利用IntelliCage对阿尔茨海默病多种遗传模型进行认知功能的自动化长期行为检测

该方法有助于回答神经科学领域的一些关键问题，例如认知功能障碍的动物模型或精神疾病的研究。该技术的主要优势在于，能够以较少的人力获得多种认知任务的高度可重复数据。通常，初次接触该方法的研究人员会遇到困难，因为该系统需要多个步骤才能准确运行。

设计软件用于生成包含关键实验定义的实验文件。这些实验文件用于运行特定测试，例如价格偏好测试，在该测试中，特定时间窗口内四个角落中只有一个无法进入。首先创建动物列表。

定义实验小鼠的数量、遗传品系数量、动物性别以及将要使用的笼具数量等条件并设置相应参数。然后，在中央工具栏中选择合适的转发器类型：DataMars 或 Trovan。接下来，在“分组”面板中，分别通过点击“分组”窗口中的绿色加号或红色叉号按钮来添加或删除实验分组。

使用聚类功能，通过定义正确的、错误的和中性的角落与侧边，对亚组进行同等操作。然后设置包括名称、标签、性别、分组和聚类在内的位点变量。选择“导出动物”以保存并粘贴动物列表。

然后，在文件菜单栏中选择导入动物，以复制另一实验的动物列表。接下来，在“设置”选项卡中使用各个系统的对应ID编号来配置所有系统。在设计部分中，将地址数量与实际的地址数量相对应。

然后，在 Intellicage 选项卡中使用以下模块和选项选项卡来建立实验方案。通过点击模块选项卡，在模块区域中设计实验结构。如需添加新模块，请点击“添加”按钮，将单元部分显示的单元拖动到模块区域中。

要创建一个 Nosepoke 适配模型，需将“任务”部分的 Door 单元、“工具”部分的 Gate 和 Timer 单元，以及“事件”部分的 Visit 和 Nosepoke 单元拖入模块区域。将 Nosepoke 单元的在线 Any 连接到 Gate 单元的 In，再将 Out 连接到 Gate 单元的 Close。

将“门控单元”中的“输出链接”连接到“开门单元”中的“输入链接”。将“门控单元”中的“输出链接”连接到“定时器单元”中的“激活输入”。将“定时器单元”中的“输出链接”连接到“关门单元”中的“输入链接”。

在“定时器”部分将周期设置为 5,000 毫秒。在“选项”选项卡中定义门和笼子的初始状态。在非饮水阶段将所有门指定为关闭状态，作为PP或PPR任务的典型初始状态。

然后，在“选项”选项卡中根据“模块”部分的链接设置时间计划。定义参数后，单击“另存为”按钮保存实验文件。最后，加载实验文件，按下控制器的“开始”按钮，并监控和可视化系统及小鼠的当前状态。

植入射频识别应答器时，首先捏起并提起肩胛骨后部周围的皮肤，以形成一个皮下 pocket。接着，用70%乙醇冲洗注射部位，以尽量减少毛发进入皮下空间。然后，将注射针平行于脊柱方向刺入皮肤。

将微芯片皮下推出，并通过皮肤轻轻捏住微芯片，使其固定于肩胛间区域。缓慢拔出针头，并继续捏住该部位数秒钟，以维持稳态。最后，待小鼠完全恢复自主活动能力后，将其放回原笼中。

本研究所使用的受试对象为多种阿尔茨海默病（AD）模型，包括NLF模型、轻度模型和NLGF重度模型，以及两个对照组。结果表明，AD模型在位置偏好反转任务中的表现于年轻成年阶段仅出现轻度受损，但在老年受试对象中则表现出显著且进行性加重的损伤。

在执行功能方面，重度阿尔茨海默病模型在序列反应时间测试的最后阶段准确性下降。在NLGF小鼠的年轻成年个体和老年个体中均观察到强迫行为增强。有趣的是，尽管年轻成年的NLF小鼠强迫行为有所增加，但在老年阶段，其强迫行为程度与野生型小鼠相当。

在进行该操作过程中，重要的是需每天持续检查系统，并特别关注动物在笼内所承受的状况。在此操作期间，可实施类似金属药物治疗的干预，以回答其他问题，例如探讨治疗策略。该技术建立后，为神经科学领域的研究人员探索行为表型分析或生物合成模型中的变异开辟了道路。