突破性实验：新方法探索啮齿类动物学习记忆（物体认知实验）

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作者：小欣博士

物体认知实验是基于啮齿类动物天生具有的新奇偏爱性，用于检测动物的学习记忆能力与传统的检测方法相比，不需给予正向(奖赏)或反向(惩罚)的刺激，也不需冗长的训练，动物分别根据“新旧物体”特征、位置、出现的顺序和所处的背景对“新旧物体”进行辨别，能够检测从简单的物体识别记忆到复杂的空间、时序和情景记忆，对动物学习记忆行为实现精细化区分，实验简单易操作。在学习记忆发生发展机制、认知障碍防护药物和保健品研发等方面具有重要应用价值。

SPF级，ICR雄性小鼠108只和KM雄性小鼠48只，24～28g，实验期间给予动物充足的食、水，实验室保持安静，温度(23±2)℃，湿度(50±10)%，12h照明/12h黑暗环境(上午8:00开灯)。每天进行实验的时间固定，实验开始前将动物由动物房移入实验室中适应约20min，实验装置调节灯光强度在60lx左右。

（1）新物体识别实验

适应期实验中将动物放入没有任何物体的实验箱中，每只每天10min，每天1次，连续3d。第4天进行熟悉期实验，开始时箱中不放入任何物体，将动物放入再次适应2min，动物取出后，放入两个完全相同的物体，分别记录每只动物5min内对左侧物体的探索时间(exploration time for left object，Tl)和对右侧物体的探索时间(exploration time for right object，Tr)。

新物体识别实验箱，型号：XR-XX117，上海欣软

熟悉期后将动物放回饲养笼中，10min后开始测试期实验。测试期时放入两个不同的物体，其中一个物体与熟悉期的物体完全相同，另外一个是新奇物体(与熟悉期物体匹配)，动物放入后计时5min，分别记录动物在不同时间段对熟悉物体的探索时间(exploration time for familiar object，Tf)和对新奇物体的探索时间(exploration time for novel object，Tn)。

探索活动定义为:小鼠的鼻子近距离指向物体或者直接嗅、舔物体。当其他部位接触物体而鼻子没有指向物体或站在物体上时非对物体的探索活动。

（2）物体位置识别实验

适应期与熟悉期实验过程同新物体识别实验，而测试期与新物体识别实验不同，只是将熟悉期中两个相同物体中的一个移到新的位置，动物放入后计时5min，分别记录动物在不同时间段对两不同物体的探索时间。

（3）时序记忆实验

时序记忆实验程序和上述两种方法有所不同，实验流程见图1，包括2个熟悉期，即熟悉期1和熟悉期2，其他过程基本相同。适应期同新物体识别。第4天进行熟悉期实验，开始时箱中无任何物体，将动物放入再次适应2min，动物取出后放入两相同的物体，进行熟悉期1实验，分别记录5min内对两个完全相同物体的探索时间;将动物取出后放入饲养笼中，10min后进行熟悉期2实验，在同一个实验箱中放入另外两个完全相同的物体(与熟悉期1中物体匹配)，分别记录5min内对两个完全相同物体的探索时间。熟悉期2后将动物放回饲养笼中，10min后开始测试期实验。测试期时放入两个不同的物体，分别是熟悉期1和熟悉期2中各一个物体，动物放入后计时5min，分别记录在不同时间段对两不同物体的探索时间。

Fig1时序记忆实验操作流程图

（4）情景记忆实验

情景记忆实验程序与时序记忆实验类似，也包括2个熟悉期，但在不同背景的实验箱中进行。

Fig2情景记忆实验操作流程图

适应期实验将动物放入具有第一种背景的实验箱中，适应完成10min后，再放入第二种背景的实验箱中，每种实验箱适应过程与新物体识别中适应期实验相同。第4天开始熟悉期实验，在具有第一种背景的实验箱中放入两相同的物体，进行熟悉期1实验，分别记录5min内对两个完全相同物体的探索时间;将动物放回饲养笼中，10min后进行熟悉期2实验，在具有第二种背景的实验箱中放入另外两个完全相同的物体(与熟悉期1中的物体匹配)，分别记录5min内对两相同物体的探索时间。熟悉期2后将动物取出放入饲养笼中，10min后进行测试期实验，计时5min，分别记录在不同时间段对两不同物体的探索时间。

不同时间间隔时的物体辨别记忆能力:

将动物随机分为5组，熟悉期与测试期间隔分别设置为10min，30min，60min，90min，120min。实验步骤与新物体识别实验相同，仅每组动物检测时熟悉期与测试期间隔不同。记录每组动物在5min测试期中不同时间段对两不同物体的探索时间。

在物体认知实验中，需充分考虑动物对物体的识别能力和物体配对的平衡。物体材料要相同，同时避免气味触觉影响，另考虑对物体尺寸与动物的体长的关系。除对物体本身的要求外，另需注意实验过程中物体的取拿及擦洗，如保持同种材料手套的佩戴，每只动物实验完成后，采用10%的酒精进行擦拭，每阶段实验完成后用75%酒精擦洗，后用清水冲洗干净，晾干备用等。

物体认知实验方法经调整后，可用于不同程度以及不同类型的学习记忆评价，并具有简单易操作、周期较短、不需要额外的动机(奖励或惩罚)等优点。其中，物体位置识别实验考察动物的空间记忆能力，另三种为非空间记忆能力检测方法。除此之外，时序及情景记忆能力能够充分模拟人类日常生活的识别记忆。

文献引用

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5.潘吉荣,张玲,王谦,等.神经退行性疾病动物模型的建立与应用[J].科学通报,2023,68(35):4754-4763.

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