小動物三箱社交的原理和測試流程

一、概述

三箱社交范式（Three-Chamber Social Interaction Test）是一種在神經(jīng)科學(xué)研究中廣泛應(yīng)用的測試方法，用于量化嚙齒動物的廣義社交能力和社交新奇性。這一范式特別有助于揭示社交行為和社交識別障礙，這些障礙是許多神經(jīng)精神疾�。ㄈ缇�神分裂癥、雙相情感障礙）的典型特征，也是神經(jīng)發(fā)育障礙（如自閉癥）的明顯癥狀。

在神經(jīng)精神疾病動物模型的研究中，模型的效度至關(guān)重要。效度通常分為表面效度、結(jié)構(gòu)效度和預(yù)測效度三個方面。然而，大多數(shù)動物模型只關(guān)注這三個方面中的一個或兩個。2004年，Jacqueline N. Crawley提出了一種創(chuàng)新的模型，即社交能力和社交新奇性偏好協(xié)議模型，該模型使用了三箱裝置。這一裝置能夠同時評估社交行為的兩個可區(qū)分方面：社交親和力、社交動機(jī)以及社交記憶和新奇性。自Crawley提出這一模型以來，“三箱范式測試”在神經(jīng)精神疾病和轉(zhuǎn)基因嚙齒動物模型的研究中迅速獲得了廣泛應(yīng)用，并且在藥理學(xué)和毒理學(xué)領(lǐng)域也得到了越來越多的關(guān)注。

二、實(shí)驗裝置與設(shè)備

三箱社交范式實(shí)驗的核心裝置是一個由亞克力板組成的矩形盒子，其尺寸通常為60x40x22厘米。這個盒子被可拆卸的隔板分隔成三個室，每個室的尺寸均為20x40x22厘米。隔板上設(shè)有一個約22x4厘米的滑動門，允許實(shí)驗動物在室內(nèi)自由移動。

中央室作為起始區(qū)域，而兩個側(cè)室則用于放置刺激小鼠。刺激小鼠通常被放置在高度為15厘米、直徑為7厘米的亞克力籠中。這些籠子不僅允許實(shí)驗動物與刺激小鼠進(jìn)行互動，還有助于限制攻擊性行為的發(fā)生。

裝置的墻壁可以是透明的，也可以是不透明的，這取決于實(shí)驗的具體要求。透明的墻壁便于實(shí)驗者觀察實(shí)驗動物的行為，而不透明的墻壁則可以用于消除外界因素對實(shí)驗動物的影響。

此外，為了輔助實(shí)時評分、跟蹤和記錄實(shí)驗動物及其在迷宮內(nèi)的移動，可以在迷宮上方安裝攝像頭，并將其連接到跟蹤軟件（如ConductVision、Noldus Ethovision XT和VisuTrack等）。這些軟件能夠自動記錄實(shí)驗動物在各個室中的活動時間、進(jìn)入次數(shù)以及嗅探籠子的時間等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

為了確保實(shí)驗的準(zhǔn)確性和可靠性，必須在每次試驗前后徹底清潔裝置，并且為每個實(shí)驗動物更換墊料，以消除先前試驗中任何殘留刺激物的影響。
 

三、實(shí)驗流程

1. 預(yù)訓(xùn)練

在進(jìn)行正式的社交室測試之前，需要對實(shí)驗動物進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練。預(yù)訓(xùn)練的目的是讓實(shí)驗動物熟悉裝置和側(cè)室中的空籠子。

首先，將實(shí)驗動物置于裝置中，所有隔板門均打開，允許其自由探索整個裝置約5至10分鐘。在此期間，兩個側(cè)室內(nèi)均放置空籠子，以使實(shí)驗動物熟悉它們。一旦實(shí)驗動物探索了整個裝置，就將其放回中央室，并關(guān)閉通向側(cè)室的門。然后，再給它5到10分鐘的時間來進(jìn)一步探索中央室。

同時，將在側(cè)室中使用的刺激小鼠也在正式測試期前至少24小時習(xí)慣其籠子。這有助于刺激小鼠在測試過程中保持冷靜，避免攻擊性行為的發(fā)生。

2. 社交能力評估

預(yù)訓(xùn)練結(jié)束后，就可以進(jìn)行正式的社交能力評估了。首先，將實(shí)驗動物引入中央起始室，并允許其適應(yīng)裝置一段時間（如2-3分鐘）。然后，將一只刺激小鼠隨機(jī)放置在一個側(cè)室內(nèi)，同時保持該側(cè)室的門關(guān)閉。另一個側(cè)室內(nèi)則放置一個空籠子作為非刺激物。每次測試時，有籠子的刺激物和空籠子的位置都會隨機(jī)改變，以消除位置偏好對實(shí)驗結(jié)果的影響。

接著，打開通向側(cè)室的門，允許實(shí)驗動物自由探索整個裝置。在實(shí)驗過程中，實(shí)驗者應(yīng)從測試區(qū)域外部觀察實(shí)驗動物的行為，避免對其產(chǎn)生干擾。實(shí)驗者需要記錄以下關(guān)鍵數(shù)據(jù)：實(shí)驗動物在每個室中花費(fèi)的時間、進(jìn)入室的次數(shù)以及嗅探每個籠子的時間。這些數(shù)據(jù)將用于評估實(shí)驗動物的社交能力。

測試時間通常為10分鐘。在這段時間內(nèi)，實(shí)驗動物會表現(xiàn)出對刺激小鼠的偏好程度，這可以通過其在刺激小鼠所在側(cè)室中花費(fèi)的時間和嗅探籠子的時間等指標(biāo)來量化。

3. 社交新奇性偏好評估

社交能力評估結(jié)束后，立即進(jìn)行社交新奇性偏好評估。首先，將實(shí)驗動物放回中央起始室，并關(guān)閉通向側(cè)室的門。然后，將另一只新的刺激小鼠放入先前的空籠子中。現(xiàn)在，兩個側(cè)室分別包含一個已互動過的刺激小鼠和一個新的陌生刺激小鼠。

放置第二個刺激小鼠后，再次打開隔板門，并按照之前描述的方式進(jìn)行10分鐘的測試。實(shí)驗者需要繼續(xù)記錄實(shí)驗動物在每個室中花費(fèi)的時間、進(jìn)入室的次數(shù)以及嗅探每個籠子的時間等指標(biāo)。這些數(shù)據(jù)將用于評估實(shí)驗動物對社交新奇性的偏好程度。

在測試過程中，實(shí)驗動物通常會表現(xiàn)出對陌生刺激小鼠的偏好程度高于已互動過的刺激小鼠。這種偏好程度可以通過比較實(shí)驗動物在陌生刺激小鼠和已互動過的刺激小鼠所在側(cè)室中花費(fèi)的時間和嗅探籠子的時間等指標(biāo)來量化。

四、測試指標(biāo)

在三箱社交范式實(shí)驗中，主要關(guān)注以下幾個測試指標(biāo)：

1. 在每個室中花費(fèi)的時間：這是評估實(shí)驗動物社交能力和社交新奇性偏好的關(guān)鍵指標(biāo)之一。實(shí)驗動物在刺激小鼠所在側(cè)室中花費(fèi)的時間越長，說明其社交能力越強(qiáng)；在陌生刺激小鼠所在側(cè)室中花費(fèi)的時間越長，說明其對社交新奇性的偏好程度越高。

2. 進(jìn)入室的次數(shù)：這一指標(biāo)可以反映實(shí)驗動物對不同側(cè)室的探索程度和興趣程度。實(shí)驗動物進(jìn)入刺激小鼠所在側(cè)室的次數(shù)越多，說明其對該側(cè)室的興趣程度越高；進(jìn)入陌生刺激小鼠所在側(cè)室的次數(shù)越多，則進(jìn)一步證明了其對社交新奇性的偏好。

3. 嗅探每個籠子的時間：嗅探行為是實(shí)驗動物探索周圍環(huán)境的重要方式之一。通過記錄實(shí)驗動物嗅探每個籠子的時間，可以進(jìn)一步評估其對不同刺激物的興趣程度和社交能力。實(shí)驗動物嗅探刺激小鼠籠子的時間越長，說明其對該刺激物的興趣程度越高；嗅探陌生刺激小鼠籠子的時間越長，則進(jìn)一步證明了其對社交新奇性的偏好。