动物行为实验指南丨啮齿动物社会行为评估范式：视觉洞穴系统（VBS）

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《动物行为实验指南》共674页，涵盖了常见的实验动物，如小鼠、大鼠和斑马鱼，详细描述了每一种行为测试的实验设计、测试设备、实验流程、评估指标、预期结果、常见问题及解决方法、数据分析、模型应用与局限性等各个方面。它通过快速引导，帮助研究人员高效地掌握实验的每个阶段，减少了查阅文献和寻找方法的时间，成为各类科研人员的重要参考资料。

《动物行为实验指南》共计收录了16种动物行为类型，包括焦虑抑郁、学习记忆、痛觉、运动、恐惧、社交、癫痫、操作、成瘾、视觉、痒觉、味觉、嗅觉、睡眠、斑马鱼行为以及常见动物模型等内容。每一类动物行为下，都详细介绍了多个经典的实验范式，涵盖了超过100种实验方法。

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视觉洞穴系统（VBS）由Bob Blanchard和Caroline Blanchard于20世纪80年代后期开发。视觉洞穴系统常用于评估社会行为，该装置模拟了啮齿动物的自然环境，因此能够观察到在野外原本无法观察到的自然社会互动。视觉洞穴系统可用于观察各种非防御性行为，如性行为和满足性行为，以及防御性行为，如暴露于威胁性刺激下的反应。其他类似的社会行为实验装置包括社会奖励室和社会挫败装置。

视觉洞穴系统由一个开放区域和一系列构成洞穴系统的隧道和洞穴组成。啮齿动物是非常社会化的动物。基因操作技术的进步使得这些动物模型成为有用的研究工具。然而，在研究由多个雄性组成的群体时必须谨慎，因为在这样的群体中雄性之间的攻击性往往很强。

装置与设备：

视觉洞穴装置放置在一个86×61×26厘米的丙烯酸箱中。在距离端墙25厘米处放置一面长61厘米的墙，将开放区域与洞穴区域隔开。三个尺寸均为12×7×6厘米的洞穴室放置在由隔板分隔出的较小区域内。其中两个洞穴室通过一根直管相连，并有一根 “Z” 形有机玻璃管穿过墙壁将它们与开放区域相连。第三个洞穴室仅通过一根直的有机玻璃管与开放区域相连。洞穴室和开放区域的地面都铺有1厘米厚的锯末垫料。食槽和水瓶放置在开放区域的角落。

除了管道和洞穴室顶部（以便进行视频记录）外，整个装置均由黑色有机玻璃制成。

训练方案：

实验房间采用12小时光照和12小时黑暗的循环照明。在光照阶段使用荧光灯，在黑暗阶段使用红外线灯。温度和湿度也保持在22±1摄氏度和70%的湿度。在装置上方放置一台摄像机，用于记录实验对象在光照和黑暗循环期间的社会行为。群体由通常彼此不熟悉的实验对象组成，并在黑暗循环开始时将它们引入视觉洞穴系统。 

在混合群体的自闭症基因动物模型中识别真社会行为

由三只雌性和一只雄性实验对象组成群体，并在视觉洞穴系统中饲养15天。在黑暗循环的第1天、第2天、第6天、第10天和第14天，以及光照循环的第2天、第3天、第7天、第11天和第15天，每天进行4小时的视频记录。

在雄性群体的自闭症基因动物模型中识别真社会行为

由三只雄性实验对象组成群体，并在视觉洞穴系统中饲养15天。在黑暗循环的第1天、第2天、第6天、第10天和第14天，以及光照循环的第2天、第3天、第7天、第11天和第15天，每天进行4小时的视频记录。

数据采集：

通过时间采样来分析行为，每只小鼠每10分钟进行一次初始30秒的采样。社会行为以观察到的百分比进行评分。

在试验期间观察到的社会行为：

依偎：这种行为是指在30秒的采样时间内，实验对象与室内的另一只动物接触躺卧超过10秒。

独处：这种行为是指在30秒的采样时间内，实验对象独处且与最近的邻居保持三个身体长度的距离超过10秒。

相互梳理：清洁其他实验对象的行为。

自我梳理：清洁自己的行为。 

正面接近：这种行为是指从一定距离朝向另一只实验对象的正面进行有方向的移动。

背面接近：这种行为是指从一定距离朝向另一只实验对象的背面进行有方向的移动。

逃离：这种行为是指快速远离接近的实验对象。

追逐：这种行为是指快速向逃跑的动物移动。

跟随：这种行为是指以较慢的速度跟随另一只实验对象。

骑跨：这种行为是指从后面骑跨另一只实验对象并快速晃动臀部。

挣扎：这种行为包括激烈的活动，如翻滚和撕咬。

接触：这种行为是指在有方向地向另一只动物移动后进行身体接触（在洞穴室内不计算在内）。

优点与局限性：

优点：

早期的社会行为评估无法成功重现啮齿动物在野外的洞穴系统。视觉洞穴系统克服了这一障碍，并允许在半自然的环境中观察实验对象。视觉洞穴系统是评估不同疾病模型（如自闭症）中社会行为的有效装置。该装置与基因操作技术的进步相结合，有助于开发更好的治疗方法，并增进对与疾病相关的社会行为的理解。视觉洞穴系统还可用于评估反捕食者的防御行为和社会焦虑。

局限性：

在视觉洞穴系统中仅使用雄性群体时，可能会观察到较高水平的雄性攻击性，这可能导致实验对象死亡。诸如听觉干扰等外部因素也可能影响实验对象的行为。饲养和安置程序也会影响它们之间的互动。