[发明专利]水迷宫空间学习记忆树鼩模型的建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及生命科学领域中一种新型实验动物行为学模型的建立方法，特别是一种水迷宫空间学习记忆树鼩模型的建立方法。

背景技术

Morris水迷宫实验是目前世界公认的较为客观的空间学习记忆功能评价方法，由Richard Morris在1981年设计并应用于学习记忆脑机制研究，是一种动物能够学会在水箱内游泳并找到藏在水下逃避平台的实验方法，由于没有任何可接近的线索以标识平台的位置，所以动物的有效定位能力需应用水箱外的结构，例如贴于水迷宫箱体上的一些简单图形标志，作为空间定位的线索。

近年来水迷宫实验广泛应用于神经生物学、神经心理学，神经药理学，老年病学等研究领域，基于强迫动物在池中游泳，通过寻找在水中设置的平台，来测试动物对空间位置觉和方位觉的学习记忆能力。迷宫由圆形水池、自动摄像及分析系统两部分组成，图像自动采集和处理系统主要由摄像机、计算机、图像监视器组成，动物入水后启动监测装置，记录动物运动轨迹，试验完毕自动分析报告相关参数。

空间学习记忆是脑的高级神经生理活动之一，是检测空间定向，反应时间，视知觉和结构应用等能力，从而评价其认知水平的一种行为模式，是一类关于场景和事件的学习记忆，牵涉多个脑区、多种神经递质和细胞内信号分子，是一项十分复杂的神经生理活动过程。在以往的经典的海马损伤实验中，在定向航行中海马损伤组的潜伏期明显长于皮质损伤组和对照组的结果，确认了海马与空间识别学习的联系，海马突触的可塑性和长时程增强效应是空间学习和记忆的神经功能基础。因此，实验动物脑结构功能系统特别包括海马结构功能与人的一致性程度决定了水迷宫实验在医学生物学中的作用，而在所有文献报道及使用的Morris水迷宫实验中，现成功应用的均为大鼠及小鼠Morris水迷宫空间学习记忆模型，由于大鼠和小鼠均属于低等啮齿类，脑结构功能与人相差甚远，水迷宫空间学习记忆模型得到的数据参考性有限，因此大大限制了此模型在各个领域的作用。

树鼩(Tupaia belangeri，tree shrews)是一种新型的实验动物，在分类学上属哺乳纲，有胎盘类，是一个独立的目，称为攀鼩目(Scandentia)，介于灵长目与食虫目之间。由于其具有体型小，易饲养和操作，管理方便，廉价经济，且其进化程度高，远比大小鼠接近于人类，新陈代谢和大体解剖与人较为接近等优点，因此其作为较理想的实验动物，已经被广泛地应用于医学与生物学的研究中。

在以往的研究中发现，树鼩脑神经组织在其形态、细胞构筑、分布、各大脑皮质区的比例、丘脑一些核团的体积和灵长目高度分化的脑神经组织有许多相似之处；且树鼩脑结构分化程度较高，与灵长目一致，从其种系发生较晚的前额区型皮质所占比例，是脑高级功能研究的理想对象。体重与脑的关系，可用Jerisian公式中的K值来表示，K值随物种的不同而异，在一定程度上代表着脑重随体重的变化速率，其大小除能反映动物脑的演变水平外，尚能反映动物的智力水平，在假设的个体大小相等的动物中，分类地位越高，K值越大，脑的重量也随之增加。在最近的研究中，从树鼩，恒河猴以及大鼠三种动物的K值看，树鼩是大鼠的2.25倍，结果说明树鼩的分类地位高于大鼠，脑智力水平也更高。而在对海马的研究上发现，树鼩与恒河猴的海马发育模式较之大鼠更为类似，在发育过程中，海马的绝对增重倍数比例较低；且树鼩和恒河猴两种动物的海马相对重量在亚成体中低于新生个体，变化趋势是同样逐渐降低，而大鼠的海马相对重量在亚成体中高于新生个体，变化趋势是逐渐升高。从三种动物的海马变化情况推测：随着脑组织从新生到亚成体的发育，智力水平高的恒河猴和树鼩其海马的重要性相对减弱；而对于低智力水平的大鼠其重要性相对增强，在海马的系统发育及系统的脑结构功能上，树鼩较大鼠更为接近人类。

综上所述，选用无论是脑结构功能、还是针对水迷宫空间学习记忆模型中最重要的海马结构功能的发育，都远比低等的啮齿动物大小鼠更为接近人类的实验动物树鼩，建立的水迷宫空间学习记忆树鼩模型，更适合于脑结构功能的研究，水迷宫空间学习记忆树鼩模型的建立将可以很大程度上替代和扩展原有的模型在人类的卫生医药事业服务的应用范围，很大程度上解决现有的水迷宫空间记忆模型缺陷与科研生产对模型开发需求的矛盾，在学习记忆、海马研究、智力与衰老、新药开发、筛选、评价等多个学科和领域取得更大的进展。