脑声常谈丨动物冲动行为模型：5-选择序列反应时间任务（5-CSRTT）

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小鼠在进行行为学之前提前30分钟移入至进行行为学的房间中，并在头部连接给药导管，导管与微量进样泵相连接。当小鼠准备进行行为学测试时，先打开微量进样泵给药缓慢推入到脑组织中，再将小鼠移至行为学装置中。待小鼠行为学完成后关闭微量进样泵，将小鼠从行为学装置中移出并除去相连的导管，放入至鼠笼中继续饲养。

5-选择序列反应时间任务装置建立

该装置的四周为铝材质板组成，顶部是透明的有机玻璃板，在装置的后墙处为弯曲的弧形，弧形距离食物给予盒的距离为13厘米。在弧形墙面上有一排横向等距的直径为10毫米的圆孔，孔内有橙黄色的LED灯作为刺激信号提示灯，并有在孔洞内的垂直红外激发和感应装置检测孔洞中是否有小鼠鼻部的伸入。在装置侧壁顶部有一个提供照明的灯。与孔洞面板相对的食物给予盒面板，在食物给予盒中有提示灯光的橙黄色LED灯和液体食物的输送头，小鼠可以在此接收由微量泵提供的液体食物。在食物给予盒的两侧分别有水平的红外发射装置和接收装置，能够检测小鼠是否获取了食物奖励。液体食物给予装由5ml的注射器，步进电机和特氟龙细管组成。所有电子感应装置均与该控制板相连，控制板连接至电脑并在电脑上进行编程和控制。

五孔注意力测试（含程序化软件），上海欣软

5-选择序列反应时间任务（5-CSRTT）

5-CSRTT是通过在5个可选择的反应时间任务中推迟预先有效的反应或让其等待来反映视觉空间注意功能，同时这本质上也包括控制反应的成分。小鼠被训练成通过戳鼻子来对出现在五个不同反应位置的短暂刺激光做出反应以获得食物增强剂。主要的观察指标是应答的准确性和遗漏的数量。每次试验之间有一个试验间隔期，动物在这段时间内做出的反应(过早反应)的数量表明了冲动。

适应阶段：将小鼠放置于5-CSRTT训练室中30分钟，每日1次，连续放入适应3天。装置中所有灯(包括训练室、5个鼻部探测孔和给食盒)都保持开启状态。当小鼠用鼻子戳进鼻部探测孔中时小鼠会接收到1%的糖水奖励。奖励是按照持续的强化计划进行的，每次鼻子伸入探测孔后10秒内有效，之后糖水将被回收。记录小鼠进入给食盒和给予奖励的数量。经过3天的习惯化之后开始训练。5个孔里的灯均被同时开启，每一次鼻子伸进任何一个洞都会得到糖水奖励。在进行5-CSRTT训练之前，小鼠需要连续两天获得超过50次奖励，最多进行10组训练。

训练阶段：在适应阶段结束后小鼠通过训练进行5-选择序列反应时间任务，训练的难度从第一阶段到第六阶段逐渐增加，当从一个阶段升级至另一阶段时每只动物都必须符合特定的标准才能通过。训练每天进行1次，每周进行5天。在每个训练阶段开始之时，训练室和给食盒的灯（用于提示给予奖励的信号）均会打开。第1次的测试的记录是从小鼠的鼻部伸进进给食盒中领取食物开始计算。在持续时间固定的试验间隔（inter-trial interval, ITI）之后，开启5个鼻部检测孔中任意一个的灯光，灯光的持续时间为固定的刺激持续时间（Stimulus Duration，SD）。小鼠需要在光刺激开始后的有限间隔（Limited Hold, LH）内将鼻子伸进被照亮的孔中。5个孔中每一个孔被照亮的顺序都是随机进行的。正确把鼻部伸入至被照亮孔中的小鼠会在给食盒中得到糖水的奖励。当小鼠在给食盒中领取了奖励之后开始下一次的试验。当小鼠没有做出正确的反应（未把鼻部放入至被光照亮的孔中），或者没有在允许时间内把鼻部伸入到任何孔中会导致遗漏错误，或在光刺激开始之前就将鼻子伸入到任意一个孔中产生过早反应，此时训练室的灯会熄灭5秒进行超时处罚（Time Out, TO），在这期间如果小鼠把鼻部伸入到任意一个孔中将会重新启动超时处罚。在超时处罚结束时小鼠可以通过用鼻子伸入到无食物奖励的食物给予盒中开始下一次的试验。

行为记分方法

通过训练阶段所需的过程总数=在训练阶段1-6期间完成的所有过程总和。

每个测试中完成的试验总数=总正确反应次数+总不正确反应次数+总无反应次数

正确百分数=【正确次数/(正确次数+不正确次数)】×100

无反应率=【总无反应数/(正确次数+不正确次数+无反应数)】×100

过早反应率=【过早反应数/(正确次数+不正确次数+无反应数+过早反应数)】×100

正确反应潜伏期：光刺激开始后将鼻子伸入正确刺激孔的潜伏期

食物获得时间延迟：在一个正确反应后获取食物奖励所花费的时间。

5-选择序列反应时间任务检测系统的建立和验证

小鼠在5-CSRTT训练阶段中，随着训练阶段的进阶光刺激的时间在降低，小鼠训练的无反应次数呈现轻微上升的状态，对光刺激孔洞做出正确反应的时间以及获取食物奖励的反应时间在逐渐降低。小鼠对孔洞中的光刺激的正确反应率和过早反应发生率随训练的深入呈现先上升后平稳的趋势。在完成各个训练阶段所需的训练次数中，随着训练阶段的增加光刺激时间逐步降低，小鼠完成每个阶段所需的实验次数在开始时变化不大，当光刺激时间降至2秒时实验次数明显升高。

Fig1.冲动行为模型建立和检测

(a)(b)5-CSRTT示意图和实物图。小鼠达到各阶段训练标准所需时间(c)，准确率曲线(d)，过早反应发生率曲线(e)，无反应率曲线(f)，平均正确反应时间变化曲线(g)和平均获取奖励时间变化曲线(h)