【柏仁医学】动物行为实验专题：动物行为学实验

简述：

  动物行为学实验研究的对象包括动物的沟通行为、情绪表达、社交行为、学习行为、繁殖行为等。

  由于动物行为学对于动物学习和认知等方面的研究、以及与神经科学的相关性，它对心理学、教育学等学科也产生了一定的影响。

动物行为学实验常用方法：

高架十字迷宫实验：

  高架十字迷宫（High plus maze）是利用动物对新异环境的探究特性，和对高悬敞开臂的恐惧形成矛盾冲突行为，来考察动物的焦虑状态。高架十字迷宫具有一对开臂和一对闭臂，啮齿类动物由于嗜暗性会倾向于在闭臂中活动，但出于好奇心和探究性又会在开臂中活动，在面对新奇刺激时，动物同时会产生探究的冲动与恐惧，这就造成了探究与回避的冲突行为，从而产生焦虑心理。  

  而抗焦虑药物能明显增加进入开臂的次数与时间，高架十字迷宫距离地面较高，相当于人站在峭壁上，使实验对象产生恐惧和不安心理。

  目前，高架十字迷宫被广泛应用于新药的开发、筛选、评价等当面，同时运用于药理学、毒理学、预防医学、神经生物学、动物心理学及行为生物学等多个学科的科学及研究，以及计算机辅助教学等领域，是开展行为学研究尤其是焦虑抑郁研究的经典实验。

实验装置：

  高架十字迷宫由两条相对开放臂(50cm长 x l0cm宽)和两条相对闭合臂(50cm长 x l0cm宽 x 40cm高)及中央区(10cm x l0cm)连接而成，距离地面高50cm，闭合臂由高40cm涂黑木板围成，测量时室内暗光（80勒克斯）。

实验步骤：

      1、实验开始时将小鼠从中央格面向闭合臂放入迷宫；

      2、记录5min内的活动情况；观察指标包括：

  ①开放臂进入次数(有两只前瓜进入臂内)；

  ②开放臂停留时间；

  ③闭合臂进入次数；

  ④闭合臂停留时间。

      3、计算开放臂停留时间比例；

      4、计算开放臂进入次数比例；

      5、记录高架十字迷宫中总进入次数；

      6、实验完成后将小鼠取出，将两臂清理干净，喷洒酒精除去气味；

      7、用ANY-maze行为学软件进行数据分析。

  注：进入开放臂次数及停留时间与大鼠的焦虑情绪成负相关，进入开放臂次数越少，停留时间越短，说明老鼠的焦虑情绪越严重。

条件性恐惧实验（场景恐惧实验）：

  动物行为学实验结束后通过软件分析系统对记录的数据进行分析。

  以上的实验中，第二阶段没有给于任何刺激但是实验动物表现出明显的环境相关性恐惧，表现为活动性明显减少，但是并没有出现freezing反应。

  在第三阶段，同一只动物在改变了环境后没有表现出不动反应（活动性减少），但是在给于声音信号后，可以观察到明显地条件性恐惧freezing反应。

强迫游泳实验：

  强迫游泳实验（Forced Swimming Test，FST）是由Porsolt博士于1977年首次建立，用于检测抗抑郁药物的作用。

后来，该实验成为用于评价药物抗抑郁作用的动物模型。

  实验方法是一种行为绝望实验法，其基本原理是当大鼠或小鼠放进一个有限的空间使之游泳，开始时拼命游泳力图逃脱，很快就变成漂浮不动状态，仅露出鼻孔保持呼吸，四肢偶尔划动以保持身体不至于沉下去，实际是动物放弃逃脱的希望，属于行为绝望。

经典的强迫游泳实验分两天进行：

  第一天，让大鼠或小鼠在25 ℃的深水中强迫游泳15min，取出后，在32℃温室种烘干，归笼；

  第二天，在同样的条件下进行强迫其游泳5min，记录不动状态时间。

  而后有学者将强迫游泳的时间改为10-30min，并在实验第二天直接观察动物强迫游泳6min内后4min的不动状态时间图，以上都是对经典实验方法所做的修改，大鼠或小鼠的不动状态时间是判断抗抑郁药物作用的指标，不动状态时间越短，抗抑郁作用越强。

实验中，水温、水深、动物、季节是影响实验的4个因素。有学者等指出水温低于20℃会缩短不动时间，因此，进行实验时常常把水温控制在25-30℃，水深的选择应以动物无法逃脱为标准，一般，大鼠实验时水深为17-33cm，小鼠实验时水深约10cm，水太深，动物难以使用前爪和尾保持不动，就会进行游动和攀爬动作，而水太浅，动物可利用尾和后爪保持平衡从而影响实验结果。

  此外，不同品系的动物对抗抑郁药的敏感性不同。Wistar大鼠品系比其它品系大鼠在游泳时更趋向于保持不动状态。

  另，该实验受季节影响比较大，冬季动物的不动状态时间会延长，夏季则相反。