一、Morris水迷宮

(1) 實驗原理

雖然老鼠是天生的游泳健將，但是它們卻厭惡處于水中的狀態，同時游泳對于老鼠來說是十分消耗體力的活動，他們會本能的尋找水中的休息場所。尋找休息場所的行為涉及到一個復雜的記憶過程，包括收集與空間定位有關的視覺信息，再對這些信息進行處理、整理、記憶、加固、然后再取出，目的是能成功的航行并且找到隱藏在水中的站臺，最終從水中逃脫。

Morris水迷宮（Morris water maze, MWM）實驗是一種強迫實驗動物（大鼠、小鼠）游泳，學習尋找隱藏在水中平臺的一種實驗，主要用于測試實驗動物對空間位置覺和方向覺（空間定位）的學習記憶能力。

(2) 應用簡介

學習記憶、老年癡呆、海馬/外海馬研究、智力與衰老、新藥開發/篩選/評價、藥理學、毒理學、預防醫學、神經生理學、動物心理學、行為生物學及時辰生物學等多個學科的科學研究和計算機輔助教學（CAI）。

(3) 實驗方法

①將動物（大鼠或小鼠）頭朝池壁放入水中，放入位置隨機取東、西、南、北四個起始位置之一。記錄動物找到水下平臺的時間（s）。在前幾次訓練中，如果這個時間超過60s，則引導動物到平臺。讓動物在平臺上停留10s.

②將動物移開、擦干。必要時將動物（尤其是大鼠）放在150W的白熾燈下烤5min，放回籠內。每只動物每天訓練4次，兩次訓練之間間隔15~20min,連續訓練5天。

③最后一次獲得性訓練結束后的第二天，將平臺撤除，開始60s的探查訓練。將動物由原先平臺象限的對側放入水中。記錄動物在目標象限（原先放置平臺的象限）所花的時間和進入該象限的次數，以此作為空間記憶的檢測指標.

④測定動物的工作記憶（working memory）。探查訓練結束后的第二天，開始維持4天的對位訓練。將平臺放在原先平臺所在象限的對側象限，方法與獲得性訓練相同。每天訓練4次。每次記錄找到平臺的時間和游泳距離以及游泳速度。

(4) 案例展示

(5) 常見問題

①對比食物驅動的模型（如放射臂迷宮），水迷宮實驗的最大優點在于，動物具有更大的、逃離水環境的動機。而且不必禁食，特別適合老年動物的測試。加上它對衰老引起的記憶減弱尤其敏感，因此，水迷宮最常用于老年動物記憶的研究。

②每天在固定時間測試。操作輕柔，避免不必要的應激刺激。

③當與其他同類實驗相比較時，要注意到動物的性別、品系、泳池的尺寸和水溫等多種因素對實驗結果的影響。此外，當以游泳速度作為觀察指標時，要考慮到動物的體重、年齡以及骨骼肌發育狀況等對游泳速度可能造成影響。

④用老年動物進行實驗時，應確認動物的游泳能力和視力不因年齡增大而影響行為操作。其方法如下：將平臺露出水面以使動物能夠看見平臺。動物放入泳池后如毫無困難地直接游向平臺，說明動物的游泳能力和視力均正常，可以開始實驗。

⑤游泳對動物是一個較大的應激刺激，可引起神經內分泌的變化。這些變化可能對實驗結果造成干擾。對老年動物，嚴重時可誘發心血管疾病而導致昏厥甚至猝死。因此，必要時可將動物多次放入泳池或適當延長其游泳時間以增加動物對游泳的適應能力。

⑥當用實驗染料攪渾泳池的水時，要定期換水以免水腐敗變質。

二、動物跑臺實驗

(1) 實驗原理

動物跑臺實驗主要利用動物跑臺讓鼠類小動物作跑步運動訓練，可取代傳統的游泳訓練，使訓練強度指標更加準確。

(2) 應用簡介

動物跑臺實驗是體能、耐力、運動損傷、營養、藥物、生理和病理等實驗的必要的手段之一。

(3) 實驗方法

在運動訓練的過程中，密切觀察大鼠的運動表現和運動能力的變化，避免運動性過度疲勞的發生。在實驗的過程中，每天給大鼠加料、換水、打掃清潔，每周稱體重和稱量大鼠的飲食量一次。

1） 打開軟件，點擊“開始設置”按鈕（此時開始設置按鈕變為綠色），此時將導入上次設置的參數。

①總時間：設定實驗總時間，可以通過中間的輸入框直接用鍵盤輸入，也可以通過最左邊的按鈕調節，步進值為1分鐘。

②跑步時間：設定動物跑動的時間，設置方法與總時間的設置一樣。

③休息時間：設定動物休息的時間，設置方法與總時間的設置一樣。

④刺激設定：設定電刺激的電流大小，通過左邊按鈕設置，步進值為0.05mA。

⑤選擇COM端口：選擇串口線與計算機的通信端口，默認為COM1。

⑥速度設定：調節轉速，步進值為1m/min。支持實時調節。

⑦聲音刺激：控制聲音刺激的有無，實驗開始之后實時控制。

⑧光刺激：控制光刺激的有無，實驗開始之后實時控制。

⑨電刺激：控制電刺激的有無，實驗開始之后實時控制。

2）  參數設定完成之后，點擊“開始實驗”按鈕。此時電機啟動，數據顯示在右邊的藍色區域內，同時以表格形式顯示在右下角區域。

3）  實驗結束按鈕可以隨時停止實驗，試驗時間到也會停止實驗。

(4) 案例展示

(5) 常見問題

①購進的大小鼠首先在實驗室進行一周左右的生活環境的適應性飼養。

②第二周進行跑臺適應性運動訓練，做正式實驗時應剔除個別始終拒跑的鼠。

③正式實驗時,科研人員按研究項目的需要,設定運動速度、跑臺坡度角等進行動物運動跑臺實驗。

三、懸尾實驗

(1) 實驗原理

將實驗動物通過固定動物尾部使其頭向下懸掛，動物在該環境中拼命掙扎試圖逃跑又無法逃脫，從而提供了一個無可回避的壓迫環境，一段時間的實驗后， 記錄處于該環境的動物產生絕望的不動狀態過程中的一系列參數，動物的表現出的這種典型的“不動狀態”，反映了一種被稱之為“行為絕望狀態”，

懸尾實驗（The Tail Suspension Test，TST）是一項小鼠行為測試，可用于篩選潛在的抗抑郁物，以及評估預期會影響抑郁相關行為的實驗方法。

(2) 應用簡介

這種行為絕望模型與抑郁癥類似，而且對絕大多數抗抑郁物敏感，而且其藥效與臨床藥效顯著相關，所以被廣泛用于抗抑郁物的初選。

(3) 實驗方法

有專門的懸尾測試儀，主要用于抗抑郁、鎮靜以及止痛類藥物的研究。該儀器適用于大鼠、小鼠或其他實驗室動物，通過固定動物尾部使其頭向下懸掛，記錄處于該環境的動物產生絕望的不動狀態過程中的一系列參數。

方法 ：將小鼠尾部后1/3處用膠帶固定，懸掛于支架上，頭部距離臺面15cm，進行攝像，攝像背景與小鼠毛色呈明顯反差，白色小鼠采用黑色背景。計時6min后停止，利用小動物行為學分析軟件：用Smart 2.5軟件對小鼠后四分鐘（3-6min）的不動時間進行統計。

（4）案例展示

(5)  常見問題

1）TST 懸尾實驗不建議用較重的大鼠，因為大鼠只能通過它們的尾巴來支持它們的體重，這對大鼠來說是痛苦的。同樣的道理，應該注意避免使用異常重的小鼠（例如用于模擬肥胖的小鼠），在這種情況下，實驗者應該尋找替代性的測試，例如強迫游泳實驗。

2）動物從居住環境帶入實驗環境應適應一段時間，通常至少一個小時。

3）實驗環境應保持安靜，突然大的噪音會使小鼠驚慌失措。

4）使用軟件分析時，選擇合適對比度的背景：白鼠使用黑色背景，黑鼠使用白色背景；也可選擇使用由上海欣軟信息科技有限公司生產的帶背光板的專業實驗設備；對老鼠的顏色沒有要求，更可拍攝出高質量，高對比度的實驗錄像。

5）每只小鼠的實驗空間多大？參考空間在 55cm高*15cm寬*11.5 cm 左右，多通量實驗時，為防止動物彼此觀察或互相影響，中間用隔板隔開；動物懸掛在隔間中間，寬度和深度足夠大，不能與墻壁接觸。

6）懸掛后動物鼻尖與設備地板之前的距離多少？參考距離在 20~25 cm 左右。

7）底部建議放置一個可拆卸的拖盤，收集糞便或尿液。

8）懸掛用的膠帶應牢固地粘貼在小鼠尾部和懸掛桿上，并且足夠堅固以承受正在測試的小鼠的重量。但是，膠帶不應該過于粘滯，因為在實驗結束會從尾部移除。膠帶尺寸應統一，長度 17 厘米，從一端 2 厘米做標記。這個 2 厘米的部分用于將膠帶連接到尾部，而剩余的 15 厘米用于懸掛小鼠；膠帶應貼在尾部的尾端，尾部留 2-3 毫米的距離。

9）尾巴攀爬阻止器，小鼠在實驗過程，會出現追求和攀爬它們自己的尾巴的現象，這是個普遍的問題。解決方法很簡單，而且非常有效：將一段塑料管切成 4 cm 長中空圓柱體（內徑 1.3 cm 左右，1.5 g）放置在小鼠尾巴周圍就能防止這種尾巴爬行行為。注意的是，在沒有使用阻止器之前，已經成功爬上尾巴的小鼠知道逃生是可能的。因此應將這類小鼠排除。

10）分析時僅有前肢但沒有后肢介入的小動作可判斷為不動；因慣性產生的擺動可判斷為不動；上海欣軟信息科技有限公司開發的Super系列行為學系統之SuperTst懸尾實驗分析軟件可識別動物頭部、尾巴、前肢、后肢、重心等部位，準確區分并識別出運動和不動行為，

11）實驗結束后（通常是 6 分鐘），將動物放回鼠籠，應輕輕將膠帶從尾巴上拉下來，不要從尾巴上撕扯膠帶，避免給動物帶來痛苦；

12）清潔用品，每次實驗完成，收集糞便和尿液，徹底擦拭懸掛盒。

四、八臂迷宮實驗

(1) 實驗原理

八臂迷宮（8-Arm Maze）用來檢測藥物或大腦受損狀態下學習和記憶方面的表現，它由八個完全相同的臂組成，這些臂從一個中央平臺放射出來，所以又被稱為放射迷宮（Radial Maze）。

每個臂盡頭有食物提供裝置，根據分析動物取食的策略即進入每臂的次數、時間、正確次數、錯誤次數、路線等參數可以反映出實驗動物的空間記憶能力。

(2) 應用簡介

八臂迷宮操作簡便、可行，而且能區分短期的工作記憶和長期的參考記憶，現已被廣泛用于學習記憶認知實驗功能評價。ZH-3000八臂迷宮主要的分析主要指標為 名稱、分組、工作記憶錯潛伏期、參考記憶錯誤潛伏期、總正確次數、總進臂次數、工作記憶錯誤次數、參考記憶錯誤次數、正確潛伏期、正確率、工作記憶錯誤率、參考記憶錯誤率、首錯前正確次數、測試時間、軌跡圖等。

(3) 實驗方法

1）動物適應實驗環境1周后，稱重，禁食24小時。此后每天訓練結束后限制性地給予正常食料（據體重不同，大鼠16-20g，小鼠2-3g），以使體重保持在正常進食大鼠的80%~85%。

2）第二天，迷宮各臂及中央區分撒著食物顆粒（每只4~5粒，直徑約3~4mm）。然后，同時將4只動物置于迷宮中央（通往各臂的門打開），讓其自由攝食、探究10min。

3）第三天，重復第二天的訓練。這一過程讓動物在沒有很強的應激條件下熟悉迷宮環境。

4）第四天起，動物單個進行訓練：在每個臂靠近外端食盒處各放一顆食粒，讓動物自由攝食。食粒吃完或10min后將動物取出。

5）第五天，將食物放在食盒內，重復前一天的訓練，一天2次。

6）第六天以后，隨機選4個臂，每個臂放一顆食粒；各臂門關閉，將動物放在迷宮中央；30s后，臂門打開，讓動物在迷宮中自由活動并攝取食粒，直到動物吃完所有4個臂的食粒。如經10min食粒仍未吃完，則實驗終止。

(4)案例展示

(5) 常見問題

1）小鼠放射迷宮設備和實驗程序與大鼠類似，但迷宮規格應比大鼠迷宮小1/4~1/2，以免增加小鼠行為操作難度。

2）本實驗也可只用來測定工作記憶。方法中唯一不同的是，在所有放射臂均放置食粒，而不是只選4個臂放置食粒。

3）慢性應激對動物的迷宮操作可產生影響，且存在性別差異。經過慢性應激以后，雄性大鼠記憶力減弱，表現為記憶錯誤頻率增加；雄性大鼠的空間記憶反而增強，表現為錯誤頻率減少。

4）即使在限制進食條件下，也應讓大鼠體重每周增加5g，以免動物因營養不良而患病。剔除身體狀態不良的動物。

5）迷宮周圍的任何一件物品均可被動物用來作為空間定為的標志。去除或移動這些標志可能使動物操作困難并降低迷宮臂選擇的準確性。

6）根據實驗目的的不同迷宮放射臂的數目可不同，包括8、16、24、32、40和48臂迷宮。迷宮臂越少要求動物記住探究過的臂也越小，動物的行為操作就越簡單。增加臂的數目一方面增加了對動物空間記憶的要求，另一方面也引入了更多的、有必要考慮的干擾因素（例如過去的迷宮學習對目前所測記憶的影響）。所以，通常使用8臂放射迷宮，既可減少不必要的、過多臂的干擾，又可縮短訓練和測試所花的時間。?

7）所用食物通常為小塊的、帶巧克力味（動物最喜歡的味道之一）或甜味的早餐圈（每塊10mg）；也可用液體食物（如巧克力奶或水）。后者對于測試某些影響動物對固體食物吞咽的藥物（抗膽堿能藥）尤為實用。?

8）影響動物迷宮操作主要有兩大因素：對迷宮或觀察者的恐懼與動物探究習性和已知放在迷宮臂內食物的驅使?？謶忠蛩剡^強會阻止動物的迷宮操作，使動物始終停留在迷宮的某一個地方而不去探究。缺乏對食物的渴求也會產生類似結果，增加對動物的撫摸，必要時加高迷宮臂的側墻，有助于減少動物的恐懼。如食物的驅使作用不足，可減少食物量，但必須同時監測體重和一般身體狀況。通常大鼠體重不應低于禁食前的80%；對多數大鼠，體重降低15%即可。?

9）與水迷宮不同，放射臂迷宮適合反復測試或長期記憶的測試。一般認為，工作記憶代表短期記憶，參考記憶代表長期記憶。

五、大小鼠明暗箱（黑白箱）實驗

(1) 實驗原理

利用小鼠或大鼠具有趨暗避明的習性設計的裝置，一半是暗室，一半是明室，中間有一小洞相連。暗室底部鋪有通電的銅柵。動物進入暗室即受到電擊。本實驗簡單易行，反應箱越多，同時訓練的動物越多。以潛伏期為指標，動物的差異性比較小。對記憶過程特別是記憶再現有較高的敏感度。

在明暗箱中，小鼠或大鼠喜歡在暗箱活動，但動物的探究習性促使其試圖去探究明箱。然而，明箱的亮光刺激又抑制動物在明箱的探究活動。

(2) 應用簡介

被廣泛應用于學習記憶、老年癡呆、海馬/外海馬研究、智力與衰老、新藥開發/篩選/評價、藥理學、毒理學、預防醫學、神經生物學、動物心理學及行為生物學等多個學科的科學研究和計算機輔助教學等領域，在世界上已經得到廣泛地認可，是醫學院校開展行為學研究尤其是學習與記憶研究的優選經典實驗。

(3) 實驗方法

明暗箱（45cm*27cm*27cm）中暗箱占三分之一，頂部加蓋；明箱占三分之二，亮光照明，兩箱之間的隔墻有一個7.5cm*7.5cm的門洞供動物穿過。明暗箱置于Animex活動計數儀上，可同時記錄動物的運動活性。動物給藥后一定時間置于明箱中央，記錄10min內穿箱次數及分布在明箱和暗箱的滯留時間。

Shimada等人1995年對明暗箱的裝置進行了大膽的改進，在一個40cm*40cm*12cm的有機玻璃敞箱中央安裝一個10cm*10cm*12cm的暗箱，因而構成另兩對角的“L”形跑道（明箱），每一個暗箱各有一個3.5cm*3.5cm的洞口與兩側的跑道相連。裝置上方裝有電視掃描和攝像系統，由此觀察小鼠的穿箱次數、在明箱滯留時間及運動活性。

(4)案例展示

(5) 常見問題

1）有抗焦慮的均可以增加動物的穿箱次數以及在明箱的滯留時間，非抗焦慮劑則無此作用。

2）在此模型上抗焦慮劑相對使用強度與臨床試驗結果一致。

3）Shimada改良明暗箱實驗敏感性好，無論是經典的抗焦慮劑或者致焦慮劑，還是丁螺環酮等新型抗焦慮劑，在此模型上都呈陽性結果。

六、條件性位置偏愛實驗

(1) 實驗原理

環境刺激與作為條件性強化的某種藥物搭配，使動物在環境刺激與藥物之間建立聯系，形成操作性行為，從而可以觀察動物對搭配環境的偏愛程度來測定搭配藥物的強化效應。條件性位置偏愛實驗可以與各種具有依賴性的藥物進行實驗。

(2) 應用簡介

條件性位置偏愛實驗（Conditioned Place Preference, CPP）實驗是目前評價藥物精神依賴性的經典實驗模型，也是廣泛應用于尋找抗覓藥行為的有效工具。

(3) 實驗方法

該實驗將實驗動物（大鼠、小鼠）置于條件性位置偏愛箱的白色觀察區，并給予精神依賴性藥物（例如嗎啡），然后觀察實驗動物在條件性位置偏愛箱的黑色區和白色區的活動情況，白色區 、黑色區以及其中的灰色區之間有小門可供動物自由穿梭。動物每次處于給藥區就會在藥物獎賞性效應的作用下對黑色和白色區域產生位置上的偏好，其程度與藥物的精神依賴性相關。

(4)案例展示

(5) 常見問題

①實驗前充分觸摸大鼠，動物必須對實驗者和實驗環境完全適應沒有恐懼感。

②如果動物掉落在地，最好將此動物剔除。?

③注意控制實驗中其他干擾因素。

七、社會交互行為測試

(1) 實驗原理

動物交際實驗系統設計是在小鼠熟悉了環境后，檢測小鼠靠近位于實驗箱中裝有另一只陌生小鼠的金屬籠的時間，來判斷小鼠的社交能力。在實驗中，通常會比較小鼠靠近關有熟悉小鼠的金屬籠時間與陌生小鼠金屬籠的時間，來判斷動物的社交能力。

(2) 應用簡介

社會交互行為測試（3-Chambered Social Test）是最常用的用于評估自閉癥行為的實驗。

(3) 實驗方法

在小鼠熟悉了環境后，檢測小鼠靠近位于實驗箱中裝有另一只陌生小鼠的金屬籠的時間，來判斷小鼠的社交能力。在實驗中，通常會比較小鼠靠近關有熟悉小鼠的金屬籠時間與陌生小鼠金屬籠的時間，來判斷動物的社交能力。

(4)案例展示

(5) 常見問題

①實驗前充分觸摸大鼠，動物必須對實驗者和實驗環境完全適應沒有恐懼感。

②如果動物掉落在地，最好將此動物剔除。?

③注意控制實驗中其他干擾因素。

八、孔板實驗

(1) 實驗原理

該實驗是利用新奇(curiosity)和恐懼(fear)兩個因素來控制動物在新環境下的行為，用逃避(escapes) 來反映這兩個因素的作用結果。動物反復鉆頭(head一dipping)反映其新奇感和對逃避的渴望。一般認為，藥物在不影響動物運動活性的劑量下，增加鉆頭次數和時間，表現為抗焦慮作用，減少鉆頭次數和時間則為致焦慮作用。

(2) 應用簡介 

孔板實驗是Boissiex和Simon1962年首次建立的，此后被廣泛用于藥效研究。

(3) 實驗方法

大鼠和小鼠的實驗裝置有所不同。大鼠裝置為一個66cm x 56cm x 47cm的木箱，底板有4個直徑為3 . 8cm、深1 cm的等大圓孔，其中兩孔離最近壁14cm，另兩孔17cm，孔板水平抬高12em;小鼠木箱為44cm x 40cm x 27cm ,  4個孔的孔徑均為3cm，厚1. 8cm，每孔中心離最近壁的距離為l0cm。 80年代之后，孔板箱壁及每一孔周邊都裝有紅外光電管，并與微機相聯，這樣可同時自動記錄動物的鉆頭次數和鉆頭時間、運動活性及站立數等多項指標，既提高了工作效率，又增加了實驗的可靠性。實驗用雄性成年的大鼠或小鼠。將動物置于孔板中央，背朝觀察者。動物兩眼消失在洞中為一次鉆頭(a head一dip)，記錄5-10min的鉆頭次數及鉆頭持續時間。

(4)案例展示

(5) 常見問題

①對孔板箱的形狀和大小沒有統一的標準，但常采用方型，其邊長在大鼠一般60cm,小鼠為40c m左右。

②孔的數量早期多為16孔，現在通常采用4孔板。

③動物在上午的鉆頭數往往比下午多。因此，應盡量在每天固定的時間內做實驗。

④本實驗對致焦慮藥(如BDZ受體反相激動劑)引起探究性鉆頭的特異性降低結果較為一致，而某些缺乏抗焦慮作用的藥物(如BDZ受體拮抗劑氟馬西尼)反可使探究性鉆頭增加。故在篩選未知藥物時應結合其它焦慮模型進行評價。

九、高價十字迷宮

(1) 實驗原理

高架十字迷宮(High plus maze）是利用動物對新異環境的探究特性和對高懸敞開臂的恐懼形成矛盾沖突行為來考察動物的焦慮狀態。

高架十字迷宮具有一對開臂和一對閉臂，嚙齒類動物由于嗜暗性會傾向于在閉臂中活動，但出于好奇心和探究性又會在開臂中活動，在面對新奇刺激時，動物同時產生探究的沖動與恐懼，這就造成了探究與回避的沖突行為，從而產生焦慮心理。而抗焦慮藥物能明顯增加進入開臂的次數與時間，十字迷宮距離地面較高，相當于人站在峭壁上，使實驗對象產生恐懼和不安心理。

(2) 應用簡介

高架十字迷宮被廣泛應用于新藥開發、篩選、評價、藥理學、毒理學、預防醫學、神經生物學、動物心理學及行為生物學等多個學科的科學-研究和計算機輔助教學等領域，是開展行為學研究尤其是焦慮抑郁研究的經典實驗。

(3) 實驗方法

實驗開始時將小鼠從中央格面向閉合臂放入迷宮，記錄5分鐘內的活動情況。觀察指標包括：開放臂進入次數(必須有兩只前瓜進入臂內)，開放臂停留時間，閉合臂進入次數，閉合臂停留時間。計算開放臂停留時間比例，開放臂進入次數比例，高架十字迷宮中總進入次數。實驗完成后將小鼠取出，將兩臂清理干凈，噴灑酒精除去氣味，最后用Xeye動物行為學軟件進行數據分析。

(4) 案例展示

(5) 常見問題

①實驗前充分觸摸大鼠，動物必須對實驗者和實驗環境完全適應沒有恐懼感。

②如果動物掉落在地，最好將此動物剔除。?

③注意控制實驗中其他干擾因素。

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