
高架零迷宫(Elevated Zero Maze,简称EZM)是对高架十字迷宫(Elevated Plus Maze,简称EPM)的一种改良,它结合了经典与现代的行为学测量方法。该迷宫作为评估焦虑样行为的工具,正逐渐受到广泛欢迎。它利用了啮齿类动物天生偏好黑暗、封闭空间而非开阔空间的特点。与EPM不同,EZM使参与者置身于一个包含交替的封闭和开放区域的连续环路中。
一、迷宫的发展历程
EZM的发展基于Montgomery(1955年)的实验原理,该实验使用了一个高架Y迷宫,其中一个选择臂被封闭以模拟安全空间,而另一个选择臂则保持开放。Shepherd及其同事在1992年和1993年开发了高架零迷宫,并在1994年发表的文章中通过药理学验证了其在小鼠焦虑样行为评估中的有效性。自此以后,EZM作为EPM的更好替代方案而备受关注。
二、高架零迷宫的结构
高架零迷宫由一个地面以上的圆形轨道组成,该轨道被分为四个象限。轨道的交替区段(象限)被深色墙壁封闭,而其余区段则保持开放。EZM消除了EPM中的选择点,从而消除了与中央区域相关的模糊性。
三、设备与装置
零迷宫的圆形通道直径范围在40至110厘米之间,宽度在5至10厘米之间。通道被均匀地分为四个象限。每对相对的象限被大约30厘米高的深色墙壁封闭,以形成一个封闭空间。其余两个象限则有一个大约5毫米的边沿,以防止受试者从轨道上跌落,这两个象限作为开放的焦虑诱导空间。整个装置被提升到地面以上至少70厘米的高度。
为了确保所有象限的光线均匀且避免阴影,EZM应从上方照明。适当的照明还可以确保受试者能够看到食物奖励或其他提示(如果使用)。可以在迷宫上方安装一个连接到跟踪软件(如ConductVision、Noldus Ethovision XT和ANY-Maze)的摄像头,以协助实时评分、跟踪和记录受试者在迷宫内的运动。每次试验前后,必须彻底清洁装置,以限制前一次试验留下的任何残留刺激的影响。
四、训练方案
高架零迷宫的连续通道设计使其比高架十字迷宫更为敏感,因此被用于评估焦虑和焦虑样行为。与EPM一样,EZM也利用受试者对开放空间的偏好来评估治疗组或疾病组与对照组的性能比较。
啮齿类动物天生偏好封闭或安全的空间。因此,它们往往不愿意像探索封闭通道那样探索暴露的通道。接受抗焦虑药物治疗的动物表现出焦虑样行为减少,更有可能探索迷宫的暴露区域。另一方面,接受焦虑诱导药物治疗的动物由于焦虑感增强,往往会在开放空间中花费更少的时间,而在封闭区域中花费更多的时间。动物在任一区域花费的时间提供了关于其焦虑状态的信息。
由于该迷宫旨在测试受试者对不熟悉迷宫的反应,因此无需进行预训练。每次试验前,必须用乙醇溶液彻底清洁装置,以避免任何残留刺激的影响。
五、在零迷宫中评估焦虑样行为
受试者应在测试前至少1小时被带到测试区域。在测试期间,重要的是要确保所有光照水平一致且不会抑制探索行为。
如果使用视频记录,则启动记录,并将受试者放置在封闭通道的中心,允许其自由探索迷宫(有些研究将受试者放置在开放区域的中心)。每个测试会话持续至少5分钟,之后小心地将受试者从迷宫中取出并放回其饲养笼中。5分钟结束时也停止记录。
对每个受试者进行为期约3天的重复试验。
六、数据分析
与高架十字迷宫类似,在高架零迷宫任务中测量的变量包括:
在开放区域花费的时间百分比
在封闭区域花费的时间百分比
进入开放空间的潜伏期
在开放和封闭区域的总时间
总行走距离
其他可观察的指标包括:
通过分析从封闭区域内嗅探的频率和持续时间来计算风险评估行为(Schulz等,2011年)。
通过评估在开放区域边缘上方低头的次数来评估焦虑水平的降低(Rodgers & Dalvi,1997年)。
一般活动表现为进入封闭空间的次数。在开放空间中花费时间较短的受试者被解释为焦虑增加(Pellow等,1985年)。与焦虑减少相关的行为,如低头和伸展姿态,在接受抗焦虑药物治疗的动物中往往会增加。
使用图表可以方便地比较接受抗焦虑药物治疗的动物和假手术对照组之间的差异。接受生理盐水治疗的动物对开放、暴露区域自然保持谨慎,往往有更长的潜伏期,以及在开放区域花费的时间百分比更低。那些接受抗焦虑药物治疗的动物,如地西泮和氯氮䓬,表现出潜伏期缩短和在开放区域花费的时间百分比增加。这些动物也更可能表现出较少的焦虑相关行为,如伸展姿态。一般来说,每组大约10只动物就足以使用单因素方差分析(ANOVA)、协方差分析(ANCOVA)或事后检验获得p值<0.05(Shepherd等,1994年;Cook等,2002年;Braun等,2010年;Heredia等,2013年)。
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