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腦聲常談丨嚙齒動物習得性無助模型建立與評估
習得性無助(Learned Helplessness, LH)的動物模型是目前較公認的抑郁癥動物模型之一,其理論依據(jù)直接來源于 Beck 的抑郁癥認知理論。習得性無助行為是當人類或動物通過之前的經(jīng)歷,意識到自己無法控制周圍的環(huán)境或可能發(fā)生在自己身上的事,開始以一種消極無助的方式去思考、感受或行動的狀態(tài)。Seligman和 Overmier 等首先將狗暴露于重復不可逃避的電刺激(Inescapable Shock, IS)后,發(fā)現(xiàn)狗表現(xiàn)出“無助”樣的行為,以至將動物放在可以逃避的電刺激環(huán)境中時,該動物也失去了逃避電刺激的能力。
習得性無助是一種經(jīng)典的抑郁癥動物模型,建立這種模型時首先將動物暴露于不可逃避的應激條件中,當這些動物再次暴露于可逃避的應激條件時則不再發(fā)生逃避反應。這種適應不良的行為即是LH。該模型與人類相似的抑郁行為表現(xiàn)為:對水和食物攝取減少;體重下降;減少活動、競爭、玩耍、理毛的時間;睡眠周期改變;降低對獎賞的反應;辨識錯誤率增加等。除了行為學的改變,LH大鼠的HPA軸功能亦發(fā)生改變,不能被地塞米松抑制,這與抑郁患者HPA軸功能亢進表現(xiàn)相一致。這種模型的無助行為還可以被不同的抗抑郁藥物逆轉(zhuǎn),如三環(huán)類抗郁劑(Tricyclic Antidepressants,TCAs),單胺氧化酶抑制劑(Monoamine Oxidase Inhibitors,MAOIs)和5-HT再攝取抑制劑(Selective Serotonin Re-uptake Inhibitors,SSRIs)均可改善這種無助行為。該模型的出模率約在50%~75%左右,無外界影響的條件下,該無助行為可持續(xù)5天至兩周。
一、動物分組
對實驗動物隨機分組,分別為正常組和腳底電刺激組。
二、對動物的應激處理
大鼠習得性無助模型
將腳底電刺激組大鼠放入20×10×10cm3電刺激箱內(nèi),電刺激箱底為銅管穿成的柵欄(1.5cm間隔),給予電刺激(0.8mA,持續(xù)15s,每1min±15s給一次電擊),共20分鐘。正常對照大鼠放入電刺激箱中20分鐘,不接受任何刺激,然后從電刺激箱中將大鼠拿出。
1、動物分組:分為正常組(n=6)和接受LH行為訓練大鼠組(n=22),后者經(jīng)過行為檢測后,又分為NLH大鼠(n=6)和LH大鼠(n=12)。
2、動物模型的制備:第1天上午,將大鼠放入20×10×10cm3籠內(nèi),籠底為銅管穿成的柵欄(1.5cm間隔)傳送60次隨機的不可逃避的足底電刺激(0.8mA,持續(xù)15s,每1min±15s給一次電擊)。在無可逃避的電擊后48h(第3天)開始進行回避訓練。實驗時使用60×21×30cm3的穿梭箱,其底面由銅管構(gòu)成(1.0cm 間隔),穿梭箱被一塊帶有7×7cm2小門的鋼板隔成兩個相同的箱子。將動物單個的放入穿梭箱的一端,適應環(huán)境5min(只在第一次訓練時進行),然后進行30 次回避訓練(每次之間間隔30s)。每次訓練的最初3s出現(xiàn)一個光信號,允許動物在此期間到達另一端的箱中以回避電擊。若此間無回避反應發(fā)生,則光信號再持續(xù)出現(xiàn) 3s,同時還出現(xiàn)一個0.8mA的足部電擊(持續(xù)3s)。若此間仍無逃避反應發(fā)生,則電擊和光信號立即自動停止,同時將此記作一次逃避失敗。在第3、4、5天上午均進行一次回避訓練,每只大鼠均記錄其逃避失敗次數(shù)。正常大鼠第一天同樣放于籠中1h,但不給予電擊。接下來第3、4、5天接受與實驗組大鼠相同的處理。在第6天上午,所有的大鼠均接受與第一天相同的電刺激20min。如果動物在10秒的電擊中沒有逃避,則記錄為逃避失敗;如果動物在10秒的電擊時間內(nèi)穿到箱子另一側(cè),則測量平均逃避潛伏期。造模成功的動物,逃避失敗率顯著提高,且平均逃避潛伏期顯著增長。
小鼠習得性無助模型
當鼠暴露于不可避免的厭惡事件或刺激時,就會出現(xiàn)習得性無助。使用穿梭箱,將小鼠放入一個隔室中,并關(guān)閉另一隔室的門。然后,小鼠受到足部電擊,無法逃脫。在這種情況下經(jīng)過幾次演示后,即使小鼠能夠做到,也很難學會避免或逃脫足部電擊。在不可避免地出現(xiàn)厭惡刺激(足部電擊)后,小鼠了解到它無法控制這些呈現(xiàn)(或其環(huán)境)。這會導致普遍的無助行為(習得性無助),即使環(huán)境/突發(fā)事件發(fā)生變化,厭惡刺激不再不可避免,這種行為也會持續(xù)存在。
小鼠在電擊室持續(xù)3天,對照小鼠被放置在電擊室中相同的時間,沒有不可避免的電擊暴露。使用穿梭箱主動回避任務,在第三次訓練后24小時評估LH。在此范例中,將小鼠放置在穿梭箱的一側(cè)并允許探索穿梭箱5分鐘,然后關(guān)閉隔層的門。適應期結(jié)束后,小鼠接受30次不可預測但可逃避的足部電擊試驗,強度為0.3mA,最長持續(xù)時間為24秒,不可預測的電擊間隔為30-60秒。當動物穿梭至另一側(cè)時,則電擊終止。未能穿越到另一側(cè)來終止電擊將導致逃生失敗。由于暴露于LH誘導刺激的小鼠可以在沒有無助的情況下表現(xiàn)出壓力恢復能力,因此還可計算習得性和非習得性無助(NLH)。檢測動物從電擊的一側(cè)穿梭至無電擊的另一側(cè)所需的潛伏期(若動物未穿梭,則記錄為逃避失敗,且以15秒作為逃避潛伏期)。造模成功的動物,逃避失敗率顯著提高,且平均逃避潛伏期顯著增長。

評估參數(shù)
檢測動物從電擊的一側(cè)穿梭至無電擊的另一側(cè)所需的潛伏期(若動物未穿梭,則記錄為逃避失敗,且以15秒作為逃避潛伏期)。造模成功的動物,逃避失敗率顯著提高,且平均逃避潛伏期顯著增長。觀察逃避潛伏期,或者動物逃離厭惡性電擊需要多長時間。對于習得性無助的動物群體來說,逃避潛伏期要高得多。
文獻引用
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