非条件反射焦虑模型

非条件反射焦虑模型

一、 探究行为焦虑模型

1.大鼠高架十字迷宫实验(elevated plus maze test in rats)

(1)复制方法  健康雄性大鼠，体重为200～250g。

十字迷宫装置一般为木制结构，并漆成黑色。包括2个50cm×50cm的相对开臂和2个50cm×10cm×40cm的相对闭臂。闭臂上部敞开，中央有一10cm×10cm的开阔部。2个开臂和2个闭臂呈十字交叉，迷宫离开地面的高度为50cm，故称高架十字迷宫。

将大鼠置于中央开阔部，面向其中的一个闭臂。观察者在1.0m以外记录5min内大鼠进入开臂和闭臂的次数以及在两臂滞留的时间(以四肢全部入臂或出臂为准)。计算大鼠进入开臂的次数和时间分别占总次数(两臂次数之和)和总时间(在两臂滞留时间之和)的百分比，以此作为评价焦虑的指标。通常这2个指标呈高度相关。

为了减少无关刺激对实验的影响，在实验前5～7d每天抚摸动物，并于实验前先将大鼠置于一敞箱中活动5min，然后再放入迷宫进行实验。这样可提高大鼠入臂的总次数，避免大鼠躲在闭臂，增加实验的准确性。

(2)模型特点  此模型是利用动物对新异环境的探究特性和对高悬敞开臂的恐惧形成的矛盾冲突状态，由 Montgomery的研究工作发展而来的。大鼠放入迷宫后会主动探究开臂，但又惧怕开臂中高悬敞开的环境。抗焦虑剂增加大鼠进入开臂次数的百分比和在开臂滞留时间的百分比，但不改变人臂总次数和总时间；致焦虑剂则在不影响总次数和总时间的剂量下使这2项指标减少。

(3)比较医学  此实验操作简便，评价抗焦虑作用的结果可靠，但比较费时。此方法也可用于小鼠，并可得到与大鼠一致的结果。

2.大鼠开场实验(open field test in rats)

(1)实验方法

1)Stefanski法

复制方法  实验装置为1只直径80cm、高30cm的圆形敞箱，敞箱底部中央划有直径分别为35cm和50cm的内、外两个圆圈，内圈所包含的区域为中央区。将大鼠置于中央区，观察10min内大鼠总的活动次数、进入开场中央的次数以及在开场中央区停留的时间。实验在弱光照明、65dB白噪声的条件下进行。

2)开场饮水实验(open field drink test)

复制方法  实验装置为1只36cm×36cm×36cm的透明有机玻璃方箱，顶部敞开，箱的左、右、后三侧面及底部均为黑色，前侧面无色透明以便观察。箱的中央倒置悬挂一水瓶，瓶嘴离地面10cm，箱的上方离地面60cm处安置一盏25W的白炽灯。实验前3d大鼠限制饮水，每天仅于下午3：00～4：00给予饮水1h。同时需每天抚摸大鼠1min，以减少非特异性应激对实验的影响。实验时将大鼠置于开场中央，观察动物开始饮水的潜伏期、饮水时间、靠近水瓶的次数和站立数等指标，观察持续时间为10min。在每只大鼠实验后，需清洁实验箱，以防止嗅觉暗示影响下一只实验鼠。

(2)模型特点  动物进入敞箱后由于对新异环境具有恐惧心理，因此主要在敞箱内的周边区域活动。但动物的探究特性又促使其产生在中央区域活动(如运动、饮水或进食等)的动机，因而形成冲突状态。与大鼠高架十字迷宫实验结果类似，抗焦虑剂可解除这种冲突状态，在不改变活动计数的剂量下明显增加大鼠进入敞箱中央区域的次数以及在中央区域停留的时间(Stefanski法)，或增加大鼠在中央区域的饮水时间(open field drink test)，致焦虑剂则反之。

(3)比较医学  开场实验设备简单、操作容易，因此在行为学研究中已普遍应用，多用来评价动物的运动活性等综合行为。而作为抗焦虑模型，其稳定性和可靠性还需进一步验证，因此实验者丨好结合其他的焦虑模型综合评价药物的效应。

3.明暗穿箱实验(light-dark transition test)

(1)复制方法  明暗穿箱实验可分别采用大鼠和小鼠进行实验，其原理相似。

1)大鼠明暗穿箱实验  明暗箱(45cm×27cm×27cm)分明箱和暗箱2个部分。暗箱占1/3，顶部加盖；明箱占2/3，顶部敞开，亮光照明。两箱之间的隔板底部有一个7.5cm×7.5cm的门洞供动物穿过。明暗箱与动物活动计数仪相连，可同时记录动物的运动活性。动物给药后时间将其置于明箱中央，背对洞口，记录10min内动物的穿箱次数以及分别在明箱和暗箱的滞留时间。

2)小鼠明暗穿箱实验  此处介绍一种Shimada改良法。 Shimada明暗箱的结构为：在1只40cm×40cm×12cm的有机玻璃箱中央安装一个20cm×20cm×12cm的透明有机玻璃小敞箱，在小敞箱的2个对角分别连有一个10cm×10cm×12cm的暗箱，暗箱的两侧各连有一个L型的跑道，暗箱与L型的跑道有一个3.5cm×3.5cm的洞口相通。装置上方装有摄像系统并连接视屏分析系统，以观察小鼠的穿箱次数、在明箱滞留时间及运动活性。实验时使小鼠背对暗箱的洞口，记录10min内小鼠的穿箱次数及分别在明暗箱的滞留时间。

(2)模型特点  此实验是根据大鼠或小鼠喜欢在暗箱活动，但动物的探究习性又促使其试图探究明箱而设计的。然而，明箱的光亮刺激又抑制动物在明箱的探究活动。抗焦虑作用可增加动物在明箱的站立、滞留时间和运动活性，增加穿箱次数，同时动物在暗箱的上述指标相应减少，穿箱次数也减少。

(3)比较医学  有抗焦虑作用的药物均可增加动物的穿箱次数及在明箱的滞留时间、站立和运动活性，非抗焦虑剂则无此作用。在此模型上抗焦虑剂的相对作用强度与临床试验结果一致。此方法具有简便易行、对动物施加的是无痛性刺激的优点。缺点为所需时间漫长，早上和下午动物的活动性差异较大，建议实验放在下午进行。

4.小鼠爬梯实验(staircase test in mice)

(1)复制方法  选用雄性小鼠，体重为18～22g。

实验装置为一有机玻璃箱：长45cm、宽10cm、一端高12.5cm、另一端高25cm，箱内有5级高2.5cm、宽10cm的相同楼梯。实验时将小鼠置于箱的底部，使其背朝楼梯，记录3min内小鼠的站立数和爬梯数(以四肢都爬上楼梯为准)。实验需在安静、光线恒定的环境下进行。

(2)模型特点  此种方法筛选抗焦虑药简便易行，结果可靠，且由于小鼠的成本较低，因此实用于大规模筛选。为了简化观察，不需考虑动物下楼梯的级数。每只动物实验结束后需清洁实验箱，以排除嗅觉暗示对下一只动物的干扰。    (3)比较医学  爬梯实验用于探讨动物探索性行为或活动性，动物的爬梯作为评价动物探究行为或活动性的指标，而直立则作为动物焦虑状态的参数。抗焦虑剂在不减少爬梯数的剂量使站立数减少，从而使这2个指标分离。此外，能产生与药物性焦虑变化无关的运动失调的药物也可减少站立数，但同时也减少爬梯数。氟哌啶醇、抗抑郁药以及其他能引起运动失调的药物即可减少站立数，又可减少爬梯数。致焦虑剂并不产生与抗焦虑剂相反的结果，故评价致焦虑药物时宜慎重。

5.小鼠四板实验(four plat test in mice)

(1)复制方法  选用雄性小鼠，体重为18～22g。

实验装置为1只25cm×18cm×16cm的长方形箱，箱的底部有4块8cm×11cm的相同金属板，各板间均有一4mm宽的间隙，4块板均与电刺激器相连，处于对角线的2块板同极，使小鼠每当跨越上下或左右金属板时受到一次电击，电流强度为0.20～0.8mA。给药后时间将小鼠置于板上，让其探究15s后打开电刺激器。当小鼠受到电刺激时产生明显的逃避反应，通常穿过2块到3块板便会停下，计为1次。记录10min内每分钟的电击数。

(2)模型特点  四板法以被动回避为基础，小鼠渴望探究，但又因害怕足电击而使探究活动受到抑制。抗焦虑剂可缓解或解除这种抑制状态，使小鼠受电击次数增多，神经松弛剂等非抗焦虑药则无此作用。

(3)比较医学  该方法操作简便，不需训练动物，因此广泛用于抗焦虑药物的筛选。然而，有些兴丨奋丨剂(如苯丨丙丨胺)也可增加惩罚性跨板数(电击数)，有些抗焦虑剂反而无效。因此需结合其他焦虑模型的试验结果综合评价。

二、 大鼠群居接触模型(Model of social interaction test in rats)

(1)复制方法  选用雄性大鼠，体重为200～250g。

实验装置为1只60cm×60cm×35cm的木箱，箱内壁漆成黑色。箱的上部悬挂一盏白炽灯，实验者可根据需要调节灯的功率大小或悬挂高度。大鼠于实验前单养5～7d。实验时按体重相近原则两两配对，配对大鼠的体重一般相差不超过15g，配对的2只大鼠药物处理相同。实验在4种条件下，分两阶段进行。这4种条件分别是：强光(300lx)照射、弱光(30lx)照射、动物对实验箱熟悉、动物对实验箱不熟悉。由此可组合为4种不同的实验环境，即强光不熟悉、强光熟悉、弱光不熟悉、弱光熟悉。阶段实验是在大鼠不熟悉实验箱的条件下，分别测定10min内配对大鼠在强光和弱光环境下的主动接触时间。主动接触包括嗅、追、推、踢、骑跨、理毛、爬或钻、扭打、格斗等，而被动的依靠则不计入在内。若在箱的侧壁上装有红外光电管，还町同时观察动物的活动数和站立数。接着将大鼠单个放在箱内，使之在自然光的条件下每天熟悉实验箱10min，连续2d。接下来进行第二阶段强光和弱光熟悉实验，观察时间和指标与阶段相同。

(2)模型特点  此模型是基于大鼠在一个陌生的环境没有建立自己的领地，表现出渴望接触的动机而设计的。采用新异环境和强光条件作为致焦虑刺激，从而建立起大鼠群居相互接触焦虑模型。未经药物处理的大鼠，其主动接触时间在弱光熟悉多于强光不熟悉，而强光熟悉与弱光不熟悉则介于两者之间。

为了排除群居接触变化由一般刺激或镇静效应引起的可能性，应同时测定动物的运动活性(如开场实验)。此模型选用小鼠很难达到预期的效果，因此该方法不适宜选用小鼠。

(3)比较医学  由于该模型不需要训练动物，也没有剥夺饮食或外加电击等恶性刺激，且稳定可靠，因此是目前焦虑研究中使用多的模型之一。但不同类型的抗焦虑剂在此模型上的表现不相同。如：BDZ类药物增加强光或不熟悉环境下大鼠的主动接触时间，而在弱光熟悉条件下的作用极小；巴比妥类药物则在4种条件下都使主动接触增多。这两类药物的这种作用差别意义还不清楚。致焦虑剂则减少大鼠的主动接触时间。此模型的不足之处尚有：①由于使用配对动物，一个动物的行为都严格依赖于其配对同伴的行为，因此很难检测单个动物在行为上的差异。②动物消耗多。

三、  Vogel冲突实验(Vogel conflict test)

(1)复制方法  选用雄性大鼠，体重为200～250g。

实验装置为Model-102型焦虑仪(美国Lafayette仪器公司)，由自动计数器、电刺激器和有机玻璃操作箱三部分组成。操作箱尺寸为45cm×24cm×21cm，其底部为不锈钢栅条，条间距离为1cm。顶部盖为一网眼状不锈钢盖，顶盖的一端插入一个水瓶，瓶嘴为不锈钢材质。瓶嘴深入箱内6cm，距离底部栅条10cm，并与底部栅条一起通过导线与刺激器相连。瓶嘴外套*缘胶皮，以防大鼠触及瓶嘴但未舔水时遭受电击。

实验分两阶段进行。阶段为非惩罚饮水训练：大鼠禁水24h后被单独置于操作箱，让其充分探究，直到发现瓶嘴并开始舔水。计数器自动记录大鼠在3min内的舔水次数，对舔水少于300次的大鼠予以淘汰。第二阶段为惩罚实验：未被淘汰的大鼠继续禁水24h后再次被单独置于操作箱。经过阶段的训练，大鼠能很快找到瓶嘴并开始舔水。舔够20次仪器自动开始计时并给予一次电击(舔水与电击次数之比为20：1)，电击强度一般为0.2～0.5mA，持续2S，但大鼠可通过脱离瓶嘴来控制受电击时间的长短。记录惩罚期(也是3min)大鼠的舔水次数。

(2)模型特点与比较医学  此模型是Vogel等根据前人经验，研究设计出的一种简单饮水模型，为非条件冲突实验，并成功地用于抗焦虑药物的筛选。其建立依据为：禁水大鼠的饮水动机与它同时所遭受的足电击惩罚形成矛盾冲突状态。抗焦虑药物增加惩罚期大鼠的舔水次数，致焦虑剂则使之降低。但是，影响药物自发饮水的药物可能产生假阳性结果，因此有测定大鼠自发饮水量的变化。方法是：在第二阶段的惩罚期不加电击，记录3min的舔水次数。在评价抗焦虑药物时，电流强度应偏小(以0.25～0.35mA为宜)；评价致焦虑药物时，电流强度可偏大。