背景
十年来，触屏法已成为一种高效、有效的啮齿动物诊断方法。目前，触摸屏已广泛应用于认知测试和转化研究中啮齿类动物模型的治疗筛选。它允许行为、损伤和药理学研究。

组成部分
触屏室由一个带有红外框架的屏幕和一个带有奖励系统的斯金纳箱组成。
MED Associates Touchscreen 软件Klimbic
  试验独特的非匹配测定（TUNL）是一种触摸屏操作性调节程序，允许同时定量小鼠和大鼠的工作记忆和模式分离。在本研究中，我们使用TUNL测定来量化C57BL / 6J和DBA / 2J小鼠的这些认知能力。在TUNL测试阶段，会在7x3（5x3，10x5等）的矩阵中随机出现一个提示图案，持续若干秒，随后在一定的延迟时间后，随机在两个位置出现图案，实验动物需要触碰与提示图案非匹配位置的图案才可获取奖励。

• 在试验前，雄性C57BL / 6J小鼠在它们在10-18周龄时进入实验，此时它们被单独安置。老鼠可以自由取水，但被控制进食（体重保持在基准体重的85%~95%）。，温度受控的环境（21±1°C）中，以12：12的光：暗循环。
• 环境适应训练阶段:小鼠必须记住呈现出来的的刺激图像（1个白色方块刺激），并且进行选择，当小鼠准确触到白色刺激区域，使之从屏幕消失（此阶段刺激出现后为无限时间，小鼠不触便不会消失），小鼠可获得1颗圆粒食物奖励，随后屏幕自动呈现下一次刺激在此期间，给食器的凹槽处常亮起黄灯（以提示奖励出现的位置），该位置的记忆被量化。
• 样品训练阶段：​当小鼠在1h内准确触碰屏幕后获得至少30次奖励，便可进入样品训练阶段：小鼠需要选择黑色触屏背景上显示的白色刺激，位于行和列矩阵中随机显示的位置。小鼠必须对刺激物进行鼻戳，使之从屏幕上消失。随后是持续时间的短暂延迟（这段时间是可变可控的），通常以秒为单位，刺激出现后，小鼠若不触碰屏幕，20秒后刺激自动消失。当小鼠触碰刺激区域，就会判定为正确，将会获得1颗圆粒奖励，（此阶段给食器凹槽处只会在选择正确后亮灯提示）。启动下一轮刺激需要小鼠将鼻子探入给食器的凹槽处才可触发。
• TUNL测试阶段​：当小鼠在1h内获得至少30次奖励，便可进入TUNL测试阶段，在触摸屏上呈现的2个白色刺激：先前呈现的样本刺激和在矩阵中随机选择的位置呈现的新刺激。小鼠必须嗅探新的刺激（即在样品阶段未出现的刺激）才能获得1颗圆粒食物奖励。在每次试验中，两个刺激间的延迟为2秒。若先前呈现的样本刺激10秒内小鼠并未触碰，则判定为missed，不会再出现新的刺激，依旧从前线呈现的样本刺激开始。当小鼠对于2秒延迟学习和完成度达标后，可继续增加实验难度，在实验中随机出现2s，4s以及8s延迟，通过实验进行操纵以探测工作记忆，并且通过实验操纵样品刺激和新型刺激之间的距离可以探测模式分离。
• 在TUNL测试期间，每次试验都从室灯和刺激灯的照明开始。当小鼠对位于刺激灯正下方的食物容器进行鼻戳时，刺激光熄灭，样本刺激随机呈现在触摸屏上5×3矩阵中的十个位置之一。当老鼠对刺激物进行鼻戳时，它立即从屏幕上消失。在此之后，发生了3个延迟之一（5，10，15 s）。在延迟期间，室灯亮起，后部刺激灯熄灭，触摸屏上不显示任何内容。延迟是在每项试验中随机选择的。在延迟结束时，后部刺激灯被照亮，以指示可以通过对食物容器的鼻子戳来启动选择阶段。当小鼠对食物容器进行鼻戳时，刺激光熄灭，选择阶段开始。在选择阶段，屏幕上同时呈现两个刺激。首先是样本刺激（不正确的选择），它呈现在与样品阶段呈现相同的位置。第二种是新颖的刺激（正确的选择），它在触摸屏上的5×3矩阵中的随机位置呈现。样本刺激和新型刺激之间的水平距离和垂直距离，在每次试验中随机且独立地变化。如果小鼠在选择阶段对正确的刺激进行嗅探，则通过给食器奖励1颗圆粒食物。如果小鼠在选择阶段对不正确的刺激进行嗅探，则通过熄灭室灯10秒来提供超时。奖励或超时后有5秒钟的试验间隔。下一次试验在试验间隔之后开始。
• 如果有需要，可添加校正试验用于TUNL试验。具体来说，如果在试验的选择阶段做出了错误的选择，那么在下一次试验中会出现相同的刺激模式。这一直持续到鼠标在选择阶段做出正确的选择。采用这种策略是为了避免鼠标产生难以解决的侧偏，即所有选择都指向右侧或左侧。在KLIMBIC图像设置界面可以进行连续呈现相同图像的设置。为了确保小鼠在TUNL测试期间处于“任务”状态，在（1）呈现样本刺激，（2）点亮刺激灯以指示可以启动选择阶段，以及（3）在选择阶段呈现刺激后，使用15秒中间保持。具体来说，在试验过程中的每一个时间点，如果小鼠未能在15秒内用鼻子捅屏幕上的刺激物或通过用鼻子捅食物容器启动选择阶段，则试验终止。当小鼠完成64个试验（不包括遗漏的试验）或60分钟后（以先发生的为准）终止试验。

​实验分析：
分析因素包括样提示图像和选择期之间的延迟（0、5、10、15秒）、选择期两个图像之间的水平距离（1、2、3；从两个图像的最小距离到最大距离排序）和选择期图像之间的垂直距离（1、2；从两个图像之间的最小距离到最大距离排序）。此后，这些变量分别缩写为延迟、水平距离和垂直距离。水平距离和垂直距离类别中两个选择图像的相对位置。

• C57BL/6J小鼠和DBA/2J小鼠完成训练阶段所需的训练次数没有显著差异
• C57BL/6J小鼠在0、5和10秒延迟时的正确率显著高于DBA/2J小鼠（图3a）。C57BL/6J小鼠和DBA/2J小鼠的表现在15秒延迟上没有显著差异。C57BL/6J和DBA/2J小鼠之间的最大差异是0秒延迟，在此期间，工作记忆对性能的影响可以忽略不计。
•  C57BL/6J小鼠和DBA/2J小鼠在最容易辨别时的表现没有差异，在此期间，两个选择相刺激以最宽的距离显示。相反，与C57BL/6J小鼠相比，DBA/2J小鼠在更困难的辨别上的表现明显受损

• 当选择相刺激出现在最宽的水平距离时，C57BL/6J小鼠和DBA/2J小鼠的性能在所有延迟都是等效的（a，d）。相反，当选择相刺激呈现在中间水平距离（b，e）和狭窄水平距离（c，f）时，DBA/2J小鼠的性能相对于C57BL/6J小鼠显著受损。这种性能损害在多个延迟时观察到，最一致的是在0秒延迟时，当模式分离而不是工作记忆预期可以解释性能变化时。无论选择相刺激之间的垂直距离如何，都可以观察到这种水平分离缺陷（a与d、b与e、c与f）。

结论：讨论
总结
使用TUNL触摸屏操作性条件反射分析，评估了小鼠（C57BL/6J，DBA/2J）、样本和选择阶段之间的延迟（0、5、10、15秒）、选择阶段刺激之间的水平距离（1、2、3）、选择阶段刺激之间的垂直距离（1、2）以及这些变量之间的相互作用对TUNL性能的影响。C57BL/6J小鼠相对于DBA/2J小鼠表现出更好的TUNL辨识；样本和选择阶段之间的延迟增加损害了TUNL辨识；增加水平距离有利于TUNL辨识；增加垂直距离会影响TUNL辨识。除了这些主要影响外，我们还观察到应变和延迟的统计显著交互作用，以及应变和水平距离的统计显著交互作用。当选择相刺激出现在最宽的水平距离时，C57BL/6J小鼠和DBA/2J小鼠的TUNL表现在所有延迟都是等效的。相反，当选择相刺激出现在较窄的距离（即，相对较难辨别）时，DBA/2J小鼠的表现相对于C57BL/6J小鼠明显受损。这种性能损害在多个延迟时观察到，最一致的是在0秒延迟时，当模式分离而不是工作记忆预期可以解释性能变化时。总的来说，这些数据揭示了DBA/2J小鼠相对于C57BL/6J小鼠的模式分离损伤，但不是工作记忆损伤。
任务参数对小鼠TUNL表现的影响：延迟、水平距离和垂直距离，延迟（b）和水平距离（图2c，d）的影响与预期一致，具体来说，辨识能力随着延迟持续时间的增加而下降，而随着水平距离的增加而提高。相比之下，垂直距离对辨识能力的影响不如预期。具体来说，在选择阶段，当样本图像和新图像出现在同一行（靠得更近）而不是不同行（相距更远）时，小鼠的表现明显更好（e，f）。这一观察结果与最初的TUNL研究（使用大鼠进行）的一般观察结果形成对比，即当实验图像较远时，模式分离最容易。对本研究中违反直觉的发现的一种可能解释是，小鼠对顶行或底行都有反应。当刺激物在同一行时，顶部或底部偏差不会影响表现。相反，当刺激位于不同的行时，对顶部或底部行做出反应的偏差会影响表现。在未来的研究中，这个问题可以通过排除垂直距离作为变量来解决（即，仅使用一行刺激）。据我们所知，水平和垂直距离对TUNL性能的显著影响从未分离。相反，刺激物之间的距离被视为一个单一变量，通过增加垂直和水平距离22进行操纵。本研究的结果表明，至少在小鼠中，水平距离和垂直距离应被视为TUNL分析的独立变量。

参考文献：Dickson, P.E., Mittleman, G. Working memory and pattern separation in founder strains of the BXD recombinant inbred mouse panel. Sci Rep 12, 69 (2022). 关于小鼠触屏系统设备的更多资料，欢迎咨询：
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