脑声常谈丨啮齿动物Go/No-go行为范式

在Go/No-go任务中，两种刺激随机出现，对于频繁出现的Go刺激，个体需迅速作出按键反应；而对于较少出现的No-go刺激，则要求个体抑制按键反应。由于Go刺激的频繁出现，个体会形成一种自动化的反应倾向，而在No-go刺激出现时，个体需要抑制这种倾向，从而实现反应抑制。这种抑制导致No-go刺激的正确率可能低于Go刺激，两者之间的正确率差异被视为行为抑制过程的体现。

Go/No-go系统用于自动化控制和记录小型模式动物在嗅觉条件反射学习中的行为，并进行行为分析。系统通过奖励-惩罚机制训练动物完成气味检测或辨别任务，形成条件反射，进而分析动物对气味的感知和辨别能力。

该系统为研究动物对气味的检测、辨别、学习与记忆的神经机制提供了行为学数据，同时也是评估神经相关疾病治疗新药的有效工具。Go/No-Go（GNG）程序作为一种实验范式，主要用于探索行为反应抑制。通过训练小鼠进行Go/No-Go视觉任务，可以研究其在视觉行为中的作用。该任务包括一系列连续呈现的刺激，由频繁的Go提示和较少的No-Go提示组成。受试者通过执行（对Go提示）或抑制（对No-Go提示）行为（如按下指定键）来对刺激作出反应。在GNG任务中，Go提示比No-Go提示更频繁地出现，因此对前者的反应是自动化的，而对后者的反应则需要更多的努力。在人类研究中，这两种刺激通常以听觉或视觉方式呈现。在Go刺激出现后，小鼠可以获得水作为奖励；而在No-Go刺激出现后，则没有奖励或惩罚。通过行为训练，小鼠逐渐学会在No-Go刺激出现时不舔水。

单水嘴舔水奖励：在此范式下，小鼠闻到气味A时舔水嘴可获得饮水奖励，而闻到气味B时舔水嘴则无奖励。经过训练，小鼠学会在闻到气味A时舔水，而在闻到气味B时不舔水，从而区分两种气味。

双水嘴舔水奖励：在此范式下，小鼠闻到气味A时舔左侧水嘴可获得奖励，闻到气味B时舔右侧水嘴可获得奖励。经过训练，小鼠学会在闻到特定气味时舔对应侧的水嘴以获得奖励，从而表现出对两种气味的区分能力。

实验步骤：

每天进行1个训练session，每个session包含40个trial，其中cue 1和cue 2各20个，以伪随机顺序呈现。

每个trial的流程如下：刺激开始1秒后至刺激结束1秒的3秒时间为判断窗口。前3天的训练为training阶段，此时cue 1出现时无论小鼠是否舔水嘴，均给予水奖励；cue 2出现时不给予喷气惩罚，但需记录小鼠的表现。

如果小鼠在cue 1的miss率低于50%，则进入testing阶段。在testing阶段，cue 1出现后，若小鼠在规定时间内舔水嘴，则给予水奖励；若未舔水嘴，则不给予奖励。

在cue 2阶段，若小鼠舔水嘴，则不给予airpuff。在此阶段需记录小鼠的表现。在testing阶段训练5~7天后，若小鼠在cue 1的正确率连续3天保持在70%以上，而cue 2的正确率低于40%，则引入airpuff；否则继续原有训练模式。

引入airpuff后，小鼠在cue 1的正确率可能会波动，但经过几天训练后会恢复。最终训练一周左右，若小鼠在cue 1和cue 2的正确率均达到80%以上，则表明训练成功。

注意事项：

环境控制：在训练过程中，尽量保持环境安静，避免外界干扰。每次训练结束后，需清理实验装置（如球面），彻底消除残留气味，以防止其他小鼠的尿液或气味对实验结果产生干扰。

体重管理：在整个行为学实验周期内，需严格控制小鼠的体重。确保限水时间合理，避免因过度限水导致小鼠体重下降过快、状态不佳甚至死亡；同时，也要避免限水不足，以免小鼠因缺乏动机而表现下降。

给水控制：在训练过程中，给水奖励的量需适度，避免一次性给予过多水分。过多的水可能导致小鼠在后续trial中因不再感到口渴而表现下降，从而影响实验结果的准确性。

状态监测：定期观察小鼠的健康状况和行为表现，确保其在实验过程中保持良好的生理和心理状态。如发现小鼠出现异常（如体重骤降、活动减少等），需及时调整实验方案或暂停训练。

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