Ugo Basile 震惊反射前脉冲抑制（PPI）测试系统：检测感觉运动门控功能的关键工具

2025-08-14 12:17:48, 玉研仪器上海玉研科学仪器有限公司

当动物或人类遭遇突然且强烈的外界刺激，比如一声震耳欲聋的巨响、一道刺眼的强光，身体会不假思索地迅速做出反应。动物可能瞬间全身肌肉紧绷，惊跳起来；人类则会不自觉地颤抖、眨眼，甚至心跳陡然加速，这便是基础的震惊反射现象。这一原始反应的背后，其实暗藏着大脑独特的“过滤”能力——感觉运动门控功能。

感觉运动门控功能

感觉运动门控功能能帮助我们屏蔽掉大量无关的感觉刺激，避免信息过载。前脉冲抑制（PPI）是测量这一功能的核心指标：当一个不能引起震惊反射的弱刺激出现在强刺激前时，可显著抑制后续强刺激引发的震惊反射幅度。而患有精神疾病人群的大脑难以有效过滤冗余信息，其PPI水平显著降低，易造成认知紊乱和幻觉等症状。

对于PPI的检测能有效判断各种精神疾病及药物对感觉运动门控功能的影响。2025年，意大利费拉拉大学Sabrine Bilel团队在International Journal of Molecular Sciences发表的Acute Effects of the Psychedelic Phenethylamine 25I-NBOMe in C57BL/6J Male Mice研究中，揭示25I-NBOMe对中枢神经系统的急性毒性机制，其中Ugo Basile震惊反射前脉冲抑制（PPI）系统成为关键实验工具。

研究背景

25I-NBOMe（俗称 “N-Bomb”）作为强效致幻剂麦角酸二乙酰胺（LSD）的替代品被广泛滥用，因具有强烈的5-HT受体激动活性，可引发幻觉、心动过速等症状。尽管已有研究提示其可能影响多巴胺传递和运动功能，但关于其对感觉门控功能（如前脉冲抑制PPI）和突触可塑性的急性作用仍缺乏系统研究。

实验方法

多巴胺动态监测

伏隔核壳区（NAc shell）植入微透析探针，HPLC检测25I-NBOME（0.1-1 mg/kg）注射后DA释放。

行为学测试

自发运动活动：将小鼠置于60×60 cm的方形塑料笼中，该笼位于隔音、避光的房间内。使用Ugo Basile摄像机在多个时间点（0、5、30、60、120、180、240 和 300分钟）对小鼠的水平自发运动活动进行监测，每个时间点记录5分钟，以秒为单位计量运动时长；
反应时间测试：将小鼠置于15×15 cm的方形开放室中央，让其适应实验环境5分钟。轻轻提起小鼠尾部，将其置于距开放室底部3 cm的高度后放下，记录小鼠接触表面至肢体首次移动的时间；

拖拽测试：提起小鼠尾部，使前爪接触桌面，以20 cm/s速度向后拖拽100 cm，记录前爪步数；
加速转棒测试：将动物置于一个旋转的圆柱上，圆柱的速度会在5分钟内以恒定方式自动从0增加到60转/分钟，同时测量动物在圆柱上停留的时间。

PPI测试

使用Ugo Basile的PPI测试系统，其内部装有扬声器以产生声学刺激，通过压力传感器检测小鼠震惊反应的峰值和幅度。实验分为单独脉冲刺激（120 dB）和三种强度的预脉冲刺激（68/75/85 dB+120 dB），在小鼠适应10min的背景噪音（65 dB）后，进行总共40次的单独脉冲刺激和三种强度的预脉冲刺激实验。

突触可塑性检测

制备mPFC脑片（350 μm），记录兴奋性突触后电位（fPSP）。使用低频及高频刺激分别诱导LTD和LTP，分析25I-NBOMe对突触可塑性的影响。

图1 实验示意图

实验结论

研究发现1.0mg/kg 25I-NBOMe给药后40min，NAc shell多巴胺水平较对照组升高60%，并持续80min；0.3mg/kg 25I-NBOMe剂量无急性峰值，但3h后仍维持较高水平，表明高剂量25I-NBOMe能持续激活大脑奖赏回路，增强其滥用可能。

图2 不同剂量25I-NBOMe对小鼠多巴胺释放的影响

0.1-1.0 mg/kg剂量组30 min内反应时间均较对照组增加2-3倍，但小鼠自发运动活动、拖拽测试和加速转棒实验均无显著变化，说明25I-NBOMe主要影响小鼠感觉运动整合功能。

图3 不同剂量25I-NBOMe对小鼠运动能力及反应能力的影响

作者使用Ugo Basile震惊反射前脉冲抑制（PPI）测试系统发现给药后15min，0.1-1.0mg/kg剂量组的PPI均显著降低，且120min后仍持续PPI抑制效果，这表明25I-NBOMe会损害动物的感觉运动门控能力，该功能持续异常会进一步诱发感知扭曲、认知紊乱等精神疾病。

图4 不同剂量25I-NBOMe对小鼠震惊反射及PPI的影响

由于滥用致幻剂会破坏内侧前额叶皮层的功能，从而损害更高级的认知功能，作者研究了急性25I-NBOMe处理对内侧前额叶皮层长时程抑制（LTD）和长时程增强（LTP）的影响，发现1 μM 25I-NBOMe不影响fPSP及LTD，但完全阻断LTP形成，说明25I-NBOMe会导致长期认知障碍。

图5 25I-NBOMe对小鼠突触反应和突触可塑性的影响

研究结论

急性给予合成致幻剂25I-NBOMe会剂量依赖性地增加小鼠伏隔核壳区的多巴胺释放，延长反应时间，破坏前脉冲抑制（PPI），还会不可逆地抑制内侧前额叶皮层（mPFC）的长时程增强（LTP），且该效应不依赖5-HT₂ₐ受体激活，这些结果表明了25I-NBOMe在皮层和皮层下区域引发的神经化学及行为学效应，文章强调了需警惕这种新精神活性物质的滥用危害。

Ugo Basile震惊反射前脉冲抑制（PPI）测试系统

Ugo Basile 震惊反射前脉冲抑制（PPI）测试系统主要用于评估啮齿类动物（大小鼠）的感觉运动门控功能，助力研究精神分裂症、阿尔茨海默症等疾病的感觉运动门控异常机制，同时可应用于药物筛选、神经机制探索等领域。系统实现了实验准备与数据分析的全自动化，支持多通道并行测试，且兼容条件性恐惧等模块扩展，是神经科学和行为研究的核心工具。

产品特点

操作标准化，使用更便捷

压力传感器灵敏度和声音强度可通过固件或软件直接校准，无需人工干预，且支持多测试舱灵敏度统一；通过CBOARD01控制板实现PPI与条件性恐惧（FC）模块的快速切换，无需手动插拔设备；AUX1（刺激关联）和AUX2（环境控制）信号可通过TTL接口访问，适配多样化实验方案。

软件功能强大，适配性高

通过固件/软件直接校准传感器灵敏度，可自定义测试舱编号，摆脱操作系统限制，实验协议通过 “模块拼接” 图形化编程设计，无需代码基础。

多模式刺激与高灵活性

提供白噪音、频率噪音、光、吹气等多种前脉冲和主脉冲刺激，噪音强度范围65-120dB，频率100Hz-18KHz；实验次数、刺激类型、时间间隔（如前脉冲-脉冲间隔）等均可自定义，满足不同研究设计需求。

高通量与扩展性强

最多支持4通道同时测试，大幅提升实验效率；测试箱内置电子组件，添加摄像头和软件后可无缝升级为条件性恐惧系统。

适配多种动物模型

提供多种尺寸固定器，适配不同体重的啮齿类动物（小鼠、大鼠，体重范围覆盖100克以下至400克），确保实验稳定性与准确性。

应用方向

精神疾病研究

常用于精神分裂症、自闭症、强迫症等疾病模型的验证，这些疾病常伴随PPI缺陷，可通过检测PPI变化探究病理机制。

药物研发与筛选

评估候选药物对感觉运动门控的改善作用，例如抗精神病药物是否能逆转模型动物的PPI缺陷，为药物疗效提供行为学依据。

毒理学评估

检测新精神活性物质（NPS）的神经毒性，通过PPI异常程度判断其对认知功能的潜在危害，为毒品监管提供实验支持。

Ugo Basile简介

Ugo Basile公司于1963年在意大利米兰创立，公司创始人Ugo Basile先生曾是米兰大学兽医生理学系的首席实验技术员。他在开发和改良动物实验仪器方面拥有丰富的经验，成功推出多种广受好评的先进仪器。经过数十年的发展和不断的技术革新，Ugo Basile已经成长为一家专注神经科学领域实验方法、实验仪器开发的创新型公司。公司旗下产品作为全球科研工作者所信赖的科研工具，得到了数万篇文献引用。Ugo Basile也致力于与科研人员合作，将实验室原型机转化为商用仪器，令广大消费者受益。

扩展阅读

Bilel, S. et al. (2025), “Acute Effects of the Psychedelic Phenethylamin* 25I-NBOMe in C57BL/6J Male Mice”. International Jourmal of Molecular Sciences
Bassi. M. et al. (2024), “Pharmaco-toxicological effects of the novel tryptamin* hallucinoge* 5-MeO-MiPT on motor, sensorimotor, physiological, and cardiorespiratory parameters in mice—from a human poisoning case to the preclinical evidence”, Psychopharmacology
Corli, G. et al. (2023), “MAM2201 acute administration impairs motor, sensorimotor, prepulse inhibition, and memory functions in mice: a comparison with its analogue AM2201”, Psychopharmacology
Tirri, M. et al. (2022), “Effect of -NBOMe Compounds on Sensorimotor, Motor, and Prepulse Inhibition Responses in Mice in Comparison With the 2C Analogs and Lysergic Acid Diethylamide: From Preclinical Evidence to Forensic Implication in Driving Under the Influence of Drugs”, Frontiers in Psychiatry
Marti, M. at al. (2021) “New insights into methoxetamine mechanisms of action: Focus on serotonergic 5-HT2 receptors in pharmacological and behavioral effects in the rat”, Experimental Neurology
Tirri, M. et al. 2020, “Acute DOB and PMA Administration Impairs Motor and Sensorimotor Responses in Mice and Causes Hallucinogenic E cts in Adult Zebrafish”, Brain Sciences
Bilel, S,. et al. 2019, “Pharmacological and Behavioral Effects of the Synthetic Cannabinoid AKB48 in Rats”, Frontiers in Neuroscience
Braff, D. L. et al. 2001, “Human studies of prepulse inhibition of startle: normal subjects, patient groups, and pharmacological studies”, Psychopharmacology
M. Koch: “The Neurobiology of Startle” Prog Neurobiol. 59(2):107-28, 1999
H.S. Hoffman, M. Fleshker, 1963, “Startle Reaction: Modification By Background Acoustic Stimulation”, Science
R.R. Marsh et alia: “The Role of Small Changes in the Acoustic Environment in Modifying the Startle Reflex” J Exp Psychol Anim Behav Process, 1(3): 1975

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