滾輪跑步機實驗 (Rotarod test)
滾輪跑步機實驗（rotarod test）是將小鼠或大鼠放在一定高度的滾輪桿上，以強迫跑步的方式，來評估它們的運動能力（motor coordination），耐力（endurance） 及肌肉力量（muscular strength）的實驗方法之一。最早是於 1957 年，由 N. W. Dunham 及 T. S. Miya 所發表的一種實驗方法，用來檢測大小鼠神經功能缺陷。正常小鼠可於轉動的滾輪上維持數分鐘，而有神經功能缺陷或運動能力受損的小鼠，則很快的掉落下來，以此來判別小鼠的運動協調能力或平衡感。滾輪跑步機經過多年來不斷的改良，目前已全面自動化，亦具有定速或加速模式等功能，並可紀錄實驗動物在滾輪上跑步時間及轉速，常見的跑步機型通常一次最多可同時放 5 隻小鼠。
滾輪跑步機實驗可應用於腦部或神經損傷、運動協調性、抗疲勞、神經退化性疾病及藥物效果評估等方面，尤其對於小腦受損所造成的運動障礙評估是更加敏感。一般而言，滾輪跑步機的運動表現，最主要是受到運動協調能力和心肺耐力所影響，但有文獻報導，若將原本常見的滾輪跑步機實驗條件改變，以直徑較粗（約 9 cm）的旋轉桿，配合較低轉速約 10 rpm，每天進行 5 次試驗，連續進行 4 天，則可用來評估小鼠運動方面的學習能力。
實驗注意事項：
- 通常於行為實驗前幾天，實驗操作人員應每天抓取小鼠一次，置於手掌上數分鐘，觀察小鼠作出放鬆行為（如理毛），以利其適應抓取過程，降低被抓取的壓力。
- 至少於實驗進行 30 分鐘前，將小鼠與其鼠籠，移至行為室，讓小鼠適應行為室內環境。
- 給予適合小鼠溫濕度的環境（溫度約為 18-28 度之間，濕度則為 30-70%之間）。
- 行為室內要保持安靜，避免噪音或突然的聲響。
實驗步驟（機器設定方式，依各廠牌機型為準）：
- 設定滾輪跑步機各種參數，如定速、加速或變速
- 訓練流程
初次實驗前的訓練
（1）第一批小鼠放至滾輪跑步機上，靜置數分鐘（視實驗所需，自行設定） （2）以 70%酒精清潔機器，去除糞便、尿液及氣味 （3）每批小鼠重複上述（1）、（2）步驟，直至所有小鼠都進行過此兩步驟 （4）確保小鼠至少休息 10 分鐘以上，再進行步驟（5） （5）第一批小鼠放至滾輪跑步機上，固定轉速 4 rpm，跑 1 分鐘 （6）以 70%酒精清潔機器，去除小鼠糞便、尿液及氣味 （7）每批小鼠重複上述（5）、（6）步驟，直至所有小鼠都訓練完畢 （8）確保小鼠 休息至少 10 分鐘後，再開始正式實驗
每日第一回合之前的訓練
（1）小鼠放至滾輪跑步機上，固定轉速 4 rpm，跑 1 分鐘 （2）以 70%酒精清潔機器，去除糞便、尿液及氣味 （3）每隻小鼠皆重複上述（1）、（2）步驟，並至少休息 10 分鐘以上
- 正式實驗流程：
（1）滾輪跑步機設定好參數後，以 4 rpm 開始旋轉 （2）第一批小鼠放上滾輪跑步機 （3）按下開始鍵，跑步機速度於 5 分鐘內，由 4 rpm 加速至 30 rpm，接著定速於 30 rpm，再跑 5 分鐘 （4）記錄每隻小鼠從滾輪上掉落的時間 （5）10 分鐘跑步時間結束後，將小鼠放回鼠籠，休息至少 10 分鐘以上 （6）以 70%酒精清潔機器，去除糞便、尿液及氣味 （7）下一批小鼠重複上述（1）-（6）步驟，直至所有小鼠都跑完一次，稱為一回合（trial） （8）每隻小鼠一天跑 3 回合，連續進行 2 天 （9）統整每隻小鼠於滾輪上跑步的平均時間，進行統計分析
滾輪跑步機實驗，小鼠需先加以訓練後，才可開始正式實驗。各種參數的設定，如選擇定速或加速，加速的快慢或範圍，跑步時間的長短，每日實驗次數，連續實驗天數，這些實驗設計，對小鼠來說，都是不同的運動強度，故可依實驗所需，自行設計。小鼠於滾輪跑步機一開始計時的 10 秒內掉落，則須將小鼠抓回輪桿上，繼續進行實驗。每隻小鼠兩次跑步至少需相隔 10 分鐘以上，讓小鼠有充分的休息。實驗統計分析中，若於滾輪上跑步的時間越長，代表其運動表現較佳。
參考資料：
- Deacon, RM. Measuring Motor Coordination in Mice. J Vis Exp. 2013；（75）, e2609.
- Dunham MS, Miya TA. A note on a simple apparatus for detecting neurological deficit in rats and mice. JAm Pharm Assoc Sci Ed.1957；46：208–209.
- Osmon KJ, Vyas M, Woodley E, Thompson P, Walia JS. Battery of Behavioral Tests Assessing General Locomotion, Muscular Strength, and Coordination in Mice. J. Vis. Exp. 2018；（131）, e55491.
- Shiotsuki H, Yoshimi K, Shimo Y, Funayama M, Takamatsu Y, Ikeda K, Takahashi R, Kitazawa S, Hattori N. A rotarod test for evaluation of motor skill learning. J Neurosci Methods. 2010；189（2）：180-185.
**關鍵字：**rotarod test, behavioral test, motor coordination, 滾輪跑步機, 運動能力, 行為測試, 小鼠
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