基于自然行为的新物体识别模型，为研究啮齿动物记忆提供非侵入性方法

背景：

新物体识别实验是在模仿测试人类失忆症的识别任务的基础上发展起来的,评价的是啮齿动物对物体的识别记忆能力。小鼠天生的好奇心和对新事物的探索欲望。实验开始时，小鼠被放置在一个充满两个相似物体的环境中，以便它们能够熟悉这些物体。在适当的时间后，其中一个物体被替换成一个新的未知物体。小鼠在这一环境中的行为将被观察和记录，特别是它们是否能够识别到环境中的变化。 

小鼠新物体识别模型 示意图

该模型是建立在啮齿动物对新异物体的自发探索行为的基础上,且该模型不像迷宫学习中必须剥夺动物饮食或在避免水淹动机下进行学习记忆,也不像被动回避测试中给予动物电击等负性强化让动物学习记忆。所以该模型最大的优点就在于可以让动物在完全自然的状态下进行学习记忆测试，能够更好地模拟人类和灵长类动物的学习记忆行为。新物体识别实验给药结束后进行新物体识别实验,检测小鼠认知记忆水平。利用动物运动轨迹跟踪系统详细地跟踪鼠类动物的鼻尖来实现新物体识别试验。自动测量和分析大量的参数，在新物体认知能力试验中，测量和比较动物对新物体和熟悉物体在兴趣程度上的差别。VisuTrack动物运动轨迹跟踪系统是识别鼠类动物的鼻尖的理想工具。 

实验步骤： 

根据啮齿类动物具备对新的物体有探索的偏好本能,故在电针后对小鼠进行新物体识别实验,以反映小鼠的学习记忆能力。实验分为适应期、训练期和测试期。1)适应期:造模前1d将小鼠置于1个60cm×60cm×40cm的测试箱中自由探索5min,探索完毕后将小鼠取出,放回笼中。每次更换动物前应清理测试箱中小鼠的粪尿,并用75%酒精喷洒、擦拭以消除气味。2)训练期:造模前将2个完全相同的圆柱体A和B放置在测试箱的左下角和右下角,将小鼠背对两个物体放入测试箱中,让小鼠在测试箱内自由探索5min。3)测试期:造模第二天将左下角的物体A取出,换为新的正方体C,打开录像设备,放置小鼠进入测试箱,物体识别测试时间为5min。视频由安装在测试区域上方的摄像机录制,当动物鼻尖朝向或接触物体范围的2cm左右时,记录为小鼠探索物体B的时间(TB)及探索物体C的时间(TC),并计算新物体识别指数。新物体识别指数=TC/(TB+TC)×100%。

VisuTrack动物行为分析软件

数据分析：

这些数据可以通过以下方式分析：差异分数(Discrimination Score):这是动物探索新物体时间和探索旧物体时间差的度量。计算公式为：差异分数=探索新物体的时间-探索旧物体的时间。正的差异分数表明动物能识别并更多关注新物体。辨别率(Discrimination Ratio):这是动物探索新物体时间占探索总时间的比例。计算公式为：辨别率/新物体识别指数（%）=新物体探索次数（/新物体探索次数+旧物体探索次数）×100%。辨别率大于0.5表明动物更多地关注新物体。

文献引用：

1. Involvement of lactate transport in two object recognition tasks that require either the hippocampus or striatum.[J]. Korol Donna L;;Gardner Robert S;;Tunur Tumay;;Gold Paul E.Behavioral neuroscience,2019

2. Ketamine enhances novel object recognition memory reconsolidation via the BDNF/TrkB pathway in mice.[J]. Fan JianFeng;Tang ZhenHui;Wang ShiYi;Lei Si;Zhang Bo;Tian ShaoWen.Physiology & behavior,2021

3. 王诗怡,许方,刘时彦,等.Apelin-13损伤大鼠新物体识别记忆再巩固及其cAMP-乳酸通路机制研究[J].湘南学院学报(医学版),2023,25(01):1-8.

4. Two cortical systems for memory-guided behaviour.[J]. Ranganath Charan;;Ritchey Maureen.Nature reviews. Neuroscience,2012 

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