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实验干货 | 新物体识别实验:解析认知与记忆的奥秘

2025年12月31日 09:27:14      来源:上海玉研科学仪器有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:0

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在认知神经科学领域,评估动物对物体的认知与记忆能力对于探索学习记忆机制、研究神经退行性疾病以及开展药物研发等工作具有重大意义。新物体识别实验(Novel Object Recognition Test,NOR)作为一种简单且有效的行为学实验方法,逐渐受到科研人员的广泛关注。


新物体识别实验基于动物探索新奇物体的天然倾向,通过比较动物对熟悉物体和新奇物体的探索时间来评估其认知与记忆功能。该实验具有操作简便、成本较低、对动物应激较小等优点,广泛应用于学习记忆相关的研究领域,如阿尔兹海默病(AD)、认知障碍等。


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实验原理


动物对环境中的物体具有天然的好奇心,当出现新奇物体时,它们会倾向于花费更多时间进行探索。实验通常分为两个阶段:熟悉化阶段和测试阶段。在熟悉化阶段,动物接触两个相同的熟悉物体;在测试阶段,一个熟悉物体被替换为新奇物体,通过比较动物对熟悉物体和新奇物体的探索时间,计算偏好指数,从而评估动物的认知与记忆能力。


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实验流程拆解


熟悉化阶段:建立初始认知
  • 环境准备:选择一个安静、无干扰的实验环境,确保照明适宜且均匀。使用专用的实验箱,箱内空间大小适中,可放置两个相同的位置对称的物体,物体形状、颜色、材质等特征应易于动物识别;

  • 动物适应:将实验动物提前置于实验箱中适应一段时间,使其熟悉实验环境,减少环境应激对其行为的影响;

  • 动物入箱:将动物轻轻放入实验箱内,确保其面向箱壁,避免直接接触物体,以减少初始接触时的应激反应;

  • 自由探索:允许动物在实验箱内自由活动,接触并探索两个熟悉物体,一般持续 5 - 10 分钟。在此期间,观察并记录动物对每个物体的探索时间;

  • 离箱处理:探索结束后,必要时使用保温垫维持其体温,然后送回饲养笼休息。



测试阶段:评估认知与记忆
  • 环境设置:保持实验环境与熟悉化阶段一致,将实验箱内的一个熟悉物体替换为新奇物体,新奇物体应与熟悉物体在形状、颜色、材质等方面有明显差异,但不能过于突兀,以免引起动物的过度应激反应;

  • 动物入箱:将动物再次放入实验箱内,同样确保其面向箱壁;

  • 自由探索:让动物在实验箱内自由活动,接触并探索熟悉物体和新奇物体,一般持续 5 - 10 分钟。观察并记录动物对熟悉物体和新奇物体的探索时间;

  • 离箱处理:探索结束后,按照熟悉化阶段的离箱处理方法进行操作。




关键数据指标与分析
  • 探索时间:通过视频跟踪系统或人工观察记录动物与物体接触时的嗅闻、舔舐、抓握等行为的持续时间;

  • 偏好指数:计算动物对新奇物体的偏好指数,公式为:偏好指数 =(新奇物体探索时间 - 熟悉物体探索时间)/(新奇物体探索时间 + 熟悉物体探索时间)。偏好指数越高,表明动物对新奇物体的兴趣越大,认知与记忆功能可能越好。


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避坑指南
  • 环境控制:实验环境应保持安静、无干扰,避免强光、噪音等因素对动物行为产生影响;同时,实验箱和物体应保持清洁,防止气味残留干扰动物的探索行为;

  • 动物适应:充分的动物适应训练是确保实验结果可靠的关键步骤,需要提前让动物熟悉实验环境;

  • 变量控制:尽量保证实验动物的性别、周龄、体重等基本特征一致,以减少个体差异对实验结果的影响;此外,在实验过程中,应避免动物之间的相互干扰,确保每只动物的实验独立进行。



文献案例


在文章”Cell-Type Specific Circuits in the Mammillary Body for Place and Object Recognition Memory”中,研究者使用新物体识别实验(Novel Object Recognition Test,NOR)来评估小鼠的对象识别记忆能力。实验分为训练和测试两个阶段,训练阶段让小鼠接触两个相同物体,测试阶段则引入一个新物体替换其中一个熟悉物体。通过比较小鼠对熟悉物体和新奇物体的探索时间,计算偏好指数,来衡量小鼠的对象识别记忆能力。


研究发现,敲除Drd2神经元中的Cacna1h基因后,小鼠在新物体识别任务中的表现受到影响,无法有效区分熟悉物体和新奇物体,表明Drd2神经元在对象识别记忆中发挥重要作用。


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玉研仪器:助力新物体识别精确实验


玉研仪器提供专业的新物体识别实验系统,包括实验箱、高清摄像头、视频跟踪与分析软件等,能够精确记录动物的行为轨迹和探索时间,自动计算偏好指数等关键数据指标,为新物体识别实验提供高效、可靠的解决方案。


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01
智能硬件

实验箱采用优质材料制造,结构稳固,内壁光滑,无毒无味,易于清洁和消毒;高清摄像头可多角度拍摄动物行为,确保视频画质清晰;

02
精确算法

视频分析软件基于的图像识别和行为分析算法,能够准确识别动物与物体接触的瞬间和探索时间,自动记录关键行为数据,减少人为误差;

03
高效数据处理

系统支持多个视频同时分析,能快速处理大量视频数据,大幅提升实验效率,缩短研究周期。



原创作者:上海玉研科学仪器有限公司

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