实验设计全流程｜小动物学习记忆行为检测

按照信息论将记忆简单划分为：记忆的获得（也即学习过程、信息的获得过程）、记忆的巩固（信息的保持过程）、记忆的再现（信息的提取过程）时，我们可依此来筛选作用于记忆不同阶段的认知药物。

在训练前、后或重测前给损伤动物记忆的药物，可分别观察该药物对记忆不同阶段的影响，在此之前给动物待检测认知药物，即可依据实验结果判断该认知药物对抗损伤药物的效果。为简化筛选工作，常选用实验步骤较少的小动物学习记忆测试方法，现以步入法为例说明如下。原理如下示：

适应 ―――― 训练 （电击）――― （ 24 小时后）――― 重测 （不电击）

影响 影响 影响

记忆获得 记忆巩固 记忆再现

一、记忆获得过程

1. 建立记忆获得障碍模型：

在动物进行电击训练之前 15-20 分钟，给动物腹腔注射氢溴酸东莨菪碱（胆碱能 M 受体拮抗剂， HBr-Scopalamine ），小鼠： 3mg/kg ，可见给药组动物出现探究行为，训练时在明室内驻留时间略长于对照组，进入暗室后受到电刺激时的反应与对照组相似：嘶叫或跳跃。

24 小时后当再次将动物放入明室时，动物进入暗室的潜伏期显著低于对照组，即制备成功记忆障碍模型。

2. 待测药物的服用：

根据待检测药物在动物体内的作用高峰时间，于相应时间给动物服药，如口服药物，可于训练前 1 小时给动物灌服待检测药物，然后再于训练前 15-20 分钟给动物损伤记忆获得的药物，如氢溴酸东莨菪碱等。

二、记忆巩固过程

1 . 建立记忆巩固障碍模型：

动物电击训练结束后立即给动物腹腔注射蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺（ Cycloheximide ，小鼠： 90-100mg/kg ）抑制蛋白质合成，或皮下注射 NaNO 2 ( 小鼠： 120mg/kg) 导致动物短暂性缺氧，或给动物施行头部瞬间电休克。然后放回饲养盒内， 24 小时后重测试。

2. 待测药物的服用：

若是口服药物，于电击训练前药物作用高峰期（一般选 1 小时前）给动物灌服药物。若是腹腔注射药物，一般于训练前半小时注射。然后给动物电击训练，训练后立即给损伤记忆巩固药物或其它实验因素， 24 小时后重测试，可检测认知药物对记忆巩固障碍的对抗作用。

三、记忆再现过程

1. 建立记忆再现障碍模型：

于动物重测试之前 15 分钟给小鼠灌服酒精（ 35% ， 0.1ml/10g 鼠重）， 15 分钟后进行重测试。可见小鼠记忆提取过程受到损伤。

2. 待测药物的服用：于动物重测试之前 1 小时给动物口服待检药物。

注意：

该损伤只有在重测前 10-30 分钟灌胃酒精才起作用 , 时间长于 30 分钟则无效。

该剂量酒精只对较不巩固、一次性记忆有损伤作用，而对小鼠需经多次训练而获得的较巩固的记忆的再现无影响。

附： 步下法(step-down test) ，又称跳台法

实验原理：

依据动物的习性， 啮齿类动物 在空旷的场地内，大多时间会逗留于墙边或角落。而被放在高台上时，便会依本能迅速跳下，躲避在墙边或墙角。跳台仪的底部可以通电，上面放置一个绝缘的跳台。

动物在训练时受到电击，跳上跳台以躲避电击，从而获得记忆。动物的记忆力下降时，表现为第一次从跳台跳下的潜伏期缩短，跳下的次数增加。动物的记忆力增强时则跳下的潜伏期延长，触电次数明显减少。

实验程序：

1. 适应：将动物放上平台，使动物在箱内自由上下适应 2-3 分钟，然后将动物放回饲养盒。或每次适应 10 秒，共适应 3 次，间隔 30 分钟。后者使动物较前者更能充分适应实验者的手势和整个实验过程。

2. 训练：可在适应之后立即进行，也可在适应后 24 小时进行。

将动物再次放上平台, 同时开启电刺激器 , 箱底铜栅供电。动物由于在箱内适应过，几乎马上跳下平台，四肢于是立即遭到电击。由于电击的疼痛，动物上下跳跃，偶尔于无意之中跳回平台，旋即又跳下平台，如此反复多次。

记录指标：

1）动物从放上平台至跳下平台的潜伏期；

2）动物反复下台的错误次数 , 可代表动物的学习成绩；

3. 重测试：

训练后24 小时重测试 , 再次将动物放上平台，观察动物下台情况。

记录指标：

动物自放上平台后至跳下平台的潜伏期、5 分钟内跳下平台的错误次数 , 此为动物的记忆成绩。