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基本信息

项目名称:
社会隔离对实验动物社会行为和认知功能的影响
小类:
生命科学
简介:
探讨不同时程社会隔离对小鼠空间和非空间认知功能的影响。 将昆明小鼠于生后21天开始进行隔离,单独饲养以制备成社会隔离动物模型。动物隔离不同时程(2周、4周、8周),隔离2周青春期组、隔离4周组和隔离8周组分别于隔离2周、4周和8周后进行实验测试,隔离2周成年期组于隔离2周后恢复群居直至成年进行测试。采用物体识别实验和物体定位实验来评估小鼠的空间和非空间认知功能的改变。
详细介绍:
随着社会科技水平的飞速发展,人类生活节奏逐渐加快,身心健康尤其是精神状况已经成为了一个全球性的问题。世界卫生组织统计数字显示,世界人口每4人中就有1人在人生的某个阶段出现精神障碍,精神障碍疾病患者今后几年将大幅增加,成为导致人类丧失活动能力的第二大病因,仅次于心血管疾病。精神障碍疾病主要表现为情感、行为障碍,思维迟缓,紧张焦虑,运动迟缓等。人们在现代社会中承受着巨大的生活工作压力,各种应激加剧,其中社会应激就是一个很主要的因素。各种原因造成的长期社会隔离(包括母子分离、某些特殊患者住院期间的长期隔离、空巢老人等)是社会应激的一种类型,成为诱发精神障碍疾病的主要因素之一,目前关于生命早期应激对成年后精神疾病发生的影响机制主要集中在神经系统的发育、再生、可塑性和下丘脑—垂体—肾上腺轴的功能改变等[1],但有关不同时程社会隔离对空间和非空间认知功能的影响及其机制尚不清楚。动物实验研究是了解疾病、探究疾病发病机制的重要方法之一。大量研究已发现,实验小鼠断奶后隔离饲养可以诱发一系列行为学、形态学、神经生化方面的异常,这些异常与精神分裂症的主要特征非常相似,所以隔离动物模型可以模拟人类的精神障碍疾患,对隔离动物模型的研究有望阐明人类焦虑、抑郁等精神障碍性疾病的机制[2]。 空间和非空间认知能力是常用的评价学习认知能力的指标。以前的大部分实验都是通过传统的常规方法如电刺激、水迷宫等来检测实验动物的认知能力,这些实验具有强烈的紧张性刺激,在一定程度上不能检测自然状态下的认知功能[3]。本研究选用物定位实验和物体识别实验,这些没有应激源的实验方法更适合探究自然状态下的认知功能,两种实验能够用来分别检测实验动物的空间和非空间的认知功能改变。   本研究将实验动物隔离不同时程后,采用物体识别实验和物体定位实验来评估小鼠的空间和非空间认知功能的改变,探讨不同时程社会隔离对小鼠空间和非空间认知功能的影响。将为今后探究社会环境与人类身心健康之间的重要关系提供理论依据。 社会隔离对小鼠行为的影响与大脑的不同发育阶段密切相关。青少年期是社会技能发展的关键阶段,而大脑突触和受体的产生和消除主要发生在从儿童期、青春期向成年期转变的过程,这也是大脑发育最为关键和敏感的阶段,应激在这些阶段对大脑的作用表现出与对成熟大脑不同的影响和作用规律。相对于成年动物,环境应激对未成年动物的行为和神经生理产生更为强烈和持久的影响[10,11,12],如果在啮齿类动物发育的某些关键阶段改变其生活环境,则动物在成年后常常表现出行为反应的变化[13,14]。 为了探究不同时程社会隔离对小鼠空间和非空间认知功能的影响,本研究从小鼠断奶后21天开始,对小鼠进行不同时程的社会隔离,动态地观察了短期和中长期社会隔离对小鼠认知功能的影响。实验结果显示在物体识别实验和物体定位实验中,隔离2周青春组、隔离4周和隔离8周组小鼠的辨别指数与相应对照组相比都明显降低,这表明了社会隔离作为生命早期的慢性应激能够降低实验动物的空间和非空间认知功能,这可能与隔离引起的大脑发育异常有关[15]。为了进一步观察青春期是否为隔离应激刺激后治疗恢复的敏感期,所以研究中又将实验动物分为隔离2周青春期和成年组,青春期组于隔离2周后进行实验测试,隔离2周成年期组于隔离2周后恢复群居直至成年进行测试,实验结果显示,与相应对照组相比,在物体识别实验和物体定位实验中,隔离2周成年期组小鼠的辨别指数没有明显差异。提示短期隔离后,在成年期前恢复群居生活能够改善小鼠的空间与非空间认知能力,这可能与青春期脑组织的可塑性较强有关[13,14]。学习记忆系统在进化中是非常保守的,因为其对动物的生存具有重要意义[16],在大脑发育的重要时期及时地恢复小鼠的群居生活可能会逆转已经发生的与学习认知功能相关脑区的神经生化异常改变,具体的相关机制需要进一步的探讨研究。 在未来的研究中,我们要继续探索参与其中的不同机制,为今后探究社会环境与人类身心健康之间的重要关系提供理论依据。

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  • 社会隔离对实验动物社会行为和认知功能的影响
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作品专业信息

撰写目的和基本思路

探讨不同时程社会隔离对小鼠空间和非空间认知功能的影响。 将昆明小鼠于生后21天开始进行隔离,单独饲养以制备成社会隔离动物模型。动物隔离不同时程(2周、4周、8周),隔离2周青春期组、隔离4周组和隔离8周组分别于隔离2周、4周和8周后进行实验测试,隔离2周成年期组于隔离2周后恢复群居直至成年进行测试。采用物体识别实验和物体定位实验来评估小鼠的空间和非空间认知功能的改变。

科学性、先进性及独特之处

人们在社会中各种应激加剧,社会应激就是一个很主要的因素。各种原因造成的长期社会隔离是社会应激的一种,是诱发精神障碍疾病的主要因素之一。目前关于生命早期应激对成年后精神疾病发生的影响机制主要集中在神经系统的发育、再生、可塑性和下丘脑—垂体—肾上腺的功能改变等,但有关不同时程社会隔离对空间和非空间认知功能的影响及其机制尚不清楚。本研究对人类相关精神障碍疾病的治疗、机制探讨及预防提供一定的指导。

应用价值和现实意义

精神障碍疾病随着社会的发展呈上升趋势,成为使人类丧失活动能力的第二大病因,青少年期是技能发展的关键阶段,而大脑突触和受体的产生和消除主要发生在从儿童期、青春期向成年期转变的过程,这也是大脑发育最为敏感的阶段,应激在这些阶段对大脑的作用表现出与对成熟大脑不同的影响和作用规律。相对于成年动物,应激对未成年动物的行为和神经生理产生更强烈和持久的影响。动物实验研究则是了解、探究疾病发病机制的重要方法之一。

学术论文摘要

探讨不同时程社会隔离对小鼠空间和非空间认知功能的影响。将昆明小鼠于生后21天开始进行隔离单独饲养制备成社会隔离动物模型。动物隔离不同时程,隔离2周青春期组、隔离4周、8周组分别于隔离2周、4周和8周后进行实验测试,隔离2周成年期组于隔离2周后恢复群居直至成年进行测试。采用物体识别实验和物体定位实验评估小鼠的空间和非空间认知功能的改变。在物体识别实验和物体定位实验中与相应对照组相比,隔离2周青春期组、隔离4周、8周组小鼠的辨别指数都明显降低,隔离2周成年期组小鼠辨别指数没有明显差异。短期隔离及中长期隔离降低了小鼠空间和非空间认知功能,而短期隔离后恢复的群居生活能够改善小鼠的空间与非空间认知能力。

获奖情况

鉴定结果

参考文献

[1]曹世林, 黄庆军.生命早期应激诱发成年后精神疾病的神经机制研究进展[J],中国行为医学科学,2007,16(9):857-858. [2] Sisk CL,Foster DL.The neural basis of puberty and adolescence.Nature neuroscienee [J],2004,7(10):1040-1047.

同类课题研究水平概述

近年来的研究表明,早期社会经验在人类和动物的神经系统发育成熟过程中发挥重要作用。早期社会经验的剥夺如社会隔离能引起人和动物的神经系统结构以及行为模式产生持久性异常改变,并诱发某些精神疾病,如精神分裂症、抑郁和焦虑障碍等。灵长类动物的社会隔离研究始于Harlow及Bowlby的工作,他们的研究结果发现,早期的创伤性经历能严重干扰情绪的正常发展 ;啮齿类动物研究表明,社会隔离能诱发成年动物的行为异常,如运动增多 、旷场探索行为增加 以及前脉冲抑制缺失等 。这些行为异常与精神分裂症的阳性及阴性症状密切相关,因此社会隔离已被广泛用于精神障碍疾病动物模型的建立。 随着社会科技水平的飞速发展,人类生活节奏逐渐加快,精神障碍疾病患者在逐年递增,已成为导致人类丧失活动能力的第二大病因。精神障碍疾病主要表现为情感、行为障碍,思维迟缓,紧张焦虑,运动迟缓等。 导致人类精神障碍的因素很多,其中社会应激就是一个很主要的因素。国内外对此展开了一系列研究,其中母子分离、某些特殊患者住院期间的长期隔离、空巢老人等社会应激因素已被证实为诱发精神障碍疾病的主要因素之一。 各种因素引起精神障碍疾病的机制也在进一步研究当中。国内专家曹世林, 黄庆军在生命早期应激对神经系统的发育、再生、可塑性和下丘脑—垂体—肾上腺轴功能的影响机制方面进行了深入探讨。Yukihisa M, Kinzo M等人通过对隔离动物模型的电刺激、水迷宫实验对精神障碍疾病机制做出了一定阐述。此外如早期断乳使HPA轴功能破坏并干扰脑、行为和神经内分泌的发育及调节的机制;咖啡因等中枢兴奋剂对抗睡眠剥夺的负面影响机制;以及Melendez 等人提出的内侧前额叶—杏仁核—PPI环路机制都对精神障碍疾病的研究做出了巨大贡献。但有关不同时程社会隔离对空间和非空间认知功能的影响及其机制尚不清楚,仍需作进一步研究和探讨。
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