控制不了自己记忆的人类，如何控制机器人的记忆

上一期，我们通过了解动物恐惧记忆相关的两种研究——穿梭实验与跳台实验，探究了通过特定的场景刺激（强光、电流和声音等）使小鼠产生恐惧记忆，经过一定时间强化后，环境与刺激两者被小鼠联系在一起，当小鼠再次回到该环境中便会出现恐惧相关行为的两种实验流程。

本期，我们将继续介绍两种研究小鼠恐惧记忆的测试——避暗实验与巴恩斯迷宫实验，探究动物大脑储存恐惧记忆的奥秘。

避暗实验

01.原理

利用鼠类的嗜暗习性设计，主要测试动物对明暗辨别觉的学习记忆能力。动物由于嗜暗习性而偏好进入和停留在暗室，当动物进入暗室或停留暗室时则会受到电击，动物为了避免受到电击伤害就会寻找安全区（明室），经几次反复后，ZZ记住安全区域。

02.实验材料

03.实验方法

适应期

实验开始前3-7天，每天抓取、轻抚动物，让其适应被实验人员抓取，避免实验过程中因实验人员抓取而造成动物处于应激状态，造成实验结果不可靠的问题。

建模期

① 时间：第 一天② 强度：

• 大鼠：电流：0.65-1.8mA（推荐0.8mA），或，电压65-70V。

• 小鼠：电流：0.15-0.6mA（推荐0.25mA），或，电压30-36V。

③ 频率：5-15Hz电流。

④ 刺激方法：实验开始前，将动物放入暗箱，适应5分钟。随后对暗箱进行通电，持续5分钟，此时明箱底部没有通电。

测试期

① 时间：第二天② 方法：将动物放进明箱，不进行通电，记录5分钟。

04.数据分析

①物活动轨迹，动物第 一次进入暗箱的时间（潜伏期），分别在两个箱体的活动时间，活动距离。

② P<0.05认为具有统计学显著性差异。

05.注意事项

• 选择体重均匀动物进行实验，测试时大鼠体重需<300g，确保体重不影响电击效果。

• 不同品系动物本身会有区别，常规推荐使用C57BL/6J小鼠和SD大鼠。

• 实验前后注意清理电击栅栏中的动物排泄物（排泄物会影响通电性及损坏电发生器）。

• 环境清理，通过酒精擦拭、晾干尽可能去除上一只动物气味，仪器设备具有通风性。

巴恩斯迷宫实验

01.原理

1979年，Barnes 建立了巴恩斯迷宫，与水迷宫和放射臂迷宫类似，它是基于啮齿类动物天生的探索特性，应用噪音、强光和暴露的开放环境作为应激手段，促使动物寻找目标洞。经过训练，动物学习并记忆目标箱的位置。该实验的优点在于对动物的应激性刺激较小，既不像放射臂迷宫那样需要禁食，也不像水迷宫那样应激性强。因此，在记忆研究中较为常用。尤其适用于与应激相关的记忆研究以及基因敲除小鼠的行为表型研究。

02.实验材料

巴恩斯迷宫，smart3.0

03.实验方法

① 实验开始前3-7天，每天抓取、轻抚动物，让其适应被实验人员抓取，避免实验过程中因实验人员抓取而造成动物处于应激状态，造成实验结果不可靠的问题。

② 实验第1天，将动物从目标孔洞放入目标箱内适应4分钟（只进行这一次）。

③ 实验第2-7天，将动物移动至平台中 央，用透明圆筒限制活动5秒，后撤掉圆筒开始计时，同时给与动物刺激（强光，声音等）。

• 动物成功进入目标箱，则让动物在目标箱内停留30秒。

• 若动物4分钟内没有找到目标箱，则诱导动物进入目标箱，停留30秒。

④ 随机转动圆盘，使孔位与上一次实验不同，但目标箱的方位始终保持不变。每天重复2次上一步的实验流程。

04.数据分析

① 第 一次探究洞的潜伏期，到达目标洞的时间，每只动物的错误次数（探究一个错误的洞即视为错误一次）。

• 潜伏期仅做参考，潜伏期越短，说明动物学会了迷宫原理，记忆水平越好。

• 到达目标洞的时间越短，说明动物记忆水平越好。

• 动物错误次数越多，说明动物学会了迷宫原理，但没有记住目标箱的位置。

② 采用单因素方差分析（one way-ANOVA），当多组间有差异时，两两比较采用Fisher's LSD post hoc多重比较方法。

③P<0.05认为具有统计学显著性差异。

05.注意事项

• 每只动物实验结束后应进行环境清理，尽可能去除上一只动物的气味。

• 不同品系动物对此实验的偏好性有很大不同，建议使用C57BL/6J小鼠进行实验。

【参考文献】

Rosenfeld Cheryl S,Ferguson Sherry A,Barnes maze testing strategies with small and large rodent models.[J] .J Vis Exp, 2014, undefined: e51194.

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