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平衡木：一种评估啮齿动物运动协调和平衡能力的测试工具

来源：萌宠菠菠乐园时间：2024-09-23 12:55

引言

平衡木是一种评估啮齿动物运动协调和平衡能力的测试。该测试评估运动皮层损伤、创伤性脑损伤、γ-氨基丁酸注入额叶皮质以及中风啮齿动物模型后的感觉运动功能（Carter等人，2001年回顾）。此外，该测试可用于评估衰老的影响，并对转基因动物进行特征描述。

在受伤后，通过药物使用和运动经验，啮齿动物在平衡木上的表现可能会改善（Gentile等人，1978年；Feeney等人，1982年；Brailowsky等人，1986年）。损伤后运动协调的改善可能是与损伤区域远离但与其相连的区域短暂神经功能丧失有关。

平衡木测试需要使用一个或多个窄木，尺寸不同且高出地面。在木的起点处应使用避免刺激。在相反的一端放置作为逃生通道的目标盒。试验应进行视频记录。

结果可以以穿越木所需的延迟时间、脚滑次数和平均分数（如果使用评分系统）的形式呈现（Feeney等人，1982年；Metz等人，2000年）。

该测试被广泛用于评估精细运动缺陷。它可以进行短期和长期的多个时间点研究。此外，它成本低廉、方法学简单，并允许对设备和实验方案进行大幅修改以适应不同的研究设计。

平衡木任务主要用于评估啮齿动物的感觉运动功能。由于其成本低廉且易于构建，该装置受到了广泛的欢迎。平衡木使研究人员能够通过观察受试对象在窄木上的行走表现来评估运动功能。通常，在木的起点处使用刺激性刺激，如强光和大声噪音，以激励受试对象跨越木到达末端的安全区域。然而，正向强化也可以同样有效地激励受试对象。平衡木任务的难度也可以通过改变木的宽度或形状来轻松调整。圆形木比方形木更具挑战性。

运动功能异常的受试对象在平衡木任务中表现较差。受试对象在穿越木时最有可能从木上掉下来。受试对象还可能表现出犹豫穿越木、速度较慢或脚步错误等其他行为。这些观察可以转化为不同的测量指标，以评估受试对象的平衡和运动能力。与其他平衡和运动功能测试（如旋转杆）相比，平衡木任务可以更敏感地评估受试对象的某些微妙运动能力（Stanley等人，2005年）。

平衡木装置由两个支撑柱和一根窄木组成。支撑柱可调节木的高度。该装置的木具有多种长度、宽度和尺寸，以适应实验的不同需求和任务难度水平。除了基本设置外，平衡木装置还可以包括用于放置在木的末端、起点或终点平台的封闭空间，用作支持受损动物的额外平坦木以及用于保护动物免受摔落的接收装置。

一、设备

平衡木设备由支撑柱悬挂在地面上方的狭窄横木构成。横木呈锥形设计，长度可选择125厘米至1米。可以在狭窄横木上添加一个较低的平板横木，以帮助受损的动物。此外，还可以提供一个可拆卸的接收器，放置在狭窄平衡木下方，以防止掉落的动物受伤。悬挂横木的侧柱可用于调节横木的高度。通常将横木的高度设置在离地面50到60厘米的位置。还可以在起点和终点处添加25 x 25厘米的起始平台和一个终点盒子（25 x 25 x 25厘米），以激励动物。

小动物平衡木，型号XR-XP701

二、训练方案

平衡木任务提供了对运动协调和运动能力的简单评估。该测试在比较药物对动物运动功能影响以及开发适当治疗方法方面非常有用。此外，该任务还允许评估与年龄相关的运动功能下降以及明亮灯光等负性刺激对运动能力的影响。与旋转杆测试相比，平衡木行走测试在评估某些类型的运动协调缺陷方面更为敏感。

在开始实验之前，应彻底清洁设备，以防止任何残留刺激的影响。建议使用顶部照明设置来防止阴影。竞技场应该有足够的光照。可以使用跟踪软件和视频摄像机（如Noldus Ethovision XT或VisuTrack）观察平衡木任务，并安装在设备上方。也可以进行实时评分。建议至少有两名研究人员进行测试。

2.1预训练

让受试对象至少适应测试区域60分钟。使用比狭窄测试木更宽的木来训练受试对象。将受试对象放置在起点，让其横跨木到达终点。每个受试对象重复4次连续试验。将动物放回其笼子。

2.2 使用平衡木任务评估运动功能

让受试对象至少适应测试区域60分钟。从最宽的木开始进行测试。将受试对象放置在起点，允许其在分配的时间内（可以从1到5分钟）横跨木到达终点。使用不同宽度和形状的木重复该任务。对于每个木，至少进行2次连续试验。如果受试对象从木上掉下来，记录为失败，并给予最大潜伏时间。

平衡木是一个简单的装置，易于修改和适应不同调查的需求。简单的修改包括添加提供动物安全空间的末端盒子（Sweis等人，2016年）以及改变使用的木的宽度和形状。此外，还可以使用不同类型的木，如尖刺木、透明亚克力木、锥形边缘木，来测试不同的参数。

平衡木测试的另一种简单变化是将木放置在倾斜状态。由于一些啮齿动物在受到威胁时倾向于爬升。倾斜木的修改包括在测试平衡和运动能力时考虑到啮齿动物的这种倾向（Brooks和Dunnett，2009年）。该修改被Tung等人成功地用于他们对老化小鼠前庭系统的行为评估。改变木的高度也是另一种简单的修改，可以实现不同难度级别（Metz等人，2000年；Curzon等人，2009年）。

传统平衡木的一个具有挑战性的变体是进一步完善平衡木任务能力的“挑战木测试”。该装置将平衡木的特点与网格任务相结合，以更精细地评估受试对象的运动能力。这种改编已经用于帕金森病的感觉运动评估（Glajch等人，2012年）以及过表达人类野生型α-突触核蛋白小鼠的运动功能评估（Fleming等人，2006年）。

通过修改实验方案，可以进一步适应不同调查的平衡木任务。塑形协议（Sakić等人，1996年）使用正面激励，如食物奖励，鼓励受试对象在获取试验期间探索木。在初始试验之后，通过将受试对象放置在木上的不同起点来重复该过程。另一种协议变体包括使用应激敏感的平衡木设置（Prévôt等人，2017年）。该协议使用厌恶性刺激，通常是明亮的灯光，和一个黑暗的目标盒子来刺激受试对象穿越木。

三、数据分析

平衡木测试用于分析啮齿动物的感觉运动功能。焦虑或疾病模型的受试对象通常需要更长的时间来穿越木。损伤和疾病也会导致受试对象在运动能力方面的缺失。通常使用以下参数来测量平衡木测试：

开始任务的潜伏时间

穿越木的潜伏时间

后腿脚滑动（右侧和左侧）

试验期间的跌倒次数

总步数

前爪跌倒往往很少，因此通常不记录进行分析。研究人员经常使用分级或评分系统来分析受试对象在平衡木任务中的表现。还可以记录其他行为，如冻结。使用图表可视化数据，可以轻松观察假手术组与疾病或损伤模型之间的性能差异。