回避實驗是一類經典的行為學實驗,主要利用小鼠趨暗避光(明暗箱穿梭)以及對厭惡刺激(如足底輕微電擊)的恐懼和記憶反應來建立模型。從實驗者的角度看,其技術原理與條件性恐懼實驗相近。實驗所用刺激一般為輕度電擊,動物通過學習逐漸表現(xiàn)出對電擊區(qū)域的回避。根據(jù)動物的反應方式,實驗分為 主動回避(主動逃離刺激環(huán)境) 和 被動回避(抑制進入帶有厭惡刺激的環(huán)境)。此外,按照實驗裝置不同,還可分為穿梭回避、跳臺回避和Y型迷宮回避,本節(jié)主要介紹穿梭回避與跳臺回避兩種方式。
(1)穿梭回避裝置
實驗常用的穿梭箱由箱體、刺激控制器及計算機組成。以美國 Med Associates 公司生產的 ENV-010MC 型穿梭箱為例:該裝置分為左右兩個等大隔室(20.3×15.9×21.3 cm),其中一側可套黑色遮布作為暗箱(主動回避實驗中可不必使用)。兩個隔室之間通過拱形門(8.9×11.4 cm)相連,實驗時可根據(jù)需要開合。地板為不銹鋼柵欄(大鼠直徑約4.8 mm,小鼠約3.175 mm)。暗箱側的柵欄與電刺激器連接,可施加電流;明箱側則不帶電。
(2)跳臺回避裝置
將穿梭箱中間的門移除并替換為平臺,即可轉化為跳臺實驗裝置。這里介紹的是美國 Coulbourn 公司研發(fā)的跳臺設備:由透明有機玻璃箱(15×25×10 cm)、隔音外箱(48×62×24 cm)以及脈沖電刺激器構成。箱底同樣為金屬柵欄并與刺激器相連,中央設置一木制平臺(3.5×3.5×2.5 cm)。實驗時需將裝置放入隔音外箱,以屏蔽外部干擾。
(1)小鼠穿梭被動回避實驗(step-through passive avoidance)
訓練階段
將小鼠放入明箱,10 秒后開啟通道門。因小鼠天性喜暗避光,大多數(shù)個體會很快進入暗箱。
當小鼠四肢完全進入暗箱后,立即關上通道門并施加一次電擊。電擊強度設為可引起小鼠退縮并發(fā)聲的最小電流,通常為 0.2–0.8 mA(100 V,50–60 Hz AC),持續(xù) 1–2 秒。
保持小鼠在暗箱內停留約 10 秒,以形成“暗箱–電擊”的聯(lián)結記憶。隨后將其取出放回籠內,并清潔裝置以便進行下一只動物訓練。
記憶保持測試
在訓練 24 小時后,將小鼠再次放入明箱并開啟通道門,但不再給予電擊。記錄其進入暗箱的潛伏期及行為表現(xiàn),用以評估學習與記憶水平。
