动物行为学新手入门攻略（16）|新物体识别实验原理和实验流程

引言

在神经科学领域，评估动物的记忆和物体识别能力是研究认知功能的关键一环。新奇物体识别测试（Novel Object Recognition Test, NORT）正是一种基于啮齿动物自然行为特性的神经行为任务，它利用动物对新奇物体的探索倾向来评估其记忆和物体识别能力。这一测试方法不仅具有高度的敏感性和特异性，而且操作简便、易于控制实验条件，因此在神经科学研究中得到了广泛应用。

历史背景与发展

新奇物体识别测试的历史可以追溯到1950年，当时Berlyne首次观察到啮齿动物对新奇物体的探索行为（Berlyne, 1950）。然而，直到20世纪80年代末，这一行为才被正式改编为一种神经行为任务，用于研究记忆和探索的某些方面（Bevins & Besheer, 2006; Leger et al., 2013）。这一测试最初是为大鼠设计的，但随后也在小鼠中得到了广泛应用（Leger et al., 2013）。

自其初步开发以来，新奇物体识别测试已成为评估多种生理和病理条件下动物记忆能力的标准工具。这些条件包括但不限于接受影响神经认知能力药物治疗后的动物、脑损伤后的动物、神经退行性疾病模型动物、发育障碍模型动物以及衰老模型动物（Leger et al., 2013）。通过这一测试，科学家能够深入了解这些条件下动物记忆和物体识别能力的变化规律及其机制，为神经科学领域的研究提供重要的实验依据。

仪器与设备

新奇物体识别测试所需的仪器和设备相对简单，但关键在于确保测试环境的一致性和可靠性。测试装置通常由一个被高墙围绕的正方形区域组成，区域的大小根据受试动物的种类而有所不同。墙壁的颜色通常为哑光黑色、白色或透明色，以避免反光干扰测试结果。该装置可以放置在桌子上，无需自带支架。

物体的选择对于测试的一致性和可靠性至关重要。由于啮齿动物对颜色的分辨能力有限，因此在选择物体时需要考虑其亮度、形状和纹理。物体的重量应足够大，以防止受试动物移动它，或者需要将物体粘贴在测试区域的底部以确保其稳定性。此外，物体的形状应避免受试动物攀爬其上或坐在上面，因为这种行为会干扰视频跟踪软件的评分。如果物体不对称，则应在每次试验中将其放置在相同的位置以确保测试的一致性。最重要的是，物体应无异味，并且不会在试验之间保留任何嗅觉线索，以避免对受试动物的探索行为产生干扰。

测试区域的照明应适中且均匀，以确保受试动物能够清晰地看到并探索周围环境，同时避免强光引起的压力。为了实时评分、跟踪和记录受试动物及其在迷宫内的移动，可以在迷宫上方安装连接到跟踪软件的摄像头。这些软件如ConductVision、Noldus Ethovision XT和VisuTrack等，能够精确地记录受试动物的运动轨迹和探索行为，为数据分析提供有力支持。

大鼠新物体识别箱，型号XR-XX117

测试流程

新奇物体识别测试的流程通常包括适应阶段、熟悉阶段和测试阶段三个部分。

适应阶段旨在让受试动物对测试区域进行适应，以减少其在新环境中的焦虑感。这一阶段通常持续几分钟到几小时不等，具体时间根据受试动物的种类和实验需求而定。在适应阶段，受试动物被放置在空的测试区域中，允许其自由探索和移动。通过这一阶段的适应，受试动物能够更好地适应测试环境，从而更加专注于探索物体本身而非环境本身。

熟悉阶段则让受试动物与一个物体进行接触，以建立对该物体的记忆。在这一阶段，将两个相同的物体放置在测试区域内，彼此间以及它们与区域墙壁间保持几厘米的距离。然后，将受试动物放入测试区域，使其面对与物体相反的方向，并允许其自由探索。通常使用秒表来测量受试动物探索物体的时间，当受试动物总共探索了规定的时间（如二十秒）或达到规定的探索时间上限（如十分钟）后，将其从测试区域移出，并放回其饲养笼中。通过这一阶段，受试动物能够建立起对熟悉物体的记忆，为接下来的测试阶段做好准备。

测试阶段是新奇物体识别测试的核心部分。在这一阶段，受试动物会接触到两个不同的物体，其中一个与熟悉阶段使用的物体相同（熟悉物体），另一个是新奇的（新奇物体）。这些物体放置在熟悉阶段时相同的位置。然后，将受试动物放入测试区域，使其面对与物体相反的方向，并允许其自由探索。同样地，使用秒表来测量受试动物探索物体的时间。当受试动物探索新奇物体达到规定的时间或达到探索时间上限后，将其移出测试区域。

通过观察受试动物对这两个物体的探索时间，可以评估其记忆能力和物体识别能力。如果受试动物记住了熟悉物体，并花更多时间去探索新奇物体，那么这表明其记忆能力和物体识别能力正常。相反，如果受试动物对两个物体的探索时间相同或相差无几，那么这可能表明其记忆能力或物体识别能力受损。

数据分析与解释

从新奇物体识别测试中获得的数据通常包括受试动物探索物体的时间。这些数据可以直接绘制成图表以进行比较和分析。

例如，可以绘制一个柱状图来比较受试动物在熟悉阶段探索一个物体的时间与在测试阶段探索新奇物体的时间。通过比较这两个阶段的探索时间，可以直观地看出受试动物对熟悉物体和新奇物体的探索兴趣是否存在显著差异。如果受试动物在测试阶段探索新奇物体的时间明显长于在熟悉阶段探索物体的时间，那么这表明其记忆能力和物体识别能力正常。相反，如果受试动物在测试阶段对两个物体的探索时间相同或相差无几，那么这可能表明其记忆能力或物体识别能力受损。

此外，还可以对多个受试动物的数据进行统计分析以比较不同组之间的差异。例如，可以使用t检验或ANOVA等统计方法来比较假手术对照组动物与治疗或疾病模型组动物之间的差异。这些统计方法有助于揭示不同生理和病理条件下动物记忆能力的变化规律及其机制。

注意事项

在解释测试结果时，需要注意以下几点：

受试动物的行为特性：不同种类的受试动物（如大鼠和小鼠）在行为特性上存在差异，因此需要根据其特性对测试方案进行适当调整。例如，大鼠通常使用较短的物体探索时间，而小鼠可能需要更长的探索时间来充分评估其记忆能力。

测试环境的影响：测试环境的一致性对于确保测试结果的可靠性至关重要。因此，在测试过程中需要严格控制测试环境的各种因素（如照明、温度、湿度等），以避免对受试动物的探索行为产生干扰。

数据处理与分析的严谨性：在数据处理和分析过程中需要保持严谨性，确保数据的准确性和可靠性。例如，在绘制图表时需要选择合适的比例尺和刻度范围，以便更准确地展示数据之间的差异和趋势。同时，在进行统计分析时需要选择合适的统计方法和模型，以得出科学可靠的结论。

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