运动影响学习与记忆能力动物实验的研究进展（一）
摘 要： 生理心理学的主要研究途径和方法是通过建立相关动物模型，施加一定的影响因素，运用特殊的测量方法和指标，对实验动物的整体水平或局部器官和组织进行研究。动物实验可以克服人体实验诸多的局限，达到理想的效果。伴随着运动生物科学的不断发展，运动与学习记忆动物模型的制作、反映指标的测定会不断的改进，将在阿尔茨海默病及脑健康相关问题的防治过程中发挥重要的作用。
关键词： 学习记忆；动物模型；运动方式；迷宫
阿尔茨海默病（又称老年痴呆），是一种以进行性认知功能障碍和记忆损害为特征的疾病。随着社会人口的老龄化，阿尔茨海默病的发病率逐年上升，已成为世界范围的、越来越引起人们重视的健康问题。它不仅影响患者的生存质量，而且给家庭和社会带来了沉重的负担。据相关文献显示，适宜的运动可以对老年痴呆或缺血性脑梗死患者在改善认知、记忆、行为能力方面获得明显的疗效。关于运动与学习记忆的研究，过去由于受实验方法和检测手段的限制，只是在脑神经生化标志物及其他行为等无创性指标方面较多。20 世纪后期，随着动物实验的开展以及脑分子生物学、生物化学、多种迷宫方法的应用，运动与学习记忆的研究进入了一个崭新的阶段。
1 运动影响学习与记忆研究中的动物模型
建立理想的学习记忆实验动物模型，是开展运动与学习记忆研究工作的基础。动物模型的制备应尽量模拟临床致病因素，以期在发病机理、运动干预等方面获得科学的数据。
1.1 老年痴呆（AD）模型
理想的AD动物模型应具有与老年性痴呆相似的基本特征：一、模型动物具有AD的主要神经病理学特征老年斑（SP）和神经元纤维缠结（NFT）；二、出现AD的重要病理变化如大脑神经元死亡、突触丢失和反应性胶质细胞增生等；三、行为学上出现认知和记忆功能障碍。
AD动物模型的研究经过几十年的努力取得了很大进展,目前大致可概括为：一、自然衰老模型：SAMPs鼠由日本京都大学竹田俊男教授开发成功，主要以学习记忆功能增龄性加速衰退，中枢神经系统如皮质、海马等部位发生病理改变为主，是一种比较理想的研究脑老化和痴呆的模型。二、损害模型：Nelson等将D—半乳糖注入大鼠侧脑室，6周后免疫组化分析可见NFT样磷酸化和Aβ淀粉样沉积斑块，引起记忆严重缺失。H等利用小鼠脑室内注射AlCl3、长期腹腔内连续注射或口服铝溶液获得NFT病理改变的动物模型等等。三、转基因动物模型：通过转基因技术将AD的APP变异基因植入鼠，其脑能产生β淀粉样蛋白沉积、神经炎性老年斑、突触减少、星形细胞和小胶质增生、神经元退化及神经元程序性坏死等AD症状。
但每一种模型都只是在一定程度或某些方面模拟了AD的症状和病理改变，它们各有优势和不足，应根据不同的实验目的选择合适的模型。总体趋势从单因素的损伤模型到复合损伤模型，从单转基因模型到双转甚至三转基因模型，但仍存在诸多问题，如造价昂贵等，目前国内多数实验室都选择代价较少的复合损伤AD动物模型。随着对AD发病的细胞分子机制认识的不断深入,新的更完善的动物模型将会出现， 进一步促进对AD发病机制的了解和推动防治研究的进步。
1.2 血管型痴呆（VD)模型
VD最主要的致病因素是脑血管缺血，其动物模型的制作有血管阻断法、栓塞法、大脑中动脉梗死法、光化学法、去大脑皮层法、脑血管定位阻断法以及自发VD模型等，如：国内常通过光化学法诱导的双侧海马梗死模型观察大鼠双侧海马梗死后训练对学习记忆功能的影响。国外是参照小泉线栓法制成右侧大脑动脉缺血梗死模型大鼠，表现为提尾时左侧前肢内收屈曲，同侧Horner氏征，爬行时向左划圈，站立时左侧倾倒。VD是一种多因素疾病，其发生发展是多种致病因素、多个病理环节相互作用和累积的结果。而目前VD动物模型的制备都是从模拟人类VD发病的某一侧面来完成的，与临床实际还有一定的偏差。
1.3 基因（GD）模型
Shimizu等利用第3代基因敲除技术培育成海马CA1区特定的NR1基因敲除小鼠来研究NMDAR在记忆巩固阶段的作用,NR1基因敲除后, CA1区NMDAR兴奋性突触后电位消失,无LTP的产生,并且在隐藏平台水迷宫试验中逃跑潜伏期明显延长,说明海马CA1区空间学习记忆需要NMDAR的参与[5]。Tang等利用转基因技术,使NR2B 在转基因小鼠的前脑过度表达,发现NMDAR通道开放时间延长,活性增强,这些转基因小鼠在多种行为测试中表现出更好的学习和记忆能力[6]。
2 运动与学习记忆研究中动物的运动方式
2.1 游泳训练
游泳是运动与学习记忆实验中运动负荷的主要手段之一，通常把大鼠或小鼠作为游泳运动的研究对象，多采用静水泳池。运动强度需要综合考虑水温、负重、时间等影响因素。
2.2 跑台/跑轮运动
段氏动物跑台主要是根据大鼠或小鼠跑步运动而设计的实验装置，目前应用较多，运动强度可通过调整跑的时间、跑速和跑台坡度来准确控制，属于被动运动。而跑轮是指动物在笼子中自主进行蹬爬，为主动运动。
