脑声小店基于深度科研洞察，专注为动物实验提供"简器械·精实验"解决方案。我们突破高精设备局限，开发手工定制化仪器及配件，通过科研巧思将基础工具转化为创新实验方案。产品涵盖行为学装置、操作辅助工具等，使实验室在保持操作简效的同时，实现精细化数据采集，助力科研人员以创造性思维发掘简易仪器的潜在科研价值。
光纤钙信号记录
光纤钙成像技术，是通过光纤采集钙离子依赖的荧光蛋白强度变化，实时监测并记录脑内神经元的活性变化。通过基因编辑技术或是病毒特异性的启动子和增强子，可以使GCaMP蛋白在不同类型神经元上特异性表达。GCaMP蛋白本身带有绿色荧光，在结合钙离子后荧光基团构象发生改变，荧光强度增强，与钙离子解离后，荧光强度减弱。所以脑内神经元的活性可以用GCaMP蛋白的荧光信号变化来表征。与传统的在体电生理技术相比，光纤钙成像技术便于操作，能够更加直观的反映脑内神经元的活性。使用的光纤记录系统，波长465nm的激发光通过光纤被聚集到特定脑区，激发GCaMP蛋白的荧光信号。被激发的荧光蛋白信号可以被光纤末端采集，沿着光纤反向传播至激光发生器，由光电倍增管检测到荧光强度信号。光纤记录时将小鼠置于FCS实验箱内适应10-15分钟。光纤钙信号记录实验所使用的病毒策略如下，rAAV-EF1α-DIO-GCaMP6m和rAAV-THCre的混合病毒注射到小鼠左侧ZI中；rAAV-EF1α-DIO-GCaMP6m和rAAV-mDLx-Cre的混合病毒注射到小鼠右侧ZI中，光纤分别植入至双侧ZI上方。
条件性恐惧实验
FCS包括恐惧记忆的习得、提取、消退、再提取的过程，也是研究恐惧学习生物学基础和神经环路机制的重要模型。FCS是在巴普洛夫条件反射的基础上建立的，首先对动物进行反复的条件性刺激CS和非条件刺激US的配对训练，使动物习得CS和US的关联，当CS再次呈现时，就会联想到US而产生僵直反应，这就是FCS恐惧习得过程。而后，使动物反复经历CS而不与US配对，动物就会弱化先前习得的CS和US的关联，CS呈现时也不会联想到US而表现出僵直反应，这就是FCS的消退过程。FCS设备箱通过实时视频采集分析技术（15帧/秒）采集动物行为学视频，并将采集到的视频进行动作细化区分，定义动物的活动状态，分析动物的活动（Mobility）、静止（Immobility）和僵直（Freezing）等活动行为。基本没有除呼吸外的其他活动作为动物僵直状态的判定标准。预先设定好行为学采集软件的各项参数，并在整个FCS实验周期内保持参数的一致性。
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2022-07-19
FCS程序：第一天为适应阶段，将小鼠放入实验箱内，然后给予声音刺激CS（频率14kHz，强度60dB，持续180秒），使其适应实验环境。24小时后（第二天）进入恐惧习得阶段，小鼠适应环境2分钟后给予声音刺激CS持续28秒，随后进行联合足底电击US（电流强度0.7mA，持续2秒）。CS与US进行配对训练共3次，每两次训练之间的间隔为30秒。CS与US配对训练结束后1分钟，将小鼠放回到鼠笼中。CS与US恐惧习得过程完成后24小时（第三天），对小鼠进行恐惧提取检测，将小鼠实验箱换成黑白条纹的背板，后面几天的实验也一直使用黑白条纹的背板，适应2分钟后单独给予180秒声音刺激CS，不给予US刺激，声音结束后1分钟后将小鼠从实验箱中取出。实验第四天进行恐惧消退1阶段，将小鼠放入实验箱内适应2分钟后单独给予28秒声音刺激CS，不给予US刺激，CS声音刺激共20次，每一次为一个Test，每两个Test之间的间隔为32秒，相邻4次Test作为一个Bin。最后一个Test检测结束后1分钟将小鼠放回鼠笼。实验第五天进行恐惧消退2阶段，整个程序同恐惧消退1阶段。恐惧消退2结束后24小时（第六天），对小鼠进行恐惧再提取检测，小鼠适应环境2分钟后单独给予180秒声音刺激CS，CS结束后1分钟将小鼠放回鼠笼。使用位于实验箱上方的视频采集系统采集小鼠的行为活动，并分析小鼠僵直行为。
实验周期内，每天实验之前都先将光纤跳线连接到小鼠头部固定的光纤上，同时记录ZIDA和ZIGABA能神经元的钙信号变化。当天实验结束后将光纤跳线从小鼠头部小心拔掉。钙信号的采集与分析：FCS的适应、提取和再提取阶段，截取声音刺激CS之前10秒和之后180秒这一时间窗内的荧光强度F，FCS的习得和消退阶段，截取声音刺激CS之前10秒和之后40秒这一时间窗内的荧光强度F。声音刺激CS之前10秒至0秒这一时间段的平均荧光信号强度作为基线F0。△F/F=(F-F0)/F0来表征上述时间窗内小鼠对声音刺激CS的荧光强度变化，进而反映神经元的活性变化。所有△F/F值按照声音刺激CS发起时间作为0点对齐。
FCS适应阶段首先将跳线连接到小鼠头部固定的光纤上，小鼠放入电击箱内自由探索2分钟后，给予180秒CS声音刺激（60dB，14kHz）。声音结束1分钟后将跳线从小鼠头部光纤上小心拔掉，放回鼠笼。小鼠僵直行为（Freezing）由置于实验箱上方的行为学软件记录设备全程监控并记录，同时光纤钙信号记录系统记录小鼠左侧ZIDA能神经元和右侧ZIGABA能神经元在FCS适应阶段的变化。僵直率（%）= 僵直时间（s）/总时间（s）× 100%。Freezing是小鼠等啮齿类动物受到威胁性或伤害性刺激时的一种应激反应，是啮齿类动物表达恐惧的方式，具有特异性，表现为以呼吸活动为主、几乎无其它活动的僵立静止状态，小鼠在自发运动过程中也会产生一定比例的基础僵直比例。行为学结果显示，在FCS的适应阶段（第1天），小鼠在CS声音刺激期间的僵直率与基线相比没有明显变化，说明在适应阶段，声音刺激CS对于小鼠来说并没有伤害性。