為了有系統的研究腦缺血的病理生理以及治療方法，必須建立一個 可以與人類相類似病理變化之動物模型。
2.2.1 為什麼要使用動物模型來研究腦缺血(29.50)？
(1) 人類發生腦中風的原因及病變部位變異很大，在研究上無法一 致，所以需要動物實驗模型。
(2) 有些組織病理，生化及生理的研究需要侵入性的手術及直接取得 腦組織才能進行研究，因牽涉倫理道德，無法於人類執行。
(3)人類腦中風發生時的資訊不容易獲得，只能藉實驗室來了解。
2.2.2 本研究用囓齒類動物(rodents)做為腦梗塞實驗模型的理由？
雖然大型物種如貓、狗、兔和猿類也曾用作腦缺血研究(51.52.53)，但 實驗常用囓齒類動物的理由如下：
(1) 動物價格低廉。
(2) 實驗費用較低。
(3) 同血統品系交配繁殖，較有均一性。
(4) 與人類腦血管結構及生理接近。
(5) 腦部體積較小適合固定及冷凍包埋，及做生化分析。
(6) 運動障礙如半身不遂，行為、學習、記憶等容易觀察。
(7) 環境生態或倫理觀點較易被接受。
(8) 尋找參考資料容易。
2.2.3 腦缺血動物模型分類
2.2.3.1 全腦缺血模型(models of global ischemia)：大部分為短暫 性，影響擴散全腦。
1. The Two-Vessel Occlusion Model of Forebrain Ischemia 將大鼠兩側總頸動脈阻斷，配合全身性血壓降低可造成高度前腦缺血
(54)。 此 動 物 模 型 易 導 致 海 馬 區 的 CA1 pyramidal 、 尾 核 被 殼 (Caudoputamen)、neocortex 的神經細胞損傷(55.56)。
Two-vessel occlusion model 具有開刀一次即可產生高度前腦缺血的 優點。適合慢性研究，而且失敗率相當的低。但一段時間的腦缺血後易 產生缺血後發作(seizure)(56)，又因動物無意識，所以行為改變無法評 估。
2. The Four-Vessel Occlusion Model of Forebrain Ischemia Four-vessel occlusion model 由二個階段所誘導產生(57)。
第一階段：從 Wistar 大鼠的腹部頸中線切開，將總頸動脈外露並放 置動脈夾。接著將大鼠的背部切開，找出第一頸椎的 alar foramina，
使用一支小單極電凝針，穿過 alar foramina 電凝椎動脈(57.58)，這個 階段容易損傷腦幹。
第二階段：經過 24 小時後產生前腦缺血，移除動脈夾讓血液再灌流。
此種動物模型，大約有 3/4 的大鼠會有反應遲鈍和失去翻正反射。其優 點是有足夠缺血反應，可應用在組織病理的評估(57.59)。
four-vessel occlusion model 只要 30 分鐘的腦缺血，就會導致海馬 組織的傷害，造成記憶損傷(60)，但在第一階段只有 50 % 的成功存活率，
又須防止缺血後癲癇發作所引起的併發症。
3. Global ischemia by neck tourniquet
藉著一個圍繞在麻醉大鼠頸部的壓力環帶，以大約 600-700mmHg 的高 壓阻斷了頭部的動脈和靜脈血流，而造成腦缺血(61)。此模型沒有廣泛 的被接受。
4. Decapitation
斷頭瞬間即造成無法逆轉的大腦缺血狀態(62.63.64.65)，此模型常用於 代謝上的研究。
5. The Levine Preparation of Hypoxia-Ischemia and Its Modifications 將 Wistar 老鼠的單邊 CCA 結紮一天後，慢慢暴露在缺氧環境大約 45 分鐘，此模型會造成灰質和白質的損傷，尤其海馬區最嚴重(66)，其缺 點因大腦不是真正的缺血，所以實驗的結果不是由真實全腦缺血所產 生。
2.2.3.2 局部腦缺血(models of focal ischemia, with or without reperfusion)：最終導致局部壞死或梗塞。
1. Middle Cerebral Artery (MCA) Occlusion
因為與人類腦梗塞臨床表現相似，所以 MCA 阻斷的大鼠模型愈來愈被 廣泛應用。
Tamura(67)提出由顳骨下(subtemporal)手術方式，可以阻斷 proximal MCA，導致皮質和 caudoputamen 梗塞。Bederson(33)的觀察結果發現 MCA 阻斷的位置和程度之不同，會造成不同程度的病理、生理變化。Proximal MCA 阻斷模型已廣泛地應用於評估治療藥物效果，如 calcium channel blockers 和 excitatory amino acid antagonists 等(68.69)。
2. The Spontaneously Hypertension Rat (SHR) as a Stroke Model SHR 老鼠對腦血管阻斷非常敏感(70)，若將 SHR 兩邊的 CCA 的血流阻 斷，會導致很大的腦梗塞(71.72)面積 。SHR 老鼠，阻斷 MCA 血流所導致 的皮質梗塞面積比其它正常血壓老鼠大(73.74.75)。
3. Photochemically Induced Focal Cerebral Thrombosis
在組織器官內給予感光性染料，使用特殊波長的光線照射，可誘導血 小板凝集(76)。Watson 等人應用這個技術，在老鼠的皮質產生血栓梗塞
(77)，這個模型缺點是與人類的血栓中風不同。