Supermaze小動物行為分析軟件，XR-Xmaze，上海欣軟

Visutrack小動物行為學分析軟件，XR-VT，上海欣軟

下面就以實際的實驗案例看看軟件分析出來的效果：

原文為王 黎，史清海等老師發表的《銀杏内脂Ｂ對急性缺氧後大鼠 焦慮樣行為的幹預作用》

由于高原特有的缺氧、低氣壓、強紫外線等一系列環境條件，急進高原過程中士兵常常會伴随有生理和心理的應激反應。其中心理應激會使人産生焦慮、抑郁甚至精神分裂等情緒變化，嚴重影響軍隊的戰鬥力。因此研究能夠有效預防或治療急性缺氧條件所緻焦慮樣情緒的藥物十分重要。

銀杏内酯B（GinkGolide B，GB）是銀杏葉提取物中的主要成分之一，成份主要為萜類内酯，已有研究表明，在急性缺氧條件下，GB有抑制神經細胞凋亡和氧化應激的作用，從而保護神經細胞，緩解大鼠的認知功能障礙，本研究作者推測GB的這種保護神經細胞的作用可能也會改善缺氧所緻焦慮行為的産生。但另一報道顯示雖然銀杏葉提取複合物（成分包括銀杏内酯A、B、C和白果内酯）在動物實驗中表現出抑制小鼠焦慮樣行為的作用，但這種抗焦慮作用主要是由銀杏内酯A提供，而不是GB。為了探讨GB是否有抗焦慮的作用，本研究使用曠場實驗（Open Field Test，OFT）和高架十字迷宮（elevated plus maze，EPM）實驗評價急性缺氧條件下的大鼠焦慮樣行為，以期為缺氧所緻焦慮的預防和治療提供新的藥物選擇。

1.1實驗動物

SPF級成年雄性SD大鼠36隻，體質量（200±20）G，購自新疆醫科大學動物實驗中心，實驗動物質量合格證号：20111125008。

1.2試劑與儀器

• 高原人工實驗艙；
• EPＭ實驗儀器（型号：XR-XG201，上海欣軟信息科技有限公司）；
• OFT實驗儀器（型号：XR-XZ301ＸＲ－ＸＺ３01，上海欣軟信息科技有限公司）；
• Supermaze動物行為學視頻分析系統（上海欣軟信息科技有限公司）；
• GB（貨号：C３1Ｊ６G201４，純度＞９８％）。

高架十字迷宮，EPM，XR-XG201，上海欣軟

曠場實驗箱，OFT, XR-XZ301，上海欣軟

1.３實驗SD大鼠飼養方法及分組

将SD大鼠在新環境下先飼養适應3d。所有大鼠均飼養在動物房中，保持室内溫度（25±1）℃，每天12h晝夜交替，給予同種飼料喂養，可自由進食、飲水，采用玉米粒做墊料，每兩天更換一次。實驗時将大鼠分為３組，分别為平原對照組、高原缺氧組、GB幹預組，各12隻。其中GB幹預組大鼠在進入高原人工實驗艙之前每天固定時間給與120ｍG/kG劑量的GB灌胃，連續給藥４d後與高原缺氧組大鼠一起進入高原人工實驗艙。平原對照組大鼠一直在動物房中常規條件飼養。

1.４模拟急進高原條件

将GB幹預組和高原缺氧組大鼠同時置于特殊環境人工實驗艙内，以25ｍ/ｓ的速度快速升至６000ｍ海拔，自然24h晝夜交替，并不間斷的以5.5l/ｍin的速度注入新鮮空氣以提供飼養動物所需的氧氣，同時排出二氧化碳，艙内溫度維持在（24±2）℃，濕度40％～50％，大鼠自由攝進食物和水。實驗期間觀察大鼠在高原暴露期間的飲食、活動、情緒等狀态，在艙内連續暴露6d後出艙，進行動物行為學實驗的評價。

1.5動物行為學實驗

實驗開始之前，徹底清潔實驗裝置，采用窗簾将OFT和EPＭ與外界環境分隔開，室内暗光（以1.5ｍ距離處能區分大鼠細微活動的最低亮度為準）并保持恒亮，室溫20℃左右，測試過程中保持周圍環境安靜。設置好相關程序參數，其中攝影記錄為延遲5ｓ記錄，共記錄300ｓ。大鼠出艙後将其放置在實驗室半小時以适應環境。實驗開始時，将大鼠背對實驗者從籠中取出（每次一隻大鼠），放入曠場以及十字迷宮裝置的中心，實驗者立刻離開，使用動物行為軌迹跟蹤系統采集大鼠在300ｓ内的活動信息。每隻大鼠在完成測試後，使用７5％酒精将設備擦洗幹淨後，再進行下一隻大鼠的測試。

1.６實驗中需要記錄的評價指标

OFT實驗動物出現焦慮心理時，其對開闊環境和新異環境中的恐懼和探究的矛盾心理特性會反應在行為學上，表現為焦慮越嚴重，就越傾向于在周邊區域活動，以獲得一種安全感。因此，實驗動物進入中央區域的次數越多，在中央區域活動的時間越長則說明動物的焦慮情緒越低。觀察實驗動物的運動總路程（Cｍ）、進入中心區域時間(s)、進入中心區域次數(n)。EPＭ實驗主要是利用動物對新異環境的探究和對高懸開臂的恐懼形成矛盾心理來反應動物的焦慮狀态。大鼠進入開臂時間和次數越多，說明大鼠焦慮程度越低，反之則說明其焦慮程度越高。觀察實驗動物的運動總路程（cｍ）、開臂時間百分比（％）、開臂次數百分比（％）。

1.７統計學處理

采用SPSS16.0統計軟件進行數據分析，計量資料以均數±标準差（ｘ珚±ｓ）表示，兩組間比較采用ｔ檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，P<0.05為差異具有統計學意義。

2.1 OFT結果

由動物行為軌迹跟蹤系統采集的大鼠運動軌迹可以看到高原缺氧組大鼠相較于平原對照組大鼠在中央區域的運動軌迹明顯減少，而GB幹預組大鼠在中央區域的活動時間則和平原對照組相近，見圖1。統計學分析後可以看出在到運動總路程、進入中心區域時間和次數上，高原缺氧組顯著低于平原對照組和GB幹預組，組間比較差異具有統計學意義（F＝10.991，P<0.01），而平原對照組和GB幹預組之間比較差異無統計學意義（P＞0.05），GB幹預組與高原缺氧組比較差異具有統計學意義（P<0.05），見表1。以上結果說明高原缺氧環境會導緻大鼠産生焦慮樣行為，而GB的預給藥可以改善大鼠的焦慮狀态。

Supermaze小動物行為分析軟件，行動軌迹圖，上海欣軟

2.2 EPＭ實驗結果

由動物行為軌迹跟蹤系統采集的大鼠運動軌迹可以看出高原缺氧組大鼠相較于平原對照組大鼠在開臂區的運動軌迹明顯減少，而GB幹預組大鼠在開臂區的活動時間則和平原對照組相近，見圖2。運動總路程、開臂區活動時間百分比和進入次數百分比上，高原缺氧組顯著低于平原對照組和GB幹預組，組間比較差異具有統計學意義（F＝11.01６，P<0.05），但平原對照組與GB幹預組之間比較差異無統計學意義（P＞0.05），GB幹預組與高原缺氧組比較差異具有統計學意義（P<0.05），見表2。

Supermaze小動物行為分析軟件，行動軌迹圖，上海欣軟

焦慮是動物個體在面對潛在威脅和壓力時産生的一種正常情緒反應，人體在急進高原後，由于低壓、缺氧、強紫外線等環境的變化會造成一系列應激反應，從而産生焦慮、抑郁的心理應激改變，會對正常的生活和工作造成負面影響。有研究表明高原駐防官兵中存在大量焦慮、抑郁等心理症狀的個體，并且這種焦慮和抑郁狀态可增加慢性高原疾病的的發病風險，嚴重影響官兵的身心健康。近年來，傳統中藥在抗焦慮方面的作用得到越來越多的關注，有研究報道，紅景天可通過增高海馬神經細胞中的5－羟色胺含量，從而降低缺氧刺激下大鼠的焦慮樣行為。另一中成藥芪參複康膠囊也被證明有明顯的抗焦慮抗抑郁的作用，效果甚至優于紅景天。而本文則選用了另一種傳統中藥GB，并對其潛在的抗焦慮作用進行了初步研究。

本研究采用oFＴ和ePＭ兩個經典實驗來評價動物焦慮樣行為。oFＴ的運動總路程反應大鼠的興奮性，本實驗可見GB幹預組的運動總路程顯著高于高原缺氧組，組間比較差異具有統計學意義（P<0.05），表明GB能改善缺氧造成的大鼠興奮性下降。而ePＭ實驗中，高原缺氧組大鼠進入開臂的時間和次數顯著低于平原對照組和GB幹預組，組間比較差異具有統計學意義（P<0.05），說明GB緩解了大鼠的焦慮情緒。本研究通過以上行為學實驗，初步探讨了GB對缺氧導緻的大鼠焦慮樣行為的改善作用，但本研究實驗設計仍存在一定問題，首先作者參考之前研究結果隻選用了120ｍG/kG這一個最大用藥劑量，而沒有進行藥物梯度的設定，不能說明GB的抗焦慮效果是否有藥物劑量依賴性。其次，臨床上對于病理性焦慮的治療常采用苯二氮卓類藥物，如地西泮，該類藥物是通過作用于抑制性遞質γ－氨基丁酸A受體的ＺA位點發揮其抗焦慮效應。因此在動物焦慮模型的相關研究中常使用地西泮做為陽性對照藥物，而本實驗中沒有設立陽性對照組，降低了本實驗結果的可靠性。以上問題都是接下來研究中需要改進的。

缺氧導緻的焦慮是一個複雜的病理生理變化，牽涉到神經生化、神經内分泌等多方面的變化，其中神經遞質5－羟色胺在焦慮動物模型中有顯著的表達變化，其參與焦慮的産生由不同的受體介導。有研究表明GB可以阻斷5－ＨＴ（３）A受體，提示這可能是GB發揮抗焦慮作用的機制之一。在中樞神經系統中，參與情緒調節的腦區，包括杏仁核、前額皮質、丘腦、海馬和扣帶回等腦部結構。其中，海馬是參與情緒調節非常重要的腦區，在情緒變化、應激等信息整合過程中起主要作用，同時也是大量研究者觀察神經可塑性變化的腦區。本課題組前期研究已經發現，在低壓低氧條件下，GB可以改善大鼠的認知功能障礙，提示其潛在的保護海馬神經元作用，這可能也是GB具有抗焦慮作用的原因之一。綜上所述，本研究初步探讨了GB對缺氧導緻的大鼠焦慮樣行為的改善作用，為進一步探讨GB抗焦慮機制提供了穩定的動物模型和藥物劑量參考。

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