明暗箱/黑白箱實驗系統

明暗箱（黑白箱實驗是一種常用于心理學和神經科學研究的動物行爲實驗，主要用于評估動物的焦慮水平和探索行爲。該實驗基于動物對明亮（開放）環境和黑暗（封閉）環境的自然偏好和沖突行爲進行設計。

1、采用視頻攝像跟蹤技術，實現了實驗過程的自動化，避免了人工計數引入的主觀誤差和對實驗動物 的幹擾，增加了實驗結果的真實性和可靠性
2、軟件系統功能強大，指標參數豐富
3、標准化工業設計，硬件堅固耐用
4、領先的核心算法，有效保證識別的抗幹擾性和准確性
5、用戶可設置彼此獨立的實驗數據存档文件夾， 便于實驗資料管理
6、可定時錄制視頻圖象，以多種方式顯示指標，提供軌迹圖、軌迹坐標點和指標結果的導出功能
7、視頻文件格式支持AVI壓縮格式，壓縮比率高，能夠有效減少存儲空間，並有利于進行長時間的實驗觀察
8、可順利接入面向科研和計算機輔助教學（CAI），能夠記錄原始的視頻圖像， 並提供完整的實驗數據庫功能，作爲研究的真實記錄和今後進行教學演示的素材

1、活動箱外部尺寸：700× 260× 430mm，框架采用鋁合金
2、白箱與黑箱內部尺寸：250× 185× 300mm
3、攝像分辨率:1280×1024

實驗器材：

小白鼠常用手術器械、亞硝酸鈉、東莨菪堿（scopolamine，Scop.）、生理鹽水、35 %酒精。

實驗步驟：

1、實驗儀器小動物學習記憶行爲檢測技術--避暗法

小鼠避暗自動測試儀由控制器和活動箱兩部分組成，可同時對6只小鼠進行實驗。明暗實驗箱之間有一小門供動物進出，當動物進入暗室被電擊時，它可自動記錄小鼠第一次從明室進入暗室的潛伏期和受到電擊的次數，還可通過按鍵靈活地選擇刺激電壓和設置實驗時間。

2、實驗程序：

2.1適應：將動物頭朝室壁放入明室，兩室之間的門洞敞開，讓動物在兩室內自由活動2-3分鍾，取出後放回飼養籠。

2.2訓練：第二天, 

將動物放入明室, 它很快鑽入暗室, 連接兩室的門洞關閉，同時啓動電刺激器, 動物足部受電擊。如果動物在第一次訓練時超過100秒不進暗室, 淘汰之或用手把它輕輕趕進暗室。

記錄指標：

（1）記錄動物自明室進入暗室的潛伏期，可作爲判斷給藥後動物行爲是否有變的一個指標。若藥物致使動物鎮靜，則潛伏期顯著長于對照組。

（2）記錄動物受到電擊後的反應，如劇烈嘶叫並跳躍，評爲A級反應；微弱尖叫，評爲B級反應；不叫，評爲C級反應。受到電擊後動物一般均跳躍。C級反應常伴動物跳躍，動物雖不尖叫，但正常動物均能感受電擊疼痛，顯示好的記憶成績。C級反應多見于雄性動物。A級反應多見于雌性動物。該記錄可作爲動物痛域是否變化的一個輔助觀察指標。

2.3重測試：訓練後24小時（第三天），再次將動物放入明室，進行重測試。

記錄指標：

（1）記錄動物進入暗室的潛伏期，爲步入潛伏期（step through latency, STL）。最大潛伏期設爲300秒。

（2）記錄動物300秒內進入暗室的錯誤次數，包括:第一次錯誤、進入暗室的次數。

實驗設計舉例：

按照信息論將記憶簡單劃分爲：記憶的獲得（也即學習過程、信息的獲得過程）、記憶的鞏固（信息的保持過程）、記憶的再現（信息的提取過程）時，我們可依此來篩選作用于記憶不同階段的認知藥物。

在訓練前、後或重測前給損傷動物記憶的藥物，可分別觀察該藥物對記憶不同階段的影響，在此之前給動物待檢測認知藥物，即可依據實驗結果判斷該認知藥物對抗損傷藥物的效果。爲簡化篩選工作，常選用實驗步驟較少的小動物學習記憶測試方法，現以步入法爲例說明如下。

一、記憶獲得過程

1、建立記憶獲得障礙模型：

在動物進行電擊訓練之前15-20分鍾，給動物腹腔注射氫溴酸東莨菪堿（膽堿能M受體拮抗劑，HBr-Scopalamine），小鼠：3mg/kg，可見給藥組動物出現探究行爲，訓練時在明室內駐留時間略長于對照組，進入暗室後受到電刺激時的反應與對照組相似：嘶叫或跳躍。24小時後當再次將動物放入明室時，動物進入暗室的潛伏期顯著低于對照組，即制備成功記憶障礙模型。

2、待測藥物的服用：

根據待檢測藥物在動物體內的作用高峰時間，于相應時間給動物服藥，如口服藥物，可于訓練前1小時給動物灌服待檢測藥物，然後再于訓練前15-20分鍾給動物損傷記憶獲得的藥物，如氫溴酸東莨菪堿等。

二、記憶鞏固過程

1、建立記憶鞏固障礙模型：

動物電擊訓練結束後立即給動物腹腔注射蛋白質合成抑制劑環己酰亞胺（Cycloheximide，小鼠：90-100mg/kg）抑制蛋白質合成，或皮下注射NaNO2(小鼠：120mg/kg)導致動物短暫性缺氧，或給動物施行頭部瞬間電休克。然後放回飼養盒內，24小時後重測試。

2、待測藥物的服用：

若是口服藥物，于電擊訓練前藥物作用高峰期（一般選1小時前）給動物灌服藥物。若是腹腔注射藥物，一般于訓練前半小時注射。然後給動物電擊訓練，訓練後立即給損傷記憶鞏固藥物或其它實驗因素，24小時後重測試，可檢測認知藥物對記憶鞏固障礙的對抗作用。

三、記憶再現過程小動物學習記憶行爲檢測技術--避暗法

1、建立記憶再現障礙模型于動物重測試之前15分鍾給小鼠灌服酒精（35%，0.1ml/10g鼠重），15分鍾後進行重測試。可見小鼠記憶提取過程受到損傷。

2、待測藥物的服用：于動物重測試之前1小時給動物口服待檢藥物。

1、該損傷只有在重測前10-30分鍾灌胃酒精才起作用
2、時間長于30分鍾則無效
3、該劑量酒精只對較不鞏固、一次性記憶有損傷作用，而對小鼠需經多次訓練而獲得的較鞏固的記憶的再現無影響