在神經(jīng)科學(xué)和行為學(xué)研究中，物體認(rèn)知實(shí)驗(yàn)已成為評(píng)估嚙齒類(lèi)動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶能力的重要工具。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)基于嚙齒類(lèi)動(dòng)物天生的新奇偏愛(ài)性，無(wú)需正向獎(jiǎng)勵(lì)或反向懲罰的刺激，也無(wú)需冗長(zhǎng)的訓(xùn)練過(guò)程，即可有效地檢測(cè)從簡(jiǎn)單的物體識(shí)別記憶到復(fù)雜的空間、時(shí)序和情景記憶。本文將詳細(xì)介紹物體認(rèn)知實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)施過(guò)程及其在不同研究領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與動(dòng)物環(huán)境

本實(shí)驗(yàn)選用了SPF級(jí)（無(wú)特定病原體）的ICR雄性小鼠108只和KM雄性小鼠48只，體重在24至28克之間。為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，所有動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)期間均享有充足的食物和水，并處于安靜、舒適的環(huán)境中。實(shí)驗(yàn)室的溫度維持在23±2℃，濕度保持在50±10%，光照周期為12小時(shí)照明/12小時(shí)黑暗（上午8:00開(kāi)燈）。每天的實(shí)驗(yàn)時(shí)間固定，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，動(dòng)物需從動(dòng)物房移至實(shí)驗(yàn)室中適應(yīng)約20分鐘，同時(shí)實(shí)驗(yàn)裝置的燈光強(qiáng)度調(diào)節(jié)至約60lx，以減少外界干擾。

新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)

新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)是物體認(rèn)知實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)分為適應(yīng)期、熟悉期和測(cè)試期三個(gè)階段。在適應(yīng)期中，動(dòng)物被放入沒(méi)有任何物體的實(shí)驗(yàn)箱中，每天10分鐘，連續(xù)三天，以適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。第四天進(jìn)入熟悉期，開(kāi)始時(shí)實(shí)驗(yàn)箱中不放入任何物體，動(dòng)物放入后再次適應(yīng)2分鐘，然后取出。隨后，在實(shí)驗(yàn)箱中放入兩個(gè)完全相同的物體，記錄每只動(dòng)物5分鐘內(nèi)對(duì)左側(cè)和右側(cè)物體的探索時(shí)間（Tl和Tr）。探索活動(dòng)被定義為小鼠的鼻子近距離指向物體或直接嗅、舔物體。

大小鼠新物體識(shí)別測(cè)試系統(tǒng)，XR-XX117，上海欣軟

熟悉期結(jié)束后，動(dòng)物被放回飼養(yǎng)籠中，10分鐘后開(kāi)始測(cè)試期。測(cè)試期中，放入兩個(gè)不同的物體，其中一個(gè)與熟悉期的物體完全相同，另一個(gè)是新奇物體。記錄動(dòng)物5分鐘內(nèi)對(duì)熟悉物體（Tf）和新奇物體（Tn）的探索時(shí)間。通過(guò)比較Tn與Tf的比例，可以評(píng)估動(dòng)物對(duì)新奇物體的偏好程度，從而反映其記憶能力。

物體位置識(shí)別實(shí)驗(yàn)

物體位置識(shí)別實(shí)驗(yàn)與新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)在適應(yīng)期和熟悉期過(guò)程相同，但在測(cè)試期有所不同。測(cè)試期中，將熟悉期中兩個(gè)相同物體中的一個(gè)移到新的位置，記錄動(dòng)物5分鐘內(nèi)對(duì)兩個(gè)不同位置物體的探索時(shí)間。該實(shí)驗(yàn)主要考察動(dòng)物的空間記憶能力，即動(dòng)物能否記住物體位置的變化。

時(shí)序記憶實(shí)驗(yàn)

時(shí)序記憶實(shí)驗(yàn)流程圖

時(shí)序記憶實(shí)驗(yàn)包括兩個(gè)熟悉期（熟悉期1和熟悉期2）。適應(yīng)期與新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)相同。第四天開(kāi)始熟悉期實(shí)驗(yàn)，首先進(jìn)行熟悉期1，記錄動(dòng)物對(duì)兩個(gè)完全相同物體的探索時(shí)間。然后將動(dòng)物放回飼養(yǎng)籠中，10分鐘后進(jìn)行熟悉期2，在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱中放入另外兩個(gè)完全相同的物體（與熟悉期1中的物體匹配），再次記錄探索時(shí)間。測(cè)試期中，放入兩個(gè)不同的物體，分別是熟悉期1和熟悉期2中的各一個(gè)物體，記錄動(dòng)物5分鐘內(nèi)對(duì)兩個(gè)不同物體的探索時(shí)間。該實(shí)驗(yàn)旨在評(píng)估動(dòng)物對(duì)物體出現(xiàn)順序的記憶能力。

情景記憶實(shí)驗(yàn)

情景記憶實(shí)驗(yàn)流程圖

情景記憶實(shí)驗(yàn)與時(shí)序記憶實(shí)驗(yàn)類(lèi)似，也包括兩個(gè)熟悉期，但在不同背景的實(shí)驗(yàn)箱中進(jìn)行。適應(yīng)期實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)物需在具有一種背景的實(shí)驗(yàn)箱和另外一種背景的實(shí)驗(yàn)箱中各適應(yīng)一次。熟悉期1和熟悉期2分別在具有不同背景的實(shí)驗(yàn)箱中進(jìn)行，記錄探索時(shí)間。測(cè)試期中，放入兩個(gè)不同的物體（分別來(lái)自熟悉期1和熟悉期2），記錄動(dòng)物5分鐘內(nèi)對(duì)兩個(gè)不同物體的探索時(shí)間。該實(shí)驗(yàn)主要考察動(dòng)物在不同背景下對(duì)物體的記憶能力。

不同時(shí)間間隔時(shí)的物體辨別記憶能力

為了進(jìn)一步研究動(dòng)物在不同時(shí)間間隔下的記憶能力，將動(dòng)物隨機(jī)分為5組，熟悉期與測(cè)試期間隔分別設(shè)置為10分鐘、30分鐘、60分鐘、90分鐘和120分鐘。實(shí)驗(yàn)步驟與新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)相同，僅每組動(dòng)物檢測(cè)時(shí)的時(shí)間間隔不同。記錄每組動(dòng)物在5分鐘測(cè)試期內(nèi)對(duì)兩個(gè)不同物體的探索時(shí)間，以評(píng)估其記憶保持能力。

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

在物體認(rèn)知實(shí)驗(yàn)中，需充分考慮動(dòng)物對(duì)物體的識(shí)別能力和物體配對(duì)的平衡。物體材料應(yīng)相同，以避免氣味和觸覺(jué)的影響。同時(shí)，物體的尺寸應(yīng)與動(dòng)物的體長(zhǎng)相適應(yīng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需佩戴同種材料的手套以避免人為因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。每只動(dòng)物實(shí)驗(yàn)完成后，應(yīng)采用10%的酒精進(jìn)行擦拭，每階段實(shí)驗(yàn)完成后用75%酒精擦洗，并用清水沖洗干凈、晾干備用。

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