赛昂斯肠脑轴研究仪器合集 从情绪与认知到社交行为的实验选择

2026-10-27 17:23:15 来源:江苏青年网 阅读量:

肠道相关干预之后,动物的探索方式、记忆表现和社交行为是否发生变化?对于肠脑轴研究,这些可观察、可量化的行为,是连接肠道变化与脑功能的重要研究终点。

已有动物研究将肠道微生物相关干预与情绪行为、认知表现及社交变化联系起来。例如,Bravo等研究了特定乳杆菌对小鼠情绪行为及迷走神经相关机制的影响;Buffington等则在母体高脂饮食相关模型中,研究了微生物重建与子代社交表型之间的联系。[1,2] 这些研究提示,选择仪器时,需要先明确希望测量的行为维度,再确定实验装置与分析方式。

围绕这些需求,赛昂斯(Sansbio)现有产品可用于搭建情绪、认知、社交及活动行为评价组合,并根据课题需要补充摄食饮水和能量代谢监测。

情绪与探索 观察动物如何接近或回避环境

在研究肠道炎症、菌群干预或慢性应激伴随的情绪变化时,旷场、高架十字迷宫和明暗箱可以提供不同角度的行为信息。

SA215旷场实验箱、SA215S红外旷场测试系统可用于观察动物在新环境中的活动与探索,关注总活动距离、中心区域停留和区域分布等指标。结合**Sans-AI小动物行为轨迹跟踪分析软件**,可进一步通过轨迹和热图查看动物的活动模式。

SA211高架十字迷宫、SA207明暗箱/黑白箱及SA212 O迷宫,则适合从开放空间、明暗环境等不同条件下的选择行为,补充评价焦虑样表型。具体课题可选择其中适合的任务,与旷场活动指标相互参照。

SA226糖水偏好实验系统可用于观察动物对天然奖赏的偏好。根据产品资料,系统可记录饮水量及舔舐相关事件,并支持两路位置切换,有助于在实验设计中控制位置偏好。对于饮食或菌群干预课题,糖水偏好结果应结合总饮水量、味觉及代谢状态理解,避免把所有偏好变化都归因于情绪。

当研究需要补充应激应对行为时,可选择SA209强迫游泳悬尾箱。这类任务中的不动时间应结合活动能力和其他行为结果解释,单项指标不足以判断动物的整体情绪状态。

学习与记忆 按认知问题选择任务

肠脑轴相关认知研究涉及多个维度。营养干预研究中已有采用新物体识别等任务评价认知表现的实例,[3] 但识别记忆、工作记忆和空间学习仍需通过相应任务分别观察。

SA225新物体识别利用动物对新奇物体的探索倾向,适合评价识别记忆;SA204 Y迷宫可通过自发交替任务观察空间工作记忆,并结合总入臂次数了解活动和探索水平。

对于空间学习与记忆,可根据动物状态和实验条件选择SA201 Morris水迷宫恒温游泳池、SA220自动记录水迷宫,或采用陆地任务的SA208巴恩斯迷宫。SA203八臂迷宫、SA205 T迷宫及相应Pro型号,则可用于有空间选择、奖励学习或自动门控制需求的研究。

如果希望进一步研究刺激辨别、认知灵活性或操作式学习,可考虑SA230触屏认知行为分析系统、SA229斯金纳箱。SA230以触屏响应和奖励反馈组织任务,资料中描述了预置范式及定制支持;SA229通过操作行为与强化结果之间的关联开展实验。对于涉及摄食、营养和菌群的课题,使用奖励任务时,还应同步关注食欲、食物限制和奖励动机的变化。

社交行为 从接近偏好延伸到自由互动

社交行为是部分肠脑轴与神经发育研究的重要终点。以Buffington等的研究为例,研究者通过社交行为评价观察了母体饮食、子代微生物群及相关干预之间的联系。[2]

SA219三箱社交箱可用于设计社交偏好和社会新奇偏好任务,比较动物对社会刺激、非社会刺激或不同同伴的探索情况。SA219S线性社交箱可按相应实验设计用于社交接近与互动观察。

当研究问题进一步涉及自由活动条件下的互动,可考虑Top-social自由活动社交行为分析软件,并根据视频条件确认可识别行为和复核方式。社交指标还应结合基础活动能力与感觉状态解释,从而更清楚地区分互动变化与整体活动减少。

恐惧学习与运动干预 为特定课题补充工具

对于关注应激记忆和恐惧消退的研究,SA218场景恐惧实验系统可作为专项选择。相关原始研究已将微生物群变化与恐惧消退学习联系起来。[4] 根据产品资料,SA218支持声音、灯光及电刺激的流程设置,可记录和分析冻结行为,并提供TTL信号输出,便于在接口与时序匹配后开展联用研究。

如果课题关注运动干预,可选择SA103大小鼠主动跑轮系统、SA101动物跑步机等设备建立相应运动条件。涉及肠脑轴相关运动障碍模型时,可进一步结合SA102转棒疲劳仪、SA114大小鼠步态分析系统评价运动功能。

这些设备各自承担干预或测量任务,应围绕研究假设选配。例如,SA109睡眠剥夺仪用于建立睡眠干预条件;若需要评价睡眠结构,还需配合适当的睡眠记录与分期方法。

行为分析与代谢监测 让结果有更多解释依据

不同装置产生的行为数据,需要相应的采集与分析方法。Sans-AI小动物行为轨迹跟踪分析软件支持在线及离线分析,可量化区域停留、进入次数、潜伏期、移动距离和速度,并以轨迹、热图等形式呈现结果,适合配合多种常规行为任务使用。

如果研究需要进一步观察精细行为,可考虑Top-Trace小动物AI精细行为分析软件。软件选型应从实际视频出发,确认目标行为、拍摄条件与人工复核标准。对于斑马鱼模型,可进一步评估SA-Zebrafish斑马鱼轨迹跟踪系统与目标任务的适配性。

肠脑轴课题往往同时涉及摄食、饮水和代谢变化。SA120 IVC笼内饮食检测系统、SA104小动物代谢监控系统可作为相应监测选项;如果还需观察耗氧量、二氧化碳产生量和能量消耗等指标,可进一步选择SA104G小动物能量代谢监控系统。

这些补充数据有助于回答一个实际问题:行为变化是否同时伴随摄入量、活动水平或能量代谢改变。将它们与菌群、代谢物、肠道屏障及脑组织等检测结果结合,能够为行为结果提供更完整的解释;肠脑轴通路的因果判断仍需相应的机制实验。

关于赛昂斯 从仪器研发到实验应用支持

江苏赛昂斯生物科技有限公司成立于2016年,总部位于南京,开展生命科学仪器软硬件研发与生产,产品服务于神经生物学、药理学、生理学和毒理学等研究领域。

根据公司资料,赛昂斯设有苏州人工智能研发中心和徐州生产基地,研发团队覆盖结构、软件、嵌入式及测试环节,并于2025年获得ISO 9001质量管理体系认证。现有产品线涵盖行为分析软件、认知、情绪、社交、运动、疼痛及营养代谢等方向,可围绕不同研究终点选择相应设备。

在应用支持方面,公司提供选型咨询、产品应用培训和售后技术服务,并支持部分产品的个性化定制。对于肠脑轴研究,前期沟通可以从动物种属、主要行为终点、现有设备和数据联用需求展开,逐项确认配置与分析范围。

如果课题关注情绪与奖赏,可从旷场、焦虑相关任务和糖水偏好入手;关注认知,可从新物体识别、Y迷宫及空间学习任务中选择;关注神经发育与社交,则可结合三箱社交和自由互动分析。先明确研究问题,再形成适合本实验室的设备组合,是赛昂斯与研究者开展选型交流的起点。

参考文献

1. Bravo JA, et al. Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve. PNAS. 2011;108(38):16050–16055. [DOI: 10.1073/pnas.1102999108](https://doi.org/10.1073/pnas.1102999108).

2. Buffington SA, et al. Microbial reconstitution reverses maternal diet-induced social and synaptic deficits in offspring. Cell. 2016;165(7):1762–1775. [DOI: 10.1016/j.cell.2016.06.001](https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.06.001).

3. Shi H, et al. β-glucan attenuates cognitive impairment via the gut-brain axis in diet-induced obese mice. Microbiome. 2020;8:143. [DOI: 10.1186/s40168-020-00920-y](https://doi.org/10.1186/s40168-020-00920-y).

4. Chu C, et al. The microbiota regulate neuronal function and fear extinction learning. Nature. 2019;574:543–548. [DOI: 10.1038/s41586-019-1644-y](https://doi.org/10.1038/s41586-019-1644-y).


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