行为学实验案例丨明暗箱实验操作（专业实验 请勿模仿）

生物科研实验室

       焦虑症是精神障碍中极为常见的一种，临床实践中，它经常与其他类型的精神障碍共同存在。根据2019年全球疾病负担研究的发现，焦虑症在10至24岁青少年中，是导至伤残调整生命年的第六大主要疾病。明暗箱实验（LDB）作为评价状态焦虑动物模型行为学的经典方法，已被广泛应用于焦虑症的发病机制研究和药物筛选中。在啮齿类实验动物中，LDB所引发的焦虑情绪主要源于明暗光线的刺激冲突，而其行为模式则受到多种因素的影响，包括实验装置的设计（如形状、材质、尺寸等）、实验动物的特性（如品系、年龄、性别等）以及实验操作的具体细节（如起始位置、记录时间、重测测量以及周期节律等）。因此，本研究基于LDB作为状态焦虑动物模型的评价方法和原理，深入探讨了昼夜节律、光照面积、光照颜色以及光照强度等因素对昆明小鼠在LDB中行为模式的影响，旨在筛选出更加稳定可靠的实验条件，以优化LDB作为状态焦虑动物模型的评价方法。
     实验动物  选用雄性昆明小鼠，实验环境控制在室温（20±2）℃，并设置12小时黑暗（6:00～18:00）和12小时光照（18:00～6:00）的循环，小鼠可自由获取食物和水。经过一周的环境预适应后，选取体重在（20±2）g的小鼠进行正式实验。

实验装置  为明暗箱，尺寸为45cm×27cm×27cm，由木质材料制成。明暗箱分为三部分：大面积箱体（27cm×27cm×27cm），底部分成9个面积相等的方格（9cm×9cm）；小面积箱体（18cm×27cm×27cm），底部分成6个面积相等的方格（9cm×9cm）；以及两箱体之间的可移动隔板中央通道（7cm×7cm）。明箱区采用30W白灯泡，距离箱底40cm高处照明；暗箱区则采用30W红灯泡（或其他实验用彩色灯泡），同样距离箱底40cm高处照明。
        实验操作  过程如下：操作者将昆明小鼠置于大面积箱体的正中央方格，并使用摄像系统记录小鼠在5分钟内的行为变化。记录的行为参数包括两箱停留时间、水平运动、垂直运动、穿梭次数以及粪便粒数。水平运动记录为小鼠四只爪子均进入一格的次数，垂直运动记录为小鼠两前爪腾空或攀附墙壁的次数。纳入实验分析的参数包括明区停留时间百分率（Ltime%）、明区水平运动百分率（Lcross%）、明区垂直运动百分率（Lrear%）、水平运动总得分（Cross）、垂直运动总得分（Rear）、总得分（Total = Cross + Rear）、穿梭次数（Transition）以及两区粪便粒数（Lfbs，Dfbs）和粪便总粒数（Fbs = Lfbs + Dfbs）。

影响评估 为了全面评估昆明小鼠在明暗箱（LDB）实验中的行为模式，并探讨不同实验条件对其行为的影响，我们设计了以下实验方案。实验主要考察昼夜节律、光照面积、光照颜色以及光照强度等因素对小鼠行为的影响。

首先，昼夜节律是一个重要的影响因素，我们将其分为白天周期（18:00～6:00，标记为Day）和黑夜周期（6:00～18:00，标记为Night）两个时段，以观察小鼠在不同时间段内的行为变化。

其次，光照面积也是一个关键因素。我们将明箱区分为大面积箱体（L3/5）和小面积箱体（L2/5）两种条件，以探究不同光照面积对小鼠行为模式的影响。

为了更全面地了解光照对小鼠行为的影响，我们还设计了光照颜色和光照强度的实验。在光照颜色实验中，我们选择了黄色、绿色、蓝色和红色四种不同颜色的灯光，以观察小鼠对不同颜色光照的反应。而在光照强度实验中，我们设置了15W、25W、40W、60W和100W五种不同的光照强度，以探究光照强度对小鼠行为模式的影响。
    在实验设计上，我们采用了析因设计的方法。对于昼夜节律与光照面积的交互效应，我们设置了四个实验组：Day-L3/5、Day-L2/5、Night-L3/5和Night-L2/5，每个组包含6只小鼠。对于光照颜色实验，我们在黑夜周期下进行，分别使用黄色、绿色、蓝色和红色灯光，每组同样包含6只小鼠。对于光照强度实验，我们也在黑夜周期下进行，分别设置15W、25W、40W、60W和100W五种光照强度，每组包含6只小鼠。

通过记录和分析小鼠在LDB实验中的行为参数，如明区停留时间百分率、水平运动百分率、垂直运动百分率、穿梭次数以及粪便粒数等，我们可以全面评估不同实验条件对小鼠行为模式的影响。这将有助于我们筛选出更加稳定可靠的实验条件，以优化LDB作为状态焦虑动物模型的评价方法。