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(fā)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(xiàn)驚跳。感覺運動門控則是一種神經(jīng)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(jīng)系統(tǒng)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(xiàn)時，中樞神經(jīng)系統(tǒng)會優(yōu)先處理先出現(xiàn)的刺激信號；即使此后出現(xiàn)更強的刺激，機體驚跳反應也會被抑制，這種現(xiàn)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(shù)。介導震驚反射和PPI的腦區(qū)位于腦干內(nèi)，包括耳蝸核、腦橋尾側網(wǎng)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(qū)域也參與調(diào)節(jié) PPI，如伏隔核、腹側蒼白球、基底外側杏仁核、丘腦背內(nèi)側核等。

“震驚反射前脈沖抑制/Prepulse Inhibition of Startle Reflex” （下文統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)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(xiàn)象，但患有精神分裂癥的個體出現(xiàn)PPI缺失，相關藥物能夠緩解或加劇這種現(xiàn)象。

前脈沖抑制作為一個重要的神經(jīng)學現(xiàn)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(jīng)生物學機制。

Ugo Basile震驚反射系統(tǒng)

Ugo Basile震驚反射（PPI）系統(tǒng)能對大小鼠震驚反射前脈沖抑制進行量化：系統(tǒng)包括可見/紅外光源、揚聲器、壓力傳感器以及數(shù)據(jù)記錄和分析系統(tǒng)。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(shù)據(jù)記錄和分析系統(tǒng)進行分析。

產(chǎn)品優(yōu)勢：

1. 靈敏度高，自動檢測，外界環(huán)境干擾低

系統(tǒng)配備高靈敏度壓力傳感器，采樣頻率高達1Khz，能夠動態(tài)監(jiān)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(huán)境對實驗的影響。

2. 軟件功能強大界面直觀，實驗參數(shù)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(tǒng)計功能，可導出.csv格式的原始數(shù)據(jù)文件。

3. 實驗覆蓋不同體型動物，支持高通量實驗

根據(jù)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(tǒng)支持高通量實驗，可以同時測試多只動物并快速分析數(shù)據(jù)。

4. 拓展性強，提供吹氣刺激組件

系統(tǒng)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(tǒng)和Any-maze專業(yè)行為學視頻分析軟件，提取并分析視覺信息。

5. 組件通用，節(jié)約實驗成本

Ugo Basile震驚反射系統(tǒng)的隔音箱體與條件恐懼系統(tǒng)完全通用，購置少量配件即可將本系統(tǒng)升級為震驚反射-條件恐懼通用系統(tǒng)，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(fā)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(shù)據(jù)。實驗分為兩種模式：1.單次驚嚇刺激：音量設置為120 dB，持續(xù)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(xù)存在 65 dB寬頻白噪音。整個測試協(xié)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(xiàn)，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(xù)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(diào)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)出明顯的PPI抑制現(xiàn)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(xiàn)象的影響

圖 25H-NBOMe等化合物對小鼠PPI現(xiàn)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(yōu)先選擇CB1受體。體內(nèi)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)受損。

圖 MAM-2201對小鼠震驚反應幅度和給藥15min、120min后PPI現(xiàn)象的影響

Ugo Basile簡介

Ugo Basile公司于1963年在意大利米蘭創(chuàng)立，公司創(chuàng)始人Ugo Basile先生曾是米蘭大學獸醫(yī)生理學系的首席實驗技術員。他在開發(fā)和改良動物實驗儀器方面擁有豐富的經(jīng)驗，成功推出多種廣受好評的先進儀器。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展和不斷的技術革新，Ugo Basile已經(jīng)成長為一家專注神經(jīng)科學領域實驗方法、實驗儀器開發(fā)的創(chuàng)新型公司。公司旗下產(chǎn)品作為全球科研工作者所信賴的科研工具，得到了數(shù)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。

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