實驗介紹

動物模型是研究神經(jīng)精神疾病的重要工具。然而，研究實驗室嚙齒動物的研究人員面臨的一個主要挑戰(zhàn)是試圖重現(xiàn)復(fù)雜人類疾病（如精神分裂癥）的“核心"癥狀。然而，盡管存在這一挑戰(zhàn)，但仍然可以使用旨在復(fù)制某些疾病“內(nèi)表型"的動物模型。一個例子是驚嚇反射的前脈沖抑制 (PPI)。

PPI 是驚嚇可塑性的一種形式，其特征是當(dāng)強烈的驚嚇刺激（或脈沖）之前出現(xiàn)較弱的預(yù)刺激（或預(yù)脈沖）時，驚嚇幅度的正常降低。PPI 范式通常用于評估感覺運動門控，并且已在包括人類和嚙齒動物在內(nèi)的許多物種中進行了描述。在患有精神分裂癥和其他神經(jīng)精神疾病的受試者以及已建立的這些疾病的動物模型中觀察到 PPI 缺陷。因此，PPI 范式主要用于探索在這些疾病中發(fā)現(xiàn)的感覺運動門控表型背后的遺傳和神經(jīng)生物學(xué)機制。因此，有必要建立可靠和可重復(fù)的協(xié)議來研究小鼠的 PPI。

實驗設(shè)備

實驗裝置外部是一個隔音箱，用于防止外部噪音或振動干擾實驗。在這個室內(nèi)，記錄驚嚇反應(yīng)的稱重傳感器平臺與校準(zhǔn)稱重傳感器平臺的傳感器和放大器相連。一個動物支架放在稱重傳感器平臺上。聲音發(fā)生器和適當(dāng)?shù)能浖{(diào)節(jié)來自放大器的脈沖。

前脈沖抑制 (PPI)實驗系統(tǒng)，上海欣軟

每個實驗裝置都由一個外部照明和通風(fēng)的腔室組成，用于防止外部噪音或振動干擾實驗。在室內(nèi)，由有機玻璃圓柱體組成的穩(wěn)定器固定在平臺上。安裝在圓柱體下方的壓電加速度計轉(zhuǎn)換動物運動，然后由計算機和接口組件進行數(shù)字化、校正和記錄。揚聲器根據(jù)所需的設(shè)置產(chǎn)生驚人的聲學(xué)刺激。

實驗步驟

1. 將老鼠（如果可能的話放在架子上）運送到測試房間，并在前廳中不受干擾地至少 30 分鐘。開始實驗前注意不要刺激老鼠。不要在實驗當(dāng)天更換籠子。

2. 測試以 5 分鐘的適應(yīng)期開始（僅打開背景噪音）。此外，還可以選擇適應(yīng)驚跳脈沖，其中 110-120 dB/40-60ms 的白噪聲單獨呈現(xiàn) 5 次。這些將被排除在統(tǒng)計分析之外。

3. 然后通過不同試驗類型的演示繼續(xù)進行，每個試驗應(yīng)以偽隨機順序呈現(xiàn) 6-10 次，試驗間間隔 (ITI) 在 20 和 30 秒之間隨機變化（或 10 和 20）。

試驗是：

• 白噪聲刺激持續(xù)時間為 20 ms 的不同預(yù)脈沖試驗單獨呈現(xiàn)（PP1、PP2、PP3 或 PP4 dB；應(yīng)使用至少 3 個不同的預(yù)脈沖）或在脈沖之前 50-120 ms（ PP1 + 脈沖、PP2 + 脈沖、PP3 + 脈沖或 PP4 + 脈沖）來導(dǎo)出預(yù)脈沖抑制響應(yīng)。預(yù)脈沖的強度應(yīng)保持在本身不會引起明顯驚嚇反應(yīng)的背景噪聲（BN）之上，比 BN 高約 2-20dB（例如，PP1=BN+5dB，PP2=BN+ 10, PP3=BN+15 和 PP4=BN+20)

• 單獨呈現(xiàn) 110-120 dB/40-60 ms 白噪聲的驚跳脈沖試驗

• 無刺激 (NOSTIM) 試驗，其中僅提供背景噪音來測量動物在室內(nèi)的基線運動

• BN 組會根據(jù)所使用的設(shè)備而有所不同（根據(jù)環(huán)境的噪音，一般在 65-70dB 左右）

4. 在驚嚇開始后的65-100 ms，即驚嚇過程中的40-60 ms加上驚嚇結(jié)束后的25-40 ms，每毫秒記錄一次驚嚇反應(yīng)；NOSTIM 的上一個 ITI 結(jié)束后 65-100 毫秒（見圖 1）。

聲驚嚇和預(yù)脈沖抑制測試的不同類型的試驗

5.確保所有設(shè)備正常運行

6.將每只老鼠放在聲音衰減聲學(xué)室內(nèi)的稱重傳感器平臺上，并關(guān)閉門。

7.根據(jù)上述實驗設(shè)計運行實驗會話。

8.在實驗結(jié)束時取出每只老鼠并記錄其重量，然后再將其放回相關(guān)的家庭籠子。

9.在裝載另一個測試隊列之前，擦拭干凈的動物支架并留出時間晾干。

10.在實驗結(jié)束時，保存數(shù)據(jù)以詳細(xì)分析聲驚嚇和聲預(yù)脈沖抑制響應(yīng)。

數(shù)據(jù)采集

最大峰值振幅用于確定聲音驚嚇響應(yīng)。基礎(chǔ)驚嚇反應(yīng) S 和 PP-S 分別計算為對單獨呈現(xiàn)的脈沖的平均響應(yīng)和對組合預(yù)脈沖脈沖的平均響應(yīng)。預(yù)脈沖抑制量 (PPI) 計算為每種聲學(xué)預(yù)脈沖試驗類型的百分比分?jǐn)?shù)：% PPI= 100 x (S – PPi_S)/S。PPI 的全局水平也計算為不同預(yù)脈沖響應(yīng)的平均 %PPI：100 x [S?(PP1_S + PP2_S + PP3_S + PP4_S)/4]/S。

注意事項

1. 在適應(yīng)和測試期間，收容室的照明和噪音水平應(yīng)與住房套房相當(dāng)，以盡量減少它們對行為結(jié)果的影響。

2. 最大電壓變化將用作記錄間隔內(nèi)的驚嚇反應(yīng)。背景噪音在整個實驗過程中都存在，因此在預(yù)脈沖和驚嚇之間。

3. 實驗方案的所有測試都在早上（從上午 9 點到下午 2 點）進行。

4. 性別：雄性和雌性小鼠都被用于驚嚇反應(yīng)和 PPI 的協(xié)議中。如果在同一實驗日使用，測試室的清潔過程必須一絲不茍，以免影響行為結(jié)果。

5. 年齡：年齡是衡量聽覺驚嚇和 PPI 的重要變量。已經(jīng)報道了包括 C57BL/6 在內(nèi)的許多近交系菌株與年齡相關(guān)的聽力損失，它可以改變驚嚇反應(yīng)性和 PPI 水平。此外，研究表明，與成年動物相比，早期青春期小鼠的驚嚇反應(yīng)和 PPI 會有所改變。

6. 實驗日期信息，即進行測量的日期，是一個重要的參數(shù)，需要在 Experiment文件中記錄。

7. 聲音和運動傳感器的校準(zhǔn)對于獲得有效的測試結(jié)果很重要，因此必須定期校準(zhǔn)，例如至少每月校準(zhǔn)一次。