浅析旷场实验诸影响因素对啮齿动物行为的影响

旷场实验是一种通过检测动物自主活动 、活动亢进 、探索活动等行为来研究动物行为的实验 方法。自1941年出现以来 ，因其无创 、相对简单且可以通过改变环境测试动物行为，故在神经精神疾病和神经精神药理方面应用最多 ，最广泛。不同物种在旷场实验中的行为模式有所不同 ，其中对啮齿类动物的行为研究最为多 。旷场实验要受诸多因素的影响如动物遗传变异、性别 、年龄、自主活动实验中的环境改变等。

1、实验环境光线 

在宽广有光的环境中，小鼠很少运动并伴有长时间的停息 ，倾向于停在角落或沿壁活动 ，偶尔行进到场地 中央 ，活动轨迹多为弧线。相反 ，在黑暗或有障碍物的环境中 ，小鼠呈现高频运动。其运动 、静息次数和觅食行为均增加 ，主要在实验场地的中央活动 ，活动轨迹多为旋转式 ，在中央的活动量比光亮环境高 25%～70 %。

2、实验范围大小 

David通过 将实验场地由小到大 、由大到小 、不规则变化三种情况来 研究场地大小对啮齿行 为 的影响 。随着空间的增大或减小 ，大鼠运动停顿的次数均增加。空间越大停顿越多 ；空 间随机变化组开始停顿 次数与空间增大组相同 ，随后与空间减小组相同 。停顿次数总是与最初所处的环境大小有关 ，最初的环境大停顿次数就多。虽然空间大小对停顿次数有明显的影 响 ，但在各种变化过程 中停顿 距离变化不大 。当空间逐渐增大 ，其运动增加，但这种运动距离 很短并伴有相应的停顿 ，二次停顿之间的距离减小。动物运动中的这种停顿 ，认为是由 动物自身一 种不变的、内在的自主探究行为所决定 。

当大鼠进人空场实验环境中，其运动表现为行进和停止交替出现 ，在此过程中动物可能在许多地方停止 ，但有 1～ 2个 地方它 们停止的时间最多 ，停止时间 最长的区域被称为动物的本 垒 区(homebase)。在本垒区其 行为主要表现站立和理毛及在此空间来回运动 。每次来回伴有较多停顿 ，最高的停顿可达 8 ～ 10次 。在大空间中大鼠从本垒区开始运 动 的次 数 明显多于小空间。虽然在大空间中运动的次数增加， 但是运动距离却明显减小 。因此 ，当空间增大时，大鼠表现出高频和短距离的运动 。

在小空间中田鼠自由穿越空间中任意区域 。在大空间中 ，其运动主要集中在周边区 。空场实 验中 ， 沿壁运动是实验大鼠显著的行为特性。对于野生动物来说就是呆在有庇护的外周环境 。在有或无庇护的旷场实验中 ，大鼠90% 以上的时间是呆在周边 。不计空间大小 、测试 方 法 、动物接近墙壁的时间占总时间的85% 以上 ，在大空间中这种情况几乎占100% 。动物的趋物性 让其认为有庇护 的环境比空旷环境安全 。空间 由大变小 组 田鼠在中央区运动量大 ， 在周边区少 ；在空间由小变大组 ，田鼠运动量减小 ，主要在 周边或转角处运动 ；随机组的运动情况类似空间由大变小组 。

研究结果表明 ，在进行药物诱导的行为改变或对行为产生影响的神经 、基因研究时 ，为使自 主活动的运动量 、时间 、空间分布对行为的影响降到最小 ，空场实验的空间尽可能选用小范围。

3、时 间

啮齿动物在旷场实验中的行为受自身三个因素的影响：探索行为，逃避行为和转移运动。其 中最主要的是探索行为。据报道 ，将动物放人陌生环境中前5min记 录到 的活动表达的是探索行为 。Markel等经过实验证实前5min录到的活动主要是探索行为引起 ，部分可能是由某些增强情感的为在起作用 。因此 ，在进行探索实验时 ，动物行为检测应记录其探索行为最 强的时间段 。大量探究新异环境的自主活动记录时间均为将动物放入新异环境后 ，立即记录动物 5～10min的运动情况 ，这段时间能准确记录动物的探究行为 。由于探究行为的存在 ，为了正确的判断精神类药物对行为的影响 ，旷场实验必须选择正确的测试时间 。在进行咖啡 因实验时Halldner等先将小鼠放入实验环境中适应 30min，对注射咖啡 因后 60min小鼠的行 为进行分析。Kuzmin等则是将小鼠放入实验环境中适应30min，对注射咖啡因后40min分钟的行为进行分析。还的是注射药物后直接记录45min小鼠的行为变化 。在进行精神兴奋药研究时 ，除考虑药物的代谢时间外 ， 还必须考虑动物行为受时间的影响 ，以取得准确的实验结果。

通过长时间研究小鼠在空场环境中的行为后发现 ，在放入观察箱开始1h内小鼠有明显频繁的活动，其停留和活动主要集中在生活区(食物和饮水区)，其次在周边区 ，很少在中央区 。小 鼠在进入空场的第1h内频繁的活动 ，1h后活动减少 。在活动趋于稳定后 ，小鼠表现出较明显的昼夜活动特点 ， 夜间活动增加。

4、混合因素 

当环境光线增强时 ，动物运动很少并伴有长时间的停息 ，倾向于停在角落或沿壁活动 。但在同样的光照环境下 ，增加环境的复杂性 ，如加入形状不同的障碍物 ，小鼠的活动量增加 ，在 远离边缘的范围活动 。有人在测试环境中放入障碍物 ，在光线一定的条件下 ，随着放入物体的增加 ，动物运动停顿的次数增 多 ，运动速度增加 。在空旷有光的环境中小鼠80% 的时间都在边缘活动 ，仅有3% 的时间在中央。增加障碍物后 ，小鼠在中央活动的时间达13 ～ 26％ ，在中央停留的频率 也有所增 加 。在无障碍物的大或小的空旷环境 ，不论光线强弱 ，小鼠的活动轨迹均为旋转式 ，并且不停的改变运动方向 。在同样的环 境中加入障碍物 ，小鼠的活动轨迹为直线片断式 ，并且很少改变运动方向。在高强度的光照和噪音的恐惧背景下 ，动物行为表现为 ：1)活动增加或探索能力加强 ，直到恐惧背景消失；2)发生木疆或探索能力下降，直到恐惧背景消失 。