取消
清空記錄
歷史記錄
清空記錄
歷史記錄
Ugo Basile震驚反射系統(前脈沖抑制)采樣頻率極高,刺激、前刺激可自由配置(聲、光、氣流等),支持多通道測試和快速分析!玉研儀器現作為Ugo Basile公司國內總代理,一如既往地為您提供專業、優質、高效的服務!
Ugo Basile震驚反射系統 | 精神疾病發生機制、抗精神病藥物、感覺運動門控功能研究的重要實驗工具
震驚反射和前脈沖抑制
震驚反射(Startle Reflex)是動物對潛在威脅的一種本能防御手段:當受到強烈、突發的外部刺激,如聲音、光線或視覺上的沖擊時,全身肌肉屈曲反射并出現驚跳。感覺運動門控則是一種神經機制,主要作用是過濾掉無關刺激使大腦更高級的功能不被刺激超載,確保中樞神經系統僅對有意義的感覺信息進行深度編碼。當多個刺激信號分先后出現時,中樞神經系統會優先處理先出現的刺激信號;即使此后出現更強的刺激,機體驚跳反應也會被抑制,這種現象被稱為前脈沖抑制(Prepulse Inhibition,PPI)。前脈沖抑制率是評估感覺運動門控功能的主要參數。介導震驚反射和PPI的腦區位于腦干內,包括耳蝸核、腦橋尾側網狀核、下丘和上丘、腳橋核和背外側被蓋核以及黑質。此外,幾個皮質邊緣區域也參與調節 PPI,如伏隔核、腹側蒼白球、基底外側杏仁核、丘腦背內側核等。
“震驚反射前脈沖抑制/Prepulse Inhibition of Startle Reflex” (下文統一簡稱為PPI)可以理解為在震驚反射實驗中,通過觀察和分析前脈沖抑制現象來評估動物的感覺運動門控功能。這種實驗方法常用于研究精神疾病,如精神分裂癥,抑郁癥,亨廷頓舞蹈癥,自閉癥,強迫癥等,因為這類疾病通常與感知-運動整合功能紊亂相關;也有研究證實阿爾茨海默征模型小鼠出現PPI缺陷。通過此實驗,科學家可以更深入地了解這些疾病的發病機制,為其治療和干預提供理論支持。例如:感覺運動門控正常時能觀察到明顯的PPI現象,但患有精神分裂癥的個體出現PPI缺失,相關藥物能夠緩解或加劇這種現象。
前脈沖抑制作為一個重要的神經學現象,與人類的認知功能和心理健康密切相關。有學者證實,PPI可以進行跨物種研究。在嚙齒類動物中進行PPI測試具有轉化價值,可以評估多種治療方式(例如潛在的抗精神疾病藥物)的效果,并探索疾病背后的遺傳和神經生物學機制。
Ugo Basile震驚反射系統
Ugo Basile震驚反射(PPI)系統能對大小鼠震驚反射前脈沖抑制進行量化:系統包括可見/紅外光源、揚聲器、壓力傳感器以及數據記錄和分析系統。對動物進行聲、光、氣流刺激后,驚跳反應引起的重力變化被壓力傳感器檢測并傳輸至數據記錄和分析系統進行分析。
產品優勢:
1. 靈敏度高,自動檢測,外界環境干擾低
系統配備高靈敏度壓力傳感器,采樣頻率高達1Khz,能夠動態監測動物的精細活動及相應的重力變化,自動檢測動物驚跳反應;同時,緊湊的設計以及高質量隔音箱能夠最大程度降低外界環境對實驗的影響。
2. 軟件功能強大界面直觀,實驗參數自定義程度高
實驗程序中的刺激、前刺激、刺激間隔可通過編程式控制自由設置(光、音量、音頻、白噪聲、氣流、輔助I/O接口)。實驗類型包括前刺激實驗、強刺激實驗、前刺激-刺激實驗和基線采集。軟件帶有自動分析統計功能,可導出.csv格式的原始數據文件。
3. 實驗覆蓋不同體型動物,支持高通量實驗
根據動物體型不同,可提供大鼠、小鼠兩種測試平臺和四種動物固定器,小鼠、大鼠、肥胖大鼠均可測試。同時本系統支持高通量實驗,可以同時測試多只動物并快速分析數據。
4. 拓展性強,提供吹氣刺激組件
系統可提供吹氣刺激升級組件,搭配不同類型的刺激類型使實驗手段更多樣。也可選配同步視頻采集系統和Any-maze專業行為學視頻分析軟件,提取并分析視覺信息。
5. 組件通用,節約實驗成本
Ugo Basile震驚反射系統的隔音箱體與條件恐懼系統完全通用,購置少量配件即可將本系統升級為震驚反射-條件恐懼通用系統,在研究感覺運動相關的精神類疾病的同時還能涉及恐懼形成機制,情緒記憶和焦慮抑郁等方面。
實驗方法和典型應用場景
實驗方法:小鼠放置于平臺上方透明固定器(90 x 45 x 50 mm),先讓動物適應十分鐘并測試其聲驚嚇反應。安裝在固定器側面的揚聲器發出聲音刺激,高精度重力傳感器檢測驚嚇反應的幅度和峰值并在驚嚇刺激開始后記錄 300 ms數據。實驗分為兩種模式:1.單次驚嚇刺激:音量設置為120 dB,持續40 ms;2.前刺激-驚嚇刺激:首先是20 ms的前刺激,間隔80 ms后進行 40 ms的 120 dB 驚嚇刺激。整個訓練過程中持續存在 65 dB寬頻白噪音。整個測試協議包含 40 項實驗,由單次刺激實驗和前刺激 + 驚嚇刺激實驗(68、75、85 dB三種不同的前刺激)組成,實驗以隨機順序出現,兩次試驗之間的平均間隔為 15 s( 9 至 21 s隨機)。整個PPI測試持續20分鐘,將前脈沖抑制率作為考察指標。
前脈沖抑制不足,表明動物無法從大腦整合中過濾篩選出不必要的信息,這與感覺運動門控失調有關。Sichler等人對Tg4-42小鼠(阿爾茨海默征模型小鼠)進行PPI測試,Tg4-42小鼠的震驚反應幅度和PPI抑制率顯著降低,而對刺激的反應延遲更久。Tg4-42 小鼠在條件恐懼任務中表現出完整的聽力,這說明是由于感覺處理能力的改變而不是聽力障礙導致的 PPI 缺陷,他們的研究首次證明 Tg4-42 小鼠在疾病階段出現感覺運動門控損傷。
Tg4-42小鼠的聲驚嚇反應和前脈沖抑制率變化 |
Tirri等人對致幻劑25H-NBOMe及其鹵化衍生物進行了多方面的評估,以便更好地了解這些致幻化合物對公眾健康造成的潛在威脅,特別是在需要特殊感覺運動技能的駕駛和危險工作中。 NBOMe系列(1-10 mg/kg,腹腔注射)和LSD(10 mg/kg,腹腔注射)的給藥導致聽覺驚嚇反射受損.隨后的PPI測試結果顯示,低劑量下的25I-NBOMe和25B-NBOMe就能表現出明顯的PPI抑制現象。結合視覺、聽覺、觸覺,反應時間、曠場實驗、抓力測試等一系列測試,25I-NBOMe和25B-NBOMe對小鼠的視覺、聽覺、反應時間和感覺運動門控(PPI)都有顯著的損害。這一結果為此類精神活性物質的綜合評估和改造方向提供了一定參考。
圖 文中涉及致幻劑的化學結構 圖 25H-NBOMe等化合物對小鼠震驚反射現象的影響
圖 25H-NBOMe等化合物對小鼠PPI現象的影響 |
體外競爭性結合實驗證實,MAM-2201和 AM-2201對CD-1鼠/人CB1和CB2受體均具有納摩爾親和力,且優先選擇CB1受體。體內研究表明,MAM-2201會引起視覺、聽覺和觸覺損傷,而這些損傷可通過CB1受體拮抗劑/部分激動劑AM-251預處理得到完全預防,表明CB1受體介導MAM-2201的作用機制。 MAM-2201僅在1mg/kg時降低小鼠的驚嚇反應幅度,但0.1mg/kg的劑量即可抑制PPI,說明其對運動和感覺門控功能存在有害影響。這些發現表明合成大麻素可能造成潛在的公共健康負擔,特別是駕駛和對感覺運動相關對工作表現受損。
圖 MAM-2201對小鼠震驚反應幅度和給藥15min、120min后PPI現象的影響 |
Ugo Basile簡介
Ugo Basile公司于1963年在意大利米蘭創立,公司創始人Ugo Basile先生曾是米蘭大學獸醫生理學系的首席實驗技術員。他在開發和改良動物實驗儀器方面擁有豐富的經驗,成功推出多種廣受好評的先進儀器。經過數十年的發展和不斷的技術革新,Ugo Basile已經成長為一家專注神經科學領域實驗方法、實驗儀器開發的創新型公司。公司旗下產品作為全球科研工作者所信賴的科研工具,得到了數萬篇文獻引用。Ugo Basile也致力于與科研人員合作,將實驗室原型機轉化為商用儀器,令廣大消費者受益。
參考文獻
1. Hoffman H S, Searle J L. Acoustic and temporal factors in the evocation of startle[J]. The Journal of the Acoustical Society of America, 1968, 43(2): 269-282.
2. 王皓月, 黃丹儀, 李俊, 等. 震驚反射系統在研究小鼠感覺運動門控功能中的應用[D]. , 2014.
3. Swerdlow N R, Braff D L, Geyer M A. Cross‐species studies of sensorimotor gating of the startle reflex[J]. Annals of the New York Academy of Sciences, 1999, 877(1): 202-216.
4. Fendt M, Li L, Yeomans J S. Brain stem circuits mediating prepulse inhibition of the startle reflex[J]. Psychopharmacology, 2001, 156: 216-224.
5. Geyer M A, Swerdlow N R. Measurement of startle response, prepulse inhibition, and habituation[J]. Current protocols in neuroscience, 1998, 3(1): 8.7. 1-8.7. 15.
6. Koch M, Fendt M. Startle response modulation as a behavioral tool in neuropharmacology[J]. Current Neuropharmacology, 2003, 1(2): 175-185.
7. Gómez-Nieto R, Hormigo S, López D E. Prepulse inhibition of the auditory startle reflex assessment as a hallmark of brainstem sensorimotor gating mechanisms[J]. Brain sciences, 2020, 10(9): 639.
8. Corli G, Tirri M, Bilel S, et al. MAM-2201 acute administration impairs motor, sensorimotor, prepulse inhibition, and memory functions in mice: a comparison with its analogue AM-2201[J]. Psychopharmacology, 2023, 240(7): 1435-1452.
9. Tirri M, Bilel S, Arfè R, et al. Effect of-NBOMe compounds on sensorimotor, motor, and prepulse inhibition responses in mice in comparison with the 2C analogs and lysergic acid diethylamide: from preclinical evidence to forensic implication in driving under the influence of drugs[J]. Frontiers in Psychiatry, 2022, 13: 875722.
10. Tirri M, Ponzoni L, Bilel S, et al. Acute DOB and PMA administration impairs motor and sensorimotor responses in mice and causes hallucinogenic effects in adult zebrafish[J]. Brain Sciences, 2020, 10(9): 586.
11. Bilel S, Tirri M, Arfè R, et al. Pharmacological and behavioral effects of the synthetic cannabinoid AKB48 in rats[J]. Frontiers in Neuroscience, 2019, 13: 1163.
12. Braff D L, Geyer M A, Swerdlow N R. Human studies of prepulse inhibition of startle: normal subjects, patient groups, and pharmacological studies[J]. Psychopharmacology, 2001, 156: 234-258.
13. Koch M. The neurobiology of startle[J]. Progress in neurobiology, 1999, 59(2): 107-128.
14. Hoffman H S, Fleshler M. Startle reaction: Modification by background acoustic stimulation[J]. Science, 1963, 141(3584): 928-930.
15. Marsh R R, Hoffman H S, Stitt C L, et al. The role of small changes in the acoustic environment in modifying the startle reflex[J]. Journal of Experimental Psychology: Animal Behavior Processes, 1975, 1(3): 235.