噪音干擾對(duì)小鼠體重和記憶能力的影響

周東升，鄔 歡，龍九妹

(衡陽師范學(xué)院 生命科學(xué)與環(huán)境學(xué)院，湖南 衡陽 421008)

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境的變化，越來越多的人收到了噪音的影響，噪音對(duì)人身體健康的危害也愈發(fā)引起人們的重視[1]。在噪音的干擾下，人們注意力不集中，容易疲憊，煩躁不安，對(duì)認(rèn)知能力有可能產(chǎn)生影響。研究表明，噪音對(duì)人的身心健康和思維能力容易產(chǎn)生不良影響[2-3]。為了更深刻地認(rèn)識(shí)噪音的危害，研究其對(duì)小鼠的記憶能力的影響是十分有必要的。盡管有很多學(xué)者已經(jīng)對(duì)噪音對(duì)小鼠的學(xué)習(xí)及記憶能力做了一些的研究，但主要是關(guān)于慢性噪音，輕音樂對(duì)小鼠的記憶、學(xué)習(xí)及睡眠能力的影響[4-8]。而日常生活中的噪音主要是嘈雜噪音，對(duì)于嘈雜噪音對(duì)小鼠體重和記憶能力的影響尚未見深入研究。本研究將主要關(guān)注嘈雜噪音對(duì)小鼠的體重和記憶能力的影響，對(duì)理解和避免環(huán)境噪音對(duì)人類健康影響提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，為此類噪音對(duì)人體健康的影響提供理論參考。

1 材 料

選用健康昆明種小鼠60只，體重26 g±4 g，由南華大學(xué)動(dòng)物中心提供。飼養(yǎng)環(huán)境為12 h白晝交替，每天更換普通飼料和飲用水，更換清潔小鼠墊料(鋸木屑)。給予光照，溫度為25 ℃±5 ℃。小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)7日后，隨機(jī)分為4組，進(jìn)行試驗(yàn)。噪音來源于馬路上的高分貝交通噪音，錄下噪音并通過播放高分貝噪音促使小鼠保持清醒，干擾其正常的作息時(shí)間。噪音干擾時(shí)間：每天上午8:00至上午10:00，下午3：00至5：00.處理對(duì)象：第1組，對(duì)照組，不進(jìn)行噪音干擾；第2組，噪音干擾5天；第3組，噪音干擾10天；；第4組，噪音干擾15天。正常飼喂與飲水。

2 方 法

2.1 體重的測(cè)定

噪音干擾后，用電子稱稱取每組噪音干擾小鼠的體重。并觀察其一般行為表現(xiàn)。

2.2 小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的測(cè)定

2.2.1 Y型迷宮的設(shè)計(jì)

Y型迷宮視頻跟蹤分析系統(tǒng)(Y-Mazes)的三臂互為120度角，呈三等分輻射狀(見圖1)。是一種用于研究動(dòng)物空間記憶的迷宮模型。一般用于動(dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶能力的測(cè)定，它由一個(gè)中心區(qū)和其周圍連接的三條臂(起始臂，安全區(qū)臂，危險(xiǎn)區(qū)臂)組成，被廣泛應(yīng)用于學(xué)習(xí)記憶、神經(jīng)生物學(xué)、動(dòng)物心理學(xué)及行為生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科的科學(xué)研究和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等領(lǐng)域，是高等院校開展行為學(xué)研究尤其是學(xué)習(xí)與記憶研究的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)裝置[9]。

開始訓(xùn)練時(shí)，小鼠可能會(huì)跑向危險(xiǎn)區(qū)，受到膠布粘住后，才開始轉(zhuǎn)向安全區(qū)，多次訓(xùn)練后，小鼠會(huì)立即沖向安全區(qū)，稱為主動(dòng)回避反應(yīng)[10-11]。本實(shí)驗(yàn)用紙盒制作Y型迷宮的三臂，一臂放小鼠飼料，用作安全區(qū)；另一臂粘滿膠布，用作危險(xiǎn)區(qū)。當(dāng)小鼠踏入危險(xiǎn)區(qū)時(shí)，會(huì)被膠布黏住。

圖1 Y型迷宮示意圖

2.2.2 記憶能力的測(cè)定

將小鼠放在Y型迷宮中使其適應(yīng)3～5 min，用木棍輕敲小鼠，使小鼠到達(dá)安全區(qū)，以十次到達(dá)安全區(qū)[5]所需要的次數(shù)來表示小鼠的記憶能力。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，對(duì)數(shù)據(jù)分布進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

4 結(jié)果與分析

4.1 小鼠體重及一般行為觀察

小鼠體重的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。小鼠體重在5 d、10 d 和15 d噪音處理后,較對(duì)照組均有降低，其中5 d處理組與對(duì)照組無顯著性差異(P> 0.05)；但10 d和15 d處理組與對(duì)照組相比較，差異顯著 (P< 0.05)。實(shí)驗(yàn)組小鼠的進(jìn)食量明顯低于對(duì)照組，且體重增長(zhǎng)速度也明顯低于對(duì)照組。在實(shí)驗(yàn)組小鼠剛開始接觸噪音時(shí)，小鼠表現(xiàn)很恐慌，活動(dòng)加快，經(jīng)過一段時(shí)間后，小鼠表現(xiàn)較遲鈍，平時(shí)活動(dòng)減少。

表1 噪音對(duì)小鼠體重的影響Table 1 the effect of noise disturbance on body weight

注：組間比較，表中體重?cái)?shù)據(jù)均為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”； *表示同列數(shù)據(jù)有顯著差異 (P<0.05)

4.2 對(duì)記憶能力的影響

噪音對(duì)小鼠記憶能力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。小鼠5 d噪音處理后,與對(duì)照組相比到達(dá)安全區(qū)的次數(shù)無顯著差異(P>0.05)；但10 d處理組與對(duì)照組相比較，到達(dá)安全區(qū)的次數(shù)明顯提高，差異顯著(P<0.05)，說明其記憶收到了不良影響。15 d處理組與對(duì)照組相比較，差異極顯著(P<0.01)，說明其記憶保持能力遠(yuǎn)低于對(duì)照組小鼠。

表2 噪音對(duì)小鼠記憶能力的影響Table 2 the effect of noise disturbance on learning ability

注：組間比較，表中到達(dá)次數(shù)數(shù)據(jù)均為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”； *表示同列數(shù)據(jù)有差異顯著(P< 0.05)；**表示同列數(shù)據(jù)有極顯著差異 (P<0.01)

5 討論與結(jié)論

5.1 噪音干擾對(duì)小鼠體重和一般行為的影響

噪音干擾會(huì)影響動(dòng)物多項(xiàng)生理活動(dòng)，也會(huì)影響一些與物質(zhì)和能量代謝相關(guān)的酶的生理活性，最終對(duì)動(dòng)物的新陳代謝帶來影響，有可能在動(dòng)物體重的變化上帶來反應(yīng)，因此，觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物噪音干擾期間的體重變化狀況，能有效地反應(yīng)噪音對(duì)動(dòng)物新陳代謝等生理狀況的影響。

在稱量各組小鼠體重后發(fā)現(xiàn)，噪音干擾在短時(shí)間(5 d)不會(huì)對(duì)小鼠體重產(chǎn)生明顯影響，但隨著噪音干擾時(shí)間(10 d，15 d)的延長(zhǎng)，小鼠體重呈明顯的下降趨勢(shì)。這說明隨著噪音干擾時(shí)間延長(zhǎng)，其對(duì)小鼠基礎(chǔ)新陳代謝的影響會(huì)增大。一般行為的觀察表明，實(shí)驗(yàn)組小鼠的進(jìn)食量明顯低于對(duì)照組，在實(shí)驗(yàn)組小鼠剛開始接觸噪音時(shí)，小鼠表現(xiàn)很恐慌，活動(dòng)加快，經(jīng)過一段時(shí)間后，小鼠表現(xiàn)較遲鈍，平時(shí)活動(dòng)減少，煩躁易激怒。這說明嘈雜噪音干擾可對(duì)動(dòng)物對(duì)日常活動(dòng)和心理狀況產(chǎn)生不良影響。

5.2 噪音干擾對(duì)小鼠記憶能力的影響

關(guān)于噪聲對(duì)動(dòng)物記憶能力影響的研究一直受到人們的廣泛關(guān)注，大量實(shí)驗(yàn)證明噪音可以導(dǎo)致小鼠的學(xué)習(xí)及記憶能力下降，噪音干擾涉及身體健康的多個(gè)方面尤其是神經(jīng)系統(tǒng)方面的影響更為嚴(yán)重[12]。

當(dāng)前將記憶分為陳述性記憶和非陳述性記憶。陳述性記憶是一種進(jìn)入了意識(shí)系統(tǒng)，儲(chǔ)存在海馬、內(nèi)側(cè)顳葉、間腦以及他們之間形成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，陳述性記憶又分為短時(shí)記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶。而非陳述性記憶是沒有意識(shí)成分參加的，只與刺激相關(guān)[13]。

有研究認(rèn)為，噪聲干擾后的小鼠，其記憶能力下降的機(jī)制可能分為以下幾種：第一，噪聲暴露導(dǎo)致小鼠暫時(shí)性的腦缺血、缺氧，從而抑制了小鼠神經(jīng)細(xì)胞的正常活動(dòng)[14]，從而可能使小鼠的學(xué)習(xí)能力下降；第二，還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，噪聲影響學(xué)習(xí)記憶能力與動(dòng)物大腦部分的海馬有關(guān)。海馬在學(xué)習(xí)記憶當(dāng)中的重要性不可忽視[15]。

從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，長(zhǎng)時(shí)間嘈雜噪音的暴露在一定程度上會(huì)影響小鼠記憶過程，使得小鼠的記憶能力大幅下降。這說明了人類長(zhǎng)期處于嘈雜噪音環(huán)境下也有可能造成記憶等神經(jīng)認(rèn)知方面的不良影響。

[1] 魏蔚.城市噪聲污染現(xiàn)狀及防治對(duì)策[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2012(1):43-44.

[2] 韓厲萍,吳興裕,李學(xué)義,等.噪聲對(duì)人思維能力的影響[J].航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程,1999(1)：31-34.

[3] 蘇曉婷,毛靜馥,王永權(quán).試論噪音對(duì)人身心健康的影響[J].中國公共衛(wèi)生管理,1998(2):149-150.

[4] 任榕娜.陳新民.孔祥英.避暗及迷宮實(shí)驗(yàn)研究鋅缺乏及鋅過量時(shí)對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué),1997，24(1):17-19.

[5] 王艷.噪聲干擾對(duì)小鼠學(xué)習(xí)和記憶的影響[J].畜牧與飼料科學(xué),2010(8):45-47.

[6] 楊占軍,張志穩(wěn).不同環(huán)境的培養(yǎng)對(duì)小白鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響[J].心理科學(xué),1994(2):119.

[7] 石麗娟,董榕,孫豐.魚腥草注射液對(duì)噪聲引起的小鼠學(xué)習(xí)記憶功能改變的作用[A].中華醫(yī)學(xué)會(huì)行為醫(yī)學(xué)分會(huì).中華醫(yī)學(xué)會(huì)首屆國際行為醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)暨第九次全國行為醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C].中華醫(yī)學(xué)會(huì)行為醫(yī)學(xué)分會(huì),2007:4.

[8] 張志穩(wěn),楊占軍.噪聲對(duì)小白鼠條件反射建立的影響[J].河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1998(2):107-108.

[9] 趙崇侃.程光.陳啟盛.一種智能化的Y型迷宮[J].中國應(yīng)用生理學(xué)雜志,1997,13(4):363-364.

[10] 王躍春,王子棟,孫黎明,等.動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶能力的Y-型迷宮測(cè)試法(綜述)[J].暨南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與醫(yī)學(xué)版),2001(5):137-140.

[11] 王躍春.大鼠Y-型迷宮測(cè)試法的篩選與優(yōu)化[J].中國行為醫(yī)學(xué)科學(xué),2005(1):56-58.

[12] 徐曉虹,王良斌,楊少偉,等.小鼠學(xué)習(xí)記憶行為與腦內(nèi)脂褐素含量的關(guān)系[J].中華老年醫(yī)學(xué)雜志,1998(2):17-19.

[13] 黃明.噪聲對(duì)小鼠學(xué)習(xí)和記憶的影響及其相關(guān)機(jī)制的研究[D].武漢:華中師范大學(xué),2008.

[14] 呂和平,任愛紅,武曉洛,等.海馬在學(xué)習(xí)記憶中的作用研究進(jìn)展[J].洛陽醫(yī)專學(xué)報(bào),2002(4):354-355.

[15] 湯艷.噪聲對(duì)幼鼠學(xué)習(xí)記憶的影響及其機(jī)制研究[D].重慶：重慶醫(yī)科大學(xué),2008.

(編校 陳志陽)