小鼠震驚反射實驗的測試方法

震驚反射(startle reflex, SR)是動物對威脅性刺激的保護機制。在突發(fā)的強刺激(如聲、光等)下，動物產(chǎn)生全身肌肉屈曲伸直的反射，即震驚反射，在行為上表現(xiàn)為驚跳。聽震驚反射(acoustic startlereflex, ASR)特指由強烈的聲音刺激產(chǎn)生的震驚反射。震驚反射雖然能夠使動物快速對威肋、性刺激做出反應，但是會干擾正常的行為活動和認知加工。中樞神經(jīng)系統(tǒng)天然具有過濾和篩選信息的能力，來保證思維的連貫性，這個機制稱為感覺運動門控的“加工保護”理論認為，感覺運動門控的意義在于大腦利用此機制對感覺信息進行過濾，減少后出現(xiàn)的震驚刺激對前脈沖刺激的干擾，保護對前脈沖刺激信號的早期知覺編碼。具體來講，當多個刺激信號分先后出現(xiàn)時，中樞神經(jīng)系統(tǒng)優(yōu)先處理先出現(xiàn)的刺激信號，即使后出現(xiàn)的信號強度較大也會得到抑制，這就是所謂的前脈沖抑制(prepulse inhibition, PPI)現(xiàn)象。

前脈沖抑制效率((PPI,)是目前評估感覺運動門控功能是否完善的重要行為學參數(shù)。在強聲音刺激之前的一定時間(幾十至幾百毫秒)內，先出現(xiàn)一個弱的閡下聲音刺激(即前脈沖)，會降低動物對強聲音刺激的聽震驚反射幅度((startle amplitude, SA),對震驚反射幅度的抑制率即為PPI。對于嚙齒類動物，震驚反射幅度和PPI數(shù)值可以通過震驚反射系統(tǒng)(startle response system)獲得。當感覺運動門控功能正常時，動物具有明顯的PPI現(xiàn)象;當該功能缺損時，PPI的數(shù)值會顯著下降，稱為PPI缺失。

在很多精神疾病中都發(fā)現(xiàn)有感覺運動門控失調和前脈沖抑制缺失的現(xiàn)象，如精神分裂癥、躁狂型抑郁癥、強迫癥、成年自閉癥以及其他與皮質-紋狀體五腦環(huán)路紊亂相關的精神疾病等。由于前脈沖抑制在哺乳動物中是保守的神經(jīng)生物學過程。因此可以采用嚙齒類動物模型研究感覺運動門控和前脈沖抑制失調的機制，這對研究和治療此類精神疾病有重要意義。本文中我們以C57BL/6小鼠品系為例，建立了用震驚反射系統(tǒng)(即驚恐箱，startle box)測定小鼠震驚反射和前脈沖抑制的實驗方法，并構建了藥物誘發(fā)PPI缺失的小鼠模型，為研究感覺運動門控機制及其相關精神疾病提供了基礎數(shù)據(jù)和技術支持，也為篩選治療PPI缺失的藥物提供了良好的實驗平臺。

第一步：輸入輸出測試(input/output test)參數(shù)設置

適應時間2 min，此階段設置為14個trails。背景噪音white noise, 65 dB，全程打開。每個trail之間的間隔在10-30 s之間隨機變化。無前脈沖刺激，震驚刺激設置為white noise, 65-130 dB漸變，漸變階梯5 dB;刺激持續(xù)時間20 ms。

第二步：短期習慣性測試(short-term habituation test)參數(shù)設置

背景噪音white noise, 65 dB，全程打開。適應時間2 min。此階段設置為30個trails。每個trail之間的間隔在10-30 s之間隨機變化。無前脈沖刺激，震驚刺激設置為white noise, 105 dB;刺激持續(xù)時間20 ms。

第三步：前脈沖抑制測試((PPI test)實驗程序設置:

在實驗階段背景噪音(white noise, 65 dB)全程打開，分為適應期、Block I和BlockII三個階段。適應期持續(xù)時間2 min。Block I設置為20個trails，每個trail無前脈沖刺激; 震驚刺激設置為white noise, 105 dB:刺激持續(xù)時間20 ms:Trail之間的間隔在10-30 s之間隨機變化。Block II設置為70個trails;每個trail之間的間隔在10-30 s之間隨機變化。Block II中的刺激類型分為7種，具體組合方式見表1。每種刺激類型在70次trail中出現(xiàn)10次，出現(xiàn)順序隨機。前脈沖刺激設置為0,68(+3), 71(+6）, 74(+9), 77(+12), 80(+15) dB, white noise,持續(xù)時間10 ms。Prepulse/startle stimulus delay設置為60 ms。震驚設置為white noise, 105 dB，刺激持續(xù)時間20 ms。

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