動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)課課程大綱以及內(nèi)容說(shuō)明

1、動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)課課程大綱以及內(nèi)容說(shuō)明學(xué)分?jǐn)?shù)：3地點(diǎn)：社科院430教室授課教師：李季湜課程內(nèi)容包含了“實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理及照護(hù)”以及四個(gè)動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)公佈之上課時(shí)間為：星期一、三下午16:15 19:00，但為了配合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，將彈性調(diào)整實(shí)際上課時(shí)間。有疑問(wèn)請(qǐng)來(lái)信：.tw，或者電話詢問(wèn)：05-2720411轉(zhuǎn)32217。第一次上課時(shí)間為9月16日星期三分發(fā)資料，第二次上課時(shí)間為9月21日星期一授課開(kāi)始。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理及照護(hù)日期：前3週內(nèi)容：動(dòng)物保護(hù)法令規(guī)章簡(jiǎn)介、動(dòng)物照護(hù)、動(dòng)物抓取上課時(shí)數(shù)：大約10小時(shí)理論講述 + 6小時(shí)實(shí)作課程。上課分組方式：理論講述所有組別共同上課，實(shí)作課程

2、分組上課。行為實(shí)驗(yàn)日期：10月12月內(nèi)容：實(shí)地操作Conditioned Place Preference、Conditioned Taste Aversion、Eight-arm Maze、Two-choice Discrimination Task等四個(gè)動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)。第1週講解各實(shí)驗(yàn)，隨後9週實(shí)地操作。放假期間同學(xué)必須輪班照護(hù)動(dòng)物。上課時(shí)數(shù)：6小時(shí)理論講述 + 大約48小時(shí)實(shí)作課程。上課分組方式：理論講述所有組別共同上課，實(shí)作課程分組上課。小組討論日期：10月 12月內(nèi)容：針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)題目會(huì)分發(fā)專業(yè)期刊文獻(xiàn)英文讓大家閱讀，然後以小組為單位和老師約定時(shí)間進(jìn)行口頭討論。結(jié)果討論及發(fā)表日期：12

3、月中 12月底內(nèi)容：以組為單位，分別針對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行口頭以及海報(bào)形式的成果發(fā)表。兩種發(fā)表形式必須針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)題目。實(shí)際進(jìn)行狀況視修課人數(shù)可能略做調(diào)整上課時(shí)數(shù)：結(jié)果討論16小時(shí)，口頭報(bào)告 2 小時(shí)，海報(bào)發(fā)表 2 小時(shí)。成績(jī)計(jì)算出席率(課堂講解與實(shí)驗(yàn)參與) 60%、文獻(xiàn)閱讀20%、報(bào)告以及海報(bào)20%請(qǐng)假以及缺席處理方式病假有醫(yī)師證明 扣 2% / 次；無(wú)醫(yī)師證明 扣 5% / 次事假 扣 5% / 次無(wú)故缺席 扣 10% / 次動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)詳細(xì)說(shuō)明Conditioned Place Preference1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模焊鶕?jù)沈映伶與廖瑞銘在2007年的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，壓力源的強(qiáng)度(intensit

4、y)以及呈現(xiàn)壓力源的時(shí)間鄰近性(contiguity)會(huì)影響大鼠建立場(chǎng)地偏好制約(conditioned place preference, CPP)的行為。場(chǎng)地偏好制約為動(dòng)物模式上研究酬賞性質(zhì)的常用方法。動(dòng)物於制約箱中進(jìn)行訓(xùn)練，兩邊制約箱呈現(xiàn)出兩種不同視覺(jué)與觸覺(jué)刺激以利動(dòng)物區(qū)辨。在制約階段，動(dòng)物將實(shí)驗(yàn)操弄(US)產(chǎn)生的效果(UR)與環(huán)境線索配對(duì)(CS)。在測(cè)試階段，未給動(dòng)物任何實(shí)驗(yàn)操弄，讓動(dòng)物自由在兩個(gè)箱子活動(dòng)，環(huán)境線索具有制約性酬賞效果 (CS- UR)，動(dòng)物就會(huì)趨向此環(huán)境。簡(jiǎn)單而言，上述的研究結(jié)果顯示一種特別的可能性，即壓力源本身可能具有正向酬賞性質(zhì)。本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑陟?，重覆沈映伶與廖瑞銘

5、在2007年的部份實(shí)驗(yàn)步驟，檢驗(yàn)在場(chǎng)地偏好制約之前與同時(shí)給予固定強(qiáng)度的壓力源(restraint 30分鐘)是否確實(shí)能夠建立起大鼠明顯的場(chǎng)地偏好行為。2. 實(shí)驗(yàn)流程：CPP(conditioned place preference)制約場(chǎng)地偏好儀器（90 公分長(zhǎng)×45 公分寬×30 公分高）分成兩個(gè)大小（45公分長(zhǎng)×45 公分寬×30 公分高）相同、知覺(jué)線索不同的木頭箱子，其中一面為可拉式壓克力透明板。一個(gè)箱子為白色牆壁與舖木屑?jí)|料的地板，另一個(gè)箱子為黑色牆壁與鐵絲網(wǎng)地板。兩箱子中央後端有小箱子（36 公分高×18 公分寬×20 公分

6、長(zhǎng)）連接，當(dāng)此小箱子的隔板拉開(kāi)後，大白鼠可由此小箱子自由穿梭在兩個(gè)大箱子之間。以DV 錄影機(jī)攝影大白鼠在制約箱活動(dòng)的情形。箱子放在距離地面高一公尺處。所有階段都在微亮燈光照明(27watt)下進(jìn)行，以遮蔽噪音刺激呈現(xiàn)。本次實(shí)驗(yàn)仿照沈映伶與廖瑞銘在2007年的部分實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行場(chǎng)地制約為訓(xùn)程序共三天，分別是制約前測(cè)、習(xí)得及制約後測(cè)等三個(gè)階段。制約前測(cè)實(shí)驗(yàn)第一天，分上午及下午的次嘗試，每次嘗試係將受試輕置於制約箱的中間穿梭箱中，任其自由探整組儀器10 分鐘。實(shí)驗(yàn)者操作電腦鍵盤記受試進(jìn)出左右側(cè)制約箱的次及停時(shí)間，進(jìn)入特定的側(cè)箱之觀察標(biāo)準(zhǔn)依受試的四肢全部進(jìn)入該箱內(nèi)為準(zhǔn)，由電腦自動(dòng)執(zhí)程式計(jì)停時(shí)間。此階段的目

7、的在於讓受試探整組測(cè)試儀器的環(huán)境，並將次的探時(shí)間平均供實(shí)驗(yàn)者決定每一受試的制約箱選擇考依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)採(cǎi)取非偏誤設(shè)計(jì)(unbiased design; Carr, Fibiger 與Philips, 1989)，並依據(jù)前測(cè)結(jié)果進(jìn)對(duì)抗平衡設(shè)計(jì)(counterbalanace)即一半受試接受壓源與原先較偏好的制約箱做配對(duì)制約，另一半受試則為壓源與原先較偏好的制約箱作配對(duì)制約。習(xí)得階段實(shí)驗(yàn)第二天，受試在下午接受壓源與特定側(cè)箱配對(duì)制約，而早上則進(jìn)無(wú)壓源與另一側(cè)箱的配對(duì)制約。每個(gè)受試只接受前述有與無(wú)的壓源操之制約訓(xùn)各一次，每次的時(shí)間為30 分鐘。相對(duì)於實(shí)驗(yàn)組的受試，控制組受試進(jìn)相同的程序，但接受任何壓源操，

8、即此階段的上下午次置入同側(cè)箱均無(wú)壓源操。制約效果的後測(cè)階段實(shí)驗(yàn)第三天，實(shí)驗(yàn)者將受試輕置於儀器的中間穿梭箱內(nèi)，任其自由活動(dòng)於整組制約箱中10 分鐘。實(shí)驗(yàn)者記其進(jìn)入側(cè)制約箱中的停計(jì)時(shí)間，受試在此階段並接受任何壓源的操；受試經(jīng)壓源配對(duì)的場(chǎng)地制約效果，由滯在側(cè)箱的計(jì)時(shí)間研判，即這項(xiàng)時(shí)間差可反映場(chǎng)地制約偏好的效果。3. 數(shù)據(jù)資料分析：Unbiased 設(shè)計(jì)為比較制約前後動(dòng)物在同一個(gè)箱子裡的停留時(shí)間；biased 設(shè)計(jì)為比較實(shí)驗(yàn)操弄制約箱停留時(shí)間與無(wú)操弄制約箱停留時(shí)間(Tzschentke, 1998)。場(chǎng)地制約偏好為作業(yè)的依變項(xiàng)據(jù)分析以受試者間設(shè)計(jì)接受同實(shí)驗(yàn)操的組別以及受試者內(nèi)設(shè)計(jì)的側(cè)制約箱停時(shí)間作為主

9、要因子，進(jìn)相依樣本的單因子變分析(one-way ANOVA, repeated measures)。各組的制約偏好為檢驗(yàn)則以各組在側(cè)制約箱停計(jì)時(shí)間進(jìn)t 檢定。另考受試在側(cè)制約箱之時(shí)間分配的反應(yīng)，可能受該實(shí)驗(yàn)工具之中間穿梭箱設(shè)計(jì)而有所影響，故針對(duì)本研究中所有實(shí)驗(yàn)操的每一組資，將受試於制約前與制約後在中間穿梭箱的時(shí)間差進(jìn) t 檢定。所有的統(tǒng)計(jì)考驗(yàn)的顯著水準(zhǔn)設(shè)定為p < .05。4. 參考文獻(xiàn)：Pacchioni, A.M., Gioino, G., Assis, A., & Cancela, L.M. (2002). A single exposure to restraint s

10、tress induces behavioral and neurochemical sensitization to stimulating effects of amphetamine: involvement of NMDA receptors. Ann. N.Y. Acad. Sci. 965, 233-246.沈映伶、廖瑞銘 (民96) 單次操弄壓力源對(duì)場(chǎng)地制約偏好行為學(xué)習(xí)的影響效果。中華心理學(xué)刊，49(4)，351-363。Conditioned Taste Aversion1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?duì)於生活在野外的動(dòng)物來(lái)說(shuō)，避免再次吃到有毒的東西是一種攸關(guān)生存的重要學(xué)習(xí)。心理學(xué)家為了在實(shí)驗(yàn)

11、室的環(huán)境中研究這種特殊的學(xué)習(xí)與記憶，通常會(huì)先讓老鼠喝一個(gè)從來(lái)沒(méi)接觸過(guò)的溶液（大部分的實(shí)驗(yàn)裡用的是糖精），然後再給予一個(gè)藥物注射（最常見(jiàn)的是氯化鋰），由於氯化鋰會(huì)引起腸胃不舒服的感覺(jué)，因此下一次再給老鼠糖精溶液的時(shí)候，老鼠就不敢再喝了。這樣的實(shí)驗(yàn)稱為味覺(jué)嫌惡制約（conditioned taste aversion），傳統(tǒng)的觀點(diǎn)將糖精溶液視為是制約刺激，而氯化鋰引發(fā)的腸胃不適則當(dāng)作是制約刺激，經(jīng)由這樣的配對(duì)後，當(dāng)再一次呈現(xiàn)制約刺激老鼠不敢喝的行為視為是制約反應(yīng)。因此，味覺(jué)嫌惡制約被視為是古典制約的標(biāo)準(zhǔn)範(fàn)例之一。本實(shí)驗(yàn)將藉著重複配對(duì)兩種味覺(jué)刺激溶液（甜的糖水與鹹的食鹽水）與藥物（氯化鋰或氯化鈉），

12、觀察老鼠對(duì)於這兩種溶液的飲量變化，來(lái)模擬味覺(jué)嫌惡制約的實(shí)驗(yàn)，並將進(jìn)一步探討藥物施予方式對(duì)於味覺(jué)嫌惡制約的影響。2. 實(shí)驗(yàn)流程：本實(shí)驗(yàn)採(cǎi)三因子混合設(shè)計(jì)，其中受試者間變項(xiàng)分別為：腹腔注射藥物的種類（NaCl或LiCl）與藥物之劑量（固定劑量、與糖水飲量共軛劑量、與食鹽水飲量共軛劑量）；而受試者內(nèi)變項(xiàng)為制約配對(duì)次數(shù)（0-10次）。總共16隻老鼠分別被隨機(jī)分派到6組中，詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下表所示。本實(shí)驗(yàn)分為4個(gè)階段，分別為：飲水剝奪階段、適應(yīng)階段、制約階段與測(cè)試階段。飲水剝奪階段一共進(jìn)行7天，將所有老鼠的水瓶移開(kāi)，只有在每天下午(18:00-18:30)的時(shí)候讓老鼠在自己的home cage中喝水30分

13、鐘。適應(yīng)階段第1天早上讓所有老鼠在實(shí)驗(yàn)的cage中喝水30分鐘；第2天以後，每天早上老鼠在實(shí)驗(yàn)的cage中先喝水3分鐘，休息5分鐘後，再喝水3分鐘。此階段老鼠每天下午在自己的home cage中，再給予水瓶喝水30分鐘。這個(gè)階段持續(xù)到老鼠在實(shí)驗(yàn)的cage中飲量達(dá)到穩(wěn)定為止，預(yù)計(jì)持續(xù)3天，將最後一天的飲量當(dāng)作基準(zhǔn)值，以便將來(lái)與制約後的飲量進(jìn)行受試者內(nèi)的比較分析。制約階段每天早上（11：3012：30）進(jìn)行一次trial，共進(jìn)行10個(gè)trials。首先，分別隨機(jī)前後呈現(xiàn)兩種味覺(jué)刺激溶液（2%糖水與0.9%食鹽水）各3分鐘（兩個(gè)溶液間間隔5分鐘的休息時(shí)間），隨後進(jìn)行藥物腹腔注射。每隻老鼠結(jié)束上午的配

14、對(duì)之後，將老鼠送回自己的home cage，並於每天下午(18:00-18:30)在自己的home cage中，再給予水瓶喝水30分鐘。測(cè)試階段測(cè)試階段採(cǎi)用兩管測(cè)試（two-bottle test）的方法，每天早上（11：3012：30）進(jìn)行一次trial，共進(jìn)行6個(gè)trials，同時(shí)呈現(xiàn)兩個(gè)味覺(jué)刺激溶液（2%糖水與0.9%食鹽水）10分鐘。每隻老鼠結(jié)束上午的測(cè)試之後，將老鼠送回自己的home cage，並於每天下午(18:00-18:30)在自己的home cage中，再給予水瓶喝水30分鐘。3. 數(shù)據(jù)資料分析：以味覺(jué)刺激溶液之飲量變化為依變項(xiàng)，利用SPSS進(jìn)行三因子重複量數(shù)變異數(shù)分析，比較

15、藥物的種類、藥物劑量與制約配對(duì)次數(shù)的主要效果與交互作用，探討這三種操弄對(duì)於味覺(jué)嫌惡制約學(xué)習(xí)的影響。4. 參考文獻(xiàn)：Bures, J. (1998). The CTA paradigm: Terminology, methods, and conventions. In J. Bures, F. Bermúdez-Rattoni, & T. Yamamoto (Eds.), Conditioned taste aversion: Memory of a special kind (pp. 14-25). New York: Oxford University Press.Li,

16、 K.-C. (2003). Active learning: A novel type of contingency. Unpublished masters thesis, National Chung Cheng University, Chia-Yi, Taiwan.Welzl, H., D'Adamo, P., & Lipp, H. P. (2001). Conditioned taste aversion as a learning and memory paradigm. Behavioural Brain Research, 125, 205-213.Episo

17、dic-like Memory Task in an Eight-arm Maze1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模築abb & Crystal (2005)設(shè)計(jì)使用radial-arm maze來(lái)訓(xùn)練大鼠，讓大鼠學(xué)會(huì)在不同的延宕時(shí)間能夠記住去特定走道吃特定的食物(巧克力球)。藉由這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)推測(cè)，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的大鼠可以表現(xiàn)出區(qū)辨"when","where","what"這樣的似情節(jié)記憶能力。2. 實(shí)驗(yàn)流程：大鼠每天接受兩階段訓(xùn)練過(guò)程。階段一(指定選擇食物)是隨機(jī)開(kāi)放八臂迷津中的四個(gè)不同通道，在其中一個(gè)通道放置巧克力球，另外三個(gè)通道則放置普通飼

18、料。然後經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之後大鼠接受第二階段(自由選擇食物)的訓(xùn)練，這一階段是將八臂迷津中的八個(gè)通道都開(kāi)放，然而在階段一有放置食物的通道，在階段二時(shí)不在放置食物，而在階段一沒(méi)有放食物的通道在階段二是給予食物。這一實(shí)驗(yàn)操弄是以階段一與階段二之間延宕間距的長(zhǎng)短來(lái)當(dāng)成大鼠辨別時(shí)間的線索，分成短期延宕間距(short retention interval, SRI)和長(zhǎng)期延宕間距(long retention interval, LRI)。如果階段一跟階段二的延宕間距是0.5小時(shí)，則在階段二的四個(gè)通道放入普通飼料；當(dāng)階段一跟階段二的延宕間距是4小時(shí)，則在階段一有放巧克力球的通道，在階段二時(shí)再次放入巧克力球

19、，其他的四個(gè)通道則是放置普通飼料。當(dāng)大鼠在0.5小時(shí)後所進(jìn)行的第二階段收集到4個(gè)飼料或是在4小時(shí)後所進(jìn)行的第二階段收集到四個(gè)飼料加上一個(gè)巧克力球，則當(dāng)次的訓(xùn)練結(jié)束(將大鼠帶離開(kāi)迷津)。大鼠在7-12天內(nèi)的訓(xùn)練安排是連續(xù)幾次的短期延宕間距，然後接受連續(xù)幾次的長(zhǎng)期延宕間距，並且讓短期延宕間距與長(zhǎng)期延宕間距交替進(jìn)行。之後的42天是採(cǎi)用混合著短期延宕間距與長(zhǎng)期延宕間距(沒(méi)有限定SRI之後接受LRI)，然後收集最後17天的混合訓(xùn)練資料于以分析。3. 數(shù)據(jù)分析方法：正確率的評(píng)定方式當(dāng)短期延宕間距的第二階段中，若大鼠在一開(kāi)始的頭四次進(jìn)入的走道都能夠選擇進(jìn)入放有飼料的四個(gè)通道，大鼠這樣的行為評(píng)定為正確反應(yīng)。在

20、長(zhǎng)期延宕間距的第二階段中，若大鼠在一開(kāi)始的頭四次都能夠選擇進(jìn)入放有飼料的三個(gè)通道再加上進(jìn)入放有巧克力球的走道，大鼠這樣的行為評(píng)定為正確反應(yīng)。習(xí)得規(guī)則的比較方式大鼠在第二階段一開(kāi)始的頭四次進(jìn)入走道當(dāng)中有進(jìn)入放巧克力球走道則登記為一次，計(jì)算長(zhǎng)期延宕間距進(jìn)入放巧克力球走道的次數(shù)百分比 = 頭四次當(dāng)中有進(jìn)入放巧克力球走道的總和 / 長(zhǎng)期延宕間距的所有第二階段總數(shù)；計(jì)算短期延宕間距進(jìn)入放巧克力球走道的次數(shù)百分比 = 頭四次當(dāng)中有進(jìn)入放巧克力球走道 的總和 / 短期延宕間距的所有第二階段總數(shù)。當(dāng)長(zhǎng)期延宕這項(xiàng)的百分比"大於"短期延宕的百分比(達(dá)到統(tǒng)計(jì)顯著)，則表示大鼠學(xué)會(huì)在不同的延宕時(shí)間

21、能夠記住去特定走道吃特定食物(巧克力球)的似情節(jié)記憶。4. 參考文獻(xiàn)：Babb S. J. & Crystal J. D. (2005). Discrimination of what, when, and where: Implications for episodic-like memory in rats. Learning and Motivation, 36: 177189.Behavioral flexibility in a two-choice discrimination task1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?行為彈性對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)是一種相當(dāng)重要的能力。為了適應(yīng)環(huán)境，個(gè)體必須能隨著外

22、在刺激的變化而發(fā)現(xiàn)當(dāng)下的錯(cuò)誤，以改變?cè)行袨椴呗浴Ｈ绱遂`活改變行為以面對(duì)每日外來(lái)生活刺激的能力則是涉及了相當(dāng)複雜的作用機(jī)制，包括了計(jì)畫、工作記憶、反應(yīng)的選擇、注意力的維持等，都是目前極具發(fā)展?jié)摿Φ难芯款}材。過(guò)去研究認(rèn)為這些功能可能與前額葉有關(guān)，Birrell & Brown (2000)使用Two-choice discrimination task進(jìn)行研究，利用不同氣味和材質(zhì)等線索配對(duì)讓老鼠學(xué)會(huì)依據(jù)其中一種線索來(lái)判斷食物的有無(wú)，當(dāng)老鼠建立特定的判斷策略之後進(jìn)行同一模型或不同模型之間的反轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)，即改變?cè)仁澄锾崾镜木€索類型，例如：將氣味提示由薄荷轉(zhuǎn)為肉桂，甚至將氣味提示轉(zhuǎn)為材質(zhì)提示等。

23、結(jié)果發(fā)現(xiàn)破壞medial prefrontal cortex (mPFC)的老鼠在不同模型間的策略轉(zhuǎn)換會(huì)有困難。本次實(shí)驗(yàn)希望能夠成功複製上述Birrell & Brown (2000)的行為作業(yè)。2. 實(shí)驗(yàn)流程：Two-choice discrimination task 為一木製長(zhǎng)方形箱子（70 公分長(zhǎng)×40 公分寬×18 公分高），三分之一處隔成兩個(gè)空間，各放置一個(gè)碗，碗內(nèi)可能放置不同材質(zhì)(細(xì)沙、木屑或礫石etc)搭配不同氣味(薄荷、肉桂或香菜etc)用來(lái)埋藏酬賞物(蜂蜜口味早餐餅乾)。老鼠必須記得哪一種氣味或是哪一種材質(zhì)才會(huì)挖到食物。本實(shí)驗(yàn)分成行為建立期、學(xué)習(xí)期(I)、模型內(nèi)反轉(zhuǎn)期(I)、學(xué)習(xí)期(II)、模型內(nèi)反轉(zhuǎn)期(II)、模型外反轉(zhuǎn)期、模型內(nèi)反轉(zhuǎn)期(III)等七個(gè)階段。行為建立期 所有老鼠在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行食物剝奪並控制體重，前一天會(huì)放置實(shí)驗(yàn)操弄的酬賞物讓他們熟悉。第一天要訓(xùn)練老鼠學(xué)習(xí)從碗中挖木屑取得酬賞物，將老鼠放置木箱三分之二處的活動(dòng)空間，打開(kāi)放置碗的拉門五分鐘，他們會(huì)自由在兩個(gè)碗中探索，取得兩個(gè)碗內(nèi)酬賞物則關(guān)門重新填充食物，必須連續(xù)六次成功才算完成。學(xué)習(xí)期(I) 接著必須學(xué)會(huì)區(qū)辨只有特定一種氣味或是特定材質(zhì)才會(huì)有酬賞物(兩個(gè)碗只有一個(gè)有食物)，所有老鼠會(huì)隨機(jī)在兩種氣味線索(