一、仪器基本信息

仪器型号：EthoVision

生产厂家：Noldus

购置时间：2019.10

所属技术服务部：行为学实验技术服务部

放置位置：动物楼302室

管理人员：旷策嫣 1837972320

仪器应用：高通量检测啮齿类动物的认知能力。研究阿尔茨海默病、帕金森病等模型动物的记忆衰退机制、评估药物对学习记忆、焦虑或成瘾行为的影响、筛选敲基因小鼠的行为表型、模拟人类精神疾病的动物行为方式。

二、仪器操作流程

1. 实验前准备（设备检查与环境准备）：

1）恐惧箱主体：确认箱体结构完整（如隔音箱、电击网格底板、声音发生器、灯光刺激模块），清洁箱体内部（用 75% 酒精擦拭，去除残留气味，避免交叉污染），检查电击模块是否正常（可通过电阻表测试网格导电性）。

2）辅助设备：准备计时器、电击控制器（调节电压 / 电流强度，如小鼠常用 0.5-1.0mA，大鼠 1.0-2.0mA）、声音发生器（设置频率 80-1000Hz，音量 60-80dB）、摄像头（固定于箱体正上方，确保拍摄范围覆盖整个箱体）。

3）环境控制：实验需在隔音、避光（或恒定弱光）、安静的房间进行，室温保持 22-25℃，避免实验期间人员频繁走动或噪音干扰。

4）动物适应（可选，针对非条件性恐惧测试）：若进行条件性恐惧实验，通常无需提前适应箱体（避免熟悉环境影响条件刺激效果）；若测试非条件性恐惧（如对新环境的天然恐惧），可将动物放入无刺激的箱体中适应 5-10 分钟。

2. 电脑操作设置

1）创建实验：输入实验名称、存储位置及描述信息；

2）选择合适的摄像头，并进行亮度调节，选择合适的跟踪特征及刺激条件；

3）设备配置选择“自定义”，选择灯光或者声音；

4）箱体区域划分：在软件中导入箱体图像，定义 “活动区域”（整个箱体）；

5）设置僵住行为判定标准（如 “静止时间≥1 秒且无肢体移动”，可根据动物种属调整）。

6）刺激程序编程：在 “时间线编辑器” 中设置基线期（如 0-2 分钟，无刺激）、CS+US 阶段、间隔时间等，确保刺激顺序和时长准确；确定电击参数（电流 / 电压、持续时间）和声音参数（频率、音量、持续时间），保存为自定义程序。

7）检测设置：选择合适的动物类型及区域，定位后进行变量设置并添加实验数；

8）开始采集数据，直至所有小鼠数据采集结束。

3. 数据记录与分析设置

1）启动软件 “录制” 功能，同步记录视频和刺激事件标记（如 “CS 开始”“US 开始”）。

2）开启 “自动分析”：软件通过运动检测算法自动计算各阶段的僵住时间（Freezing Time）、活动度（总移动距离），并生成时间 - 行为曲线（如每 10 秒僵住百分比）。

3）实验结束后，手动核对自动分析结果（尤其是模糊行为，如动物轻微颤抖是否算僵住），修正误差后导出数据（Excel 或 SPSS 格式）。

操作流程可以参考操作手册，具体咨询负责人。

4. 实验阶段（以经典条件性恐惧为例，分 3 个阶段）

1）获得阶段（Fear Acquisition）：建立条件刺激（CS）与非条件刺激（US）的关联

将动物放入恐惧箱，启动摄像头和记录软件，让动物自由活动2 分钟（ baseline，基线期，无刺激）。

基线期后，给予条件刺激CS（如 80dB、2000Hz 声音，持续 30 秒），在 CS 结束前 2 秒叠加非条件刺激 US（如足底电击 0.8mA，持续 2 秒），形成 CS 与 US 的配对。

重复上述配对过程2-3 次（每次间隔 1-2 分钟，避免动物过度应激），最后让动物在箱内停留 1 分钟后移出。

2）消退阶段（Fear Extinction，可选）：减弱 CS 与恐惧的关联

通常在获得阶段24 小时后进行，将动物放入同一箱体，先自由活动 2 分钟（基线）。

反复单独给予CS（如 30 秒声音，无电击），共 10-15 次（每次间隔 1 分钟），记录动物对 CS 的僵住反应随次数增加而减少的过程。

3）测试阶段（Fear Retrieval）：检测恐惧记忆的保留

在获得阶段或消退阶段24 小时后，将动物放入相同箱体（或不同环境，测试情境依赖 / 非依赖记忆），先自由活动 2 分钟，然后单独给予 CS（30 秒，无电击），记录僵住时间占 CS 持续时间的百分比。

3. 实验后处理

移除动物，用75% 酒精彻底清洁箱体（包括网格底板缝隙），更换垫料（若有），避免残留气味影响下一只动物。

导出实验数据（僵住时间、活动轨迹等），标注动物编号、阶段、刺激参数及异常行为（如跳跃、排便等）。

三、仪器注意事项（或相关管理规定）

1. 设备与环境控制

1）箱体清洁与标准化：每只动物实验后必须彻底清洁箱体（酒精擦拭 + 通风），避免气味残留影响后续动物的行为（啮齿类对同种气味敏感，可能诱发焦虑或防御行为）。

2）保持箱体环境一致：如光照强度、背景噪音、温度，同一批次实验需在相同条件下进行（环境变化可能成为新异刺激，干扰恐惧反应）。

3）刺激参数校准：

电击强度需通过预实验确定：以“动物出现明显躲避反应但无严重损伤” 为标准（如小鼠 0.5mA 时轻微缩爪，0.8mA 时明显跳离网格），避免过强电击导致动物休克或过弱无反应。

声音刺激需用分贝仪在箱内实测音量，确保不同箱体或实验日的音量误差≤5dB（音量差异会影响 CS 的显著性）。

2. 动物操作规范

1）减少应激干扰：

抓取动物时动作轻柔，避免实验前过度刺激（如粗暴转移可能导致基础焦虑升高，影响僵住基线）。

同一批次动物的实验时间需固定（如均在上午9-11 点），排除昼夜节律对恐惧反应的影响（啮齿类在夜间更活跃，可能对刺激更敏感）。

行为观察与记录：

实验中避免人员在箱体旁停留或窥视（动物对人类活动敏感，可能减少自然行为），建议通过软件实时监控而非直接观察。

区分“僵住” 与 “静止”：僵住是恐惧特异性反应（全身不动，耳朵贴紧身体），而正常静止（如休息）可能伴随轻微摆尾或胡须颤动，需在分析时严格区分（可通过软件算法或人工复核修正）。

3. 数据可靠性保障

1）重复测量与样本量：

每只动物同一阶段的实验通常不重复（避免记忆巩固或消退受多次测试影响），若需重复，间隔至少72 小时。

样本量需足够（每组6-10 只），因个体差异可能导致僵住时间波动较大（如部分动物对电击不敏感）。

2）伦理与安全：

电击刺激需符合动物伦理规范，设置最大电击次数和强度（如单只动物单日电击不超过5 次），实验后观察动物是否有足部损伤（如出血、溃疡），必要时给予护理。

实验者需避免直视强光或长时间暴露于高分贝声音（可佩戴耳塞）。

4. 数据分析注意事项

1）僵住时间通常以 “占总测试时间的百分比” 表示（如 CS 期间僵住时间 / CS 持续时间 ×100%），基线期僵住率过高（如＞20%）的动物需排除（可能因先天焦虑或不适导致）。

2）若比较不同情境下的恐惧记忆（如相同箱体 vs 新箱体），需确保新箱体的视觉、气味、材质与原箱体有显著差异（如原箱体为黑色塑料，新箱体为白色金属），避免情境混淆。