29、自由行为动物大脑疼痛成像研究方法与分析

自由行为动物大脑疼痛成像研究方法与分析

在神经科学研究中，对自由行为动物大脑疼痛成像进行研究是一个充满挑战但又极具意义的领域。本文将详细介绍相关的实验方法和数据分析步骤，包括刺激实施、行为分析、成像数据预处理以及神经元提取等内容。

刺激实施

• 气味和空气刺激 ：使用钝的16G针头，但要绕过充满气味剂的血清管。最佳方法是使用三通旋塞将气流引向一个单独的、末端有针头的空管。建议使用医用压缩空气（UN1002），压力在20至30 PSI之间，将异戊胺和空气脉冲分别持续输送300 ms，异戊胺刺激对准鼻子，空气脉冲刺激对准动物面部前半部分。
• 足部电击刺激 ：让小鼠习惯环境10分钟后，施加5次0.6 mA的足部电击，每次刺激间隔2分钟。为了使每次足部电击的起始时间与Ca²⁺成像数据和行为相机视频同步，使用逻辑分析仪（Saleae Logic 8）收集微型显微镜数据采集卡和足部电击软件（Freeze Frame，Actimetrics）输出的TTL信号，这样就能确定与每次足部电击同步的Ca²⁺视频的具体图像帧。

开放场实验中的运动行为分析

开放场实验有两个目的：一是定量测量动物在每次手术后是否表现出正常的运动行为；二是作为对照，确定给定脑区与一般运动的相关性，这可能会影响对刺激诱发活动的解释。具体步骤如下：
1. 创建开放场实验箱 ：可以使用胶带创建圆形（直径60.96 cm，高38.1 cm，不透明白色聚乙烯墙壁和地板）或方形（2400 × 2400 × 1200，白色不透明HDPE）的开放场实验箱。