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神经生物学动物行为学实验汇总:小鼠学习记忆、焦虑、抑郁及运动功能经典检测范_ MedChemExpress (MCE)

已有 284 次阅读 2026-8-10 14:58 |系统分类:科研笔记

先上图!简单了解下各类动物行为学实验。

表 1. 经典动物行为实验汇总。

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Section.01

学习记忆类实验

学习记忆异常是阿尔茨海默症、帕金森病等多数神经系统疾病的典型特征。科研上一般从两个维度评估:工作记忆 (短期临时记一下) 和参考记忆 (长期记住的) ,其中最常用的就是迷宫实验和新物体识别。

迷宫实验

迷宫实验是测学习记忆的经典套路,主要有三种:Morris 水迷宫、Y 迷宫、T 迷宫。

 

表 2. 三种迷宫实验。

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『Morris 水迷宫』

将一个圆形恒温水池分成四个象限,水下藏着一个固定平台。水体浑浊处理遮挡平台,动物依靠池壁上的视觉标记定位。实验分两步:

  • 第一步:定位航行训练——前期通过多日、多次入水训练,让小鼠能靠空间线索学习并记忆平台的位置。

  • 第二步:空间探索测试——移除水下平台,记录小鼠游动相关行为参数。若小鼠倾向停留于原平台所在象限,说明学习记忆能力好。

图片                                                          图 1. Morris 水迷宫实验示意图[1]

以图 2 为例,该研究采用 Scopolamine 构建认知损伤小鼠模型,设置空白、模型、阳性药 Donepezil 组与养血清脑丸 (YXQNW) 高低剂量组,通过游动轨迹、定位航行潜伏期、空间探索期的停留时长/游距/穿台次数等水迷宫实验经典指标,综合证实养血清脑丸可改善小鼠学习记忆障碍。

 

图片                                         图 2. YXQNW 显著改善 SCOP 诱导的小鼠学习记忆障碍[2]

『Y 迷宫自主交替实验 (Y maze)』

Y 字形三臂通道,依靠小鼠探索新事物的本能,通过自主交替进臂行为评价小鼠空间工作记忆水平。如果小鼠记性好,它会记得自己刚进过哪条臂,下次就会换一条没去过的——这叫"自主交替"。连续进三条不同的臂,算一次有效交替。

通常可将把小鼠放在一条臂的尽头,让它自由探索,记录进臂顺序和总次数。有效交替次数越多,空间工作记忆越好。

图片                                                         图 3. Y 迷宫自主交替实验示意图[3]

 

『T 迷宫 (T-Maze)』

T 字形通道,一条主臂加左右两个目标臂。靠奖惩机制让小鼠做选择——比如食物奖励。动物若能记住带有奖励的目标臂位置,会持续做出正确选择,以此量化短时工作记忆与学习决策能力。

图片                                                            图 4. T 迷宫实验示意图[4]

新物体识别实验 (NOR)

小鼠天生对新鲜事物好奇。如果它记得旧物体,就会花更多时间去研究新物体。该实验可分为三步:

1. 适应:先让小鼠在空箱子里熟悉环境

2. 熟悉:放两件完全一致的物体,让它探索

3. 测试:把其中一个换成新物体,看它对新旧物体的探索时间差

通过新旧物体的探索时长计算识别指数,该数值越高,说明小鼠对原有物体的记忆水平更佳。

 

图片                                                               图 5. 新物体识别实验示意图[5]

Section.02

焦虑相关实验

测焦虑,核心是看“趋避冲突”,小鼠既想探索新环境,又害怕开阔明亮的地方。越焦虑,越倾向于躲在安全区。常用的如旷场、高架十字迷宫、明暗箱。

 

表 3. 三种焦虑相关实验检测指标。

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旷场实验 (OFT)

由于开阔环境会使小鼠产生焦虑,本能贴着箱体边缘活动,极少进入中心。因此,可将小鼠置于空旷方箱,记录其活动轨迹,通过统计总运动距离、中心区域停留时长等指标评估小鼠焦虑水平。

图片                                                                     图 6. 旷场实验示意图[6]

 

以图 7 为例,旷场实验结果显示:MPTP 模型小鼠活动范围变小,Cordycepin 干预后活动范围回升。平均速度、总运动距离显示模型组自主活动能力下降;中央停留时长、活动距离表明造模小鼠焦虑加重,给药后明显缓解,综合证明 Cordycepin 可改善 MPTP 诱发的小鼠焦虑[7]

图片                          图 7. Cordycepin 对 MPTP 诱导帕金森病模型小鼠旷场实验行为表现的影响[7]

 

高架十字迷宫 (EMP)

高架十字迷宫由两条封闭避光臂、两条透光开放臂十字搭建而成。实验时,把小鼠放在迷宫中心记录行为。小鼠既爱探索亮敞区域,又会因悬空环境产生焦虑;焦虑越高,在避光封闭臂停留越久,由此可量化焦虑程度。

图片                                                            图 8. 高架十字迷宫示意图[6]

 

明暗箱实验 (LDBT)

明暗箱分互通的亮区与避光暗箱。小鼠天生喜暗,光亮环境易引发焦虑,形成探索与避险的行为矛盾。我们让小鼠自由活动,焦虑程度越高的小鼠,会更少进入亮区,在黑暗箱体中停留的时间更长。

图片                                                                  图 9. 明暗箱实验示意图[8]

Section.03

抑郁相关实验

                                                           

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能透过血脑屏障的高亲和力毒蕈碱拮抗剂,可用于 AD 造模。

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参考文献

[1] Shen Y, et al. Ultrasound with microbubbles improves memory, ameliorates pathology and modulates hippocampal proteomic changes in a triple transgenic mouse model of Alzheimer's disease. Theranostics. 2020;10(25):11794-11819.

[2] Zhang X, et al. Yangxue Qingnao Wan ameliorates cognitive impairment in scopolamine-induced AD mice via modulating neuropeptide signaling pathways and suppressing neuroinflammation. Phytomedicine. 2026;150:157602.

[3] Rice J, et al. Region-specific interneuron demyelination and heightened anxiety-like behavior induced by adolescent binge alcohol treatment. Acta Neuropathol Commun. 2019 Nov 8;7(1):173.

[4] Portner K, et al. Actor-critic networks with analogue memristors mimicking reward-based learning. Nature Machine Intelligence. 2025;7:1939-1953.

[5] Kim DH, et al. Assessment of Cognitive Phenotyping in Inbred, Genetically Modified Mice, and Transgenic Mouse Models of Alzheimer's Disease. Exp Neurobiol. 2019 Apr;28(2):146-157.

[6] Chen JW, et al. Erchen decoction alleviates anxiety and depression-like behaviors in high-fat diet-induced obesity mice via the Adipose-Brain axis. Journal of Ethnopharmacology. 2025;352:120218.

[7] Huang SY, et al. Cordycepin improved the cognitive function through regulating adenosine A2A receptors in MPTP induced Parkinson's disease mice model. Phytomedicine. 2023;110:154649.

[8] Sahoo I, et al. Sex-dependent developmental changes in behavior, brain structure, functional connectivity, and sensory perception following exposure to psilocybin during adolescence. Neuropsychopharmacology. 2026;51:1310-1324.



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