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实验动物行为分析平台(行为平台)

综合介绍:
中国医学科学院医学实验动物研究所动物行为学分析平台成立于2009年。平台啮齿类动物设施占地268平米,非人灵长类动物设施占地179平米。其中,啮齿类动物设施为完善的屏障空调系统,行为学实验在屏障系统内完成,最大程度保证了动物行为学实验结果的客观性。
技术支持和服务:
平台拥有以下行为学及相关配套检测系统:
1.啮齿类动物运动轨迹跟踪系统:实验室拥有两套视频跟踪系统,可以进行基于质心跟踪的行为学实验,包括各类迷宫实验、空场实验、强迫游泳实验等;可以进行基于头体尾三点跟踪的鼻触实验,包括新物体识别实验、社会识别实验等;可以进行基于两只动物的社交行为实验(图1-8)。


图1水迷宫实验    图2 巴恩斯迷宫实验    图3 Y迷宫


 图4高架十字迷宫图  图5强迫游泳图  图6新物体识别实验


   图7 社会识别实验             图8 社交实验

2.条件性恐惧(context/cued fear conditioning)测试系统:用于检测小型啮齿类动物(大小鼠)联想型学习,包括环境和条件相关性恐惧实验。该系统可对僵直时间(freezing time)进行分段分析,并保存实验录像(图9-10)。

 

    图9 软件操作界面              图10 录像回放界面

3.惊跳反射弱刺激抑制(pre-pulse inhibition, PPI)测试系统:
PPI是惊吓反应中,在突然的惊吓刺激前30-500毫秒给予轻微刺激可以导致惊跳反应强度降低的正常现象,用来测定动物的感觉运动门控功能。本系统可用于PPI功能检测(图11)。


                   图11 系统硬件及数据分析界面

4. Ugo basile公司的穿梭箱系统:该系统既可用于检测联想型学习记忆,也可用于检测获得性无助模型(图12-13)。


  图12 穿梭箱硬件                 图13 穿梭箱软件界面

5.悬尾实验:该系统采用张力传感器原理,可以准确采集小鼠的不动时间、挣扎强度等指标,用于抗抑郁药物的筛选及抑郁症病理生理机制研究(图14-15)。



       图14 悬尾箱


            图15 软件界面图

6. Bioseb公司抓力计测试系统:用于检测大小鼠的前肢或四肢的抓力(图16)。


                  图16 抓力计

7.穿越平衡木测试和圆桶测试系统及方法, 可用以检测大小鼠的运动能力尤其是双侧肢体对称性运动情况。



                图17 穿越平衡木测试


 

       图18 圆桶测试

 

8.离体神经电生理检测系统,用于检测啮齿动物离体脑片的神经元、突触或神经微环路的功能。


     图19 离体神经电生理检测系统

9. 在体神经电生理采集系统。包括神经信号采集系统(放大器、前置放大器等)、微电极阵列和相关应用软件。用于记录和分析灵长类和啮齿类动物大脑不同脑区、神经网络和周围神经的电活动,通过手术将微电极阵列埋置在动物特定脑区后,结合动物行为学实验、光遗传学实验,可实现脑区神经信号的实时捕获,神经元的在线和离线分类,实验事件相关的动作电位(Spike)、场电位(LFP)和其他生理信号分析等。


      图20 在体多通道神经电生理采集系统

 

10. 脑立体定位注射系统 包括脑立体定位仪、呼吸麻醉机等,可用于啮齿类动物脑定位注射。


11.脑微透析系统包括四通道微透析注射泵、体外固定支架组件(含探针夹子)、双通道不锈钢转环、清醒动物活动装置等。用于采集啮齿动物中枢神经系统不同脑区的局部化学物质含量。


        图21 四通道微量注射泵

13. 非人灵长类动物自发活动检测系统:该系统硬件包括红外背景墙,兽笼,兽笼的侧面和顶部均安装红外摄像头。该系统软件用于检测灵长类动物的自发活动,可以同时分析4个兽笼。检测结果包括运动轨迹、运动速度、运动距离、运动时间、高速和低速运动之间的转换次数、活跃度等(图22-23)。


      图22 系统硬件                 图23 系统软件

14. 非人灵长类动物认知功能检测系统:该系统为美国Lafayette最新的灵长类CANTAB认知测试系统。其应用程序包含有一连串的测试执行功能,可以直接通过触屏进行操作,可灵活的进行设置,系统提供有食物奖赏和液体奖赏软件模块功能(图24)。


       图24 灵长类CANTAB认知测试系统

行为学分析平台可承接动物行为学评价任务,进行阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等神经精神疾病的药效学研究、转基因、基因敲除动物模型行为学评价及新型动物资源的行为学研究。

目前,行为分析平台与法国波尔多CNRS研究院神经退行性病变研究中心合作,立足科学前沿,应用小鼠和灵长类动物,开展帕金森病、亨廷顿病及阿尔茨海默病等神经退行性疾病研究。

联系方式:

联系人:孙秀萍

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