小動物行為學實驗方法文獻綜述與評價
1 前言
人生活在世界中，有各種各樣的行為。這些行為構成了我們生活的社會環境。動物也有很多行為，繁殖行為、覓食行為、趨避行為、戰斗行為、利他行為等等。動物行為學就是研究動物行為的一門學科。通過學習前人對動物行為學的研究得出的規律，能夠以觀察、實驗的方式了解動物的狀態、需求等。作為一門經驗性學科，實驗方法尤為重要。本文作為0迷宮（zero maze）視頻分析系統的文獻綜述，在閱讀了12篇動物行為學分析論文之后選擇性提取了包括0迷宮在內的幾種常規實驗方法，詳細做了描述。動物行為學實驗方法文獻綜述與評價
2 正文
動物行為學實驗主要有學習記憶類、藥物成癮類、抗焦慮抑郁類、抗疲勞類、神經精神類、痛覺測試類共六大類。其中抗焦慮抑郁類又可作為大部分動物行為學實驗的前置實驗，作為每一組動物的焦慮度的一個評判。當然洞板實驗測得的探索性也可以作為一組動物的生理心理指標的。
2.1 學習記憶類
學習記憶類實驗要求實驗動物與實驗員之間已經建立熟識的條件，保證實驗員與動物的接觸不會對實驗動物產生試驗中的干擾因素。動物行為學實驗方法文獻綜述
2.1.1 Morris 水迷宮
Morris水迷宮在20世紀80年代初就提出，至今仍然作為有效地測量實驗動物學習記憶能力的實驗。整個實驗過程分為隱藏平臺獲得實驗（hidden platform acquisition training）和空間搜索實驗（probetrial testing）兩部分
隱藏平臺獲得實驗：用于測量動物在水迷宮中的學習和記憶能力。實驗時間：4天。實驗前動物自由游泳2分鐘。實驗訓練每天進行4次，每次60秒，隨機從東、南、西、北四個入水點選擇一個，將實驗動物面壁放入水中，記錄實驗動物尋找并爬上潛伏平臺所需時間即逃避潛伏期（escape latency）。如果實驗動物在60秒內未找到平臺，由實驗者將其引導至平臺，逃避潛伏期記為60秒；然后使實驗動物在平臺上停留20s。每次訓練之間和訓練完成后，迅速將實驗動物洗凈擦干，放在熱源附近，防止動物體溫過低。每只實驗動物共計訓練16次。計算每天各組4次逃避潛伏期的平均值。
空間搜索實驗空間搜索實驗：用于測量實驗動物對平臺空間位置的記憶保持能力。第5天撤除平臺，任選一個入水點將實驗動物放入水中，動物在水中游泳60s，測量以下參數：動物在原平臺所在象限和其他各象限的游泳時間；在20%邊緣區、40%邊緣區和中心區游泳路徑的長短，以分析動物搜索策略的異同；平均游泳速度；穿越原平臺位置的次數。文章提及的morris水迷宮實驗儀器是由北京眾實迪創科技發展有限責任公司提供的。
2.1.2 穿梭箱
此模型是由兩個外形基本相同的箱子組成，兩個箱子之間有門連通，供實驗動物通過
穿梭箱可以進行各種趨避實驗，比如足電擊，刺鼻氣味，事物香味，當一邊設置為暗房的時候可以作為避暗實驗，從而研究實驗動物的學習記憶能力
穿梭箱模型完成的主要是兩類回避實驗主動回避實驗和被動回避實驗
主動回避實驗要求實驗動物經過訓練之后記憶實驗信號主動采取措施逃避不利刺激，實驗裝置為沒有明暗區別的兩的兩個箱子，實驗分為記憶獲得和記憶保持兩個階段。在記憶獲得階段中首先把實驗動物放入其中一個箱子中，待動物適應環境后，先給一個可以察覺的非條件刺激，比如高頻率的穩定聲音刺激或者閃光燈強光刺激，間隔一段時間后（40~70秒），施加一個不利刺激，比如足底電擊，實驗動物只有逃避到另一個箱中后方能逃避電擊，訓練一定次數，如30次。記憶獲得實驗后的24小時和48小時進行記憶保持實驗，實驗步驟和記憶獲得實驗相同，記錄動物對聲音刺激做出反應和產生逃避行為的延遲時間。主動回避實驗主要反應了動物的非陳述記憶的能力。動物行為學實驗方法文獻綜述
被動回避實驗的思路是要讓動物記住某一行為所帶來不良的后果，這樣動物在下次想進行該行為時就會十分猶豫，避暗實驗是利用一邊為暗箱的穿梭箱來完成的被動回避實驗。在非暗箱的一邊施加照明，實驗開始時將實驗動物放入明亮的箱子中，由于實驗動物喜暗怕光的天性，動物進過小門進入暗箱內，反復強化數次。第二天實驗和第一天相同，但實驗動物進入暗箱后，關閉兩箱之間的門，并給予實驗動物持續的足底電擊數秒，把動物取出休息一段時間后再次強化，數次。第三天實驗時把動物放在明箱內，記錄動物從明箱進入暗箱的延遲時間。延遲時間越長表明動物的學習記憶能力越好。
除了穿梭箱以外，跳臺實驗和爬桿實驗也是常用的主動回避和被動回避的實驗方案。眾實迪創為本文提及的穿梭箱實驗儀器提供了幫助。
2.1.3 洞板實驗
洞板試驗是基于大鼠喜歡探洞的天性而設計的，它能有效反映大鼠對新環境的探索能力（Kameiet al, 2004; Calamandrei etal,1996）。實驗箱分內外兩層，外層為隔音用；內層中間有一方形中空塑料柱用以限制動物的部分活動。內層有22只水平方向的光電管。光電管對面設紅外線光源。一組光電管距底板40mm用來記錄活動量、向前運動等。另一組光電管距底板125cm用以記錄動物站立式的探究活動。箱的4個角各有一個光電管，用以記錄拐角處的活動。底板下面0.5cm處由光電管記錄大鼠的探洞次數和時間
試驗時間30分鐘將實驗動物放入洞板裝置中同時開始測量記錄，每隔兩分鐘讀取一次探洞次數用來做探洞次數—時間曲線圖。動物行為學實驗方法文獻綜述
洞板實驗實際結果中可以看出隨著時間推后，探洞頻率會降低，如果幾天重復再同一裝置中測量也能看到總探洞次數之間的顯著降低，這就表現實驗動物對實驗環境已經產生了學習并有一定記憶了。本實驗測得的頻率降低程度就是實驗動物的學習記憶能力
2.2 神經精神類
2.2.1 曠場實驗
將實驗動物放置于頂部開口的長方形實驗盒內，盒上覆蓋玻璃。實驗盒底部虛擬劃分為若干個大小相同的區域（以被試動物的體型為準），記錄實驗動物進入各個區域的次數，各個單位時間內的直立次數。
根據動物晝夜節律，進行150分鐘的曠場行為實驗。實驗結束后，將實驗動物放回飼養籠休息。次日相同時間（或者預實驗測量證明的活躍程度無顯著差異的的相同時間），再次重復曠場實驗。
曠場實驗系統是觀察研究實驗動物神經精神變化、進入開闊環境后的各種行為，例如動物對新開闊環境的恐懼而主要在周邊區域活動，在中央區域活動較少，但動物的探究特性又促使其產生在中央區域活動的動機，也可觀察由此而產生的焦慮心理。中樞興奮藥物可以明顯增加自主的活動而減少探究行為，一定劑量的抗精神病藥物可以減少探究行為而不影響自主活動
此外曠場實驗還可用于學習記憶分析，通過計算直立—時間曲線圖中的直立－時間曲線下的面積（area under curve，AUC），并比較實驗AUC下降的百分比來分析實驗動物對環境的適應能力。AUC 下降幅度越大，說明實驗動物對于環境的記憶越深刻。動物行為學實驗方法文獻綜述
2.3 抗焦慮抑郁類
抗焦慮抗抑郁類藥物實驗最好配合曠場實驗以便區別中樞興奮和抗抑郁效果
2.3.1強迫游泳
小動物行為學實驗方法文獻綜述與評價當大鼠或小鼠放進一個有限的空間使之游泳，開始時拼命游泳力圖逃脫，很快就變成不動狀態——僅露出鼻孔保持呼吸，四肢偶爾滑動以保持身體不至于沉下去。這是動物放棄逃脫希望的表現，屬于行為絕望。大多數抗抑郁藥，在急性亞處理的條件下（24小時內2~3次給藥），可以有效對抗不動狀態，使實驗動物游動起來
雄性大鼠，體重180-200克，實驗前一天單籠飼養。將動物分組為實驗組和對照組，實驗分為兩天進行，第一天單只大鼠放進水中讓其游15分鐘，取出后在32℃溫室烤干，歸籠。給藥組可以是兩次實驗前給，也可以只給在第二次實驗前。經過24小時后，再次實驗記錄放入缸中游泳5分鐘之內的累加不動狀態時間，動物行為學實驗方法文獻綜述
2.3.2 高架0迷宮
高架0迷宮是一個有高架十字迷宮發展而來的既傳統又新穎的動物行為學系統。高架0迷宮系統是4個相錯的封閉開放區間高架環形平臺，封閉象限和開放象限區別明顯，消除了十字迷宮中間的含糊區域。
首先隨機分組同一批實驗動物，分為對照組和給藥組。實驗前先將實驗動物置于一敞箱中活動5分鐘，然后開始實驗，
對照組注入生理鹽水將實驗動物放入閉臂并開始計時，測量的參數為平臺邊緣探頭次數，開臂閉臂的活動時間、路程，進入開臂和閉臂的次數。給藥組注入抗焦慮或者抗抑郁藥物后測量相同參數比較得出藥物的效應
此外高架0迷宮也可以直接作為動物生理或者行為學的前置實驗，了解這一批動物的焦慮狀況。動物行為學實驗方法文獻綜述
小動物行為學實驗方法文獻綜述與評價
3 總結
"這些實驗方法中洞板實驗、高架0迷宮（高架十字迷宮）、曠場實驗、較常用為動物行為學研究的前置實驗，通過這些實驗可以很好的了解實驗動物各個方面的情況。但是動物學實驗時間長注意里要求很高較為枯燥，視頻分析系統正在發展，使這些枯燥的工作讓計算機自動完成，在使動物生理學實驗變得輕松的同時減少系統誤差。動物行為學實驗方法文獻綜述
小動物行為學實驗方法文獻綜述與評價
人生活在世界中，有各種各樣的行為。這些行為構成了我們生活的社會環境。動物也有很多行為，繁殖行為、覓食行為、趨避行為、戰斗行為、利他行為等等。動物行為學就是研究動物行為的一門學科。通過學習前人對動物行為學的研究得出的規律，能夠以觀察、實驗的方式了解動物的狀態、需求等。作為一門經驗性學科，實驗方法尤為重要。本文作為0迷宮（zero maze）視頻分析系統的文獻綜述，在閱讀了12篇動物行為學分析論文之后選擇性提取了包括0迷宮在內的幾種常規實驗方法，詳細做了描述。動物行為學實驗方法文獻綜述與評價
2 正文
動物行為學實驗主要有學習記憶類、藥物成癮類、抗焦慮抑郁類、抗疲勞類、神經精神類、痛覺測試類共六大類。其中抗焦慮抑郁類又可作為大部分動物行為學實驗的前置實驗，作為每一組動物的焦慮度的一個評判。當然洞板實驗測得的探索性也可以作為一組動物的生理心理指標的。
2.1 學習記憶類
學習記憶類實驗要求實驗動物與實驗員之間已經建立熟識的條件，保證實驗員與動物的接觸不會對實驗動物產生試驗中的干擾因素。動物行為學實驗方法文獻綜述
2.1.1 Morris 水迷宮
Morris水迷宮在20世紀80年代初就提出，至今仍然作為有效地測量實驗動物學習記憶能力的實驗。整個實驗過程分為隱藏平臺獲得實驗（hidden platform acquisition training）和空間搜索實驗（probetrial testing）兩部分
隱藏平臺獲得實驗：用于測量動物在水迷宮中的學習和記憶能力。實驗時間：4天。實驗前動物自由游泳2分鐘。實驗訓練每天進行4次，每次60秒，隨機從東、南、西、北四個入水點選擇一個，將實驗動物面壁放入水中，記錄實驗動物尋找并爬上潛伏平臺所需時間即逃避潛伏期（escape latency）。如果實驗動物在60秒內未找到平臺，由實驗者將其引導至平臺，逃避潛伏期記為60秒；然后使實驗動物在平臺上停留20s。每次訓練之間和訓練完成后，迅速將實驗動物洗凈擦干，放在熱源附近，防止動物體溫過低。每只實驗動物共計訓練16次。計算每天各組4次逃避潛伏期的平均值。
空間搜索實驗空間搜索實驗：用于測量實驗動物對平臺空間位置的記憶保持能力。第5天撤除平臺，任選一個入水點將實驗動物放入水中，動物在水中游泳60s，測量以下參數：動物在原平臺所在象限和其他各象限的游泳時間；在20%邊緣區、40%邊緣區和中心區游泳路徑的長短，以分析動物搜索策略的異同；平均游泳速度；穿越原平臺位置的次數。文章提及的morris水迷宮實驗儀器是由北京眾實迪創科技發展有限責任公司提供的。
2.1.2 穿梭箱
此模型是由兩個外形基本相同的箱子組成，兩個箱子之間有門連通，供實驗動物通過
穿梭箱可以進行各種趨避實驗，比如足電擊，刺鼻氣味，事物香味，當一邊設置為暗房的時候可以作為避暗實驗，從而研究實驗動物的學習記憶能力
穿梭箱模型完成的主要是兩類回避實驗主動回避實驗和被動回避實驗
主動回避實驗要求實驗動物經過訓練之后記憶實驗信號主動采取措施逃避不利刺激，實驗裝置為沒有明暗區別的兩的兩個箱子，實驗分為記憶獲得和記憶保持兩個階段。在記憶獲得階段中首先把實驗動物放入其中一個箱子中，待動物適應環境后，先給一個可以察覺的非條件刺激，比如高頻率的穩定聲音刺激或者閃光燈強光刺激，間隔一段時間后（40~70秒），施加一個不利刺激，比如足底電擊，實驗動物只有逃避到另一個箱中后方能逃避電擊，訓練一定次數，如30次。記憶獲得實驗后的24小時和48小時進行記憶保持實驗，實驗步驟和記憶獲得實驗相同，記錄動物對聲音刺激做出反應和產生逃避行為的延遲時間。主動回避實驗主要反應了動物的非陳述記憶的能力。動物行為學實驗方法文獻綜述
被動回避實驗的思路是要讓動物記住某一行為所帶來不良的后果，這樣動物在下次想進行該行為時就會十分猶豫，避暗實驗是利用一邊為暗箱的穿梭箱來完成的被動回避實驗。在非暗箱的一邊施加照明，實驗開始時將實驗動物放入明亮的箱子中，由于實驗動物喜暗怕光的天性，動物進過小門進入暗箱內，反復強化數次。第二天實驗和第一天相同，但實驗動物進入暗箱后，關閉兩箱之間的門，并給予實驗動物持續的足底電擊數秒，把動物取出休息一段時間后再次強化，數次。第三天實驗時把動物放在明箱內，記錄動物從明箱進入暗箱的延遲時間。延遲時間越長表明動物的學習記憶能力越好。
除了穿梭箱以外，跳臺實驗和爬桿實驗也是常用的主動回避和被動回避的實驗方案。眾實迪創為本文提及的穿梭箱實驗儀器提供了幫助。
2.1.3 洞板實驗
洞板試驗是基于大鼠喜歡探洞的天性而設計的，它能有效反映大鼠對新環境的探索能力（Kameiet al, 2004; Calamandrei etal,1996）。實驗箱分內外兩層，外層為隔音用；內層中間有一方形中空塑料柱用以限制動物的部分活動。內層有22只水平方向的光電管。光電管對面設紅外線光源。一組光電管距底板40mm用來記錄活動量、向前運動等。另一組光電管距底板125cm用以記錄動物站立式的探究活動。箱的4個角各有一個光電管，用以記錄拐角處的活動。底板下面0.5cm處由光電管記錄大鼠的探洞次數和時間
試驗時間30分鐘將實驗動物放入洞板裝置中同時開始測量記錄，每隔兩分鐘讀取一次探洞次數用來做探洞次數—時間曲線圖。動物行為學實驗方法文獻綜述
洞板實驗實際結果中可以看出隨著時間推后，探洞頻率會降低，如果幾天重復再同一裝置中測量也能看到總探洞次數之間的顯著降低，這就表現實驗動物對實驗環境已經產生了學習并有一定記憶了。本實驗測得的頻率降低程度就是實驗動物的學習記憶能力
2.2 神經精神類
2.2.1 曠場實驗
將實驗動物放置于頂部開口的長方形實驗盒內，盒上覆蓋玻璃。實驗盒底部虛擬劃分為若干個大小相同的區域（以被試動物的體型為準），記錄實驗動物進入各個區域的次數，各個單位時間內的直立次數。
根據動物晝夜節律，進行150分鐘的曠場行為實驗。實驗結束后，將實驗動物放回飼養籠休息。次日相同時間（或者預實驗測量證明的活躍程度無顯著差異的的相同時間），再次重復曠場實驗。
曠場實驗系統是觀察研究實驗動物神經精神變化、進入開闊環境后的各種行為，例如動物對新開闊環境的恐懼而主要在周邊區域活動，在中央區域活動較少，但動物的探究特性又促使其產生在中央區域活動的動機，也可觀察由此而產生的焦慮心理。中樞興奮藥物可以明顯增加自主的活動而減少探究行為，一定劑量的抗精神病藥物可以減少探究行為而不影響自主活動
此外曠場實驗還可用于學習記憶分析，通過計算直立—時間曲線圖中的直立－時間曲線下的面積（area under curve，AUC），并比較實驗AUC下降的百分比來分析實驗動物對環境的適應能力。AUC 下降幅度越大，說明實驗動物對于環境的記憶越深刻。動物行為學實驗方法文獻綜述
2.3 抗焦慮抑郁類
抗焦慮抗抑郁類藥物實驗最好配合曠場實驗以便區別中樞興奮和抗抑郁效果
2.3.1強迫游泳
小動物行為學實驗方法文獻綜述與評價當大鼠或小鼠放進一個有限的空間使之游泳，開始時拼命游泳力圖逃脫，很快就變成不動狀態——僅露出鼻孔保持呼吸，四肢偶爾滑動以保持身體不至于沉下去。這是動物放棄逃脫希望的表現，屬于行為絕望。大多數抗抑郁藥，在急性亞處理的條件下（24小時內2~3次給藥），可以有效對抗不動狀態，使實驗動物游動起來
雄性大鼠，體重180-200克，實驗前一天單籠飼養。將動物分組為實驗組和對照組，實驗分為兩天進行，第一天單只大鼠放進水中讓其游15分鐘，取出后在32℃溫室烤干，歸籠。給藥組可以是兩次實驗前給，也可以只給在第二次實驗前。經過24小時后，再次實驗記錄放入缸中游泳5分鐘之內的累加不動狀態時間，動物行為學實驗方法文獻綜述
2.3.2 高架0迷宮
高架0迷宮是一個有高架十字迷宮發展而來的既傳統又新穎的動物行為學系統。高架0迷宮系統是4個相錯的封閉開放區間高架環形平臺，封閉象限和開放象限區別明顯，消除了十字迷宮中間的含糊區域。
首先隨機分組同一批實驗動物，分為對照組和給藥組。實驗前先將實驗動物置于一敞箱中活動5分鐘，然后開始實驗，
對照組注入生理鹽水將實驗動物放入閉臂并開始計時，測量的參數為平臺邊緣探頭次數，開臂閉臂的活動時間、路程，進入開臂和閉臂的次數。給藥組注入抗焦慮或者抗抑郁藥物后測量相同參數比較得出藥物的效應
此外高架0迷宮也可以直接作為動物生理或者行為學的前置實驗，了解這一批動物的焦慮狀況。動物行為學實驗方法文獻綜述
小動物行為學實驗方法文獻綜述與評價
3 總結
"這些實驗方法中洞板實驗、高架0迷宮（高架十字迷宮）、曠場實驗、較常用為動物行為學研究的前置實驗，通過這些實驗可以很好的了解實驗動物各個方面的情況。但是動物學實驗時間長注意里要求很高較為枯燥，視頻分析系統正在發展，使這些枯燥的工作讓計算機自動完成，在使動物生理學實驗變得輕松的同時減少系統誤差。動物行為學實驗方法文獻綜述
小動物行為學實驗方法文獻綜述與評價
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