本期将分享论文《自闭症谱系障碍小鼠中的性别偏向性单细胞遗传图谱》中实验部分-三箱社交行为测试的实验方法。
社会交互行为测试(也叫3-chambered8ocial Test)是常用的用于评估自闭症行为的实验。动物交际实验系统设计是在小鼠熟悉了环境后,检测小鼠靠近位于实验箱中装有另一只陌生小鼠的金属笼的时间,来判断小鼠的社交能力。在实验中,通常会比较小鼠靠近关有熟悉小鼠的金属笼时间与陌生小鼠金属笼的时间,来判断动物的社交能力。
本文章中三箱社交行为测试(Sansbio,型号#SA219)的方法如下:
1.实验设置:实验通常在一个分为三个隔间的箱子中进行,中间隔间作为中性区域,两侧隔间各放置一个笼子。一侧的笼子内放置一只陌生小鼠作为社会刺激,而另一侧的笼子要么为空(作为对照),要么放置一种非社会刺激物,例如一个物体。
2. 实验操作:实验小鼠(即被测试的小鼠)被放入中间隔间,之后它可以自由地探索所有三个隔间。研究者会记录实验动物在每个隔间以及与社会刺激和非社会刺激的交互时间。
3. 数据分析:通过比较小鼠在有社会刺激和无社会刺激的环境中的行为,研究者可以评估小鼠对社会互动的兴趣和社交认知功能。如果一只小鼠在有陌生小鼠的笼子旁边花费更多时间,这通常被解释为对社会刺激的偏向。
这项实验对了解自闭症模型小鼠的行为至关重要,通过观察小鼠在三室实验中的社交行为,研究人员可以对ASD小鼠的社交兴趣和社交认知能力进行评估。
详细的实验步骤如下:
1. 预训练(适应)
在进行社交测试之前,对实验动物进行预训练。
首先,两个侧室内均放置空笼子。将实验动物置于装置中,所有隔板门均打开,允许其自由探索整个装置约5-10 min。一旦实验动物探索了整个装置,就将其放回中央室,并关闭通向侧室的门。然后,再给它5-10 min来探索中央室。
同时,将在侧室中使用的刺激小鼠也在正式测试期前至少24小时习惯其笼子。
2. 社交能力评估
首先,将实验动物放入中央起始室,并适应2-3 min。然后,将一只刺激小鼠随机放置在一个侧室内,同时保持该侧室的门关闭。另一个侧室内则放置一个空笼子作为非刺激物。每次测试时,有笼子的刺激物和空笼子的位置都会随机改变,以消除位置偏好对实验结果的影响。
接着,打开通向侧室的门,允许实验动物自由探索整个装置。在实验过程中,实验者应从测试区域外部观察实验动物的行为,避免对其产生干扰。实验者需要记录以下关键数据:实验动物在每个室中花费的时间、进入室的次数以及嗅探每个笼子的时间。这些数据将用于评估实验动物的社交能力。
测试时间通常为10分钟。在这段时间内,实验动物会表现出对刺激小鼠的偏好程度,这可以通过其在刺激小鼠所在侧室中花费的时间和嗅探笼子的时间等指标来量化。
3. 社交新奇性偏好评估
社交能力评估结束后,立即进行社交新奇性偏好评估。首先,将实验动物放回中央起始室,并关闭通向侧室的门。然后,将另一只新的刺激小鼠放入先前的空笼子中。现在,两个侧室分别包含一个已互动过的刺激小鼠和一个新的陌生刺激小鼠。
放置第二个刺激小鼠后,再次打开隔板门,并按照之前描述的方式进行10分钟的测试。实验者需要继续记录实验动物在每个室中花费的时间、进入室的次数以及嗅探每个笼子的时间等指标。这些数据将用于评估实验动物对社交新奇性的偏好程度。
在测试过程中,实验动物通常会表现出对陌生刺激小鼠的偏好程度高于已互动过的刺激小鼠。这种偏好程度可以通过比较实验动物在陌生刺激小鼠和已互动过的刺激小鼠所在侧室中花费的时间和嗅探笼子的时间等指标来量化。
4、测试指标
在三箱社交范式实验中,主要关注以下几个测试指标:
在每个室中花费的时间:这是评估实验动物社交能力和社交新奇性偏好的关键指标之一。实验动物在刺激小鼠所在侧室中花费的时间越长,说明其社交能力越强;在陌生刺激小鼠所在侧室中花费的时间越长,说明其对社交新奇性的偏好程度越高。
进入室的次数:这一指标可以反映实验动物对不同侧室的探索程度和兴趣程度。实验动物进入刺激小鼠所在侧室的次数越多,说明其对该侧室的兴趣程度越高;进入陌生刺激小鼠所在侧室的次数越多,则进一步证明了其对社交新奇性的偏好。
嗅探每个笼子的时间:嗅探行为是实验动物探索周围环境的重要方式之一。通过记录实验动物嗅探每个笼子的时间,可以进一步评估其对不同刺激物的兴趣程度和社交能力。实验动物嗅探刺激小鼠笼子的时间越长,说明其对该刺激物的兴趣程度越高;嗅探陌生刺激小鼠笼子的时间越长,则进一步证明了其对社交新奇性的偏好。
应用领域
神经科学研究:用于研究大脑如何影响社交行为及社交行为背后的神经机制。
心理学领域:帮助探索动物的认知能力和情感反应 。
生态与进化生物学:研究动物的适应性行为和进化策略 。
疾病研究与药物研发:在自闭症、抑郁症、精神分裂症等精神疾病的动物模型研究中,可评估动物社交行为变化,也用于评估药物对社交行为的影响,为药物研发提供数据支持 。
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