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噪音干扰对小鼠体重和记忆能力的影响

2018-01-22周东升龙九妹

衡阳师范学院学报 2017年6期
关键词:迷宫噪音体重

周东升,邬 欢,龙九妹

(衡阳师范学院 生命科学与环境学院,湖南 衡阳 421008)

当前,随着经济的发展,环境的变化,越来越多的人收到了噪音的影响,噪音对人身体健康的危害也愈发引起人们的重视[1]。在噪音的干扰下,人们注意力不集中,容易疲惫,烦躁不安,对认知能力有可能产生影响。研究表明,噪音对人的身心健康和思维能力容易产生不良影响[2-3]。为了更深刻地认识噪音的危害,研究其对小鼠的记忆能力的影响是十分有必要的。尽管有很多学者已经对噪音对小鼠的学习及记忆能力做了一些的研究,但主要是关于慢性噪音,轻音乐对小鼠的记忆、学习及睡眠能力的影响[4-8]。而日常生活中的噪音主要是嘈杂噪音,对于嘈杂噪音对小鼠体重和记忆能力的影响尚未见深入研究。本研究将主要关注嘈杂噪音对小鼠的体重和记忆能力的影响,对理解和避免环境噪音对人类健康影响提供了实验基础,为此类噪音对人体健康的影响提供理论参考。

1 材 料

选用健康昆明种小鼠60只,体重26 g±4 g,由南华大学动物中心提供。饲养环境为12 h白昼交替,每天更换普通饲料和饮用水,更换清洁小鼠垫料(锯木屑)。给予光照,温度为25 ℃±5 ℃。小鼠适应性饲养7日后,随机分为4组,进行试验。噪音来源于马路上的高分贝交通噪音,录下噪音并通过播放高分贝噪音促使小鼠保持清醒,干扰其正常的作息时间。噪音干扰时间:每天上午8:00至上午10:00,下午3:00至5:00.处理对象:第1组,对照组,不进行噪音干扰;第2组,噪音干扰5天;第3组,噪音干扰10天;;第4组,噪音干扰15天。正常饲喂与饮水。

2 方 法

2.1 体重的测定

噪音干扰后,用电子称称取每组噪音干扰小鼠的体重。并观察其一般行为表现。

2.2 小鼠学习和记忆能力的测定

2.2.1 Y型迷宫的设计

Y型迷宫视频跟踪分析系统(Y-Mazes)的三臂互为120度角,呈三等分辐射状(见图1)。是一种用于研究动物空间记忆的迷宫模型。一般用于动物的学习和记忆能力的测定,它由一个中心区和其周围连接的三条臂(起始臂,安全区臂,危险区臂)组成,被广泛应用于学习记忆、神经生物学、动物心理学及行为生物学等多个学科的科学研究和计算机辅助教学等领域,是高等院校开展行为学研究尤其是学习与记忆研究的经典实验装置[9]。

开始训练时,小鼠可能会跑向危险区,受到胶布粘住后,才开始转向安全区,多次训练后,小鼠会立即冲向安全区,称为主动回避反应[10-11]。本实验用纸盒制作Y型迷宫的三臂,一臂放小鼠饲料,用作安全区;另一臂粘满胶布,用作危险区。当小鼠踏入危险区时,会被胶布黏住。

图1 Y型迷宫示意图

2.2.2 记忆能力的测定

将小鼠放在Y型迷宫中使其适应3~5 min,用木棍轻敲小鼠,使小鼠到达安全区,以十次到达安全区[5]所需要的次数来表示小鼠的记忆能力。

3 统计学分析

应用SPSS17.0统计软件进行统计学处理,对数据分布进行正态性检验和方差齐性检验。实验数据以平均值±标准误表示,采用独立样本t检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

4 结果与分析

4.1 小鼠体重及一般行为观察

小鼠体重的实验结果见表1。小鼠体重在5 d、10 d 和15 d噪音处理后,较对照组均有降低,其中5 d处理组与对照组无显著性差异(P> 0.05);但10 d和15 d处理组与对照组相比较,差异显著 (P< 0.05)。实验组小鼠的进食量明显低于对照组,且体重增长速度也明显低于对照组。在实验组小鼠刚开始接触噪音时,小鼠表现很恐慌,活动加快,经过一段时间后,小鼠表现较迟钝,平时活动减少。

表1 噪音对小鼠体重的影响Table 1 the effect of noise disturbance on body weight

注:组间比较,表中体重数据均为“平均值±标准误”; *表示同列数据有显著差异 (P<0.05)

4.2 对记忆能力的影响

噪音对小鼠记忆能力的实验结果见表2。小鼠5 d噪音处理后,与对照组相比到达安全区的次数无显著差异(P>0.05);但10 d处理组与对照组相比较,到达安全区的次数明显提高,差异显著(P<0.05),说明其记忆收到了不良影响。15 d处理组与对照组相比较,差异极显著(P<0.01),说明其记忆保持能力远低于对照组小鼠。

表2 噪音对小鼠记忆能力的影响Table 2 the effect of noise disturbance on learning ability

注:组间比较,表中到达次数数据均为“平均值±标准误”; *表示同列数据有差异显著(P< 0.05);**表示同列数据有极显著差异 (P<0.01)

5 讨论与结论

5.1 噪音干扰对小鼠体重和一般行为的影响

噪音干扰会影响动物多项生理活动,也会影响一些与物质和能量代谢相关的酶的生理活性,最终对动物的新陈代谢带来影响,有可能在动物体重的变化上带来反应,因此,观察实验动物噪音干扰期间的体重变化状况,能有效地反应噪音对动物新陈代谢等生理状况的影响。

在称量各组小鼠体重后发现,噪音干扰在短时间(5 d)不会对小鼠体重产生明显影响,但随着噪音干扰时间(10 d,15 d)的延长,小鼠体重呈明显的下降趋势。这说明随着噪音干扰时间延长,其对小鼠基础新陈代谢的影响会增大。一般行为的观察表明,实验组小鼠的进食量明显低于对照组,在实验组小鼠刚开始接触噪音时,小鼠表现很恐慌,活动加快,经过一段时间后,小鼠表现较迟钝,平时活动减少,烦躁易激怒。这说明嘈杂噪音干扰可对动物对日常活动和心理状况产生不良影响。

5.2 噪音干扰对小鼠记忆能力的影响

关于噪声对动物记忆能力影响的研究一直受到人们的广泛关注,大量实验证明噪音可以导致小鼠的学习及记忆能力下降,噪音干扰涉及身体健康的多个方面尤其是神经系统方面的影响更为严重[12]。

当前将记忆分为陈述性记忆和非陈述性记忆。陈述性记忆是一种进入了意识系统,储存在海马、内侧颞叶、间脑以及他们之间形成的神经网络,陈述性记忆又分为短时记忆和长时记忆。而非陈述性记忆是没有意识成分参加的,只与刺激相关[13]。

有研究认为,噪声干扰后的小鼠,其记忆能力下降的机制可能分为以下几种:第一,噪声暴露导致小鼠暂时性的脑缺血、缺氧,从而抑制了小鼠神经细胞的正常活动[14],从而可能使小鼠的学习能力下降;第二,还有学者发现,噪声影响学习记忆能力与动物大脑部分的海马有关。海马在学习记忆当中的重要性不可忽视[15]。

从本实验结果可以看出,长时间嘈杂噪音的暴露在一定程度上会影响小鼠记忆过程,使得小鼠的记忆能力大幅下降。这说明了人类长期处于嘈杂噪音环境下也有可能造成记忆等神经认知方面的不良影响。

[1] 魏蔚.城市噪声污染现状及防治对策[J].科技经济市场,2012(1):43-44.

[2] 韩厉萍,吴兴裕,李学义,等.噪声对人思维能力的影响[J].航天医学与医学工程,1999(1):31-34.

[3] 苏晓婷,毛静馥,王永权.试论噪音对人身心健康的影响[J].中国公共卫生管理,1998(2):149-150.

[4] 任榕娜.陈新民.孔祥英.避暗及迷宫实验研究锌缺乏及锌过量时对大鼠学习记忆的影响[J].现代预防医学,1997,24(1):17-19.

[5] 王艳.噪声干扰对小鼠学习和记忆的影响[J].畜牧与饲料科学,2010(8):45-47.

[6] 杨占军,张志稳.不同环境的培养对小白鼠学习记忆能力的影响[J].心理科学,1994(2):119.

[7] 石丽娟,董榕,孙丰.鱼腥草注射液对噪声引起的小鼠学习记忆功能改变的作用[A].中华医学会行为医学分会.中华医学会首届国际行为医学学术大会暨第九次全国行为医学学术会议论文汇编[C].中华医学会行为医学分会,2007:4.

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[9] 赵崇侃.程光.陈启盛.一种智能化的Y型迷宫[J].中国应用生理学杂志,1997,13(4):363-364.

[10] 王跃春,王子栋,孙黎明,等.动物学习记忆能力的Y-型迷宫测试法(综述)[J].暨南大学学报(自然科学与医学版),2001(5):137-140.

[11] 王跃春.大鼠Y-型迷宫测试法的筛选与优化[J].中国行为医学科学,2005(1):56-58.

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[13] 黄明.噪声对小鼠学习和记忆的影响及其相关机制的研究[D].武汉:华中师范大学,2008.

[14] 吕和平,任爱红,武晓洛,等.海马在学习记忆中的作用研究进展[J].洛阳医专学报,2002(4):354-355.

[15] 汤艳.噪声对幼鼠学习记忆的影响及其机制研究[D].重庆:重庆医科大学,2008.

(编校 陈志阳)

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