动物行为实验指南丨社交偏好相关行为测试方案汇总

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社交偏好（Social Preference, SP）是指小鼠在面对社交刺激（另一只小鼠）和非社交刺激（如物体）时，更倾向于与社交刺激互动的行为。这种测试通常用于评估小鼠的社交兴趣和社交动机。社交新颖性偏好（Social Novelty Preference, SNP）是指小鼠在面对熟悉的社交刺激和新颖的社交刺激时，更倾向于与新颖的社交刺激互动的行为。这种测试通常用于评估小鼠对新颖社交对象的兴趣和社交记忆。

SP/SNP 范式：

1、适应期：

• 小鼠在测试场地中适应 20 分钟。

• 插入空的隔间，并让小鼠再适应 15 分钟。

2、社交偏好测试：

将社交刺激（另一只小鼠）和物体刺激（塑料玩具，约 5 × 5 厘米）随机插入不同的隔间。进行5分钟的 SP 测试，记录小鼠的行为。

3、间隔期：

移除带有刺激物的隔间，小鼠单独留在测试场地中15分钟。

4、社交新颖性偏好测试：

将隔间再次插入测试场地，这次放置在不同的角落。一个隔间包含SP 测试中使用的相同社交刺激（熟悉刺激），另一个隔间包含新的社交刺激。进行5分钟的SNP测试，记录小鼠的行为。

注意：熟悉刺激总是放在与 SP 测试不同的角落。

5、 结束：

测试结束后，将实验小鼠放回其家笼，而刺激物则留在隔间中，以备下一个实验使用，或在实验结束时放回其家笼。

性别偏好测试（SxP）

1、适应期：

小鼠在测试场地中适应 15 分钟，测试场地中有空的隔间。

2、性别偏好测试：

小鼠暴露于成年雌性和雄性刺激物（8-12周龄）各 5 分钟，类似于 SNP 测试。

社交与食物测试范式

1、适应期：

小鼠在测试场地中适应 15 分钟，测试场地中有两个空的隔间。

2、社交与食物测试：

将新的社交刺激放在测试场地一角的隔间中。在测试场地的对角线处放置一个充满食物颗粒的隔间。食物隔间的高度为 5 厘米，并有一个 0.5 × 0.5 厘米孔径的金属网，防止动物食用食物。同一实验动物（8 只大鼠和 16 只小鼠）进行三次测试：小鼠在饱腹、禁食 4 小时和 24 小时后；大鼠在饱腹、禁食 24 小时和 48 小时后。测试之间，动物被送回其群居笼中，自由获取水。

行为分析：

• 探查时间

• 将探查某一刺激物时小于 0.5 秒的间隙视为同一探查时段的一部分。

• 计算探查时间：在所有测试中，探查时间以 20 秒为单位进行计算。

• 探查时段

根据探查时段的长度将其分类，并计算每个持续时间类别的探查时间。

• 相对差异探查（RDI）

定义：RDI 是两个刺激物之间探查时间绝对差值除以其总和。

• 转换

转换是指从小鼠开始探查新刺激物（相对于另一个刺激物）的时间点。转换的平均速率以 20 秒为单位进行计算。

• 中心/边缘比例

定义：中心区域定义为测试场地内部 30% 的面积。

• 自由互动中的互动时间

追踪动物的身体轮廓，并确定每一帧中它们是否接触（仅检测到一个轮廓 = "互动"）或不接触（检测到两个轮廓 = "无互动"）。

Fig1 动物在社交刺激和食物刺激之间的偏好

社交互动（SI）测试

实验在一个暗室内进行，光照强度为10 lux。实验箱是一个方形盒子（39.3 cm × 39.3 cm），四周围墙高27 cm。一个网格笼（6.5 cm × 10 cm × 24 cm）固定在实验箱的一侧墙壁中央，用于放置目标小鼠（CD-1小鼠）。每个社交互动测试包括两个150秒的测试（测试之间间隔30秒），分别是无目标测试和有目标测试。无目标测试指将一只C57BL/6J测试小鼠放入实验箱中，让其自由探索环境。持续时间150秒，记录小鼠在互动区（IZ）的时间。互动区是一个14.5 cm × 24 cm的矩形区域，围绕网格笼向外延伸8 cm。间隔期将C57BL/6J小鼠从实验箱中移出。持续时间30秒，在这段时间内，将目标CD-1小鼠放入网格笼中。网格笼的设计允许小鼠将鼻子和爪子伸出来，但不能逃脱。有目标测试指将同一C57BL/6J小鼠放回实验箱中，但这次放置在与网格笼相对的墙壁旁边。持续时间150秒，记录小鼠在互动区的时间。

评估小鼠在有无目标小鼠存在的情况下的社交互动行为，更好地理解小鼠的社交偏好和社交回避行为。这种测试在研究自闭症谱系障碍、社交焦虑以及其他与社交行为相关的神经发育障碍时非常有用。

行为指标：

• 互动区（IZ）：一个14.5 cm × 24 cm的矩形区域，围绕网格笼向外延伸8 cm。

• 社交互动（SI）比率：计算为有目标测试中小鼠在互动区的时间与无目标测试中小鼠在互动区的时间之比。

• 社交回避区：定义为从网格笼对面角落关节向外延伸9.0 cm × 9.0 cm的正方形区域。

文献引用：

• Netser, S., Meyer, A., Magalnik, H. et al. Distinct dynamics of social motivation drive differential social behavior in laboratory rat and mouse strains. Nat Commun 11, 5908 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467020195690

• Kuga N, Abe R, Takano K, Ikegaya Y, Sasaki T. Prefrontal-amygdalar oscillations related to social behavior in mice. Elife. 2022 May 17;11:e78428.

• Beery AK, Kaufer D. Stress, social behavior, and resilience: insights from rodents. Neurobiology of Stress. 2015 Jan;1:116-127. DOI: 10.1016/j.ynstr.2014.10.004. PMID: 25562050; PMCID: PMC4281833.

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