小鼠简易及计算机辅助嗅觉检测

以下实验的总体目标是测试小鼠的先天嗅觉辨别能力、嗅觉偏好或回避行为以及嗅觉敏感性。该目标通过使小鼠接触一种新颖的吸引剂或引诱剂以及一种中性气味（即水）来实现，同时使用视频摄像机记录行为过程。

接下来，使用提供的宏在 Image J 中分析视频，以获得在气味和水参数中花费的时间。结果通过事后计算机辅助分析，显示了不同基因型个体对气味相对于水的偏好或回避行为。与使用专用的实验 arena 和嗅觉装置相比，这种嗅觉测试的主要优势在于其采用了一个熟悉的 arena，因此完成速度快且设置简单。

此外，该实验使用低成本硬件，演示者为本实验室的在读学生 Emmanuel Abry。本实验采用三到五个月大的雄性 C57BL/6 野生型小鼠和转基因小鼠。本演示使用了两种基因敲除品系及其同窝对照小鼠。

对于实验区域，使用清洁且经过灭菌处理的小鼠笼，笼内铺有三厘米厚的垫料。接下来，准备摄像装置。将摄像设备置于定制的三脚架支架上，距离笼底58厘米处。

在实验台上做标记，以标明笼子应放置的位置。对于中心图像，将相机设置为以每秒约15帧的速度录制320 × 240像素的视频。为准备测试，尽可能将每种气味的浓缩液储存于溶剂中备用。

进行偏好测试时，配制10%（重量/体积）的花生酱花生油溶液。进行回避测试时，准备98%的丁酸甲酯溶液。进行敏感性测试时，于测试前一至两天收集同品系雌性小鼠的尿液。

将一只雌性小鼠固定，使其腹部位于笼具网格上方，收集其尿液滴入塑料培养皿中。采集多只雌性小鼠的样本以进行标准化处理。为消除个体差异，将所有样本合并至一个1.5 mL离心管中，并于-20 °C保存。

开始时，将一只动物放入一个清洁的笼子中，让其进行适应。在测试笼中的环境应与动物居住笼的环境相同，持续五分钟。每次测试日均需重复一次适应阶段。适应期结束后，开始记录，并用移液器加入60微升的愉悦气味溶液。

在此情况下，将花生酱涂抹于一侧墙壁，而在对侧墙壁用移液器滴加等量的水。使用一种中性气味，将液体滴加在距每侧墙壁顶部约10厘米的位置。随后让动物自由探索两分钟，然后停止记录，并将小鼠放回其饲养笼中。

对每只待测小鼠重复此过程，每次均使用新的测试笼。在完成所有偏好测试后的三到五天内，使用新的测试笼进行回避测试。

对每只小鼠进行回避测试。与趋近测试类似，仅将愉悦气味替换为回避气味，即两种丁酸甲酯。在进行敏感性测试时，同一只小鼠在不同试验间可重复使用同一个笼子。

因此标记笼子中水的位置，并在每次实验之间用70%乙醇浸湿的纸巾清洁短边墙壁。在实验当天，用双蒸水将尿液稀释成四个浓度梯度，每个浓度相差十倍。与回避实验相同，用双蒸水使每只动物在测试笼中适应5分钟。

首先，将每只小鼠暴露于最高稀释度的尿液，即1:10,000。在记录过程中，将该稀释度的尿液施加到测试笼的一侧，同时将水施加到对侧壁。与其他实验一样，让动物自由探索。

持续两分钟。随后，将动物转移至清洁的小鼠笼中。待所有动物均完成最低浓度测试后，清洗所有测试笼的壁面，并对每只小鼠使用下一浓度更高的尿液重复测试。

继续此过程，直至检测到纯净的尿液。在收集完实验的全部数据后，使用文中所述方案在 ImageJ 中打开视频，以进行调整和处理，具体细节已在文本方案中提供。两个不同的基因敲除品系。

将B组和C组与同窝出生的对照组A进行比较。采用双尾学生t检验（方差相等或不相等）比较各基因型小鼠在气味与水源之间停留时间的差异。使用单因素方差分析（one-way ANOVA）比较不同基因型之间的行为差异。在回避实验中，两组实验组（B组和C组）均未表现出对吸引性气味的偏好；对于厌恶性气味2-甲基丁酸，A组和B组的表现符合预期，但C组对该气味未表现出回避行为。

在敏感性测试中，通过计算小鼠在尿液侧停留的时间减去在水侧停留的时间，得到吸引力的阈值，结果显示小鼠对稀释至1:1000浓度的尿液相对于水具有偏好。而B组和c组两个实验组则需要高100倍的浓度才能表现出偏好。一旦掌握，若操作得当，该技术可在数小时内完成；在此之后，可进一步采用嗅觉学习与消退等其他方法，以研究嗅觉可塑性与学习机制。