强迫游泳实验标准化操作指南!

2025.04.18点击量:48

强迫游泳实验是用于评估小动物(如啮齿类动物)抗抑郁药物效果以及检测模型动物是否出现“抑郁样”行为的常用检测实验。原理是让动物在一个无法逃脱的空间游泳,它们在水中会拼命挣扎游动,并试图逃离水环境,一段时间后,发现逃离无望时动物停止挣扎表现出“行为绝望”状态( 漂浮不动状态)。


通过该实验可以观察到动物的两种行为:


无抑郁动物:尽管已经知道无法逃脱,依然试图从盛满水的容器中挣扎出来。


抑郁动物:动物放弃挣扎,漂浮在水面上,显示出绝望行为。


一、实验工具


1.透明有机玻璃圆筒中注入自来水,水温控制在25ºC左右。大鼠用圆筒高50 cm,直径20cm,小鼠用高30cm,直径11cm。水位高度应使小鼠在游泳测试期间无法用脚或尾巴接触水箱底部。


2.动物行为分析软件


通过记录老鼠四肢的真实运动情况,实时分析小鼠漂浮不动(绝望状态)、挣扎行为、游泳状态等指标,自动存储原始实验视频;实验录像和分析指标可同步同窗回放,验证软件分析和人工计算的统一性,确保分析结果的真实性。



二、实验设计


方法A:实验第一天,将动物放入水中进行10-15 min的预实验,记录动物在水中前5 min的挣扎时间、游泳时间、不动时间。24小时后,进行正式测试,将动物再放入水中进行5 min的强迫游泳,统计以上三种行为的时间,进行组间比较。


方法B:将实验动物注射抗抑郁药物(实验组)或者生理盐水(对照组)后,放入圆筒中强迫游泳,经过2min的适应期以后,记录4min动物的运动状态,对比实验组与对照组之间的差异。



三、实验过程


1.准备阶段


强迫游泳实验目前常用的模型动物是昆明小鼠和 Wistar大鼠,一般需要 10 只以上小鼠或 6-8只大鼠。


使用25°C的自来水填充容器,根据动物体型调整水深,确保其后腿无法触及底部。


准备两个独立房间,一个作为候室用于饲养动物,另一个用于实验。


在每个容器前安装摄像机,确保全面记录动物行为。


为实验后的动物准备清洁干燥笼、加热灯和加热垫,防止体温过低。


2.适应阶段:提前至少30分钟将动物从饲养室移至实验室等候区。


3.测试阶段:将动物放入水中6分钟(小鼠)或15分钟(大鼠),全程录像。


4.恢复监测:当测试时间到达时,将小鼠从水中取出,用毛巾擦干,并放回它们的舒适环境中。或将动物移至干燥笼中,使用加热灯和加热垫保持适宜体温,同时密切监测。注意事项:观察动物状态,如出现严重痛苦立即终止实验。每次测试后更换水,避免对后续实验动物造成干扰。如同时进行多只动物实验,每两只动物间应用不透明挡板隔开。


四、评价指标


评价指标应采用动物不动、攀爬、游泳三类动作的时间及次数进行判定。


不动: 动物在水中停止挣扎,呈漂浮状态,仅有轻微的肢体运动以保持头部浮在水面。不动时间越长表明抑郁程度越重。正常小鼠不动时间在检测时间的 40% ~ 80%内;正常大鼠不动时间在检测时间的 30% ~ 70%内;


游泳: 动物进行流畅、协调的运动,动物四肢始终在水面以下。游泳时间和游泳距离越少,表明抑郁程度越重。


攀爬:动物四肢强有力伸出水面,并沿测试箱壁做剧烈的上下动作。5min检测期内,攀爬时间 60~130s。攀爬时间越少,表明动物抑郁程度越重。


在测试早期停止游泳行为的动物被认为抑郁程度较高,更早地进入绝望的状态,这被视为类似于人类经历抑郁症状。在接受抗抑郁药物治疗后,动物会显示出积极逃生行为的增加。通过对不动时间、游泳时间和跃出水面次数等指标的观察和分析,可以初步评估小鼠的抑郁状态,并为进一步研究提供参考。


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