給予動(dòng)物鼠籠傾斜、潮濕墊料、高溫、噪音、束縛、電擊、游泳、晝夜節(jié)律顛倒等不同刺激因子，且刺激因子安排為多變性和不可預(yù)測(cè)，可誘導(dǎo)性是模型制造成功的關(guān)鍵。該模型被廣泛用于抑郁癥神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制及抗抑郁藥物的研究，以及伴發(fā)的焦慮、學(xué)習(xí)記憶障礙及防護(hù)藥物研究。

本研究中，通過水迷宮實(shí)驗(yàn)、避暗實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看CUMS模型組水迷宮尋臺(tái)潛伏期顯著性延長，避暗錯(cuò)誤次數(shù)顯著性增加、避暗潛伏期顯著性減少等，這些行為學(xué)結(jié)果，提示大小鼠CUMS模型成功。此外本實(shí)驗(yàn)還對(duì)CUMS模型的機(jī)制進(jìn)行了基礎(chǔ)研究，認(rèn)為CUMS模型會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物皮層的5-HT、DA、Ach、NE等神經(jīng)遞質(zhì)水平顯著性降低（P<0.05）。因此我們認(rèn)為采用慢性不可預(yù)測(cè)應(yīng)激，35天可以造成大鼠和小鼠學(xué)習(xí)記憶障礙。

模型技術(shù)難點(diǎn)在于對(duì)于CUMS刺激因子的選擇，刺激因子的選擇可能影響實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷某晒εc否，常用的刺激因子有禁食(12 h)、禁水(12 h)、冷水游泳(4 °C，5 min)、熱水游泳(42 °C，5 min)、動(dòng)物叫聲(0.5 h)、束縛(使用自行研發(fā)的小鼠行為限制器，長20 cm，直徑7 cm)、晝夜顛倒、配對(duì)飼養(yǎng)、濕籠、傾籠等。每日選擇2~3 種刺激，并盡量使應(yīng)激程序符合不可預(yù)測(cè)的特點(diǎn)，以避免動(dòng)物產(chǎn)生適應(yīng)性。相同的刺激因子應(yīng)該隔3-7日再進(jìn)行。

本研究通過不同的刺激因子對(duì)老鼠造成慢性不可預(yù)測(cè)應(yīng)激模型，通過水迷宮、避暗等經(jīng)典行為學(xué)指標(biāo)，以及5-HT、DA、Ach、NE等神經(jīng)遞質(zhì)基礎(chǔ)機(jī)制指標(biāo)，表明了慢性不可預(yù)測(cè)應(yīng)激誘導(dǎo)老鼠學(xué)習(xí)記憶損傷模型的成功，并且該模型對(duì)于大小鼠具有相同的效果，本模型可用于進(jìn)一步的改善學(xué)習(xí)記憶藥物的藥效學(xué)評(píng)價(jià)。

本實(shí)驗(yàn)采用健康成年SPF級(jí)老鼠。飼料墊料均為高壓滅菌產(chǎn)品，購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司，動(dòng)物用水均經(jīng)過除菌處理。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以完整的包裝直接進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，觀察適應(yīng)5天后無異常情況，方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中動(dòng)物操作均符合動(dòng)物倫理學(xué)規(guī)范，對(duì)環(huán)境和生態(tài)影響等符合國家相關(guān)法律規(guī)定。

1. 睡眠干擾對(duì)動(dòng)物體重及自主活動(dòng)的影響

通過對(duì)同一批動(dòng)物慢性睡眠干抗不同時(shí)間體重的檢測(cè)結(jié)果表明，慢性睡眠干擾７天時(shí)，模型組動(dòng)物體重明顯減輕，到慢性睡眠干擾14天，模型組動(dòng)物體重有恢復(fù)趨勢(shì)，說明模型組動(dòng)物的狀態(tài)從不適應(yīng)造模到適應(yīng)再到不適應(yīng)的過程。自主活動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，慢性睡眠干擾14天對(duì)小鼠的總路程、運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間等指標(biāo)均無顯著性影響。

表1 不同強(qiáng)度睡眠干擾對(duì)小鼠自主活動(dòng)的影響

2. 新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)照組相對(duì)辨別指數(shù)顯著大于０，說明對(duì)照組動(dòng)物對(duì)熟悉物體有記憶，能夠辨別出熟悉物體和新物體；模型組１（滾筒旋轉(zhuǎn)方向：固定）和模型組２（滾筒旋轉(zhuǎn)方向：隨機(jī)）相對(duì)辨別指數(shù)與０比較均無顯著性差異，說明模型組動(dòng)物不能辨別記憶熟悉物體和新物體。

圖2 不同強(qiáng)度的睡眠干擾對(duì)小鼠新物體識(shí)別相對(duì)辨別指數(shù)的影響（模型組1：滾筒方向固定；模型組2：滾筒方向隨機(jī)）

3. 水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)果

模型組１（滾筒旋轉(zhuǎn)方向：固定）定位航行潛伏期在Ｄ１和Ｄ４天顯著増加；模型組２（滾筒旋轉(zhuǎn)方向：隨機(jī)）定位航行潛伏期在Ｄ１、Ｄ４和Ｄ５天均顯著増加。

模型組１（滾筒旋轉(zhuǎn)方向：固定）目標(biāo)象限穿臺(tái)次數(shù)有降低趨勢(shì)，但無顯著性差異，目標(biāo)象限游程比率和目標(biāo)象限時(shí)間比率均無明顯變化；模型組２（滾筒旋轉(zhuǎn)方向：隨機(jī)）目標(biāo)象限穿臺(tái)次數(shù)有降低趨勢(shì)，但無顯著性差異，目標(biāo)象限游程比率和目標(biāo)象限時(shí)間比率均顯著降低。表明長期的慢性睡眠干擾使動(dòng)物的空間學(xué)習(xí)記憶能力下降。

圖3 不同強(qiáng)度的睡眠干擾對(duì)小鼠水迷宮定位航行潛伏期的影響（模型組1：滾筒方向固定；模型組2：滾筒方向隨機(jī)）

一般選用SPF級(jí)Wistar大鼠（8-10周齡）和ICR小鼠（（4-6周齡）。雄性多見。常規(guī)飼養(yǎng)。

1. 模型制作技術(shù)規(guī)程

使用大、小鼠睡眠干擾儀進(jìn)行建模，自行設(shè)定控制參數(shù)，儀器運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)睡眠干擾儀內(nèi)飼養(yǎng)動(dòng)物進(jìn)行睡眠干擾。實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段：

1.1滾筒適應(yīng)期

在睡眠干擾儀內(nèi)水瓶裝滿動(dòng)物飲用水、食物后，將除去空白對(duì)照組之外的動(dòng)物放入睡眠干擾儀中，設(shè)置干擾參數(shù)如：轉(zhuǎn)速（1r/min），轉(zhuǎn)圈1圈，休息時(shí)間（2min），隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)置完成后，選擇“開始”，實(shí)驗(yàn)開始，儀器開始運(yùn)轉(zhuǎn)。每天3小時(shí)（每天固定相同時(shí)間段），連續(xù)滾筒適應(yīng)3天。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后打開滾筒壁取出動(dòng)物，放回動(dòng)物房。

圖1 睡眠干擾儀裝置圖

1.2 造模期

滾筒適應(yīng)結(jié)束后開始正式造摸，將除去空白對(duì)照組之外的小鼠按上述步驟放入睡眠干擾儀，按適應(yīng)期設(shè)定的參數(shù)，進(jìn)行連續(xù)睡眠干擾至少14天。空白對(duì)照組飼養(yǎng)于動(dòng)物房?jī)?nèi)。

2. 模型分析指標(biāo)

（1）空?qǐng)鰧?shí)驗(yàn) 于檢測(cè)當(dāng)天將睡眠干擾儀內(nèi)的動(dòng)物取出提前放于檢測(cè)房間進(jìn)行適應(yīng)，腹腔注射給藥30 min后，將小鼠放入自主活動(dòng)測(cè)試箱內(nèi)。待小鼠適應(yīng)測(cè)試箱環(huán)境3 min后開始檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間為10 min。計(jì)算機(jī)對(duì)攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)控到的小鼠視頻圖像進(jìn)行分析處理后，得到小鼠的總路程、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、靜止時(shí)間等一系列指標(biāo)，以此來分析小鼠的自主活動(dòng)情況。

（2）新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)過程分為 3 個(gè)階段: 適應(yīng)期、熟悉期、測(cè)試期。適應(yīng)期為 3d， 每天將動(dòng)物依次放入實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，熟悉環(huán)境 10 min。適應(yīng)期結(jié)束后，次日進(jìn)行熟悉和測(cè)試。熟悉期時(shí)，將兩個(gè)完全相同的物體放入實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)對(duì)稱的位置處，此兩物體距離側(cè)箱壁、箱后壁的距離均為 10 cm。記錄小鼠鼠 5 min 內(nèi)對(duì)兩物體的探索總時(shí)間。間隔 30 min 后，進(jìn)入測(cè)試期。測(cè)試期內(nèi)，將其中一個(gè)熟悉物體換為另一個(gè)大小相近但形狀和顏色不同的新穎物體，記錄小鼠對(duì)新穎物體和熟悉物體的探索時(shí)間，用辨別指數(shù) ( discrimination index，DI) 來評(píng)價(jià)動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶能力。辨別指數(shù)計(jì)算公式為 DI = ( N-F) /( N + F) ×100% ， 其中N( new) 為新穎物體探索時(shí)間，F(xiàn)( familiar) 為熟悉物體探索時(shí)間。

在實(shí)驗(yàn)過程中，為避免動(dòng)物對(duì)某一位置產(chǎn)生偏愛，物體的位置要相互平衡，以便減少實(shí)驗(yàn)誤差。新物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)反映的是動(dòng)物對(duì)物體辨別的短時(shí)、非空間記憶能力。

（3）水迷宮實(shí)驗(yàn)

3.1 水迷宮空間記憶

迷宮分為 4 個(gè)象限，將平臺(tái)置于其中一個(gè)象限中央，作為實(shí)驗(yàn)中動(dòng)物逃離水環(huán)境的唯一途徑， 空間記憶階段保持平臺(tái)位置固定不變。選擇其余 3 個(gè)象限作為動(dòng)物的入水點(diǎn)將動(dòng)物面向池壁放入水中，每天訓(xùn)練 3 次，每次變換入水點(diǎn)位置( 使動(dòng)物可分別從 3 個(gè)象限入水)，且每天所有動(dòng)物入水點(diǎn)的順序保持一致。每次訓(xùn)練前適應(yīng) 10 s，使動(dòng)物獲取并學(xué)習(xí)空間環(huán)境信息。設(shè)置檢測(cè)時(shí)間為 60s 后，將動(dòng)物放入水中，若動(dòng)物在 60 s 內(nèi)找到平臺(tái)，算作尋臺(tái)成功并記錄其潛伏期，并使其在平臺(tái)上停留休息 10 s。若動(dòng)物在 60 s內(nèi)未找到平臺(tái)，結(jié)束此次訓(xùn)練并記錄潛伏期為 60 s，并引導(dǎo)動(dòng)物靠近平臺(tái)使其在平臺(tái)上停留 10 s。每只動(dòng)物訓(xùn)練的時(shí)間間隔為 40 min。每天每只動(dòng)物 3 次訓(xùn)練學(xué)習(xí)的潛伏期平均值，作為評(píng)價(jià)動(dòng)物這一天學(xué)習(xí)能力的指標(biāo)。經(jīng)過 5d 的訓(xùn)練學(xué)習(xí)后，第 6 天撤去平臺(tái)， 進(jìn)行空間探索實(shí)驗(yàn)。將動(dòng)物從原平臺(tái)象限的對(duì)角象限面向池壁放入水中，檢測(cè)其在 60s 內(nèi)在原平臺(tái)象限的游程比、時(shí)間比，以及穿過原平臺(tái)所在位置的次數(shù)，作為評(píng)價(jià)空間記憶能力的指標(biāo)。

睡眠干擾(Sleep Interruption，SI)是指由于環(huán)境或自身原因無法滿足正常睡眠的情況，一般指在24小時(shí)中的睡眠小于4小時(shí)。睡眠干擾可以分為部分睡眠干擾（partial sleepinterruption, PSI）和完全睡眠干擾（total sleep interruption, TSI）。TSI指24h之內(nèi)完全無睡眠；PSI一般指24h之內(nèi)睡眠量通常達(dá)不到4h。從1896年P(guān)atrick等首次研究睡眠干擾對(duì)人體的影響以來，睡眠的重要性受到了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。包括航空航天航海等軍事特因環(huán)境下，由于晝夜生物節(jié)律顛倒，睡眠周期紊亂，睡眠不足或睡眠障礙，造成作業(yè)人員機(jī)體免疫力、作業(yè)能力、警覺性和判斷力降低，影響作業(yè)任務(wù)的完成，嚴(yán)重者危及生命。

睡眠干擾包括物理和化學(xué)兩種因素誘導(dǎo)的睡眠干擾。化學(xué)藥物(多為一些中樞興奮藥)注射可剝奪部分或全部睡眠，如咖啡因、去氧麻黃堿、神經(jīng)毒素(DSP-4)、可樂定等，但由于睡眠干擾效果不佳，動(dòng)物個(gè)體差異等不易掌握而應(yīng)用較少。物理睡眠干擾方法包括小平臺(tái)水環(huán)境、滾筒、水平轉(zhuǎn)盤、跑臺(tái)、人工輕觸刺激等方法。由于小平臺(tái)水環(huán)境法因頻繁落水造成物溺水死亡率高、人工輕觸刺激需要消耗實(shí)驗(yàn)人員的體力而較少應(yīng)用。目前應(yīng)用較多的滾筒、水平轉(zhuǎn)盤和跑臺(tái)等。本文以滾筒法進(jìn)行介紹。