社交行为是评价中枢神经系统社会认知功能的核心表型指标，指动物感知同类社会线索（气味、声音、姿态、接触），并产生趋近、识别、依恋、竞争或回避等应答的能力，其调控依赖多条特异性神经环路。根据检测的行为功能维度不同，经典社交行为范式可归为三类：社交互动行为（趋近/回避，反映社交动机）、社交识别（个体分辨与记忆）、社会竞争与社群模式（领地攻击、社会等级、群体组织）。本篇将从核心原理、关键指标与适用场景等方面，系统梳理上述三类经典实验范式。

一

社交互动行为类（反映社交动机与接触质量）

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三箱社交实验（Three-Chamber Social Test）——社交趋近与社交新奇偏好

三箱社交实验是小鼠社交行为的经典筛查范式，广泛用于自闭症谱系障碍（ASD）模型的社交缺陷评价。ASD核心诊断特征为“交流与双向社交互动缺陷，并伴有受限兴趣与重复行为”，是社会行为范式最重要的疾病模型背景。

1）基本原理

将实验鼠置于三箱装置中自由探索适应环境；随后两侧侧箱各放置一个铁丝笼，一侧容纳陌生同种刺激鼠，另一侧为空笼对照。正常小鼠会在刺激鼠侧停留更久，相对停留时长反映社交趋近性（sociability）。后续测试中，将一侧替换为已熟悉的同种个体，另一侧为全新陌生个体，正常小鼠更倾向于探查陌生个体，该偏好反映社交新奇偏好。实验需设置非社会性对照（物体或气味），排除嗅觉偏好、物体探索能力差异等混杂变量。

图1. 三箱社交实验装置

（Leung C et al., Bio Protoc, 2018）

2）核心指标及含义

· 社交趋近指标：刺激鼠侧与空笼侧的停留时间、探访次数差值/比值，数值降低提示社交趋近性下降、社交动机不足。

· 社交新奇偏好指标：陌生鼠侧与熟悉鼠侧的停留时间差值/比值，数值降低提示社交识别能力或新奇寻求受损。

· 细分探查行为：嗅探、鼻触、直立探视等亚行为，可进一步区分趋近动机与社交接触质量。

3）适用场景

ASD及相关神经发育疾病（如脆性X综合征、Rett综合征）模型的社交缺陷筛查；社交动机与社会认知药物评价；神经环路（如下丘脑-伏隔核奖赏轴）操控后的社交表型验证。

? 操作要点：刺激鼠需在实验前24 h提前适应束缚笼以避免应激反应；必须设置非社会性对照（物体/气味），确认行为差异源于社会性而非物体/嗅觉偏好；统一光照、背景噪音与清洁程序；同批次穿插测试以排除昼夜节律干扰；笼具尺寸、测试时长需依据模型与仪器规范校准。

图2. 三箱社交实验示意图

（Kasahara Y et al., Sci Rep, 2020）

2

直接社交互动测试（Direct Social Interaction Test）——自由接触下的社交质量

1）基本原理

将两只体重、品系匹配的陌生小鼠同置于开阔场地（如旷场箱），固定时间内自由互动，通过录像记录社交接触行为与回避行为。与三箱实验的“隔笼间接探查”相比，该范式反映无物理阻隔的真实社交接触质量，也可拓展用于幼年动物社交游戏行为评价。

2）核心指标及含义

· 社交接触总时长/频次：主动嗅探、理毛、跟随、攀爬等行为时间占比，反映整体社交驱动力。

· 幼年社交游戏：摔跤、弹跳、相互追逐等频次，是发育期社交动机的核心评价指标。

· 回避/孤立行为：角落停留、逃避接触的时长，提示社交回避或焦虑情绪的叠加影响。

3）适用场景

自由社交接触质量与社交动机评价；神经发育疾病模型的幼年社交游戏表型检测；药物或环路操控对社交主动性的整体效应评估；需联合旷场、高架十字迷宫等范式排除运动能力、焦虑水平的混杂干扰。

? 操作要点：配对个体需预筛攻击性，避免剧烈打斗；固定测试时长与录像视角；测试间彻底清洁去味，统一光照温度；同批次穿插测试；行为编码规则与阈值需依据经典文献校准。

二

社交识别与记忆类（反映个体分辨与记忆能力）

这类范式基于啮齿动物天然偏好探查陌生同种个体的习性，专门量化社交身份识别与记忆能力；与三箱社交的“社交新奇偏好”相比，这类范式通过明确的记忆保持间隔设计，对社交认知记忆成分的检测更具特异性。

1

社交辨别测试（Social Discrimination Test）

1）基本原理

先通过熟悉化阶段让测试鼠与刺激鼠自由互动，建立个体身份记忆；短暂隔离后，同时并列呈现该熟悉个体与全新陌生个体，记录测试鼠对二者的探查时长。正常动物对陌生个体探查更久；若二者探查时间无显著差异，提示社交识别或记忆缺陷。该范式单次测试即可获得定量结果，是当前社交记忆机制研究中应用最广泛的方案。

2）核心指标及含义

· 识别指数：(陌生探查时长-熟悉探查时长)/(陌生探查时长+熟悉探查时长)，范围为-1到1，正值表示对陌生偏好，接近0或为负提示识别受损。

· 探查时长差异：陌生与熟悉个体的嗅探/接触时长绝对差值，差异越小提示记忆巩固或提取能力越弱。

· 记忆时程梯度：通过设置不同的间隔时长（如30 min、2 h、24 h），可区分短时记忆与长时记忆的维持能力。

3）适用场景

社交记忆与社交认知缺陷（ASD、精神分裂症、衰老相关认知下降）评价；催产素/加压素系统调控社交识别的机制研究；神经环路操控后的社交认知表型验证。

2

5次社交记忆测试（5-Trial Social Memory Test）

1）基本原理

测试鼠提前单笼饲养建立领地，前4轮重复放入同一只刺激鼠，正常小鼠因逐渐熟悉，探查时长逐轮下降（习惯化）；第5轮替换为全新陌生个体，正常小鼠探查时长会显著回升（去习惯化）。通过探查时长的动态变化反映个体身份记忆的形成与提取，是社交记忆研究的经典原始范式。

2）核心指标及含义

· 习惯化率：第1至第4轮互动时间的下降速率，斜率越陡提示习惯化越正常。

· 去习惯化幅度：第5轮（陌生个体）与第4轮（熟悉个体）的探查时长差值，差值缩小提示社交识别记忆受损。

· 试次间比较：第1轮（首次接触）与第5轮（陌生个体）互动时间无显著差异，是社交记忆完整的重要参考。

3）适用场景

社交短时记忆缺陷（ASD、精神分裂症等）评价；药物或环路操控对社交记忆维持能力的影响评估；转基因模型社交认知功能的基础表型筛查。

图3. 5次社交记忆测试示意图

（Kasahara Y et al., Sci Rep, 2020）

? 共性操作要点：刺激鼠需为无攻击史的陌生友好个体；固定熟悉化时长、重测间隔与隔离方式；测试环境彻底去味，光照条件统一；需配套嗅觉基础范式，排除嗅觉本身缺陷导致的假阳性；双选择法需随机交换左右位置，排除空间偏好干扰。

三

社会竞争与社群模式类（反映等级、领地与群体组织）

本类范式用于评价啮齿动物领地防御、社会竞争优势、群体等级秩序以及社群组织行为。主要包含四大子类：领地攻击范式（居住-入侵实验）、成对非损伤等级测试（管道测试）、资源竞争测试（饮水竞争测试、奖赏液体竞争测试、热源位点竞争测试、竞争性觅食测试等）、群体社群观测（尿液标记测试、可视洞穴系统、家笼长期群体行为监测等）。其中居住-入侵实验、管道测试是领域最常用的两大范式；资源竞争、尿液标记、可视洞穴系统等多作为交叉验证或拓展补充实验，一般不单独作为主力表型筛查手段。下面重点介绍两种核心常用范式。

图4. 社会竞争与社群模式类范式示意图

A管道测试；B饮水竞争测试；C美味液体竞争测试；D热源位点竞争测试；E尿液标记测试；F可视洞穴系统；G拔胡须测试；H超声发声测试；I居住-入侵实验；J觅食竞争测试；K足底电击回避竞争测试；L跑轮竞争测试

（Zheng H et al., Front Behav Neurosci, 2025）

1

居住-入侵实验（Resident-Intruder Test）——领地攻击与社交支配

1）基本原理

将单笼饲养、已建立领地归属的“居住鼠”，与一只陌生同性“入侵鼠”同笼，记录二者的互动行为。正常居住鼠会表现出领地防御与攻击行为，入侵鼠则表现出顺从、防御或逃逸。该范式可同时反映攻击性、社会支配等级与应激应对模式，是评价领地攻击与社交优势的核心方法。

2）核心指标及含义

· 攻击性指标：攻击潜伏期、攻击次数、攻击总时长（追逐、直立对峙、咬击等）。

· 防御/顺从指标：逃逸、僵直、仰卧臣服时长，反映入侵鼠的应对策略。

· 社会支配指标：居住鼠胜出率、资源占有优势，可用于推导社会等级关系。

3）适用场景

攻击行为、领地性与社会支配机制研究；冲动攻击障碍等神经精神疾病模型评价；加压素、雄激素等攻击调控通路的机制与药物研究。

? 操作要点：居住鼠需提前单笼饲养足够时长以建立领地（通常7-14天）；入侵鼠选用体重略轻、攻击性弱的品系，降低打斗烈度与受伤风险；严格限定互动时长，设置终止规则防止严重咬伤；固定每日测试时段；攻击行为判读标准需符合伦理与文献规范。

图5. 居住-入侵实验示意图

（Zheng H et al., Front Behav Neurosci, 2025）

2

管道测试（Tube Test）——非损伤性社会优势等级测定

1）基本原理

利用小鼠在狭窄管道相遇时必须一方退让才能通行的先天行为特性。两只匹配体重、周龄的小鼠分别从管道两端同时进入，在管道中段相遇；主动后退退出管道的个体判定为从属，迫使对方后退的个体判定为优势个体。通过多组循环配对对战，计算胜率，可推导群体内部线性社会等级。

2）核心指标及含义

· 胜率：每只小鼠在全部配对测试中的获胜比例，是推导等级序列的核心依据。

3）适用场景

社会优势等级快速筛查；基因、神经环路对社会支配性格局的调控研究；药物干预对社会等级的效应评价；常与居住-入侵、资源竞争实验做交叉验证。

? 操作要点：实验动物性别、体重、周龄严格匹配；开展充分预训练消除对管道的恐惧；注意规避“胜者效应/败者效应”（上一轮胜负会影响下一轮对战表现）；统一管道内径、长度等装置参数；判定标准参照经典文献。

图6. 管道测试示意图

（Zheng H et al., Front Behav Neurosci, 2025）

四

结果解读与共性避坑

1.结果解读三大核心原则

· 区分动机缺陷与能力缺陷，避免单指标下结论：社交趋近减少、接触时长缩短多反映社交动机下降；熟悉/陌生个体无分辨差异、识别指数接近0，才指向社交识别记忆缺陷。需至少联合2种范式交叉印证，不可仅凭单一指标定性。

· 明确表型特异性，排除泛化异常：社交回避需先通过旷场、高架十字迷宫排除普遍焦虑表型；攻击频次上升需结合等级、顺从指标综合判断，区分是领地支配增强，还是冲动控制障碍、应激易怒。

· 尊重物种与品系基线，避免跨物种推论：不同品系社交基线差异显著，必须设置同批次对照组。

2.共性避坑指南

· 动物准备：居住-入侵实验需提前单笼7-14天建立领地，其余社交范式群养基线更稳定；配对个体性别、周龄、体重严格匹配，入侵鼠体重宜略轻；雌性小鼠需控制发情周期，避免激素波动干扰。

· 操作执行：气味残留是头号干扰因素，每只动物测试后必须用75%酒精彻底清洁装置；保持光照、噪音一致，采用录像离线判读减少人为应激；攻击实验严守互动时长与伤害终止规则，遵循3R（替代、减少、优化）福利原则。

· 数据解读：社交行为组内变异度高，样本量不足易出现假阴性，需通过预实验估算统计效力；行为指标仅反映外在表型，不可直接等同于内在心理状态；最终结论前必须排除运动能力、嗅觉基础功能、焦虑水平三类混杂变量。

参考资料

教材：《神经生物学原理》（Principles of Neural Science）. 覆盖依据：三箱社交实验范式（Figure 13–53）、自闭症谱系障碍核心特征（Section 11.20）、催产素/加压素调控社交依恋与领地攻击（Section 9.24）、行为学对照原则（Section 13.28）。

基金项目：国家自然科学基金神经精神疾病领域项目（申请代码：H10/H09）：“儿童孤独症的遗传基础及其致病的机制研究”（项目编号：2012_H1008）、“自闭症蛋白质互作网络中神经突触功能相关模块的关键节点研究”（项目编号：2016-H0905）、“精神分裂症遗传发育问题的临床基础研究”（项目编号：2010-H1005）。

文献：

1.Donaldson ZR, Young LJ. Oxytocin, vasopressin, and the neurogenetics of sociality. Science. 2008 Nov 7;322(5903):900-4. doi: 10.1126/science.1158668. PMID: 18988842.

2.Leung C, Kim JC, Jia Z. Three-chamber Social Approach Task with Optogenetic Stimulation (Mice). Bio Protoc. 2018 Dec 20;8(24):e3120. doi: 10.21769/BioProtoc.3120. PMID: 34532561; PMCID: PMC8342085.

3.Kasahara Y, Yoshida C, Nakanishi K, Fukase M, Suzuki A, Kimura Y. Alterations in the autonomic nerve activities of prenatal autism model mice treated with valproic acid at different developmental stages. Sci Rep. 2020 Oct 20;10(1):17722. doi: 10.1038/s41598-020-74662-0. PMID: 33082409; PMCID: PMC7576159.

4.Zheng H, Chen D, Zhong Z, Li Z, Yuan M, Zhang Z, Zhou X, Zhu G, Sun H, Sun L. Behavioral tests for the assessment of social hierarchy in mice. Front Behav Neurosci. 2025 Mar 5;19:1549666. doi: 10.3389/fnbeh.2025.1549666. PMID: 40110389; PMCID: PMC11920152.

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