动物行为学新手入门攻略(20)|社交挫败范式

作者:上海欣软  时间:  浏览:16次

一、介绍

在神经科学和行为学研究中,重复社会挫败应激的标准化模型(Golden等人,2011),又称社会挫败范式,已成为评估情感类障碍潜在机制的一种广泛适用的工具。这一范式由Berton等人于2006年开发,是基于Kudryavtseva等人于1991年提出的感官接触模型(SCM)的改进版。SCM详细阐述了啮齿动物中慢性社会冲突的后果,而社会挫败范式则进一步探索了这些后果与情感障碍之间的联系。该范式不仅为情感障碍的分子基础提供了新的见解,还助力制定了新的抗抑郁治疗方法(Berton O, Nestler EJ, 2006)。

社会挫败范式的基本原理在于,通过反复使入侵小鼠遭受体型更大、更具攻击性的常驻小鼠的社会挫败,可以诱导出广泛的抑郁样表型。这些表型包括快感缺乏、社交回避行为和焦虑(Rygula R等人,2006;Berton等人,2006)。尽管每次挫败的持续时间仅为5-10分钟,但在实验过程中,被击败的小鼠会持续承受由与常驻小鼠的感官交互所带来的心理压力。这种长期的压力刺激为研究情感障碍的发病机制和治疗效果提供了有力的模型。

二、仪器与设备

社会挫败范式的实施依赖于一系列精心设计的仪器和设备。饲养笼是实验的核心设备,由透明的材质制成,尺寸适中,配有钢丝网盖以便于观察和清洁。笼子的底部铺有硬木屑,以提供舒适的居住环境。

为了将饲养笼分隔成两个独立的区域,实验者使用了一个透明的穿孔有机玻璃板。这个板子的尺寸被精确设计为能够大致将饲养笼分为两半,从而允许常驻小鼠和入侵小鼠在各自的空间内生活,但在需要时又能够方便地让它们进行面对面的接触。此外,实验者还使用了一个秒表来手动计时挫败时段,以确保每次挫败的持续时间保持一致。

除了饲养笼外,实验者还准备了一个用于社交互动测试的开阔场地。这个场地由不透明玻璃制成,尺寸适中,内部安装了可拆卸的金属网围栏。这些围栏用于在测试过程中将挫败小鼠与目标小鼠分隔开,同时允许它们进行视觉和嗅觉的交互。围栏的设计使得实验者能够灵活地调整测试条件,以适应不同的实验需求。

为了记录和分析挫败小鼠在社交互动场地中的行为,实验者使用了先进的视频跟踪系统,如Noldus Ethovision XT或VisuTrack。这些系统能够精确地捕捉小鼠的移动轨迹,并提供详细的行为参数,如移动速度、停留时间和探索范围等。这些参数对于评估挫败小鼠的情感类行为具有至关重要的作用。


三、训练方案

社会挫败协议的训练方案旨在通过评估啮齿动物在社交互动场地中的行为,来对比控制组与疾病模型/干预组中类似情感的行为。这一方案包括一系列精心设计的步骤,以确保实验结果的准确性和可靠性。

在首次社会挫败压力前一天,实验者将常驻小鼠引入分隔饲养笼的一个隔间内,以适应新的居住环境。接下来的十天里,每天将入侵小鼠直接放入常驻小鼠的隔间内,持续5-10分钟。在这段时间内,入侵小鼠会遭受常驻小鼠的攻击和挫败。对抗结束后,将入侵小鼠从常驻小鼠的隔间移出,并在当天剩余时间内将其转移到饲养笼内的另一个隔间。这一过程连续重复十天,以确保入侵小鼠经历足够的挫败次数。

对于成对饲养的控制组,实验者采用相同的设置;每侧各放一只小鼠,并定期交换它们的隔间,但不允许它们直接接触。这样可以确保控制组小鼠在实验过程中不会受到任何额外的压力刺激。

经过10天的社会挫败后,实验者将入侵小鼠单独转移到常规饲养笼中,并供应适量的食物和水。这一步骤是为了让挫败小鼠在没有压力刺激的情况下恢复一段时间,以便更好地评估其后续的行为变化。

通常,社交互动测试在最后一次社会挫败后约24小时进行。在测试前1小时,实验者将挫败小鼠引入社交互动场地进行预训练,以适应新的环境并减少焦虑情绪。测试室与外界声音隔绝,整个测试在红灯条件下进行,以减少外界干扰对实验结果的影响。

社交互动测试分为两个阶段,每个阶段持续150秒,两个阶段之间休息30秒。在测试过程中,实验者使用新的目标攻击者小鼠来最大程度地减少入侵小鼠对常驻小鼠习惯化的影响。在第一阶段,在没有目标小鼠的情况下,将挫败小鼠引入社交互动场地的后部中心,面对空的金属网围栏,并记录其行为。150秒后,将挫败小鼠和“无目标”金属网围栏从场地中移出。在休息期间,将目标小鼠固定在“仅目标”金属网围栏内,并放置在场地内。之后,将挫败小鼠从饲养笼中移出,并放置在同一位置面对金属网围栏。使用视频跟踪器记录挫败小鼠的移动轨迹和行为参数。实验结束后,将两只小鼠移出,并彻底清洁装置以避免残留气味对后续实验的影响。

四、修改与拓展

社会挫败协议具有易于修改的固有能力,这使得它能够在不同的实验条件下进行灵活的应用。一个重要的修改是开发了“微小挫败”协议。在“微小挫败”协议中,入侵小鼠经历的社会挫败程度降低,即一天内连续进行三次每次5分钟的社会挫败,每次挫败之间休息15分钟。这种修改使得实验者能够更细致地探索不同强度的社会挫败对小鼠情感类行为的影响。实验结果表明,小鼠在经历“微小挫败”后没有出现明显的逃避行为(Krishnan V, 等人, 2007),这进一步支持了社会挫败范式在评估情感类障碍潜在机制中的有效性。

除了“微小挫败”协议外,实验者还可以根据具体的研究需求对社会挫败协议进行其他修改和拓展。例如,可以调整挫败次数、挫败时长和休息时间的组合来探索不同参数对实验结果的影响;也可以引入其他类型的压力刺激(如环境限制、食物剥夺等)来模拟更复杂的生活压力情境;还可以结合遗传学、药理学和神经影像学等技术手段来深入研究社会挫败对小鼠大脑结构和功能的影响及其与情感障碍之间的关联。

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