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一、蜜蜂嗅觉学习记忆应用基础研究
特殊气味的探测在刑侦工作中意义重大,常用的警犬探测和仪器分析都有其局限之处。蜜蜂嗅觉灵敏,且学习记忆能力突出,具有为刑侦工作所用的潜力。基于此,我们希望通过训练蜜蜂将其对糖水奖励的伸喙反应与指定气味建立条件反射的原理,配合适当的训练方法,达到利用蜜蜂探测危险气味的目的。
在实验中,我们首先比较了不同喂养方式的蜜蜂在气味学习中的差别。由于低浓度气味无法直接使蜜蜂建立条件化,我们采用了逐渐降低气味浓度的方法,成功训练蜜蜂对低浓度(3.6×10-7)醋酸气味建立了条件反射。结果如下:
1)自然放养与人工孵化两种不同喂养方式的蜜蜂,各两组,分别学习醋酸CS+/薄荷CS-,或柠檬CS+/薄荷CS-的气味配对。以“获得(CS+),巩固(CS-/CS+CS+/CS-CS-/CS+),检测,干净空气假阳性检测”的顺序操作。结果显示自然放养蜜蜂对醋酸气味没有偏好(第一次给醋酸气味伸喙率:6%),学习醋酸气味能力较低(24小时后检测正确率:66%, n=25),相对应,该类蜜蜂对柠檬气味显示出明显偏好(第一次给柠檬气味伸喙率:41%,P<0.01),而学习效果(检测正确率:50%,n=20)与醋酸组相近(P>0.05)。人工孵化的蜜蜂对醋酸气味学习能力较自然放养蜜蜂大大提高(检测正确率:96%,n=32,P<0.01),同时对柠檬的学习结果(检测正确率:80%,n=32)也明显提高(0.01<P<0.05),并且假阳性率明显降低。(自然放养蜜蜂对空气反应的平均假阳性率:33%,人工孵化蜜蜂:16%,0.01<P<0.05)该实验说明人工孵化蜜蜂更适合用作嗅觉训练。
2)在该实验中,逐渐降低浓度的醋酸气味作为CS+,醋酸10-3、10-4浓度配以薄荷气味作为CS-,醋酸10-5到10-9浓度级配以空气作为CS-。依次训练10个CS+/CS-配对,其中10-3连续训练4次,而后稀释10倍的醋酸依次各训一次。蜜蜂经三次10-3醋酸训练后(n=11),能区分10-3浓度醋酸和薄荷气味正确率达90.91%,逐渐降低气味浓度后蜜蜂能区分10-7浓度醋酸和空气的正确率达72.73%,无法区分更低浓度(醋酸10-8/空气44.44%,醋酸10-9/空气28.57%)。比较而言,直接训练的蜜蜂难以对10-5及以下浓度的醋酸气味建立条件反射。
二、吗啡和胆碱能拮抗剂联合给药对小鼠Y迷宫空间记忆提取及活动性的影响
吗啡和胆碱能系统的相互作用已在多项研究中提到,在本实验中,我们想查明吗啡是否能和胆碱能拮抗剂,东莨菪碱以及阿托品共同作用对小鼠的Y迷宫空间识别记忆提取产生影响。我们采用测试前腹腔给药的方法,选用三种剂量的吗啡(5,1.5,0.5 mg/kg),两种剂量的东莨菪碱(1,0.1 mg/kg),以及两种剂量的阿托品(0.5,0.1 mg/kg),剂量由高到低相配对作为联合给药的手段。我们发现:
1)0.5mg/kg低剂量吗啡与0.1mg/kg低剂量的东莨菪碱,或与0.1mg/kg低剂量的阿托品联合给药的小鼠都表现为空间识别记忆提取的探查行为(the inspectiveexploratory)有记忆提取障碍,而新奇探索行为(the inquisitive behavior)仍保持了对新异臂的偏好,而相应剂量药物单独给药的小鼠记忆提取均没有被损害。
2)吗啡能和东莨菪碱相互作用使小鼠的活动性显著增强。结果暗示吗啡和胆碱能拮抗剂对小鼠空间记忆提取的破坏存在一定程度的相互作用。