動物行為是動物表達(dá)心理和生理的肢體語言，也是動物自身綜合機(jī)能的體現(xiàn)；曠場中大小鼠不同行為的分析廣泛應(yīng)用于衡量生物學(xué),神經(jīng)科學(xué),藥理學(xué)和遺傳學(xué)等領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)效果。曠場實(shí)驗(yàn)是評估嚙齒類動物自發(fā)活動、焦慮狀態(tài)及探索行為的經(jīng)典行為學(xué)方法，基于其對新環(huán)境的“趨避性沖突”（既畏懼空曠又渴望探索）設(shè)計(jì)。

曠場實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)成

1. 曠場箱體：通常為正方形或長方形，邊長或長寬一般在 60 - 100 厘米，高度約 30 - 40 厘米，以防止大小鼠跳出。箱體材質(zhì)多選用透明有機(jī)玻璃，便于實(shí)驗(yàn)人員從各個角度觀察動物行為，同時保證箱體光滑無突出物，避免對動物造成傷害。
2. 底部區(qū)域劃分：曠場底部可借助軟件或畫線的方式劃分為多個大小相等的小方格，一般劃分為 16 或 25 個小方格，用于定量分析動物在曠場中的活動范圍和位置偏好。
3. 照明與環(huán)境控制：實(shí)驗(yàn)環(huán)境需保持安靜，光線均勻且柔和，一般照度控制在 100 - 300 勒克斯，避免過強(qiáng)或過暗的光線對動物行為產(chǎn)生干擾。同時，控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度在 22 - 25℃，濕度在 40% - 60%，為動物創(chuàng)造一個相對穩(wěn)定舒適的環(huán)境。
4. 視頻采集系統(tǒng)：在曠場正上方安裝高清攝像頭，能夠清晰地記錄動物在整個實(shí)驗(yàn)過程中的活動情況，包括移動軌跡、停留時間、探索行為等。攝像頭與計(jì)算機(jī)相連，通過視頻采集軟件將視頻信號傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中進(jìn)行存儲，以便后續(xù)分析。

具體實(shí)驗(yàn)流程

• 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備
• 動物適應(yīng)：在實(shí)驗(yàn)前，將大小鼠放置在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中適應(yīng)一段時間，一般為 30 - 60 分鐘，以減少因新環(huán)境帶來的應(yīng)激反應(yīng)。同時，讓動物在曠場箱體附近自由活動幾分鐘，熟悉周圍環(huán)境。
• 標(biāo)記動物：為了便于區(qū)分和記錄不同動物的行為數(shù)據(jù)，可使用動物標(biāo)記筆或微型芯片對動物進(jìn)行標(biāo)記。
• 清潔曠場：清潔曠場箱體，除可能存在的氣味和污染物，避免不同動物之間的氣味干擾影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。清潔后，讓曠場自然晾干。
• 實(shí)驗(yàn)操作
• 放入動物：將動物從曠場中心區(qū)域輕輕放入，確保其面向任意方向，避免因初始方向的選擇偏差影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時，立即啟動視頻采集系統(tǒng)，開始記錄動物的活動情況。
• 實(shí)驗(yàn)時間：一般實(shí)驗(yàn)時間為 5 - 10 分鐘，在這段時間內(nèi)，動物會表現(xiàn)出對新環(huán)境的探索、焦慮等行為。實(shí)驗(yàn)時間過短可能無法充分觀察動物的行為表現(xiàn)，時間過長則可能導(dǎo)致動物疲勞，影響行為數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
• 實(shí)驗(yàn)后處理：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將動物放回飼養(yǎng)籠，再次清潔曠場箱體，為下一次實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

行為分析指標(biāo)

• 自發(fā)活動能力指標(biāo)
• 總運(yùn)動距離：指動物在曠場中移動的總長度，通過視頻分析軟件可以準(zhǔn)確計(jì)算動物的運(yùn)動軌跡長度?？傔\(yùn)動距離越長，說明動物的活動能力越強(qiáng)。
• 運(yùn)動速度：即動物在單位時間內(nèi)的運(yùn)動距離，可反映動物的活動水平和興奮程度。運(yùn)動速度較快表明動物較為活躍，而運(yùn)動速度緩慢則可能表示動物活動能力較弱或處于焦慮狀態(tài)。
• 進(jìn)入方格數(shù)：動物在曠場底部進(jìn)入的小方格數(shù)量，進(jìn)入方格數(shù)越多，說明動物的活動范圍越廣，探索行為越積極。
• 焦慮狀態(tài)指標(biāo)
• 中間區(qū)域停留時間：曠場中心區(qū)域相對空曠，動物在中間區(qū)域停留的時間可以反映其焦慮程度。一般來說，焦慮的動物會傾向于停留在曠場邊緣區(qū)域，而較少進(jìn)入中間區(qū)域，因此中間區(qū)域停留時間越短，說明動物的焦慮程度越高。
• 中間區(qū)域進(jìn)入次數(shù)：動物進(jìn)入曠場中間區(qū)域的次數(shù)也是評估焦慮狀態(tài)的重要指標(biāo)。進(jìn)入中間區(qū)域的次數(shù)越少，表明動物對空曠環(huán)境的恐懼越強(qiáng)，焦慮程度越高。
• 修飾行為次數(shù)：修飾行為是指動物用舌頭舔舐、梳理自己的毛發(fā)等行為。在焦慮狀態(tài)下，動物的修飾行為次數(shù)可能會增加，因此修飾行為次數(shù)也可以作為評估焦慮程度的一個參考指標(biāo)。
• 探索行為指標(biāo)
• 直立次數(shù)：動物用后肢站立，前肢抬起探索周圍環(huán)境的行為稱為直立行為。直立次數(shù)越多，說明動物的探索欲望越強(qiáng)，對周圍環(huán)境的好奇心越重。
• 理毛行為持續(xù)時間：理毛行為除了與焦慮狀態(tài)有關(guān)外，也在程度上反映動物的探索行為。動物在探索環(huán)境后，可能會通過理毛來整理自己的身體，理毛行為持續(xù)時間較長可能表示動物進(jìn)行了較多的探索活動。

各領(lǐng)域應(yīng)用示例

1. 生物學(xué)領(lǐng)域：研究不同物種或不同品系大小鼠的基本行為特征和生物學(xué)差異。例如，比較近交系小鼠和遠(yuǎn)交系小鼠在曠場實(shí)驗(yàn)中的自發(fā)活動能力、焦慮狀態(tài)和探索行為，了解遺傳因素對動物行為的影響。
2. 神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域：探究大腦神經(jīng)回路和神經(jīng)遞質(zhì)在動物行為調(diào)控中的作用。例如，通過藥品干預(yù)或基因編輯技術(shù)改變動物大腦中特定的神經(jīng)遞質(zhì)的水平，觀察其在曠場實(shí)驗(yàn)中的行為變化，揭示神經(jīng)遞質(zhì)與行為之間的關(guān)系。如研究發(fā)現(xiàn)，增加多巴胺的釋放可以提高動物的自發(fā)活動能力和探索行為，而降低血清素水平可能導(dǎo)致動物焦慮程度增加。
3. 藥理學(xué)領(lǐng)域：評估藥品的效果，特別是對神經(jīng)系統(tǒng)有影響的藥品。例如，在開發(fā)抗焦慮藥時，利用曠場實(shí)驗(yàn)觀察藥品對動物焦慮狀態(tài)的作用，篩選出具有潛在抗焦慮作用的藥，并確定其劑量和作用機(jī)制。
4. 遺傳學(xué)領(lǐng)域：研究基因突變對動物行為的影響，為揭示遺傳因素在行為發(fā)生和發(fā)展中的作用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。例如，通過構(gòu)建特定基因突變的小鼠模型，觀察其在曠場實(shí)驗(yàn)中的行為表現(xiàn)與野生型小鼠的差異，分析基因與行為之間的關(guān)系。

與其他實(shí)驗(yàn)對比優(yōu)勢

1. 與高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)相比：高架十字迷宮主要利用動物對高處和開放空間的恐懼來評估其焦慮狀態(tài)，而曠場實(shí)驗(yàn)基于動物對新環(huán)境的“趨避性沖突”設(shè)計(jì)，不僅能評估焦慮狀態(tài)，還能全面評估動物的自發(fā)活動能力和探索行為，提供更豐富的行為信息。
2. 與八臂迷宮、Y 迷宮實(shí)驗(yàn)相比：八臂迷宮和 Y 迷宮主要用于評估動物的空間學(xué)習(xí)與記憶能力，而曠場實(shí)驗(yàn)側(cè)重于動物的自發(fā)活動、焦慮和探索行為，實(shí)驗(yàn)操作相對簡單，對實(shí)驗(yàn)環(huán)境和設(shè)備的要求較低，更適合大規(guī)模篩選實(shí)驗(yàn)和初步研究。