三箱社交精细行为分析系统原理与训练方法

三箱社交精细行为分析系统是用于一种基于啮齿类动物社交倾向的行为学范式，通过量化鼠对陌生个体与非生命物体的探索偏好，评估其社交能力、记忆及认知功能。广泛应用于神经精神类病症研究、药品开发与评价、神经发育与基因功能等。

一、系统原理

行为学基础

基于啮齿类动物先天社交倾向（趋触性行为）与探索本能，通过量化小鼠对陌生个体与非生命物体（如空笼）的探索偏好，评估其社交动机和社交记忆。

社交动机阶段依赖边缘系统-伏隔核多巴胺奖赏通路，社交识别阶段则与海马腹侧CA1至前额叶内侧皮层的γ振荡同步化相关。

硬件设计

三箱结构：抗反射聚碳酸酯板组装成长方体箱体，中间舱与两侧舱通过直径5.5 cm的圆角门洞连接。

社交刺激笼：PVC材质圆柱笼，笼底加重防倾倒。

行为捕获技术

采用高速摄像机（≥120帧/秒）和AI追踪软件，设定社交接触判据（鼻尖距离笼体≤1 cm且朝向角≤30°）。

支持无标记三维重建，AI直接生成动物关节运动模型（误差<2%）。

二、标准化训练方法

实验前准备

动物适应：实验前72小时单独饲养于12h/12h光暗循环环境，测试前30分钟移入行为实验室（温度22±1℃，湿度50±5%）。

陌生鼠选择：同品系、同性别的年龄匹配小鼠，提前隔离饲养24小时以避免攻击行为。

实验流程

阶段一（环境适应）：空箱自由探索10分钟，除环境新异感。

阶段二（社交趋近测试）：左舱放置陌生鼠（Stranger 1），右舱空笼，记录10分钟探索时间。

阶段三（社交识别测试）：替换右舱空笼为新陌生鼠（Stranger 2），测试社交记忆（正常小鼠偏好新个体）。

数据分析

核心指标：

社交指数 = 探索陌生鼠时长/探索物体时长（正常值>1.5）；

新颖性指数 = 探索新鼠时长/探索旧鼠时长（>60%为正常记忆）。

自动生成热力图与路径熵值，量化探索策略紊乱度。

三、技术优势与应用

创新点

多动物身份识别（同步区分4只动物，识别率>98%）；

云端行为数据库支持跨研究对比分析。

应用领域

神经发育障碍（如自闭症模型社交接触减少70%）；

抗抑郁药效验证（缩短接触潜伏期至<100秒）。