动物运动轨迹跟踪系统与水迷宫在阿尔茨海默病...（二）
01尺寸和颜色
五个研究中（R1~R5）使用小鼠进行试验的水迷宫大小为122~150cm, 使用大鼠进行试验的水迷宫的大小为150~180cm，而绝大多数水迷宫制造厂家提供的尺寸为100~180cm，您可以根据试验需求自定义水迷宫大小。水迷宫颜色的选择要根据具体情况而定，常见的颜色包括：蓝色、黑色、灰色和白色。
02平台
平台的大小从直径为10cm~15cm不等。在平台被隐藏的测试阶段，要被淹没在水平面以下1至2厘米。许多制造商可提供自动平台，可通过动物运动轨迹跟踪系统（EthoVision XT）的视频追踪来控制平台。这种情况下，平台在试验过程中可以被提升或折叠。使用四个平台可切换平台的象限位置（通过降低其它），无需人工在水池中切换平台位置；当然您也可以用人工方式进行切换平台位置。
03水的颜色与温度
许多研究学者认为大鼠的游泳能力要优于小鼠，这样大鼠在进行试验时寻找平台的动机就没那么强；也有研究学者认为大鼠不喜欢在冷水里。本文中提到的五个研究实例中（R1~R5），温度在20~25摄氏度之间，变化为1~2度之间。因此，水温是影响试验结果的重要因素之一，进行水迷宫试验时要设定合适的水温。
除水温之外，水的颜色也是影响试验结果的重要因素。特别是白色的水池，水通常是不透明的白色。这样可以提高与视频追踪对象的对比度。Caccamo（R1）等人提到，这样可以阻碍动物看到平台。水可以用无毒染料（R1,R4）或奶粉制成白色。
04视觉线索
因为这是一个定位航行试验，动物要从不同的起始点学习平台的位置，视觉线索就显得极其重要。视觉线索可放置在迷宫的墙壁（R3）或者其它地方（R1,R4）。
EthoVision XT如何助您完成水迷宫试验
可以说，水迷宫试验中极为重要的参数是逃避潜伏期（escape latency)。换言之，逃避潜伏期（escape latency)是测量对象到达平台的速度的量度。尽管可以通过手工测量这个参数（如使用秒表），但通过视频追踪会更精准，因为动物运动轨迹跟踪系统（EthoVision XT）可以客观地判断动物何时到达平台，并且以完全相同的方式追踪每个试验对象。
那么视频追踪如何运行的？摄像机安装在水迷宫的上方，并且此摄像机与安装了动物运动轨迹跟踪系统（EthoVision XT）视频追踪软件的电脑相连接。您可以对视频进行实时追踪，也可对事先录好的视频进行追踪。
动物在水池中游泳时，动物运动轨迹跟踪系统（EthoVision XT）可以自动监测和追踪动物的运动及活动。通过这种方式，我们可以获知动物的具体位置，在某个位置所停留的时间、游泳速度及游泳路径。
动物运动轨迹跟踪系统（EthoVision XT）可以画出视频图像中您比较感兴趣的区域，您能够很容易的看到每个象限及平台的位置。此外，该系统能够自动将距离、速度、持续时间及潜伏期与感兴趣区域联系起来。这些参数和区域均可通过动物运动轨迹跟踪系统（EthoVision XT）来进行数据筛选和分析。
尽管逃避潜伏期（escape latency）是水迷宫试验中最常用的参数，但是在水迷宫试验中还有其它更重要的变量。逃避潜伏期或到达平台的潜伏期是指试验对象到达平台所花费的时间，所有的水迷宫试验都使用这个参数。
在探索试验中，我们还测量了动物到达平台所在地点所用的时间及到达正确象限/平台区域的时间。动物在正确象限中所花费的时间在探索试验中非常重要，因为它意味着动物是否找到了正确的位置。
游泳路径指动物正在使用的搜索策略。它可能不使用外部线索，例如，简单地在圆圈中游泳直到它撞到平台上。通向平台的小路蜿蜒曲折，也可以看出动物是如何自信地朝着它的目标前进的。
速度反映运动能力和动机。它主要用于排除额外的治疗效果。如果治疗本身影响运动，这可能导致的结果是：水迷宫参数的差异不是由记忆缺陷引起的，动物可能需要更多的时间才能到达平台，只是因为速度较慢，而不是因为记忆受损。
此外，EthoVision XT 还可以分析Whishaw失误率，以上参数都可以通过动物运动轨迹跟踪系统（EthoVision XT）进行测量和分析。EthoVision XT允许您同时记录多个水迷宫的视频材料，并进行数据筛选、分析和可视化；此外，它还能帮助您全自动执行试验，提高研究的通量和效率。
研究结果
mTOR基因去除：2型糖尿病（原名叫成人发病型糖尿病）增加了AD的发病风险，因此Cacamo（R1）等人研究了在胰岛素信号通路中起着至关重要作用的mTOR基因。通过杂交，他们删除了在Tg2576 AD老鼠模型中的mTOR基因副本。所有的小鼠在五天内学会定位平台，但它们的学习速度不同。在探索试验中，基因去除弥补了AD小鼠的记忆缺陷。mTOR基因去除改善了认知和其他病理特征（斑块和缠结）。
半乳糖治疗：胰岛素抵抗被认为是AD的病理生理核心。Knezovic等人（R2）探索了葡萄糖半乳糖是否可以减轻AD（脑内链脲佐菌素给药或STZ ICV模型）大鼠的记忆损伤。口服给药2个月后，结果发现受损的学习、记忆功能开始趋于正常化，大鼠的学习能力和记忆力显著提高。
DMF治疗: MaGuktWiCz等人（R3）也研究了胰岛素抵抗，并研究了DMF(dimethyl fumarate)的抗氧化和免疫制作用。他们使用STZ ICV大鼠作为AD模型。研究人员发现，老年性STZ大鼠的空间记忆和神经退行性变更严重，但DMF治疗也更有效。
腺苷阻断剂：Orr等人（R4）使用小鼠作为AD的模型，以测试腺苷A2A受体拮抗剂（日本治疗帕金森的一种改良药物）是否也能改善AD患者的记忆问题。虽然在AD小鼠中的学习与对照组相同，但用该拮抗剂进行的低剂量治疗确实提高了hAPP-J20小鼠的空间记忆，这表明它可以改善AD患者的记忆问题。
GABA受体激动剂：Pilipenko等人（R5）用GABA受体激动剂（muscimol和 baclofen）治疗这些“AD大鼠”，研究了GABA记忆形成在STZ ICV大鼠中的作用，结果表明这两种物质都发挥了增强记忆（和抗炎）的作用。
谨以此文献给正在或即将做研究的你，若您对相关文献或研究感兴趣，欢迎致电010-84852246-810或微信公众号后台留言咨询！
参考文献
1、Caccamo, A.; Belfiore, R.; Oddo, S. (2018). Genetically reducing mTOR signaling rescues central insulin dysregulation in a mouse model of Alzheimer’s disease. Neurobiology of Aging, doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2018.03.032.
2、Knezovic, A.; Osmanovic Barilar, J.; Babic, A.; Bagaric,R.; Farkas, V.; Riederer, P.; Salkovic-Petrisic, M.(2018). Glucagon-like peptide-1 mediates effects of oral galactose in streptozotocin-induced rat model of sporadic Alzheimer’s disease. Neuropharmacology, 135, 48-62.
3、Majkutewicz, I.; Kurowska, E.; Podlacha, M.; Myslinska,D.; Grembecka, B.; Rucinski, J.; Pierzynowska, K.;Wrona,D.(2018). Age-dependent effects of dimethyl fumarate on cognitive and neuropatho”-logical features in the streptozotocin-induced rat model of Alzheimer’s disease.Brain Research, 1686, 19-33.
4、Orr, A.G.; Lo, I.; Schumacher, H.; Ho, K.; Gill, M.; Guo,W.; Kim, D.H.; Knox, A.; Saito, T.; Saido, T.C.; Simms.J.; Toddes, C.; Wang, X.; Yu, G.-Q.; Mucke, L. (2018).Istradefylline reduces memory deficits in aging mice with amyloid pathology. Neurobiology of Disease, 110, 29-36.
5、Pilipenko, V.; Narbute, K.; Beitnere, U.; Rumaks, J.;Pupure, J.; Jansone, B.; Klusa, V. (2018). Very low doses of muscimol and baclofen ameliorate cognitive deficits and regulate protein expression in the brain of a rat model of streptozocininduced Alzheimer’s disease. European Journal of Pharmacology, 818,382-399.
