TCALAS 104-2021 实验动物 实验猴神经行为评价规范.pdf

ICS 65.020.30 B 44 中 国 实 验 动 物 学 会 团 体 标 准 实验动物 T/CALAS 104-2021实验猴神经行为评价规范 Laboratory animalStandard for neurobehavioral evaluation of experimental monkeys 2022-01-10 发布 中国实验动物学会 2022-01-10 实施 发布 全国团体标准信息平台 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国实验动物学会归口。本文件由全国实验动物标准化技术委员会（SAC/TC281）技术审查。本文件由中国实验动物学会实验动物标准化专业委员会提出并组织起草。本文件起草单位：广东省实验动物监测所、中山大学、中国科学院深圳先进技术研究院、广西医科大学。本文件主要起草人：李舸、晏婷、蒋自牧、黄忠强、李永超、刘竞丽、曾进胜、周晖晖、秦超、张钰。全国团体标准信息平台 实验动物 实验猴神经行为评价规范 1 范围 本文件规定实验猴的神经行为方法和指标要求。本文件适用于生理和病理条件下基于实验猴开展的神经系统功能和临床前评价研究。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 5749 生活饮用水卫生标准 GB 14922.1 实验动物 寄生虫学等级及监测 GB 14922.2 实验动物 微生物学等级及监测 GB/T 14924.2 实验动物 配合饲料卫生标准 GB 14924.3 实验动物 配合饲料营养成分 GB 14925 实验动物 环境及设施 GB 50447 实验动物设施建筑技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 神经行为评价 neurobehavioral assessment 基于行为和认知的神经学原理，通过大体观察并结合仪器设备，以行为指标反映在生理或病理状态下神经功能的改变。3.2 延迟记忆 delayed memory 基于大脑的奖赏效应，在条件反射过程中，利用食物等刺激信号引起动物大脑产生反应后，将刺激信号隐藏一段时间，动物大脑虽然对食物信号产生反应但无法立即获得食物，之后当食物信号再次出现时，通过观察动物对刺激信号的反应，测试动物工作记忆的方法。延迟记忆评价通常采用威斯康星通用测试笼具进行。全国团体标准信息平台 中国实验动物学会团体标准汇编及实施指南（第六卷）48 3.3 威斯康星通用测试装置 Wisconsin general testing apparatus 威斯康星通用测试装置由猴饲养笼和评价台组成，评价台前放置两个以上食盒，用于评价动物大脑延迟和记忆功能，该装置在食盒与猴饲养笼之间有一可以自由升降的不透明隔板，食盒与实验员之间有一单向可视观察窗。实验开始时，实验员打开隔板，根据每只实验猴对食物的喜好，在其面前将食物随机放在其中1个食盒内，让动物观察食物的放置位置后，盖上盒盖并迅速放下隔板，开始计时，在设定的延迟时间到达之后，升起隔板，让实验猴选择盒内食物。实验人员记录动物选择的正确率。3.4 前额叶认知功能 prefrontal cognitive function 个体适应动态环境变化的高级脑功能，用于进行逻辑思维、判断、计划和决策等，主要包括规划复杂的认知行为、个性表达、调节社会行为等复杂的认知功能。前额叶认知功能评价采用迂回取物装置进行。3.5 迂回取物装置 object retrieval detour apparatus 迂回取物装置由饲养笼、具不同卡槽的导轨和单侧开口的透明食物盒子组成，实验前，实验人员在动物面前展示食物后，将食物放置于猴饲养笼前的导轨上，让动物自由伸手取食，随后将一侧开口的透明食盒放置在托盘上，将食物置于迂回训练装置的透明盒内，使其适应在迂回取物装置中透明食盒内放置不同方向伸手取食。实验人员记录选择的正确性和获取食物时间。3.6 运动感知 motion perception 大脑在通过视觉、前庭感觉、躯体感觉等接收到感官刺激输入后，对特定刺激加工，进而产生特定的行为表现。运动感知行为评价采用山和谷阶梯任务装置进行，主要反映大脑空间感知和运动功能。3.7 山和谷阶梯任务装置 hill and valley staircase task apparatus 阶梯任务装置由猴饲养笼、山阶梯（或谷阶梯）和人员观察挡板组成。山阶梯装置中，猴饲养笼正面树脂玻璃面板的左右两侧各开一个仅允许动物一只手通过的狭窄通道，面板外放置两个分别从左右两侧向中央位置逐渐上升的阶梯，阶梯共5层，并由一块树脂玻璃将两个阶梯完全隔开，实验时，动物仅能通过右手伸到右侧或左手伸到左侧的阶梯获取食物奖励。谷阶梯装置中，猴饲养笼正面树脂玻璃面板的中央开一个仅允许动物一只手通过的狭窄通道，面板外分别放置两个分别从左右两侧向中央位置逐渐下降的阶梯，阶梯共5全国团体标准信息平台 49 实验动物 实验猴神经行为评价规范 层，实验时，动物仅能通过右手伸到左侧或左手伸到右侧阶梯获取食物奖励。实验人员记录动物在阶梯上获得食物的情况，并统计得分。4 主要设施和设备 4.1 设施 行为学评价实验室。4.2 设备 威斯康星通用测试装置、迂回取物装置、山和谷阶梯任务装置。5 饲养要求 5.1 动物寄生虫和微生物指标监测 实验动物寄生虫学等级及监测和微生物学等级及监测，应符合GB 14922.1和GB 14922.2的要求。5.2 饲养环境 应符合GB 14925和GB 50447的要求。5.3 饲料及饮水寄生虫和微生物指标 实验动物配合饲料卫生应符合GB/T 14924.2的要求，配合饲料营养成分应符合GB 14924.3的要求。饮用水应符合GB 5749的要求。6 评价方法 6.1 神经功能基础评价方法 在安静环境中，由至少两名熟悉动物的观察人员分别按照附录A要求对动物的意识水平、感觉系统、运动系统、骨骼肌协调性等4个方面进行评价，评价总分为100分，统计参与人员评价分数的平均值进行判定。6.2 延迟记忆评价方法 利用威斯康星通用测试装置进行延迟记忆评价。实验必须在安静环境中由动物熟悉的实验人员进行，测试前动物禁食12 h以内。延迟记忆评价由训练和评价两个阶段构成，训练阶段，通过将食盒盖板小部分覆盖食盒、覆盖一半食盒、完全覆盖食盒的循序渐进方式训练动物学会移走盖板获取食物。当动物可以顺利从食盒中获取食物后，开始进行延迟训练，每只动物每天完成1个训练周期，每个训练周期由5个不同的延迟时间（AE）组成，包括:A=N0=0 s、B=N1=1N s、全国团体标准信息平台 中国实验动物学会团体标准汇编及实施指南（第六卷）50 C=N2=2N s、D=N3=3N s、E=N4=4N s，N 为设定的基础值，以基础值设定为1为例，表示隔板在动物与食盒之间的延迟时间为0 s、1 s、2 s、3 s、4 s，每个延迟时间在1个训练周期中重复5次，整个训练周期完成后统计该动物在该周期25次训练中选择正确食盒的平均正确率。以固定的 N 值至少进行30个训练周期，如果动物平均正确率达到80%后，将基础值变为 N+1重复上述过程，直到 N=4，延迟时间最终为0 s、4 s、8 s、12 s、16 s的正确率达到80%，表明该动物最终完成延迟记忆训练。评价阶段，前5天以基础值 N=4对动物开展回忆性训练，熟悉测试装置，该数据不纳入最终结果，然后采用增加 N 值或增加食盒进行5天评价，计算正确率。6.3 前额叶认知功能评价方法 利用迂回取物装置进行前额叶认知功能评价，实验必须在安静环境中由动物熟悉的实验人员进行。测试前动物禁食12 h以内。训练阶段，透明食盒开口方向为朝左、朝右或面向动物，食物放置位置为食盒内靠近或远离开口侧，训练阶段实验人员依据附录B迂回取物测试顺序表的16个组合放置食物。如果动物能够顺利从每个组合中顺利连续取食，则视为训练成功。评价阶段，前5天对动物开展回忆性训练，熟悉测试装置，该数据不纳入最终结果，之后实验猴每天按照附录B组合顺序进行2轮测试，每轮测试包含附录B中的16个组合，连续进行5天评价，计算一次获取食物的成功率和获取食物时间。6.4 运动感知行为评价方法 利用山和谷阶梯任务装置进行运动感知行为评价。实验必须在安静环境中由动物熟悉的实验人员进行。测试前动物禁食12 h以内。山阶梯任务试验装置评价空间感知和运动的脑区均位于大脑同侧，动物仅能通过右手伸到右侧或左手伸到左侧的阶梯获取食物奖励，谷阶梯任务试验装置评价空间感知和运动的脑区分别位于大脑异侧，动物仅能通过右手伸到左侧或左手伸到右侧阶梯获取食物奖励并计分。两个装置的阶梯均为5层，从低到高每层阶梯对应的分数为1、2、3、4、5分，实验时，单次测试总分为15分。山和谷阶梯任务由训练和评价两个阶段构成。训练阶段，实验人员在动物面前展示食物后，将食物奖励放置于山或谷装置一侧阶梯的每层上，让动物自由伸手取食，如果动物在3 min内均能够顺利地从阶梯的每层中取食，则视为训练成功。评价阶段，前5天对动物进行回忆性训练，熟悉测试装置，随后连续进行5天评价，每天山或谷阶梯任务的左右侧分别进行3次测试，并将一侧3次得分相加后得到测试分数。7 结果判定 7.1 神经功能基础试验结果 神经功能基础试验结果由意识水平（028分）、感觉系统（022分）、运动系统（032分）、骨骼肌协调性（018分）组成，评分为0表示动物神经功能正常，总分和各单全国团体标准信息平台 51 实验动物 实验猴神经行为评价规范 项分数越高代表动物可能出现神经功能异常（见附录A表A.1神经功能评分表）。7.2 延迟记忆试验结果 训练阶段，当动物在固定 N 值中连续30个训练周期平均正确率不能达到80%以上时，该实验猴不宜进行记忆评价试验。评价阶段，前5天以基础值 N=4进行回忆性训练，该数据不纳入最终结果。评价试验采用 N=4连续进行5天，计算选择食盒的平均正确率=每天选择食盒的平均正确率之和/5，正确率越低表明动物可能出现延迟记忆功能损伤。7.3 前额叶认知功能试验结果 训练阶段，实验猴在连续5天不能顺利从附录B中每个组合成功获取食物且一次获取食物奖励平均成功率低于80%，则该实验猴不宜进行前额叶认知功能评价试验。评价阶段，实验猴每天按照附录B迂回取物测试顺序表的16个组合进行2次测试（见附录B表B.1迂回取物测试顺序表），连续进行5天评价，计算一次获取食物奖励的平均成功率=测试阶段每天获取食物奖励的平均成功率之和/5，并统计获取食物时间，成功率越低，获取食物时间越长，表明动物可能出现前额叶认知功能损伤。7.4 检测方法 训练阶段，实验猴在连续5天的山和谷适应性训练中，每次能在3 min内顺利地从阶梯的每层中取食，则视为训练成功。如果不能顺利完成每个组合食物的获取，则该实验猴不宜进行运动感知行为评价试验。评价阶段，实验猴连续进行5天，每天山或谷阶梯任务的左右侧分别进行3次测试，并将3次得分相加得到测试分数，总分为45分，最终根据5天的平均分数评价动物单侧上肢的运动功能。分数低表明动物可能出现运动感知功能损伤，同时，对比山阶梯和谷阶梯任务，可以初步判断运动和感知功能损伤出现在大脑同侧或异侧。全国团体标准信息平台 中国实验动物学会团体标准汇编及实施指南（第六卷）52 附 录 A（资料性附录）神经功能评分表 神经功能评分表见表A.1。表 A.1 神经功能评分表 评价类别 分数 意识水平 正常水平 0 有意识并且具有攻击性 4 有意识并且躲避 6 有意识但不躲避 8 嗜睡但刺激能唤醒 10 昏睡，强烈刺激能睁眼 16 木僵，持续刺激能唤醒 20 轻度昏迷，反射运动存在 24 深度昏迷，无任何运动 28 感觉系统 1）面部感觉（左侧/右侧）触摸面部任何部位能持续反应 0/0 存在但触摸面部