可逆性降温失活法研究行走猫大脑皮层对障碍物记忆的贡献

本研究中使用冷却诱导失活技术的主要目标是评估大脑皮层在行走猫的障碍物记忆中的作用。该方法有助于回答运动控制领域中的关键问题，例如顶叶皮层是否参与记忆引导的避障行为。该技术的主要优势在于能够逆转失活效应。

这使得每只动物均可作为自身的对照。首先，按照随附文字方案中的描述构建此处所示的装置。接着，将动物佩戴测试背带后放置于测试装置上，以使动物适应该设置。

这种牵引绳的方向设置可使动物在装置的中央区域行走时不受任何拉力，从而鼓励动物停留在装置的这一区域。在处理移动的测试对象时，建立此类边界非常有帮助。将软质食物放置在食物平台上，然后将动物置于行走通道上，使其能够从平台上进食。

确保动物适应抓握操作，包括需要将其移动到步道起始区域的情况。为了评估视觉障碍物记忆能力，将障碍物升起至步道上，并将平台放置在障碍物的远端。然后将动物置于步道的起始区域，让其自行接近食物，仅用前肢跨过障碍物以从平台上取食。

当动物继续进食时，降低障碍物，使其与行走通道齐平，以防止产生任何进一步的视觉或触觉刺激。经过一段可变的延迟时间后，再次将食物向前移动，以促使动物恢复行走。同时进行一些不设置障碍物的试验，以避免动物对障碍物产生习惯化或形成习得性回避反应。

在降温前，通过观察有障碍物和无障碍物条件下的后肢迈步行为，验证动物典型的运动行为及视觉障碍物记忆是否完整。确保动物能够越过障碍物而不发生接触，并且在有障碍物的试验中，四肢迈步高度明显高于无障碍物试验。为评估触觉障碍物记忆，首先需确认障碍物未被升起至行走通道上。

然后将动物置于步道起点，使其朝向障碍槽远端的食物平台行走。当动物开始进食时，将障碍物升起至食盘下方的步道上，以遮挡动物对障碍物的视觉感知。随后将食物向前移动。

当食物向前移动时，动物应在跨越障碍物之前先用前肢触碰到障碍物。允许动物在前后肢跨立于障碍物两侧时继续进食。在此期间，将障碍物逐渐降低至与行走通道齐平，以避免产生任何进一步的视觉或触觉刺激。

经过一段可变延迟时间后，再次向前移动食物，以促使动物恢复行走。在无触觉障碍物的试验中，让动物接近并从食物平台上进食。然而，在向前移动食物之前，需在可变延迟后先将障碍物升起再降下。

进行无障碍物且前肢无接触的试验，以防止对障碍物的存在或习得性回避反应产生习惯化。观察有障碍物和无障碍物试验中后肢的迈步行为，以确认在开始皮层冷却前具有正常的运动行为和完整的障碍物记忆。为了失活大脑的特定区域并评估这些区域在记忆引导的避障行为中的作用，根据随附文本方案中描述的先前报道的手术步骤，在第五区和第七区双侧植入CryoLoops。

测试前，通过将200毫升甲醇与500立方厘米干冰混合，制备冷却循环系统，形成冰浴。将甲醇储液罐的进液管连接至泵。将通向冰浴的出液管连接至泵的另一侧。

将管路两端连接至假的CryoLoop，并确保两端紧密套在进液和出液管上，以完成冷却回路。接下来，将热电偶插头连接至数字温度计，用于持续监测温度。确保该电缆和管路的长度足够，在连接后能够到达动物的头部。

然后使用开关启动活塞泵，并检查所有连接是否紧密，确保无泄漏。确保泵的设置、冰浴内管路长度以及从冰浴到假回路的管路长度均处于最佳状态，从而使假 CryoLoop 的温度能够稳定在 5 摄氏度以下。初始设置满意后，关闭泵并取下假 CryoLoop。

将动物放置于测试装置上并扣好背带，然后固定绑带并连接牵引绳。接着，取下植入式CryoLoop的保护帽，露出其入口和出口管路。

将管路末端紧密套在CryoLoop的进液管和出液管上，并将热电偶插头连接至数字温度计。测试开始时先进行一次视觉或触觉障碍记忆试验。初次测试结束后，再以随机顺序进行其余四种类型的额外试验。

接下来，打开活塞泵，等待一到两分钟，使CryoLoop温度达到3°C。然后运行一组冷却区块的试验。在试验过程中，确保CryoLoop的温度维持在3°C左右。

然后关闭活塞泵，等待CryoLoop恢复至初始温度。在关闭活塞泵后，运行最后一组复温试验区块。行为学测试结束后，从进液管和出液管上取下管路，并确保重新安装保护帽。

注意管路末端可能滴落的残留甲醇，以免刺激动物。取下牵引绳和背带，然后将动物送回群体饲养环境。最后，使用管子切割器修剪管路末端，以防止下次测试时连接处发生泄漏。

当猫脑的第五区双侧冷却时，在存在障碍物的试验中，无论是前导后肢还是跟随后肢，其后肢迈步动作均显著减弱。在存在障碍物的试验中，前肢的最高迈步高度以及在无障碍物试验中所有肢体的最高迈步高度均未受到第五区失活的影响。同样地，当第七区失活时，无论是在存在障碍物还是无障碍物的试验中，任何肢体的最高迈步高度均与温热条件下的表现无差异。

与温暖状态和第七区域冷却条件相比，第五区域冷却条件下，前导后肢步态和跟随后肢步态的越障高度均有所降低。此外，第五区域失活影响了跟随后肢的步态轨迹，其轨迹峰值出现在障碍物之前，而在温暖状态和第七区域冷却条件下，步态峰值均出现在障碍物之后。在实施该操作时，需始终注意监测冷却回路在整个实验过程中的温度，以确保实现有效的神经失活。

观看本视频后，您应能够充分理解如何在行为动物中通过冷却可逆地失活皮层区域。