一、简介

动物行为学是解析神经精神疾病机制、筛选中枢活性药物、鉴定基因修饰动物表型的核心实验手段，常规检测体系分为运动功能、情绪行为、学习记忆、社交互动、感觉功能五大类。其中情绪行为检测用于定量评估啮齿类焦虑、抑郁、恐惧、奖赏等情感相关表型，是抑郁症、焦虑障碍等疾病临床前研究的核心评价模块。

情绪是动物无法直接表达的内在状态，需依托标准化范式，通过啮齿类趋避冲突、奖赏偏好、应激应对等客观行为间接量化。当前情绪行为范式众多，不同实验的评价维度、构念效度、适用场景差异显著，新手及易出现选用不当、过度拟人化解读、单范式下定论等问题。

本文聚焦两类最高频情绪表型，选取行业通用的标准化方案，从核心原理、关键指标与适用场景等方面展开讲解：

· 焦虑范式：旷场实验（Open Field Test，OFT）、高架十字迷宫（Elevated Plus Maze，EPM）、明暗箱实验（Light-Dark Box，LDB）、新奇环境摄食抑制实验（Novelty-Suppressed FeedingTest，NSFT）

· 抑郁范式：糖水偏好实验（Sucrose Preference Test，SPT）、悬尾实验（Tail Suspension Test，TST）、强迫游泳实验（Forced Swim Test，FST）、习得性无助实验（Learned Helplessness，LH）

图1. 抑郁、焦虑常见行为学检测范式

（图片来源：Gencturk S, Unal G., Cogn Affect Behav Neurosci.,2024.）

二、焦虑样行为检测体系

焦虑的核心特征是对潜在威胁的过度担忧与回避。啮齿类作为被捕食物种，天然存在“探索新环境”与“回避开阔/强光/高空”两种本能，形成“探索-回避”冲突，即趋避冲突。焦虑水平越高，动物越倾向躲避暴露区域、滞留于密闭空间；通过量化该空间偏好，可间接评估焦虑样行为水平。

01 OFT

1）基本原理

新颖、开阔的封闭箱体被分为中央暴露区与周边区，将动物放入封闭箱体中，动物在无外界强迫的条件下自由活动，通过正上方的视频追踪系统记录其自发运动轨迹。啮齿类的趋壁行为（thigmotaxis）是焦虑的典型表现，同时可通过总运动距离区分“焦虑退缩”与“运动能力受损”。OFT是所有情绪实验的通用基线筛查范式。

2）核心指标

· 中央区停留时长/占比：核心焦虑指标，数值越低焦虑程度越高。

· 总移动距离：校正自主活动量，排除肌无力、镇静效应等导致的假阳性。

3）适用场景

焦虑初筛、药物镇静/兴奋效应评价、情绪实验运动基线质控。

02 EPM

1）基本原理

离地高架十字装置，设置两条无遮挡开放臂、两条围墙封闭臂；高空+开阔双重刺激放大趋避冲突，是焦虑检测的经典金标准范式。动物被置于迷宫中央区域，弱光环境下自由活动5-10分钟。

2）核心指标

· 开放臂停留时间/进入次数占比：主要指标，占比越低提示焦虑水平越高。

· 头部下探（head dip）：动物将头部探出开放臂边缘的行为，被认为是一种风险评估行为，高焦虑动物该动作显著减少。

· 伸展注意姿势（stretched-attend posture）：动物身体前伸、探头探脑后缩回的姿势，同样反映风险评估，高焦虑动物该动作显著减少。

3）适用场景

抗焦虑/致焦虑药物的药效评价；基因编辑动物焦虑表型鉴定。

4）注意事项

动物若因恐惧在开放臂僵直不动，易被误判为低焦虑；中央区归属无统一标准，存在统计不确定性。

图2. EPM实验示意图

（图片来源：卢宇佳等., 实验动物科学, 2023.）

03 LDB

1）基本原理

装置由两个相连的箱子组成，一个为明箱，一个为暗箱，明箱大小为暗箱的两倍。两者之间有小开口相连。动物被放置在明箱中，可自由穿梭于两箱之间。啮齿类天生避光，焦虑水平越高，越倾向滞留暗箱。

2）核心指标

· 明箱停留时间：核心焦虑指标，时长越短提示焦虑水平越高。

· 穿梭次数：明暗区间穿梭总次数，反映探索意愿与活动水平，数值越低提示焦虑水平越高。

· 进入明箱的潜伏期：反映动物克服恐惧进入明亮环境的意愿。

3）适用场景

抗焦虑药物的快速筛选。主要用于小鼠的焦虑样行为评估，大鼠因偏好暗箱导致区分度较差。

图3. LDB实验示意图

（图片来源：Gencturk S, Unal G., Cogn Affect Behav Neurosci.,2024.）

04 NSFT

1）基本原理

实验前禁食24-48小时形成进食动机；测试时将动物置于光照充足的全新敞笼，中央放置饲料颗粒。动物因陌生、开阔环境产生恐惧，出现进食延迟。焦虑、抑郁相关干预会显著延长进食潜伏期，抗焦虑、抗抑郁药物则可缩短该时长，故本范式可同时用于焦虑与抑郁两类情绪表型的评估。

2）核心指标

· 中央摄食潜伏期：潜伏期越长提示焦虑/抑郁水平越高。

3）适用场景

抗抑郁药和抗焦虑药的药效评估。

4）注意事项

实验结束后必须立即把动物放回原饲养盒，测量其在熟悉环境下的5分钟摄食量，以排除纯粹的食欲下降或代谢异常造成的假阳性。

图4. NSFT示意图

（图片来源：Gencturk S, Unal G., Cogn Affect Behav Neurosci.,2024.）

三、抑郁样行为检测体系

抑郁症是多维度复合精神障碍，啮齿类研究无法复刻人类全部主观症状，只能拆解为可客观量化的独立行为内表型开展评估。完整抑郁表型需覆盖三大互不替代的核心维度，搭配对应范式交叉验证：

· 快感缺失：奖赏感知功能受损，采用SPT检测；

· 急性应激被动应对：短期不可逃刺激下的节能适应行为，可选FST或TST；

· 不可控应激认知缺陷：长期负性刺激形成的无望认知，采用LH评估。

三类范式对应的神经环路与行为逻辑完全独立，单一实验无法支撑完整抑郁表型结论。

01 SPT

快感缺失是抑郁症核心诊断症状，SPT是评估啮齿类快感缺失的金标准范式，基于动物对甜味的天然偏好设计。

1）基本原理

向动物提供两个水瓶：一个装有普通水，另一个装有1-2%蔗糖溶液。通过测量蔗糖溶液消耗量占总液体消耗量的比例来评估动物的偏好。慢性应激、抑郁造模会降低动物对甜味奖赏的摄取意愿，直接反映奖赏环路功能损伤。

2）核心指标

· 糖水偏好率=蔗糖溶液消耗量/（蔗糖溶液消耗量+纯水消耗量）×100%，正常小鼠糖水偏好率多维持在75%-90%；领域通用分层标准为偏好率低于65%提示出现快感缺失，最终结论仍需结合组间统计学差异综合判定。

3）适用场景

慢性应激/抑郁模型的快感缺失评估、药物对快感缺失的改善作用评价。

4）注意事项

蔗糖浓度、禁水时长、昼夜节律等均会影响结果，需全程标准化操作。

图5. SPT示意图

（图片来源：Gencturk S, Unal G., Cogn Affect Behav Neurosci.,2024.）

02 FST

1）基本原理

将动物置于装有水的圆柱形容器中，动物无法逃脱，被迫游泳。在最初的剧烈活动后，动物最终会停止移动，仅保持头部在水面上，这种行为被称为不动（immobility），是急性应激下的节能适应策略。

FST在大鼠和小鼠中的实验方案有所不同。大鼠方案通常包括两天：第一天为15分钟的适应期，24小时后进行5分钟的测试。小鼠方案则在同一天完成，总时长6分钟：前2分钟为适应期，后4分钟进行分析。

2）核心指标

· 不动时间：动物仅维持头部浮出水面的最低限度动作、其余躯体静止漂浮的总时长。不动时长缩短提示受试药物具备急性抗抑郁筛选活性。

3）适用场景

快速、高效地筛选具有急性抗抑郁活性的化合物。

4）注意事项

学界存在多种简化变体，同课题全程需固定一套操作流程，不可混用不同时长标准；该范式仅作药物初筛工具，无法单独证明动物抑郁模型成立。

图6. FST示意图

（图片来源：Gencturk S, Unal G., Cogn Affect Behav Neurosci.,2024.）

03 TST

1）基本原理

仅适用于小鼠，尾部悬挂使其悬空，动物初期挣扎，后期静止悬垂进入不动状态。机制、药物响应规律与FST高度一致，优势是无低体温、溺水风险。成年大鼠体重过大，尾部悬挂易造成损伤，不建议选用。

2）核心指标

· 不动时间：动物被悬挂期间保持不动的总时间。

· 

3）适用场景

小鼠抗抑郁药物的快速筛选。

图7. TST示意图

（图片来源：Gencturk S, Unal G., Cogn Affect Behav Neurosci.,2024.）

04 LH

1）基本原理

实验分两阶段：①预暴露训练：给予动物不可逃避的足底电击，使其建立“行为无法改变负性刺激”的认知；②测试阶段：将动物置于带逃生通道的穿梭箱中再次给予电击。经不可控应激训练的动物，主动逃生尝试减少、逃生潜伏期延长，这种放弃自救的行为即为习得性无助效应，模拟抑郁症的无望感与负性认知偏倚。

2）核心指标

· 逃脱潜伏期：从电击开始到动物成功逃脱的时间，潜伏期越长，代表认知无望、习得性无助表型越显著。

· 逃脱失败次数：在测试阶段未能成功逃脱的试次总数，失败次数越多，动物放弃自救的抑郁样认知缺陷越严重。

3）适用场景

应激易感性与韧性的机制研究、抗抑郁药的药效评价。

图8. LH实验示意图

（图片来源：Gencturk S, Unal G., Cogn Affect Behav Neurosci.,2024.）

四、结果解读与共性避坑

1. 多范式联合验证原则

单一范式维度单一，结论可信度极低，需至少2-3种互补范式交叉验证，如焦虑表型选择OFT+EPM，抑郁表型选择SPT+FST/TST。

2. 运动能力必须前置质控

所有情绪指标均依赖自主活动，若造模或给药导致肌力、运动协调受损，会产生大量假阳性。无论焦虑、抑郁采用何种范式组合，正式检测前均需通过OFT测定总运动距离，校正自主活动基线。

3. FST/TST解读边界

仅可表述为“急性应激被动应对行为改变”，禁止拟人化描述为“绝望、抑郁状态”；评价慢性抑郁模型必须搭配SPT。

4. 混杂变量控制

· 光照、噪音、气味、测试时段全程统一。啮齿类为夜行性动物，建议固定于白天同一时间段完成检测；每只动物测试后用75%乙醇擦拭装置，消除信息素残留。

· 品系、周龄、体重严格分组；雌性动物发情周期会显著影响情绪基线，相关实验需同步筛选周期。

★更多干货 敬请期待★

想了解更多行为学实验的实用知识？关注枢密科技！后续更多精彩内容等你来解锁～

我司可提供全维度标准化行为学检测服务，部分类型如下，欢迎咨询~