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神經生物學動物行為學實驗：小鼠學習記憶焦慮抑郁運動功能檢測范式_MCE

閱讀：27 發布時間：2026-8-4

動物行為學！神經生物學相關課題研究的小伙伴一定很熟悉~那些與“鼠鼠"并肩作戰的日子......

先上圖！簡單了解下各類動物行為學實驗。

表 1. 經典動物行為實驗匯總。

Section.01

學習記憶類實驗

學習記憶異常是阿爾茨海默癥、帕金森病等多數神經系統疾病的典型特征。科研上一般從兩個維度評估：工作記憶 (短期臨時記一下) 和參考記憶 (長期記住的) ，迷宮實驗和新物體識別。

迷宮實驗

迷宮實驗是測學習記憶的經典套路，主要有三種：Morris 水迷宮、Y 迷宮、T 迷宮。

表 2. 三種迷宮實驗。

『Morris 水迷宮』

將一個圓形恒溫水池分成四個象限，水下藏著一個固定平臺。水體渾濁處理遮擋平臺，動物依靠池壁上的視覺標記定位。實驗分兩步：

第一步：定位航行訓練——前期通過多日、多次入水訓練，讓小鼠能靠空間線索學習并記憶平臺的位置。

第二步：空間探索測試——移除水下平臺，記錄小鼠游動相關行為參數。若小鼠傾向停留于原平臺所在象限，說明學習記憶能力好。

圖 1. Morris 水迷宮實驗示意圖^[1]。

以圖 2 為例，該研究采用 Scopolamine 構建認知損傷小鼠模型，設置空白、模型、陽性藥 Donepezil 組與養血清腦丸 (YXQNW) 高低劑量組，通過游動軌跡、定位航行潛伏期、空間探索期的停留時長/游距/穿臺次數等水迷宮實驗經典指標，綜合證實養血清腦丸可改善小鼠學習記憶障礙。

圖 2. YXQNW 顯著改善 SCOP 誘導的小鼠學習記憶障礙^[2]。

『Y 迷宮自主交替實驗 (Y maze)』

Y 字形三臂通道，依靠小鼠探索新事物的本能，通過自主交替進臂行為評價小鼠空間工作記憶水平。如果小鼠記性好，它會記得自己剛進過哪條臂，下次就會換一條沒去過的——這叫"自主交替"。連續進三條不同的臂，算一次有效交替。

通常可將把小鼠放在一條臂的盡頭，讓它自由探索，記錄進臂順序和總次數。有效交替次數越多，空間工作記憶越好。

圖 3. Y 迷宮自主交替實驗示意圖^[3]。

『T 迷宮 (T-Maze)』

T 字形通道，一條主臂加左右兩個目標臂。靠獎懲機制讓小鼠做選擇——比如食物獎勵。動物若能記住帶有獎勵的目標臂位置，會持續做出正確選擇，以此量化短時工作記憶與學習決策能力。

圖 4. T 迷宮實驗示意圖^[4]。

新物體識別實驗 (NOR)

小鼠天生對新鮮事物好奇。如果它記得舊物體，就會花更多時間去研究新物體。該實驗可分為三步：

1. 適應：先讓小鼠在空箱子里熟悉環境

2. 熟悉：放兩件一致的物體，讓它探索

3. 測試：把其中一個換成新物體，看它對新舊物體的探索時間差

通過新舊物體的探索時長計算識別指數，該數值越高，說明小鼠對原有物體的記憶水平更佳。

圖 5. 新物體識別實驗示意圖^[5^]。

Section.02

焦慮相關實驗

測焦慮，核心是看“趨避沖突"，小鼠既想探索新環境，又害怕開闊明亮的地方。越焦慮，越傾向于躲在安全區。常用的如曠場、高架十字迷宮、明暗箱。

表 3. 三種焦慮相關實驗檢測指標。

曠場實驗 (OFT)

由于開闊環境會使小鼠產生焦慮，本能貼著箱體邊緣活動，極少進入中心。因此，可將小鼠置于空曠方箱，記錄其活動軌跡，通過統計總運動距離、中心區域停留時長等指標評估小鼠焦慮水平。

圖 6. 曠場實驗示意圖^[6]。

以圖 7 為例，曠場實驗結果顯示：MPTP 模型小鼠活動范圍變小，Cordycepin 干預后活動范圍回升。平均速度、總運動距離顯示模型組自主活動能力下降；中央停留時長、活動距離表明造模小鼠焦慮加重，給藥后明顯緩解，綜合證明 Cordycepin 可改善 MPTP 誘發的小鼠焦慮^[7]。

圖 7. Cordycepin 對 MPTP 誘導帕金森病模型小鼠曠場實驗行為表現的影響^[7]。

高架十字迷宮 (EMP)

高架十字迷宮由兩條封閉避光臂、兩條透光開放臂十字搭建而成。實驗時，把小鼠放在迷宮中心記錄行為。小鼠既愛探索亮敞區域，又會因懸空環境產生焦慮；焦慮越高，在避光封閉臂停留越久，由此可量化焦慮程度。

圖 8. 高架十字迷宮示意圖^[6]。

明暗箱實驗 (LDBT)

明暗箱分互通的亮區與避光暗箱。小鼠天生喜暗，光亮環境易引發焦慮，形成探索與避險的行為矛盾。我們讓小鼠自由活動，焦慮程度越高的小鼠，會更少進入亮區，在黑暗箱體中停留的時間更長。

圖 9. 明暗箱實驗示意圖^[8]。

Section.03

抑郁相關實驗

抑郁類行為實驗主要用于構建和評估動物抑郁模型，主要包含強迫游泳、懸尾、糖水偏好實驗。

表 4. 三種抑郁相關實驗檢測指標。

懸尾實驗 (TST)

將小鼠尾部頂端懸掛懸空，小鼠因失重應激產生掙扎行為，長時間掙扎無果后會進入靜止不動的絕望狀態，全程記錄小鼠靜止懸垂時長。不動時間越長，表明小鼠的抑郁程度越重。

圖 10. 懸尾實驗示意圖^[9]。

以圖 11 為例，結果顯示：相較于 Corticosterone 抑郁模型小鼠顯著延長的不動時間，ketamine干預 1 天后可大幅縮短該時長，可有效改善小鼠的抑郁樣行為^[10]。

圖 11. ketamine干預可改善小鼠的抑郁樣行為^[10]。

強迫游泳實驗 (FST)

多在恒溫透明圓柱水桶中開展實驗，水深可讓小鼠無法觸底、只能持續游動。記錄小鼠水中靜止漂浮的絕望行為時長，不動時間越久，代表小鼠抑郁樣行為越顯著、絕望程度越高。

圖 12. 強迫游泳實驗示意圖^[11]。

糖水偏好實驗 (SPT)

快感缺失是抑郁的核心特征。該實驗分適應、測試兩階段，通過對比小鼠糖水與純水飲用量，計算糖水偏好比值，判斷獎賞感知能力。抑郁小鼠獎賞通路受損，對糖水攝取意愿明顯下降。

圖 13. 糖水偏好實驗示意圖^[12]。

Section.04

運動功能相關實驗

想判斷小鼠運動協調、平衡和肌力好不好？可以用爬桿、轉棒、平衡木這三項經典運動實驗來測評。

表 5. 三種運動功能相關實驗檢測指標。

爬桿實驗

將小鼠頭部朝上放置于垂直粗糙金屬桿頂端，記錄其轉身爬至桿底總時長，以此評判肌力與肢體協調性。

圖 14. 爬桿實驗示意圖及案例分析^[13]。

如圖 14 右圖所示，結果顯示：MPTP 帕金森模型小鼠神經元受損，行動僵硬遲緩，爬桿耗時大幅增加；持續補充 NMN 可顯著縮短用時，改善小鼠運動及協調障礙^[13]。

轉棒實驗

將小鼠置于可變速旋轉滾軸上，并逐步提速，記錄跌落時間等指標，可評估小鼠四肢肌力、動態平衡及肢體協調能力。

圖 15. 轉棒實驗示意圖^[13]。

平衡木實驗 (BBT)

將小鼠置于懸空狹長木質橫梁的起點，讓其自主通行。實驗通過記錄小鼠全程通行時長、滑落墜落次數等指標，評估小鼠軀體平衡及肢體協調控制等能力。

圖 16. 平衡木實驗示意圖^[14]。

產品推薦

Scopolamine (HY-N0296)

能透過血腦屏障的高親和力毒蕈堿拮抗劑，可用于 AD 造模。

Donepezil (HY-14566)

AChE 抑制劑，是一種用于治療 AD 的藥物。

MPTP (HY-W114750)

可透過血腦屏障的多巴胺神經毒素，可用于誘導帕金森綜合癥模型。

Cordycepin (HY-N0262)

核苷衍生物。

NMN (HY-F0004)

煙酰胺磷酸核糖轉移酶 (NAMPT) 反應的產物，NAD+ 的關鍵中間體。

參考文獻

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