一、实验原理
新物体识别实验基于动物天生对新异刺激的探索倾向。正常动物会花更多时间探索新物体而非熟悉物体,通过比较探索时间的差异,可评估其识别记忆能力。
二、实验设备
-
实验箱:一般为方形场地(大小根据动物种类调整,如小鼠:40×40×40 cm;大鼠:60×60×40 cm),背景颜色单一,避免干扰。
-
物体:
-
材质:不易被动物移动或破坏(如玻璃、金属、塑料)。
-
形状:两个不同形状的物体(如立方体、锥体、圆柱体),确保动物无法通过嗅觉区分。
-
大小:与动物体型匹配(通常5-10 cm高)。
-
-
摄像与分析系统:记录动物行为并自动分析探索时间(如EthoVision、ANY-maze等软件)。
三、实验流程
1. 适应阶段(Habituation)
-
目的:让动物熟悉实验环境,减少应激反应。
-
步骤:
-
将动物单独放入空实验箱中自由探索5-10分钟,每日1次,持续2-3天。
-
适应结束后清理箱子,避免气味残留。
-
2. 熟悉阶段(Training/ Familiarization)
-
目的:让动物熟悉两个相同物体。
-
步骤:
-
在实验箱中对称放置两个相同物体(A1和A2)。
-
将动物放入箱中自由探索5-10分钟(时间根据实验设计调整)。
-
记录探索总时间(动物鼻子或前爪接触物体或距离物体<2 cm视为探索)。
-
3. 测试阶段(Test)
-
目的:评估动物对新物体的记忆。
-
步骤:
-
延迟时间:熟悉阶段结束后间隔不同时间(短期记忆:1-2小时;长期记忆:24小时)。
-
替换一个熟悉物体为新物体(B),保留另一个熟悉物体(A)。
-
将动物放入箱中自由探索5分钟,记录探索新物体(B)和熟悉物体(A)的时间。
-
四、实验参数
在新物体识别实验中,主要记录以下参数指标来检测小鼠的认知情况:
1.探索次数:小鼠在新物体周围区域滞留的次数和小鼠在旧物体周围区域滞留的次数。
2.探索时间:小鼠在新物体周围区域滞留的时间和小鼠在旧物体周围区域滞留的时间。
3.探索距离:小鼠围绕新物体和旧物体活动的距离。
根据小鼠对新旧物体的探索情况来判断其认知能力:
认知能力差:若小鼠认知能力差,则在新旧物体的探索无差异,即探索新物体和旧物体的次数、时间、距离相近15。
认知能力正常:若小鼠认知能力正常,则对新事物的探索较旧事物长,表现为探索新物体的次数更多、时间更长、距离更远15。
认知指数(recognition index, RI)的计算公式为:RI=新物体 / ( 新物体 + 旧物体) × 100 %
五、注意事项
物体平衡:避免物体本身偏好,需在实验前验证(如交换物体位置或使用不同物体组合)。
清洁:每次实验后用75%乙醇清洁物体和实验箱,防止气味干扰。
光照与噪音:保持实验环境安静,光照均匀(通常50-100 lux)。
动物状态:避免在动物昼夜活动周期(如小鼠夜间活跃期)外进行实验。
实验设计:采用盲法或随机分组,减少主观偏差。