大小鼠注意缺陷冲动障碍模型（ADHD）的行为学检测方法

大小鼠注意缺陷冲动障碍模型(ADHD)的行为学检测方法

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注意缺陷/多动障碍(attention-deficit/hyperactivitydisorder,

ADHD)是最常见的儿童时期神经和精神发育障碍疾病,在全球范围内

学龄儿童的患病率约为5%,其核心特征是多动、冲动或注意力缺陷。

然而ADHD的病因尚无定论。患儿在平时生活、学习过程中表现为容

易分心、注意力难以集中、多动、冲动行为增加并伴有学习困难、神

经系统异常、脑电图异常等表现。随着年龄的增长，部分ADHD患儿

症状可自行缓解。但ADHD患儿中约40%-60%的儿童症状能持续到

青春期，约30%—40%患儿会延续到成年期。患儿发病后症状延续到

青春期和成年期时，除了存在核心症状外，还可能存在物质滥用、人

际交往不良、社会适应能力差等表现。ADHD显现出的〃两高一低"

特征:即高发病率、高犯罪率和低寿命，已经给家庭、学校和社会造成

极大的伤害和沉重的负担，是亟待解决的儿童心理精神卫生难题。

二.ADHD动物模型的研究现状

L自发性高血压大鼠(SHR)

自发性高血压大鼠(SHR)是通过选择性近亲繁殖构建的用于高血压

研究的动物模型。许多研究证实SHR是用于研究ADHD较好的动物模

型之一。SHR大鼠表现出几种主要的ADHD症状，如多动、冲动、

学习障碍。这些发现表明该模型具有较好的表面效度。然而，高血压

在这种动物模型中是一个混杂因素，因为它与ADHD无关，不能排除

血压升高会影响行为。SHR大鼠表现出的ADHD样行为缺陷可能反映

了高血压引起的脑功能障碍或损伤。因为有研究表明高血压对人的认

知有负面影响。总而言之,SHR是一个被广泛研究的ADHD模型,许

多研究已经确认了其有效性，然而高血压造成的影响和使用WKY大鼠

作为其对照动物的可靠性仍然是一个有待解决的问题。

2.发育毒素动物模型

新生期6-羟基多巴胺(6-OHDA)损伤大鼠也被认为是一种有用的

ADHD模型。6-OHDA是一种神经毒素，可被DAT和NE转运体摄

取，从而选择性地杀死这两种类型的神经元。出生后第1天用6-

OHDA损伤的大鼠在发育特定阶段表现出多动和学习障碍。它们在经

过呱醋甲酷或d-安非他明治疗后得到改善的空间辨别任务中表现出多

动和学习障碍，但它们并不表现出冲动。

3.甲状腺素受体转基因小鼠

一种相对较新的ADHD动物模型是甲状腺素受体转基因小鼠。该

基因来源于一名被诊断为甲状腺激素抵抗综合征的患者。这种罕见的

综合征是可遗传的，其特征是甲状腺激素水平升高、促甲状腺激素

(TSH)正常或升高、身材矮小、听力丧失和心动过速。有趣的是，大约

70%患有RTH综合症的儿童符合ADHD的诊断标准。这表明这两种疾

病中存在与甲状腺系统有关的共同机制。

三.注意缺陷/多动障碍动物模型的行为学检测方法

L旷场实验

旷场实验的实验装置主要由两部分组成，一部分是小鼠用旷场反

应箱体，另一部分是数据自动采集和分析系统(上海欣软信息科技有限

公司VisuTrack动物行为学分析系统)。旷场反应箱体为亚克力材质,

其中箱体四壁为一体，旷场底面有四道卡槽，使得箱体四壁可拆卸下

来方便清洗。箱体内壁四面涂黑，旷场的底面为白色磨砂亚克力材质。

旷场尺寸为长40cmX宽40cmX高45cm,中央区设定为距离侧壁

10cm。数码摄像头放置于旷场的正上方,可实时拍摄旷场内部情况,

摄像头与VisuTrack数据采集和分析系统相连。小鼠行为学实验室背

景噪音控制在65分贝以下。小鼠在行为学实验室适应lh后,轻轻将

小鼠放入旷场实验箱侧壁中间位置，同时开始进行摄像和计时。30

min后停止摄像，记录小鼠在30min内总的运动距离和运动速度以及

小鼠在实验前5min内中央区停留时间。实验结束后，将小鼠放回鼠

笼，反应箱用30%酒精擦拭。所有的旷场实验在18:00-20:00进行。

2.步态实验

采用上海欣软VisuGait小动物步态分析系统对小鼠进行步态分析。

即经过10分钟的适应阶段后，系统自动记录并测量小鼠每一步的长度

和宽度，以供之后的步态分析。

3.肌力实验

攀爬网是由直径为1mm钢丝构成的边长40cm正方形的钢丝网。

钢丝网分成40X40的边长1cm正方形。钢丝网周围环绕着直径为

4cm的木质珠子（以防止小鼠偶尔会试图爬到钢丝网的另一面）。使钢

丝网保持在一个固定的位置上，高度距衬垫表面50厘米。实验时将小

鼠在测试前1小时转移到行为室以适应环境。实验开始时，每只小鼠

被放置在钢丝网的中心，之后慢慢地旋转钢丝网180度至倒转的位置,

并开始计时，直至小鼠坠落到衬垫上时停止计时。我们记录每只小鼠

在钢丝网上倒挂的总时间，或者在当小鼠在钢丝网上倒挂至420秒时,

人为的将小鼠取下钢丝网。

4.五孔视觉注意力测试实验

采用上海欣软信息科技有限公司五孔视觉注意力测试箱，5-

CSRTT训练箱中有5个内含红外探头和指示灯的圆孔洞（鼻触，

nosepoke）安装在一个弧形的面板上,每个鼻触内有一个信号灯，随

机快速闪亮一个，动物必须在给定时间内用鼻子进入该鼻触才可以得

到食物奖赏（颗粒或液体食物）。测试的实验指标:TotalTrial（总的实验），

CorrectResponse（正确反应）,IncorrectResponse（错误反应）,

OmittedResponses（遗漏反应），PrematureResponse（过早反应）。

其中正确反应次数反映小鼠的注意力水平;过早反应次数反映小鼠的冲

动行为水平。实验中，小鼠有时根本没有注意到鼻触孔亮灯的视觉刺

激，因此不触碰5个鼻触孔中的任意一个，而不是触碰〃猜测〃亮灯

的鼻触孔，从而出现一个遗漏反应而非错误反应。因此，遗漏反应的

增加，通常伴随着正确反应总数的减少，也可以反映注意力的不足。

为增强小鼠对食物奖赏的反应，所有小鼠在实验开始前按照每天

每10g体重给予1g食物的方法进行限食。当小鼠的体重达到初始体重

的85%・90%时,开始进行5-CSRTT实验的6阶段训练。小鼠在5-

CSRTT实验箱中训练,在正确鼻触反应和奖励（15%蔗糖溶液）之间建

立条件反射，6个阶段的训练对小鼠注意力水平要求逐渐增加，只有当

小鼠连续2天达到某一阶段训练的正确次数要求后，才能进入下一阶

段的训练过程。全部6阶段的训练过程大概持续1个月（见附表），训练

完成后进行正式实验。每阶段训练和正式实验结束后，按照下列公式

计算:正确反应率=正确反应次数/（正确反应次数十错误反应次数十冲动

反应次数十无反应次数）;错误反应率=错误反应次数/（正确反应次数十错

误反应次数十冲动反应次数+无反应次数）;冲动反应率=冲动反应次数

/（正确反应次数十错误反应次数+冲动反应次数+无反应次数）;无反应率

二无反应次数/（正确反应次数十错误反应次数十冲动反应次数十无反应次

数）。

5.新事物识别实验

新事物识别实验（Novelobjectrecognitiontest）是一种常用于评

估小鼠学习记忆能的行为学实验范式。通常情况下，小鼠会表现为花

若更多时间探索新遇到的物体，而非以往遇到过的物体。因此常采用

小鼠对新旧物体探索时间的比值作为测量指标，反映其学习记忆能力。

本实验以旷场行为学箱体为基础，通过测量不同时间点小鼠对箱体内

不同形状的物块的探索时间，从而检测小鼠的长短期记忆情况。箱体

规格同前,实验时间为20:00到22:00。使用上海欣软信息科技有些公

司VisuTrack行为学分析系统记录并分析小鼠对旷场中物块的探索情

况。具体步骤如下：

第一步:适应。在新物体识别箱的底面放置两个形状完全相同的物

块，其中心与箱子相邻两壁的距离均为10cm,之后将小鼠背对物块

放入新物体识别箱中，使其自由探索10min。

第二步:短期认知记忆测试。适应结束后讣再次对小鼠进行测试，

用一个形状不同但材质相同的物块替换掉两相同物块中的一个，测试

时间5min（短期认知记忆）。

第三天:长期认知记忆测试。第二步结束后24h再次对小鼠进行测

试，用第三种形状的物块替换掉第二天测试阶段使用的新物块，