曠場實驗( open field test) 是一種經(jīng)典的動物行為學(xué)實驗，常應(yīng)用于評價嚙齒類動物的焦慮樣行為。 能夠引起嚙齒類動物產(chǎn)生焦慮的原因有多種，如慢 性疼痛，天敵應(yīng)激，藥物，疾病等。嚙齒類在自然環(huán) 境生存中因懼怕天敵而不敢長期暴露于開闊地帶產(chǎn) 生警覺心理，同時它們?yōu)閷ふ沂澄飼鲃訉π颅h(huán)境 進行探索伴有好奇心理。曠場實驗正是通過模仿這種開闊的新環(huán)境，研究動物在“警覺-好奇”心理沖突下產(chǎn)生的焦慮樣行為。常用的評價動物焦慮樣 行為的重要實驗參數(shù)包括: 曠場中央?yún)^(qū)域的移動距離、進入次數(shù)、活動時間以及站立、排便的次數(shù)等。其中，中央?yún)^(qū)域的界定是衡量動物焦慮水平非常關(guān)鍵的一個參數(shù)。但在不同文獻報道中，中央?yún)^(qū)域大小的劃定卻不盡相同。Gould 等建議將中央?yún)^(qū)域大小設(shè)定為曠場區(qū)域總面積的25% ～ 50%之間，中央?yún)^(qū)域過大或者過小都可能會導(dǎo)致統(tǒng)計結(jié)果異常。對于中央?yún)^(qū)域到底應(yīng)該設(shè)定多大合適，大家并沒有達成統(tǒng)一共識。

行為學(xué)設(shè)備?

曠場實驗設(shè)備和視頻采集與存儲系統(tǒng)使用上海欣軟信息科技有限公司，行為分析軟件 VisuTrack 動物行為分析軟件。

模型建立?

炎性痛誘導(dǎo)動物焦慮模型 用 3% 異氟烷將野生型小鼠短時間麻醉，隨即向小鼠右后肢足底 皮下注射 10 μl CFA，注射完成后將小鼠輕輕放回籠具之中，待其清醒后連續(xù)觀察 3 ～ 5 min，如果小鼠出 現(xiàn)舔足或咬足行為即證明實驗?zāi)Ｐ徒⒊晒?。建?成功后，將小鼠按照分組分籠飼養(yǎng)。

曠場實驗測試

所有小鼠的曠場實驗在每日 18∶ 00 以后進行。炎性痛誘導(dǎo)動物焦慮模型組小鼠( n = 10) 在足底炎性痛建立成功后第 14 d 進行; 致焦慮 藥誘導(dǎo)動物焦慮模型組小鼠( n = 10) 在腹腔注射 FG7142 1 h 后進行; 自然狀態(tài)下對照小鼠( n = 10) 可直接進行。實驗開始前 3 d 將待測試小鼠移至實 驗等待區(qū)適應(yīng)新環(huán)境，并對每只小鼠進行安撫，減少 環(huán)境及人為帶來的應(yīng)激反應(yīng)。實驗場地光照亮度80 ～ 120 lux，濕度適宜，溫度保持在( 24 ± 0． 5) ℃。 正式實驗開始時，將小鼠放置于曠場實驗裝置( 長寬 高分別為 50 cm × 50 cm × 50 cm 的無頂蓋立方塑料 箱) 正中央?yún)^(qū)域，通過動物行為視頻采集系統(tǒng)記錄小 鼠在曠場裝置中 5min的運動軌跡。每只小鼠測試 完后放入新的鼠籠中并清理曠場裝置內(nèi)糞便、尿液及用 75% 酒精消除遺留氣味，待裝置完全干燥后再 進行下一只小鼠實驗。整個實驗過程實驗者保持安 靜并在實驗區(qū)外( 實驗區(qū)域被掛簾遮擋) 對整個實 驗流程進行視頻記錄操作，避免實驗者自身氣味對 小鼠產(chǎn)生應(yīng)激作用，影響實驗結(jié)果。所有實驗結(jié)束 后，小鼠全部移回到各自原來鼠籠中休息。

大小鼠曠場實驗箱，型號：XR-XZ301，上海欣軟，VisuTrack動物行為分析軟件

數(shù)據(jù)分析?

由于曠場的陌生空曠區(qū)域?qū)τ谛∈髞碚f是一種天然威脅，小鼠在被放置在正中央?yún)^(qū) 后會迅速逃往曠場外周區(qū)域并趨壁活動，所以我們將小鼠碰觸到曠場外周四個壁的時刻定為開始記錄小鼠運動軌跡的時間點，所有小鼠的行為分析開始時間全部按照此標(biāo)準執(zhí)行。利用行為分析軟件采集 小鼠在所劃定區(qū)域內(nèi)的運動距離、活動時間、進入次 數(shù)、進入各區(qū)域的潛伏期以及運動速度等參數(shù)。

五區(qū)域劃分法分析比較不同焦慮模型動物在曠 場中的行為模式

曠場實驗是用來分析幾分鐘時間內(nèi)小鼠在空曠 開闊區(qū)域里的探索行為，這種行為通常會受到小鼠 情緒變化的影響。一般情況下，實驗者利用視頻采 集及分析系統(tǒng)( Fig． 1A) ，通過比較小鼠單位時間內(nèi) 在中央?yún)^(qū)域( 25% ～ 50% 曠場區(qū)域總面積) 的移動距 離、活動時間以及運動距離，即可判斷得出研究對象 是否出現(xiàn)了焦慮樣行為。在這里，為了比較不同類 別小鼠焦慮模型在曠場中的行為模式，我們不再設(shè) 置中央?yún)^(qū)域，而是將整個曠場區(qū)域均分成 100 個大 小為 5 cm × 5 cm 的小正方形區(qū)，行為分析軟件自動 將每個小正方形區(qū)域標(biāo)上對應(yīng)數(shù)字( Fig． 1B) 。我們 將曠場區(qū)域從外周到中央分別定義為 A/B /C /D/E5 個區(qū)域( Fig． 1C) : A 區(qū)( 最靠外側(cè)白色方環(huán)) ，B 區(qū) ( 黑色方環(huán)) ，C 區(qū)( 藍色方環(huán)) ，D 區(qū)( 黃色方環(huán)) ，E 區(qū)( 紅色方環(huán)) 。由于每個小正方形區(qū)域很小而小 鼠身體較長，所以為了保證軌跡跟蹤的準確性，我們 采用了一點跟蹤模式，即只跟蹤小鼠頭部在小方塊 中的位置變化( Fig． 1D) 。在這 5 個區(qū)域內(nèi)，B /C /D 區(qū)都有各自雙側(cè)相鄰區(qū)域，而 A/E 區(qū)只有單側(cè)相鄰 區(qū)域，所以 A/E 區(qū)與 B /C /D 區(qū)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計是不相同 的( Fig． 1E) 。

曠場實驗的設(shè)計原理是模擬了自然環(huán)境中的陌 生開闊地帶，由于沒有躲避天敵的地方，小鼠在這種 空曠地帶活動對它們來講是一種威脅，往往伴隨著 恐懼情緒; 另一方面小鼠又因為覓食本能或者單純 的“好奇”天性而需要去開闊地帶進行探索。當(dāng)小鼠 出現(xiàn)在曠場中央?yún)^(qū)域時，這兩種情緒便會發(fā)生沖突 從而導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)焦慮樣行為。

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文章參考引用：DOI: 10． 16557 /j． cnki． 1000-7547． 2019． 06． 003