明暗箱/黑白箱实验系统

利用小鼠或大鼠具有趋暗避明的习性设计的装置，一半是暗室，一半是明室，中间有一小洞相连。暗室底部铺有通电的铜栅。动物进入暗室即受到电击。本实验简单易行，反应箱越多，同时训练的动物越多。以潜伏期为指标，动物的差异性比较小。对记忆过程特别是记忆再现有较高的敏感度。

1、采用视频摄像跟踪技术，实现了实验过程的自动化，避免了人工计数引入的主观误差和对实验动物 的干扰，增加了实验结果的真实性和可靠性
2、软件系统功能强大，指标参数丰富
3、标准化工业设计，硬件坚固耐用
4、领先的核心算法，有效保证识别的抗干扰性和准确性
5、用户可设置彼此独立的实验数据存档文件夹， 便于实验资料管理
6、可定时录制视频图象，以多种方式显示指标，提供轨迹图、轨迹坐标点和指标结果的导出功能
7、视频文件格式支持AVI压缩格式，压缩比率高，能够有效减少存储空间，并有利于进行长时间的实验观察
8、可顺利接入面向科研和计算机辅助教学（CAI），能够记录原始的视频图像， 并提供完整的实验数据库功能，作为研究的真实记录和今后进行教学演示的素材

1、硬件系统采用嵌入式单片机为主要控制核心，实验恒流、恒压刺激。
2、电压及电流值采用软件直接设置。
3、每个电极上都具有峰值可调的方波信号。
4、各电极都采用循环移位脉动刺激方式，使动物承受的电流为恒定值，与传统的固定电极刺激相比，避免了因动物站立在相同电极上而不能刺激的缺点。
5、本刺激系统适合不同大小的动物。

1、大鼠活动箱外部尺寸：685× 380× 440mm，框架采用铝合金，黑白箱活动区域尺寸：290× 290× 360mm
2、小鼠活动箱外部尺寸：425× 250× 300mm，框架采用铝合金，黑白箱活动区域尺寸：160× 160× 195mm
3、输入电压：AC220V
4、电栅限流调整范围：0.04~3.5mA
5、调整步长：0.02mA,电流误差小于0.04mA
6、电栅电压调整范围：30~120V（方波峰值），调整步长1V
7、各电栅上的方波刺激频率：96Hz，误差1%
8、摄像机品牌：SONY枪式摄像机
9、色彩：黑白或彩色
10、最低照度：<0.005Lux
11、视频采集卡：USB2.0外置式
12、摄像针频速率：28/30贞1200X
13、摄像分辨率：1280×1024
14、摄像机电源：12V  5A
15、摄像机类型：2.8~4mm 
16、加密狗类型：USB2.0接口
17、信号传输方式：信号电源一体线5米
18、视频采集模块:USB采集卡
19、数据指标：潜伏期、错误次数、明箱活动时间、暗箱活动时间、穿梭次数、明箱活动路程、暗箱活动路程
20、隔音箱：选配

实验器材：

小白鼠常用手术器械、亚硝酸钠、东莨菪碱（scopolamine，Scop.）、生理盐水、35 %酒精。

实验步骤：

1、实验仪器小动物学习记忆行为检测技术--避暗法

小鼠避暗自动测试仪由控制器和活动箱两部分组成，可同时对6只小鼠进行实验。明暗实验箱之间有一小门供动物进出，当动物进入暗室被电击时，它可自动记录小鼠第一次从明室进入暗室的潜伏期和受到电击的次数，还可通过按键灵活地选择刺激电压和设置实验时间。

2、实验程序：

2.1适应：将动物头朝室壁放入明室，两室之间的门洞敞开，让动物在两室内自由活动2-3分钟，取出后放回饲养笼。

2.2训练：第二天, 

将动物放入明室, 它很快钻入暗室, 连接两室的门洞关闭，同时启动电刺激器, 动物足部受电击。如果动物在第一次训练时超过100秒不进暗室, 淘汰之或用手把它轻轻赶进暗室。

记录指标：

（1）记录动物自明室进入暗室的潜伏期，可作为判断给药后动物行为是否有变的一个指标。若药物致使动物镇静，则潜伏期显著长于对照组。

（2）记录动物受到电击后的反应，如剧烈嘶叫并跳跃，评为A级反应；微弱尖叫，评为B级反应；不叫，评为C级反应。受到电击后动物一般均跳跃。C级反应常伴动物跳跃，动物虽不尖叫，但正常动物均能感受电击疼痛，显示好的记忆成绩。C级反应多见于雄性动物。A级反应多见于雌性动物。该记录可作为动物痛域是否变化的一个辅助观察指标。

2.3重测试：训练后24小时（第三天），再次将动物放入明室，进行重测试。

记录指标：

（1）记录动物进入暗室的潜伏期，为步入潜伏期（step through latency, STL）。最大潜伏期设为300秒。

（2）记录动物300秒内进入暗室的错误次数，包括:第一次错误、进入暗室的次数。

实验设计举例：

按照信息论将记忆简单划分为：记忆的获得（也即学习过程、信息的获得过程）、记忆的巩固（信息的保持过程）、记忆的再现（信息的提取过程）时，我们可依此来筛选作用于记忆不同阶段的认知药物。

在训练前、后或重测前给损伤动物记忆的药物，可分别观察该药物对记忆不同阶段的影响，在此之前给动物待检测认知药物，即可依据实验结果判断该认知药物对抗损伤药物的效果。为简化筛选工作，常选用实验步骤较少的小动物学习记忆测试方法，现以步入法为例说明如下。

一、记忆获得过程

1、建立记忆获得障碍模型：

在动物进行电击训练之前15-20分钟，给动物腹腔注射氢溴酸东莨菪碱（胆碱能M受体拮抗剂，HBr-Scopalamine），小鼠：3mg/kg，可见给药组动物出现探究行为，训练时在明室内驻留时间略长于对照组，进入暗室后受到电刺激时的反应与对照组相似：嘶叫或跳跃。24小时后当再次将动物放入明室时，动物进入暗室的潜伏期显著低于对照组，即制备成功记忆障碍模型。

2、待测药物的服用：

根据待检测药物在动物体内的作用高峰时间，于相应时间给动物服药，如口服药物，可于训练前1小时给动物灌服待检测药物，然后再于训练前15-20分钟给动物损伤记忆获得的药物，如氢溴酸东莨菪碱等。

二、记忆巩固过程

1、建立记忆巩固障碍模型：

动物电击训练结束后立即给动物腹腔注射蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺（Cycloheximide，小鼠：90-100mg/kg）抑制蛋白质合成，或皮下注射NaNO2(小鼠：120mg/kg)导致动物短暂性缺氧，或给动物施行头部瞬间电休克。然后放回饲养盒内，24小时后重测试。

2、待测药物的服用：

若是口服药物，于电击训练前药物作用高峰期（一般选1小时前）给动物灌服药物。若是腹腔注射药物，一般于训练前半小时注射。然后给动物电击训练，训练后立即给损伤记忆巩固药物或其它实验因素，24小时后重测试，可检测认知药物对记忆巩固障碍的对抗作用。

三、记忆再现过程小动物学习记忆行为检测技术--避暗法

1、建立记忆再现障碍模型于动物重测试之前15分钟给小鼠灌服酒精（35%，0.1ml/10g鼠重），15分钟后进行重测试。可见小鼠记忆提取过程受到损伤。

2、待测药物的服用：于动物重测试之前1小时给动物口服待检药物。

1、该损伤只有在重测前10-30分钟灌胃酒精才起作用
2、时间长于30分钟则无效
3、该剂量酒精只对较不巩固、一次性记忆有损伤作用，而对小鼠需经多次训练而获得的较巩固的记忆的再现无影响