吴聊大鼠，大家好，我是上海欣软的吴文远。
海马脑区是大脑中参与学习记忆过程、调节认知功能的重要组成部分，海马齿状回在空间行为中起着至关重要的作用。重复经颅磁刺激（repeated transcranial magnetic stimulation，RTMS）是一种应用在认知与神经科学领域的非侵入性、无创的大脑刺激与调控技术。大量文献报道，重复经颅磁刺激可以重塑神经连接和诱导神经可塑性，以及提高神经元兴奋性和改善认知功能等。但经颅磁刺激的具体作用机制尚不明确。本文的主要目的是研究在昆明小鼠大脑自然老化过程中，高频重复经颅磁刺激对其认知功能与神经兴奋性的影响。
1材料与方法
1.1 实验设计
研究采用不同年龄段昆明小鼠，每个年龄段小鼠按照是否接受刺激分为实验组与对照组。刺激结束后进行新物体识别实验。图1为实验流程。
1.2 实验动物及分组
实验所需的青年小鼠（2月龄）、成年小鼠（9月龄）、老年小鼠（14月龄）各12只。饲养小鼠的实验环境温度维持在（25±1）℃，湿度维持在50%～60%，给予小鼠充足的食物与水，12小时光照与黑暗交替循环。每个年龄段的小鼠被随机分成两组，即刺激组与对照组。
1.3 重复经颅磁刺激实验
刺激组的实验参数采用高频20Hz，刺激强度约为0.3T，每天1000个脉冲刺激，连续进行15天。对照组小鼠接受伪刺激，将线圈翻转垂直于小鼠头部且离开一段距离，小鼠只能听到刺激声音而不接受刺激。刺激在每天上午8:00～10:00进行。
1.4 新物体识别
新物体识别测试一共分为四个阶段，即适应期、训练期、测试Ⅰ期与测试Ⅱ期。在适应期，每只小鼠被单独放入空置的新物体识别箱体中自由活动20min。适应期结束24h后进行训练期测试，两个相同的物体被平行且靠近箱体一侧放置在箱体底部，每只小鼠被单独放入箱体中自由探索10min。训练期结束1h后进行测试Ⅰ期的实验，其中一个物体被一个形状颜色不一但尺寸相当的新物体替代，每只小鼠被单独放入箱体中自由探索5min，并用摄像机跟踪记录。
测试Ⅰ期结束的24h之后进行测试Ⅱ期的实验，另一个旧物体被另一个形状颜色不一但尺寸相当的新物体替代，每只小鼠被单独放入箱体中自由探索5min，并用摄像机跟踪记录。在不同的实验阶段和每两只小鼠任务之间，箱体与物体都要用70%的酒精擦拭，避免动物遗留气味对自由探索行为造成干扰。新物体识别实验设计流程见图2。
测试Ⅰ期与测试Ⅱ期的小鼠行为被跟踪记录，并据此单独分析每只小鼠探索新物体的时间和T1与探索旧物体的时间和T2，计算得到测试Ⅰ期与测试Ⅱ期的认知指数CI(1h)与CI(24h)。认知指数计算公式为CI=T1/(T1+T2)。
1.5 数据及统计分析
数据分析采用Two-way ANOVA分析方法，年龄与治疗方式（有无磁刺激）作为两个主因素。事后分析即组别之间的多重比较采用Bonferroni-test矫正下的成对t检验分析方法。统计结果以均数±标准差的方式呈现，检验水准为0.05。
2 实验数据及分析结果
新物体识别如图3a所示，对测试Ⅰ期认知指数的分析表明，年龄（F(2,30)=8.858，P<0.001）与治疗方式（F(1,30)=10.73，P<0.01）均表现出了显著的主因素效应，且年龄与治疗方式表现出了显著的交互效应（F(2,30)=7.536，P<0.01）。事后分析结果表明，老年对照组的测试Ⅰ期认知指数显著低于青年对照组与成年对照组，老年刺激组的测试Ⅰ期认知指数显著高于老年对照组。
如图3b所示，对测试Ⅱ期认知指数的分析表明，年龄（F(2,30)=0.9518，P=0.3974）没有表现出显著的主因素效应，治疗方式（F(1,30)=4.267，P<0.05）表现出了显著的主因素效应，年龄与治疗方式表现出了显著的交互效应（F(2,30)=24.34，P<0.001）。事后分析结果表明，老年刺激组的测试Ⅱ期认知指数显著高于老年对照组。新物体识别数据分析的结果表明，小鼠在大脑自然老化的过程中，其与空间记忆相关的认知能力是逐渐衰退的，高频重复经颅磁刺激可以显著改善年龄老化引起的认知能力的损伤。从对照组测试Ⅰ期与Ⅱ期认知指数的整体分布来看，Ⅰ期认知指数明显高于Ⅱ期认知指数，或可暗示小鼠在空间记忆相关的行为任务中短期记忆能力比长期记忆能力更强。
3讨论
基于啮齿类动物对新事物自主探索的天性，新物体识别测试被用来获取与空间记忆相关的信息。这种类型的测试可以用来研究海马在空间和工作记忆水平甚至是在认知形成过程中的功能。本研究进行了短期与长期的学习记忆和空间探索能力的测试，结果显示老化伴随认知衰退，而高频重复经颅磁刺激可以显著缓解老年小鼠的这一认知损伤。
