浅析动物新物体认知实验测试方法及注意事项

正如动物群体认知的思路源自病人对过去熟悉的人产生遗忘，物体认知(object recognition)的原始思路来自人对物的遗忘。20世纪70年代中期，为在动物上反映人对物的认知障碍，Mishkin等人用猴子建立了延迟非匹配物体识别( delayed nonmatchjng-to-sample，DNMS)及与此相对应的延迟匹配物体识别(delayed matching-to-sample)实验。实验中给动物展现一个样品物体(sample object)，动物将该物体移位以获得藏在该物体下面的食物奖赏。经过一定时间的延迟后，该样品物体和-个新物体同时出现。在DNMS，动物选择新物体则给予食物奖赏；在DMS,动物选择样品物体才给予奖赏。

由于用猴子做实验成本高、样本数受到限制，80年代中、后期，人们开始用大鼠进行同等意义的记忆实验。利用动物喜欢探究新异环境（物体）的特点检测其对过去接触过的物体的记忆。成功的认知定义为：与熟悉的物体相比，动物对新异物体（或在新位置的物体）探究时间更长，从而建立大鼠物体认知模型。此后又进一步建立了小鼠物体认知，大大适应了近几年快速发展的转基因、基因下调或敲隙动物的记忆研究。该方法不需要特殊仪器，简便易行。因此，广泛用于影响认知药物的评筛和相关基因的行为研究。这里介绍大鼠物体认知模型。小鼠物体认知模型与此类似，只是敞箱和物体都较小。

1、实验设备

主要为一边长80cm，高40cm的方形敞箱（open field；也可用长方形或圆形）。敞箱围墙采用灰色或黑色的玻璃、塑瓣或金属。敞箱不同部位光线均匀。所用物体由乐高玩具拼成，包括不同形状（方形、锥形或球形等、大小（边长或最大直径在8 - 15cm）和不同颜色。两个物体放在敞箱内距离墙10cm的地方，并加以适当固定，以防动物挪动。

2、实验方法

(1)抚摸  将动物每天抚摸1次(1- 2min)，连续5天，以减少应激反应。

(2)适应  将动物放入敞箱（不放物体）进行1次适应性训练，即让动物在敞箱内自由活动5min。第2天再重复1次。

(3)训练  在敞箱内后面两邻角的位置各放置一个完全相同的物体，离墙10cm。将大鼠背朝物体放A敞箱中，记录5min内大鼠探究两个物体的时间。物体探究定义为动物的鼻子接触或靠近物体的距离小于或等于2cm。

(4)第二次适应后的不同时间（短期记忆1- 3h，长期记忆24h小时以上）对动物进行测试，时间仍为5min，但动物探究过的两个物体之一被一个新的物体所取代。记录动物对熟悉物体和新物体的探究时间（分别为T1和T2），并由此计算认知系数（recognition index，RI），即RI=T2/ (T1+T2)。VisuTrack动物行为分析软件可以自动记录相关指标。

3、注意事项

(1)物体探究的定义在不同实验室会有所不同。除上述定义外，也有将物体探究定义为用鼻子嗅或接触物体或用前肢接触物体。但一般不将动物围绕物体转圈或坐在物体上的行为计为物体接触。

(2)本实验对环境要求较高，应保持实验环境安静。为不干扰动物的自主行为，最好用摄像机监控，实验者在另一房间进行观察。此外，为避免主观因素的影响，最好采用盲法观察，即观察者不知道所研究动物的处理或动物的基因类型。

(3)动物的气味会对实验结果产生较大影响。因此，在两动物的测试之间应周10%的酒精清洗物体，并清洁敞箱，以避免前一只动物遗留的味道对其后的动物行为产生诱导。

(4)在训练期间，动物对两物体的接触时间基本接近。在引进一个新物体后，正常动物对新物体的探究会显著增多，认知系数高于0.5,达到0.7 - 0.8；而当动物有记忆障碍时，认知系数仍然在0.5左右，即动物对新物体失去偏爱。

(5)物体认知实验被认为是脑皮层，尤其是鼻周皮层( perirhinal cortex)依赖的记忆模型。毁损鼻周皮层可阻断物体认知记忆的获得、再现和巩固；而毁损海马则一般不影响物体认知行为。