實驗背景

曠場實驗（open field test，OFT）又稱敞箱實驗，是評價實驗動物在新異環境中自主行為、探究行為與緊張度的一種方法。Hall于1934年首先提出用曠場實驗研究大鼠的情緒變化，經過不斷的發展和完善，目前曠場實驗主要用來觀察實驗動物的自主運動能力、對新異環境的探索行為、緊張度、躁狂、焦慮以及抑郁行為，由于其操作簡單、可行性高、數據記錄準確等特點，已成為研究動物精神領域較為流行的行為學測試方法。

實驗裝置

整套曠場實驗系統由曠場箱體、攝像系統和視頻記錄分析軟件共同構成。曠場箱體的圍欄形狀可以是正方形、長方形或圓形，市面上正方形的箱體居多。以正方形曠場為例，曠場箱體分為大鼠（100×100×50 cm3）和小鼠（40×40×40 cm3）兩種規格，灰色有機玻璃的材質（灰色不反光，且可用于黑鼠和白鼠的實驗）。實驗時將動物放入曠場中的特定位置，用攝像系統來監測動物在曠場中的活動情況，通過視頻記錄分析軟件來進行動物的軌跡追蹤和數據采集分析。
 

實驗流程

一、前期準備

1. 擺置好干凈的曠場箱體（為了提高實驗效率，可對稱放置4個曠場，同時進行實驗）；

2. 在箱體正上方放置好攝像支架，連接相機至電腦，在電腦上調整相機的拍攝角度和焦距等參數，再固定相機位置（后續實驗建議不要動曠場和支架的位置，否則需要重新調整焦距等參數）；

3.打開電腦中的行為學視頻記錄分析軟件，編輯好實驗信息和動物信息等，調整好軟件記錄的相關參數（也可先用攝像系統將實驗視頻錄制好，后續再導入到視頻記錄分析軟件中分析）。
 

二、放置動物并記錄

1. 將動物從飼養籠里取出，背向實驗者放置到曠場的中央區域，實驗者迅速離開；

2. 迅速開啟軟件的視頻采集或攝像系統的視頻錄制，記錄動物在曠場中5-10min的活動情況；（也可提前開啟軟件采集，再放置動物，軟件分析過程中可設置扣除前期的準備時間）

3. 實驗監測時間結束后將小鼠取出并且放回飼養籠內，用75%酒精或實驗用消毒水清理整個曠場箱體，等待晾干后更換小鼠繼續重復以上實驗。

三、記錄參數和指標分析

曠場實驗既可用于觀察實驗動物的自主運動能力，也可評估動物的焦慮等情緒行為。

當曠場實驗用于評估動物的自主運動能力時，主要觀察動物靜止（低于100 cm/s）、緩慢運動（100~300 cm/s）和快速運動（300~500 cm/s）三種運動狀態所占據的絕對時間和時間比，通過比較這三種狀態的時間，得出動物運動能力的差異。此外也可通過比較動物的平均速度、軌跡線和總運動距離等反應動物的活動能力。

當曠場實驗用于評估動物焦慮行為時，主要記錄動物在曠場中不同區域所待的時間及尿便次數、直立次數等行為。通常來說，小鼠因為趨觸性（thigmotaxis）喜歡緊貼墻壁，即更多的在外圍活動，這在有焦慮樣行為的小鼠中更為明顯：焦慮程度較低的小鼠傾向于在曠場的中央即開放區域停留更多的時間。此外還有如下幾種結果參數：

直立次數：又稱垂直得分、站立次數，指鼠一對前足均騰空或攀附箱壁，站立后雙爪放下為直立一次。直立次數反映鼠的探索行為及對新環境的好奇程度。

排便次數：又稱糞便粒數，反映動物對陌生環境的緊張和恐懼程度。人們普遍認為排便次數反映嚙齒類動物的焦慮程度。

修飾次數：又稱理毛次數，指鼠對面部、四肢、軀干和生殖器的清洗行為。鼠的修飾次數是對新異環境產生的應激行為，說明此時鼠興奮度較高。

注意事項

1. 小鼠相關因素：實驗前動物飼養環境、動物性別、背景、是否伴隨應激（飲水及食物剝奪）及晝夜節律等。實驗中小鼠的周齡和性別需要保持一致，比如雌鼠有動情周期，激素水平可能會影響行為。

2. 實驗裝置相關因素：曠場的形狀、體積、實驗持續時長、數據采集方式（攝像系統的類別）等，均可能影響實驗和軟件的檢測效果，因此需盡量保持統一。

3. 實驗者相關因素：注意實驗者與動物之間的適應，同一批實驗由同一實驗者操作，使用同樣的方式抓取小鼠，手勢輕柔。

溫馨提示

在行為學測試中通常是多種實驗方法綜合分析評估動物的某一個行為變化，因此在安排不同行為學實驗時，要注意實驗之間的相互影響。由于曠場實驗對小鼠各方面影響較小，可優先安排動物進行曠場實驗。

瑞沃德行為學整體解決方案

目前瑞沃德提供完整的行為學解決方案，涵蓋學習記憶、飲水攝食、疼痛、社交、情緒、獎賞成癮等多個研究方向，可幫助研究人員更快開展整體水平探究疾病發病機制的研究，為基金申請提供堅實硬件平臺；標準化體系化行為學實驗室布局方案，助力實驗室建設，可為工作人員創造安全、舒適、高效的實驗室環境。

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