodent behavioural models. Die Pharmazie-An International Journal of Pharmaceutical Sciences, 62(12), 919-924. 8.Uchida, N., Egashira, N., Iwasaki, K., Ishibashi, A., Tashiro, R., Nogami, A., … & Takata, J. (2009). Yokukansan inhibits social isolation-induced aggression and methamphetamine-induced hyperlocomotion in rodents. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 32(3), 372-375. 9.Jindal, A., Mahesh, R., Gautam, B., Bhatt, S., & Pandey, D. (2012). Antidepressant-like effect of etazolate, a cyclic nucleotide phosphodiesterase 4 inhibitor—an approach using rodent behavioral antidepressant tests battery. European journal of pharmacology, 689(1-3), 125-131.10.Liu, T., Wang, S., He, L., & Ye, K. (2008). Anxiogenic effect of chronic exposure to extremely low frequency magnetic field in adult rats. Neuroscience letters, 434(1), 12-17. 11.Levay, E. A., Govic, A., Penman, J., Paolini, A. G., & Kent, S. (2007). Effects of adult-onset calorie restriction on anxiety-like behavior in rats. Physiology & behavior, 92(5), 889-896. 12.da Costa Estrela, D., da Silva, W. A. M., Guimarães, A. T. B., de Oliveira Mendes, B., da Silva Castro, A. L., da Silva Torres, I. L., & Malafaia, G. (2015). Predictive behaviors for anxiety and depression in female Wistar rats subjected to cafeteria diet and stress. Physiology & behavior, 151, 252-263.
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