光也能成为“奖励”？新研究用Y迷宫建立小鼠光自给模型

提到“奖励”，我们通常会想到食物、金钱或令人愉悦的体验。但如果奖励只是一束短暂的绿光，动物还愿意付出努力去获得它吗？

一项发表于《Journal of Behavioral Addictions》的研究发现：在不限制饮食、也不提供药物的情况下，小鼠能够学会通过按压杠杆来获得绿光，而且这一行为具有较强的持续性。

这项研究为理解非食物、非药物奖励如何形成习惯样行为，提供了一种新的动物实验范式。

文献信息

英文题目： Using light to establish habits in laboratory mice

中文译名： 利用光线在实验小鼠中建立习惯样行为

期刊： Journal of Behavioral Addictions

发表年份： 2026年

DOI： 10.1556/2006.2025.00379

第一作者： Shu K. E. Tam

通讯作者： Shu K. E. Tam、Sze Chai Kwok、Benjamin Becker

主要研究机构： 昆山杜克大学、复旦大学、香港大学等

一句话概括：短暂的、与按杆行为相联系的绿光，可以作为一种奖励，促使小鼠形成持续的操作性反应。

论文上线截图

1为什么要研究“光奖励”？

传统的动物操作性条件反射实验，通常以食物、水、药物或脑内电刺激作为奖励。例如，让小鼠在饥饿状态下按压杠杆获得食物，或让动物通过某种动作获得成瘾性药物。

这些模型非常适合研究进食和物质成瘾，却不一定能够解释赌博、游戏、手机过度使用等行为问题。因为这些行为并不是由饥饿或药物直接驱动的。

此前的“感觉寻求”模型会使用声音、闪烁灯光和空间变化组成的复合刺激，但动物究竟是在追求光、声音，还是刺激的新奇性，并不容易区分。

因此，本研究提出了一个更直接的问题：如果去掉食物、药物和不断变化的新奇刺激，仅仅提供一束短暂、固定的单色光，小鼠会不会主动为它“工作”？

2四组实验，逐步证明光的奖励作用

研究共使用52只雄性C57BL/6J小鼠，在标准操作箱和Y迷宫中开展实验。小鼠按压指定杠杆后，会获得数秒的535 nm绿光照射。

实验一：小鼠能够学会“按杆换绿光”

实验设置了两个杠杆：按压其中一个会触发绿光，另一个则没有任何结果。

经过训练，小鼠逐渐增加了对“绿光杠杆”的按压，并能够区分两个杠杆。无论在标准操作箱还是空间结构更复杂的Y迷宫中，都可以观察到这一学习过程。

研究人员还让小鼠提前接受30分钟绿光照射，以判断它们会不会产生类似“吃饱”的满足效应。结果显示，高反应小鼠的按杆次数仅下降约13%，并没有停止获取绿光。

换句话说，即使提前接受了远超过正常实验剂量的光照，小鼠仍愿意继续按杆。

小鼠能够通过按压特定杠杆获取绿光，且这一行为依赖昼夜状态和光

实验二：关键不是“看见光”，而是能够控制光

光可能只是提高了小鼠的警觉性，进而增加活动和偶然碰触杠杆。为了排除这种解释，研究人员设置了配对对照实验。

实验组小鼠必须按杆才能获得绿光；对照组小鼠虽然在完全相同的时间接收到相同数量的绿光，但灯光与其自身按杆行为没有关系。

结果非常清楚：只有能够通过按杆控制绿光的实验组，按杆次数才会持续增加；随机接受光照的对照组始终维持在较低水平。

获得奖励后，实验组小鼠还会暂时停止按杆，转而朝向光源。这种“按杆—获得光—接近光源”的行为序列，说明小鼠学到的是动作与结果之间的关系，而不是被光简单地激活。

只有“按杆后获得绿光”的小鼠表现出典型的奖励后暂停和朝向光源

实验三：行为依赖视觉信号，而不是LED产生的热量

LED灯除了发光，也会产生热量。小鼠是否只是把灯当成了热源？

研究人员将绿光换成热量相近、但对小鼠视网膜感光系统刺激明显较弱的暗红光。更换光源后，小鼠最初仍维持原有行为，但按杆次数随后逐渐下降，一周后减少到原来的约50%。

这说明，维持行为的主要因素是光学刺激，而不是LED灯产生的热量。

有意思的是，当测试人员发生变化后，小鼠的按杆行为又部分恢复。这提示，已经形成的反应并没有完全消失，而是受到实验人员气味、抓取方式等环境线索的调节。

将绿光替换为热量相近但视觉刺激较弱的暗红光后，小鼠的按杆行为

实验四：绿光还能增强食物寻求

研究人员进一步考察了光奖励与食物奖励的关系。

当小鼠处于食物限制状态时，食物本身已经具有很强的奖励价值，此时增加绿光并不会明显提高按杆次数。但在小鼠自由进食、不再饥饿的情况下，将短暂绿光与食物同时呈现，却会增强其按杆获取食物的行为。

这表明，光与食物的奖励效应可能发生叠加，尤其是在生理需求较弱时，光刺激对行为的促进作用更加明显。

绿光能够增强自由进食状态下小鼠获取食物的按杆行为，但在食物限

3这项研究的新意在哪里？

这篇文章最重要的贡献，是建立了一种不依赖饥饿、药物或复杂新奇刺激的操作性行为模型。

与传统模型相比，它具有几个特点：

- 光照时长、波长和出现时间可以精确控制；

- 无须长期限制饮食，对动物昼夜节律的干扰更小；

- 可以在操作箱或Y迷宫等不同环境中实施；

- 适合研究非食物、非药物奖励驱动的持续性行为；

- 可以进一步用于探索视觉通路与脑奖励环路之间的联系。

作者认为，该模型可能为研究游戏障碍、问题性智能手机使用等数字技术相关行为提供新的实验工具。一些人体研究发现，把手机屏幕调成灰度模式可以减少屏幕使用时间，也从侧面说明色彩与光刺激可能影响设备的吸引力。

不过，手机使用显然远比“获取一束绿光”复杂。社交反馈、信息内容、即时通知和任务目标等因素同样重要，因此这项动物研究提供的是一种基础机制模型，而不是对人类手机成瘾的直接模拟。

4结语

这项研究告诉我们，奖励不一定是食物或药物，也可能只是一束短暂、可被主动控制的光。

它的价值不在于证明“小鼠喜欢绿色”，而在于建立了一套可精确操控的实验范式：研究者可以进一步追问，什么样的光最具有吸引力，哪些动物更容易形成持续反应，这些行为如何受到昼夜节律和环境线索影响，以及视觉刺激如何进入大脑奖励系统。

从一束绿光开始，研究人员或许能够更细致地理解，那些并非由生理需求驱动，却仍让个体不断重复的行为是如何形成的。

赛昂斯Y迷宫及实验方法

本研究使用的Y迷宫由赛昂斯（SansBio，江苏）协助设计并提供。与主要用于检测自发交替行为的传统Y迷宫不同，该装置被改造成了一个可开展操作性条件反射训练的“光自给”实验平台，使研究人员能够观察小鼠是否愿意通过主动按压杠杆来获得光刺激。

本研究使用的Y迷宫由赛昂斯（SansBio，江苏）协助设计并提供。与主要用于检测自发交替行为的传统Y迷宫不同，该装置被改造成了一个可开展操作性条件反射训练的“光自给”实验平台，使研究人员能够观察小鼠是否愿意通过主动按压杠杆来获得光刺激。

Y迷宫整体采用白色亚克力材料，由一个三角形中央区和三条呈120°夹角分布的长臂组成。每条臂长33.7 cm、宽5 cm，迷宫侧壁高20 cm。中央区与各臂之间以及每条臂的末端均可安装活动隔板，从而根据不同实验阶段灵活调整小鼠的活动区域。

实验时，其中一条臂被设为起始臂。小鼠首先被放置在起始臂末端，当其进入中央区后，实验人员关闭身后的隔板，防止小鼠返回起始区域。另外两条臂的末端分别安装不锈钢按压杠杆，杠杆踏板大小为1.6 cm×0.8 cm，距迷宫底面2.5 cm，触发所需力量不低于2.5 g。

在光自给训练中，一侧杠杆被设为有效杠杆：小鼠完成规定次数的按压后，可触发短暂的535 nm绿光；另一侧杠杆则不产生结果。绿光LED安装在距迷宫底面18.5 cm的位置，除奖励光出现外，实验过程中迷宫保持黑暗。随着训练推进，实验采用FR1、FR3和FR5等固定比率程序，即小鼠需要分别按压1次、3次或5次才能获得一次光刺激。

迷宫上方100 cm处安装带红外光源的摄像机，并使用系统以100 ms的时间间隔追踪小鼠头部位置，同时记录活动距离、小鼠与光源之间的距离、杠杆按压时间及光刺激获得次数。通过这些指标，研究人员不仅可以统计按杆数量，还能判断小鼠在获得光奖励后是否会离开杠杆并主动朝向光源。

在配对对照实验中，研究人员将两只小鼠分别限制在Y迷宫左右两臂：实验组小鼠按杆后触发绿光，对照组则在完全相同的时间被动接受等量绿光，但其按杆行为不能控制灯光。结果显示，只有能够主动控制绿光的小鼠才逐渐增加按杆次数，证明行为的形成依赖“按杆—获得光”的动作与结果关系，而不是单纯由光照提高活动水平。

此外，研究人员还在该装置中将绿光替换为热量相近、但对小鼠视网膜刺激更弱的630 nm暗红光。小鼠的按杆行为随后逐渐下降，进一步说明维持行为的关键是光学刺激，而不是LED产生的热量。

总体而言，这套Y迷宫将空间行为追踪、杠杆操作、光刺激控制和条件反射训练整合在同一平台中，为研究光奖励、习惯样行为及环境线索对行为的影响提供了较为灵活的实验工具。

注：个人观点，仅供参考。