01简介

 

跑台实验（Treadmill Exercise, TT）是一种广泛应用于生物医学研究领域的实验方法，主要用于评估动物的运动能力、研究运动对生理功能的影响，以及探索运动相关的疾病机制。这种实验方法因其可以模拟自然环境下的运动状态而被广泛采用。

 

02实验原理

 

跑台实验（Treadmill Exercise, TT）的基本理念是利用跑步机作为一种机制，用于对小型动物（如大鼠和小鼠）进行体能训练和评估。这种方法在探索运动能力、神经功能和代谢过程方面发挥着关键作用。此设置的核心是一个移动的传送带，其表面质地有助于动物保持抓地力，确保动物在移动时能够维持稳定。

 

为了激励动物移动并调节其速度，装置的末端配备了一系列刺激设备。这些设备包括用于轻微电击的电极、产生声音的机制、灯泡和气流喷射装置，所有这些都作为激励因素。跑台设置中的每一个通道都有自己的一套这样的刺激设备，独立运作，以确保特定的、受控的刺激。

 

原理很简单：如果动物犹豫不前或速度低于设定的阈值，它会不经意地向后移动，触发这些刺激设备。这种互动导致电击或其他形式的刺激，迫使动物恢复以跑步机设定的速度跑步。

 

03实验方法

 

在进行跑台运动实验的过程中，细致监测大鼠的运动表现及其运动能力的变化是至关重要的，以防运动导致的过度疲劳。实验期间，需确保大鼠的日常管理，包括每日补充食物、更换水源和进行清洁，同时每周测量并记录大鼠的体重及食物摄入量。

 

实验操作步骤简述如下：

 

1. 启动实验软件，点击“开始设置”按钮（按钮会变绿色），此时系统会加载上一次的实验参数设置。

（1）总时间：输入或调整实验的总时长，可直接在输入框内键入或使用旁边的按钮调整，每次调整的时间增量为1分钟。

（2）跑步时间：设定大鼠跑步的具体时长，调整方式与设置总时间相同。

（3）休息时间：输入大鼠的休息时间，调整方法与总时间相同。

（4）刺激设定：设置电刺激的强度，通过旁边的按钮进行调节，每次调整的电流增量为0.05mA。

（5）选择COM端口：选定连接计算机的串口线通信端口，通常默认设置为COM1。

（6）速度设定：调整跑台转速，每次调整的速度增量为1m/min，支持实验进行中的实时调节。

（7）声音刺激：在实验开始后，可控制是否进行声音刺激。

（8）光刺激：在实验开始后，可控制是否进行光刺激。

（9）电刺激：在实验开始后，可控制是否进行电刺激。

 

2. 完成参数设置后，点击“开始实验”按钮，此时电机启动，实验数据将实时显示在界面的右侧蓝色区域，并以表格形式呈现在右下角。

 

3. 实验可以通过点击“实验结束”按钮随时终止，达到预设的实验时间后实验也将自动停止。

 

04注意事项

 

1. 实验前准备：

   - 动物需先经过一周的环境适应期，以适应实验室的生活条件。

   - 随后的第二周，开始跑台的适应训练，持续时间从几分钟到一周不等，逐步增加每日训练的时间、跑步机的速度和倾斜度。

 

2. 刺激方式：

   - 实验常用声光刺激促使动物运动。电刺激直接作用于动物体表，可能影响生理测量值；而光刺激为非接触式，通常不会干扰生理数据。

   - 当电、声、光刺激结合使用时，动物能够学会声光信号预示的电刺激，从而在听到声音或见到光线时即刻响应，跳至跑台运动，减少电刺激的负面影响。

   - 还可以使用气体刺激，作为一种更为温和、对动物无害的激励方式。

 

3. 实验设置：

   - 根据研究需求自定义跑台的运行速度和倾斜角度。

   - 维持实验环境温度在(24±2)℃。

 

4. 动物筛选：

   - 动物筛选过程中，将大鼠放入试验舱内1分钟，施加约0.8mA的电刺激。

   - 受刺激后，能够立即跳入并在跑台上奔跑的大鼠被选用于实验，而那些拒绝奔跑的则被淘汰。

 

05案例展示

 

                                                                         

（图片来源于网络）