旷场实验经常做,你真的了解透了吗?

旷场实验经常做,你真的了解透了吗?

作者:RWD
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实验背景


旷场实验(open field test,OFT)又称敞箱实验,是评价实验动物在新异环境中自主行为、探究行为与紧张度的一种方法。Hall于1934年首先提出用旷场实验研究大鼠的情绪变化,经过不断的发展和完善,目前旷场实验主要用来观察实验动物的自主运动能力、对新异环境的探索行为、紧张度、躁狂、焦虑以及抑郁行为,由于其操作简单、可行性高、数据记录准确等特点,已成为研究动物精神领域较为流行的行为学测试方法。


实验装置


整套旷场实验系统由旷场箱体、摄像系统和视频记录分析软件共同构成。旷场箱体的围栏形状可以是正方形、长方形或圆形,市面上正方形的箱体居多。以正方形旷场为例,旷场箱体分为大鼠(100×100×50 cm3)和小鼠(40×40×40 cm3)两种规格,灰色有机玻璃的材质(灰色不反光,且可用于黑鼠和白鼠的实验)。实验时将动物放入旷场中的特定位置,用摄像系统来监测动物在旷场中的活动情况,通过视频记录分析软件来进行动物的轨迹追踪和数据采集分析

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实验流程


一、前期准备

1. 摆置好干净的旷场箱体(为了提高实验效率,可对称放置4个旷场,同时进行实验);


2. 在箱体正上方放置好摄像支架,连接相机至电脑,在电脑上调整相机的拍摄角度和焦距等参数,再固定相机位置(后续实验建议不要动旷场和支架的位置,否则需要重新调整焦距等参数);


3.打开电脑中的行为学视频记录分析软件,编辑好实验信息和动物信息等,调整好软件记录的相关参数(也可先用摄像系统将实验视频录制好,后续再导入到视频记录分析软件中分析)。


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二、放置动物并记录
1. 将动物从饲养笼里取出,背向实验者放置到旷场的中央区域,实验者迅速离开;


2. 迅速开启软件的视频采集或摄像系统的视频录制,记录动物在旷场中5-10min的活动情况;(也可提前开启软件采集,再放置动物,软件分析过程中可设置扣除前期的准备时间)


3. 实验监测时间结束后将小鼠取出并且放回饲养笼内,用75%酒精或实验用消毒水清理整个旷场箱体,等待晾干后更换小鼠继续重复以上实验。

三、记录参数和指标分析
旷场实验既可用于观察实验动物的自主运动能力,也可评估动物的焦虑等情绪行为。

当旷场实验用于评估动物的自主运动能力时,主要观察动物静止(低于100 cm/s)、缓慢运动(100~300 cm/s)和快速运动(300~500 cm/s)三种运动状态所占据的绝对时间和时间比,通过比较这三种状态的时间,得出动物运动能力的差异。此外也可通过比较动物的平均速度、轨迹线和总运动距离等反应动物的活动能力。


当旷场实验用于评估动物焦虑行为时,主要记录动物在旷场中不同区域所待的时间及尿便次数、直立次数等行为。通常来说,小鼠因为趋触性(thigmotaxis)喜欢紧贴墙壁,即更多的在外围活动,这在有焦虑样行为的小鼠中更为明显:焦虑程度较低的小鼠倾向于在旷场的中央即开放区域停留更多的时间。此外还有如下几种结果参数:


直立次数:又称垂直得分、站立次数,指鼠一对前足均腾空或攀附箱壁,站立后双爪放下为直立一次。直立次数反映鼠的探索行为及对新环境的好奇程度。

排便次数:又称粪便粒数,反映动物对陌生环境的紧张和恐惧程度。人们普遍认为排便次数反映啮齿类动物的焦虑程度。
修饰次数:又称理毛次数,指鼠对面部、四肢、躯干和生殖器的清洗行为。鼠的修饰次数是对新异环境产生的应激行为,说明此时鼠兴奋度较高。


注意事项

1. 小鼠相关因素:实验前动物饲养环境、动物性别、背景、是否伴随应激(饮水及食物剥夺)及昼夜节律等。实验中小鼠的周龄和性别需要保持一致,比如雌鼠有动情周期,激素水平可能会影响行为。


2. 实验装置相关因素:旷场的形状、体积、实验持续时长、数据采集方式(摄像系统的类别)等,均可能影响实验和软件的检测效果,因此需尽量保持统一。


3. 实验者相关因素:注意实验者与动物之间的适应,同一批实验由同一实验者操作,使用同样的方式抓取小鼠,手势轻柔。


温馨提示
在行为学测试中通常是多种实验方法综合分析评估动物的某一个行为变化,因此在安排不同行为学实验时,要注意实验之间的相互影响。由于旷场实验对小鼠各方面影响较小,可优先安排动物进行旷场实验。


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