常見嗅覺行為學實驗方法及嗅覺行為訓練系統實驗案例的介紹
從感知到學習記憶，嗅覺行為實驗（如 Go-No go、DNMS 和 DPA 任務等）在神經機制研究中得到了廣泛應用，嗅覺刺激在認知及神經系統疾病機制研究中發揮著重要作用 （點擊查看往期推文）。
研究表明，嗅覺功能障礙是神經退行性疾病（如帕金森病、阿爾茨海默病）和神經發育性疾病（如自閉癥、癲癇）的顯著表型之一[1,2]。這不僅為疾病的早期診斷提供了重要依據，也為治療機制的探索開辟了新方向[3]。
嗅覺康復訓練是一種通過系統化、多樣化氣味刺激改善嗅覺功能的方法，已被廣泛應用于嗅覺障礙的干預研究。
研究表明，定期接觸多種氣味能夠促進嗅覺感受器和相關神經通路的重塑，幫助恢復嗅覺功能，甚至改善與嗅覺相關的疾病癥狀（如阿爾茨海默病、自閉癥和抑郁癥等）[4]。
接下來，我們將介紹幾種常見的嗅覺行為學實驗方法，并展示瑞沃德嗅覺行為訓練系統如何助力嗅覺辨別能力檢測、嗅覺靈敏度檢測和嗅覺康復訓練。
01 常見嗅覺行為學實驗方法
01. 掩埋食物測試
Buried food test
目的：檢測嗅覺靈敏度
方法：小鼠禁食24小時，將食物顆粒埋藏在沙子或其他基質中，將小鼠放入測試盒中，記錄其找到食物所需的時間。通過比較不同模型小鼠找到食物所需的時間，評估其嗅覺功能。
02. 習慣/去習慣測試
—— Habituation/Dishabitution test
目的：檢測嗅覺辨別能力
方法：讓小鼠習慣一種氣味后，呈現另一種新的氣味，記錄小鼠對新氣味的探索次數和時間。如果小鼠能夠區分兩種氣味，則會花費更多時間探索新氣味。通過比較不同模型小鼠探索新氣味的次數及時間，評估其嗅覺辨別能力。
03. 嗅探板測試
Hole board test
目的：檢測嗅覺識別能力
方法：將小鼠放入含有多個孔洞的測試板，每個孔洞中放置一種不同的氣味，記錄小鼠對不同孔洞的嗅探次數。通過比較不同模型小鼠的嗅探次數，評估其嗅覺識別能力。
04. 氣味偏好測試
—— Odor preference test
目的：檢測動物對不同氣味的偏好
方法：將小鼠放入測試盒中，提供兩種氣味源，記錄小鼠在每種氣味源附近停留的時間。通過比較不用模型小鼠在兩種氣味源附近停留的時間，評估其氣味偏好。
盡管這些傳統實驗方法操作簡便，但在實驗過程中，小鼠容易受到外界環境和人為因素的影響，導致實驗的重復性、操作效率以及與其他研究技術（如光遺傳、光纖記錄、電生理等）的聯用性方面存在諸多局限。
為此，瑞沃德開發了嗅覺行為訓練系統，通過精準的實驗設計、自動化的數據記錄以及高兼容性的設備配置，不僅是嗅覺研究的可靠工具，還為學習、記憶、決策等方向的研究提供了一種新穎的行為學方式。
02 瑞沃德嗅覺行為訓練系統實驗示例
1 嗅覺辨別檢測
實驗方法：
給小鼠提供兩種氣味：獎勵氣味和非獎勵氣味。在獎勵氣味下舔舐水嘴可獲得飲水獎勵，非獎勵氣味下舔舐水嘴則沒有獎勵。軟件自動統計小鼠的正確選擇率，用以評估其氣味辨別能力。
系統優勢：
實驗方法：
將測試氣味按梯度稀釋，用稀釋溶劑作為非獎勵氣味。創建多個Go-No go程序并組合運行，讓小鼠接受不同濃度的氣味刺激，記錄其對不同濃度的響應準確率，用以評估小鼠的嗅覺靈敏度。其學習時間也可作為評估早期疾病模型的依據，如阿爾茲海默癥。
系統優勢：
實驗方法：選擇一組多樣化氣味（如花香、果香、香料氣味等），利用嗅覺行為訓練系統設定序列氣味釋放規則，精確控制氣味釋放時間和流量，確保每只小鼠接收到標準化的氣味刺激。訓練周期結束后，通過行為學測試和嗅覺功能檢測，評估小鼠的嗅覺功能和相關疾病癥狀是否得到改善。
系統優勢：
單通道嗅覺設備可精確控制16種氣味依次釋放，滿足多樣化訓練需求。
專業軟件自動控制實驗流程，減少人工干預，確保每次訓練的高可重復性。
預留8個TTL信號傳輸端口，支持聯用光遺傳學、光纖記錄、電生理和雙光子等設備，實時監測接收氣味刺激時腦區的神經信號變化，為復雜機制的聯合探索提供支持。
瑞沃德嗅覺行為訓練系統旨在為神經科學研究提供更多樣、高效、精確的解決方案。
如果您對系統功能或實驗方法感興趣，歡迎聯系我們，探索更多應用場景！
參考文獻
[1] Hornix, Betty E., Havekes, Robbert., Kas, Martien J H.. Multisensory cortical processing and dysfunction across the neuropsychiatric spectrum. Neuroscience and biobehavioral reviews, 2018, 97:138-151.
[2] Dan, Xiuli., Wechter, Noah., Gray, Samuel., Mohanty, Joy G., Croteau, Deborah L.. Olfactory dysfunction in aging and neurodegenerative diseases. Ageing research reviews, 2021, 70.
[3] Lyons-Warren, Ariel M., Herman, Isabella., Hunt, Patrick J., Arenkiel, Benjamin R.A systematic-review of olfactory deficits in neurodevelopmental disorders: From mouse to human. Neuroscience and biobehavioral reviews, 2021, 125:110-121.
[4] Vance, David E., Del Bene, Victor A., Kamath, Vidyulata., Frank, Jennifer Sandson., Billings, Rebecca.. Does Olfactory Training Improve Brain Function and Cognition? A Systematic Review. Neuropsychology review, 2023, .
研究表明，嗅覺功能障礙是神經退行性疾病（如帕金森病、阿爾茨海默病）和神經發育性疾病（如自閉癥、癲癇）的顯著表型之一[1,2]。這不僅為疾病的早期診斷提供了重要依據，也為治療機制的探索開辟了新方向[3]。
嗅覺康復訓練是一種通過系統化、多樣化氣味刺激改善嗅覺功能的方法，已被廣泛應用于嗅覺障礙的干預研究。
研究表明，定期接觸多種氣味能夠促進嗅覺感受器和相關神經通路的重塑，幫助恢復嗅覺功能，甚至改善與嗅覺相關的疾病癥狀（如阿爾茨海默病、自閉癥和抑郁癥等）[4]。
接下來，我們將介紹幾種常見的嗅覺行為學實驗方法，并展示瑞沃德嗅覺行為訓練系統如何助力嗅覺辨別能力檢測、嗅覺靈敏度檢測和嗅覺康復訓練。
01 常見嗅覺行為學實驗方法
Buried food test
目的：檢測嗅覺靈敏度
方法：小鼠禁食24小時，將食物顆粒埋藏在沙子或其他基質中，將小鼠放入測試盒中，記錄其找到食物所需的時間。通過比較不同模型小鼠找到食物所需的時間，評估其嗅覺功能。
—— Habituation/Dishabitution test
目的：檢測嗅覺辨別能力
方法：讓小鼠習慣一種氣味后，呈現另一種新的氣味，記錄小鼠對新氣味的探索次數和時間。如果小鼠能夠區分兩種氣味，則會花費更多時間探索新氣味。通過比較不同模型小鼠探索新氣味的次數及時間，評估其嗅覺辨別能力。
Hole board test
目的：檢測嗅覺識別能力
方法：將小鼠放入含有多個孔洞的測試板，每個孔洞中放置一種不同的氣味，記錄小鼠對不同孔洞的嗅探次數。通過比較不同模型小鼠的嗅探次數，評估其嗅覺識別能力。
—— Odor preference test
目的：檢測動物對不同氣味的偏好
方法：將小鼠放入測試盒中，提供兩種氣味源，記錄小鼠在每種氣味源附近停留的時間。通過比較不用模型小鼠在兩種氣味源附近停留的時間，評估其氣味偏好。
盡管這些傳統實驗方法操作簡便，但在實驗過程中，小鼠容易受到外界環境和人為因素的影響，導致實驗的重復性、操作效率以及與其他研究技術（如光遺傳、光纖記錄、電生理等）的聯用性方面存在諸多局限。
為此，瑞沃德開發了嗅覺行為訓練系統，通過精準的實驗設計、自動化的數據記錄以及高兼容性的設備配置，不僅是嗅覺研究的可靠工具，還為學習、記憶、決策等方向的研究提供了一種新穎的行為學方式。
02 瑞沃德嗅覺行為訓練系統實驗示例
1 嗅覺辨別檢測
實驗方法：
給小鼠提供兩種氣味：獎勵氣味和非獎勵氣味。在獎勵氣味下舔舐水嘴可獲得飲水獎勵，非獎勵氣味下舔舐水嘴則沒有獎勵。軟件自動統計小鼠的正確選擇率，用以評估其氣味辨別能力。
系統優勢：
- 可自定義32種獎勵和非獎勵試驗的隨機運行，滿足復雜訓練需求。
- 氣味快速切換，背景稀釋氣流持續沖刷管路，有效避免氣味串擾。
- 精準控制氣味釋放時間和流量，水嘴傳感器精確檢測舔水行為，提升實驗重復性。
示例1
示例2
2 嗅覺靈敏度檢測實驗方法：
將測試氣味按梯度稀釋，用稀釋溶劑作為非獎勵氣味。創建多個Go-No go程序并組合運行，讓小鼠接受不同濃度的氣味刺激，記錄其對不同濃度的響應準確率，用以評估小鼠的嗅覺靈敏度。其學習時間也可作為評估早期疾病模型的依據，如阿爾茲海默癥。
系統優勢：
- 支持多程序組合運行，實現靈活的濃度梯度刺激設計。
- 小鼠在清醒固定狀態下接受氣味刺激，有效避免本能探索行為干擾，提升實驗效率和準確性。
- 自動保存事件與結果數據為CSV格式，提供靈敏度直觀量化結果。
示例1
示例2
3 嗅覺康復訓練實驗方法：選擇一組多樣化氣味（如花香、果香、香料氣味等），利用嗅覺行為訓練系統設定序列氣味釋放規則，精確控制氣味釋放時間和流量，確保每只小鼠接收到標準化的氣味刺激。訓練周期結束后，通過行為學測試和嗅覺功能檢測，評估小鼠的嗅覺功能和相關疾病癥狀是否得到改善。
系統優勢：
單通道嗅覺設備可精確控制16種氣味依次釋放，滿足多樣化訓練需求。
專業軟件自動控制實驗流程，減少人工干預，確保每次訓練的高可重復性。
預留8個TTL信號傳輸端口，支持聯用光遺傳學、光纖記錄、電生理和雙光子等設備，實時監測接收氣味刺激時腦區的神經信號變化，為復雜機制的聯合探索提供支持。
示例
瑞沃德嗅覺行為訓練系統旨在為神經科學研究提供更多樣、高效、精確的解決方案。
如果您對系統功能或實驗方法感興趣，歡迎聯系我們，探索更多應用場景！
參考文獻
[1] Hornix, Betty E., Havekes, Robbert., Kas, Martien J H.. Multisensory cortical processing and dysfunction across the neuropsychiatric spectrum. Neuroscience and biobehavioral reviews, 2018, 97:138-151.
[2] Dan, Xiuli., Wechter, Noah., Gray, Samuel., Mohanty, Joy G., Croteau, Deborah L.. Olfactory dysfunction in aging and neurodegenerative diseases. Ageing research reviews, 2021, 70.
[3] Lyons-Warren, Ariel M., Herman, Isabella., Hunt, Patrick J., Arenkiel, Benjamin R.A systematic-review of olfactory deficits in neurodevelopmental disorders: From mouse to human. Neuroscience and biobehavioral reviews, 2021, 125:110-121.
[4] Vance, David E., Del Bene, Victor A., Kamath, Vidyulata., Frank, Jennifer Sandson., Billings, Rebecca.. Does Olfactory Training Improve Brain Function and Cognition? A Systematic Review. Neuropsychology review, 2023, .
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