動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)指南丨鎮(zhèn)靜和應(yīng)激狀態(tài)下的社交互動(dòng)范式

與處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)的同類進(jìn)行社交互動(dòng)

鎮(zhèn)靜的概念涵蓋了一系列的反應(yīng)水平，從相當(dāng)于抗焦慮的輕度鎮(zhèn)靜到相當(dāng)于全身麻醉的深度鎮(zhèn)靜。處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)的動(dòng)物的反應(yīng)喪失程度取決于鎮(zhèn)靜的程度。深度鎮(zhèn)靜的動(dòng)物反應(yīng)極小，大多保持不動(dòng)，僅對(duì)外部刺激表現(xiàn)出細(xì)微的動(dòng)作（如尾巴抽搐）。輕度鎮(zhèn)靜的動(dòng)物（例如給予較低劑量鎮(zhèn)靜劑的動(dòng)物或從鎮(zhèn)靜狀態(tài)部分恢復(fù)的動(dòng)物）對(duì)外部刺激會(huì)表現(xiàn)出更多的運(yùn)動(dòng)行為（如頭部或身體的小幅動(dòng)作）。

在行為測(cè)試前，成對(duì)的動(dòng)物（雄-雄、雌-雌或雄-雌配對(duì)）至少有3天時(shí)間適應(yīng)人工操作流程。一只動(dòng)物被指定為 “幫助者”，另一只被指定為 “伙伴” 或 “接受者”。對(duì)于與清醒伙伴的互動(dòng)，將伙伴從原居住籠中取出，放在單獨(dú)的籠子里15分鐘。對(duì)于與鎮(zhèn)靜伙伴的互動(dòng)，給伙伴腹腔注射右美托咪定（劑量為0.3毫克/千克體重，然后將其放在單獨(dú)的籠子里15分鐘，使其進(jìn)入深度鎮(zhèn)靜狀態(tài)（以躺臥或蹲伏姿勢(shì)在一個(gè)位置保持不動(dòng)）。然后將伙伴與幫助者在原居住籠中重新放在一起，并記錄20分鐘內(nèi)的行為。量化不同行為持續(xù)時(shí)間的起始時(shí)間點(diǎn)設(shè)定為清醒或鎮(zhèn)靜的伙伴被引入后的那一刻。在同一對(duì)動(dòng)物中，與清醒伙伴的互動(dòng)評(píng)估在與鎮(zhèn)靜伙伴互動(dòng)的24小時(shí)前進(jìn)行。

為了比較在光照和黑暗條件下幫助者對(duì)鎮(zhèn)靜伙伴的行為，在白光照明或紅外光照明下按照上述方法進(jìn)行行為學(xué)實(shí)驗(yàn)。這兩組實(shí)驗(yàn)在同一對(duì)動(dòng)物上相隔24小時(shí)進(jìn)行，并且在不同動(dòng)物間對(duì)光照和黑暗條件的順序進(jìn)行了交叉平衡。

為了研究當(dāng)伙伴從清醒狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o反應(yīng)狀態(tài)時(shí)幫助者的行為，給伙伴腹腔注射右美托咪定（0.3毫克/千克體重），注射后立即將其放回原居住籠與幫助者團(tuán)聚。記錄20分鐘內(nèi)的行為。無反應(yīng)狀態(tài)的開始定義為伙伴停止移動(dòng)并在一個(gè)位置保持不動(dòng)，采取躺臥或蹲伏姿勢(shì)的那一刻。

為了研究幫助者對(duì)輕度鎮(zhèn)靜和深度鎮(zhèn)靜伙伴的行為，給伙伴腹腔注射右美托咪定，深度鎮(zhèn)靜的劑量為0.3毫克/千克體重，輕度鎮(zhèn)靜的劑量為0.03毫克/千克體重，然后將其放在單獨(dú)的籠子里15分鐘。然后將伙伴放回原居住籠與幫助者團(tuán)聚，并記錄20分鐘內(nèi)的行為。這兩組實(shí)驗(yàn)在同一對(duì)動(dòng)物上相隔24小時(shí)進(jìn)行。在不同動(dòng)物間對(duì)輕度鎮(zhèn)靜和深度鎮(zhèn)靜的順序進(jìn)行了交叉平衡，這些測(cè)試使用的是雄性小鼠。

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為了研究在有無籠伴的情況下動(dòng)物從鎮(zhèn)靜狀態(tài)的恢復(fù)情況，給動(dòng)物腹腔注射右美托咪定，然后將其放在一個(gè)新籠子里，要么單獨(dú)放置（“獨(dú)處”），要么與一個(gè)幫助者一起放置（“有幫助者陪伴”）。在深度鎮(zhèn)靜狀態(tài)下，動(dòng)物大多保持不動(dòng)，以躺臥或蹲伏姿勢(shì)待在一個(gè)位置。當(dāng)它們逐漸恢復(fù)清醒時(shí)，它們開始恢復(fù)站立姿勢(shì)，在一個(gè)位置保持時(shí)表現(xiàn)出輕微動(dòng)作，最終開始持續(xù)的探索性移動(dòng)，離開它們最初的位置。盡管從鎮(zhèn)靜到清醒的轉(zhuǎn)變是一個(gè)自然的漸進(jìn)過程，將動(dòng)物首次從最初位置開始持續(xù)移動(dòng)所花費(fèi)的時(shí)間量化，以此作為恢復(fù)速度的衡量指標(biāo)。潛伏期計(jì)算為腹腔注射到首次持續(xù)探索性移動(dòng)之間的時(shí)間。量化幫助者動(dòng)物在伙伴恢復(fù)前5分鐘和恢復(fù)后5分鐘內(nèi)對(duì)伙伴表現(xiàn)出的理毛行為（頭部理毛）的持續(xù)時(shí)間。

三箱偏好測(cè)試：

三箱偏好測(cè)試在一個(gè)三室裝置中進(jìn)行，該裝置由兩個(gè)側(cè)室（25厘米×25厘米）和一個(gè)中央室（12.5厘米×25厘米）組成。每個(gè)側(cè)室中都放置一個(gè)金屬絲網(wǎng)杯。讓動(dòng)物自由探索這三個(gè)室20分鐘，其中一個(gè)金屬絲網(wǎng)杯下有一只同性別的鎮(zhèn)靜動(dòng)物，另一個(gè)金屬絲網(wǎng)杯下有一只同性別的清醒動(dòng)物，或者一個(gè)金屬絲網(wǎng)杯下有一只同性別的鎮(zhèn)靜動(dòng)物，另一個(gè)金屬絲網(wǎng)杯下有一個(gè)玩具動(dòng)物。在所有幫助者動(dòng)物中，對(duì)各個(gè)室的分配進(jìn)行了交叉平衡處理。在一組實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于幫助者小鼠來說，鎮(zhèn)靜動(dòng)物和清醒動(dòng)物都是陌生的。在另一組實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于幫助者小鼠來說，鎮(zhèn)靜動(dòng)物和清醒動(dòng)物都是熟悉的。

為了研究與鎮(zhèn)靜動(dòng)物的先前互動(dòng)是否會(huì)影響幫助者對(duì)該鎮(zhèn)靜動(dòng)物相對(duì)于清醒動(dòng)物的偏好，首先讓幫助者自由地與鎮(zhèn)靜動(dòng)物互動(dòng)30分鐘，然后在90分鐘的間隔后，讓其對(duì)同一只鎮(zhèn)靜動(dòng)物進(jìn)行三室測(cè)試。這些測(cè)試使用的是雄性小鼠。

與處于應(yīng)激狀態(tài)的同類進(jìn)行社交互動(dòng)：

在行為測(cè)試前，同性且成對(duì)飼養(yǎng)的動(dòng)物至少有3天時(shí)間適應(yīng)人工操作流程。隨機(jī)指定一只動(dòng)物為 “幫助者”，另一只為 “伙伴” 或 “接受者”。對(duì)于與無應(yīng)激伙伴的互動(dòng)，將伙伴從原居住籠中取出，放在單獨(dú)的籠子里30分鐘。對(duì)于與處于應(yīng)激狀態(tài)伙伴的互動(dòng)，將伙伴從原居住籠中取出，放在束縛器中30分鐘。然后將伙伴放回原居住籠與幫助者團(tuán)聚，并記錄13分鐘內(nèi)的行為。在同一對(duì)動(dòng)物中，與無應(yīng)激伙伴的互動(dòng)評(píng)估在與處于應(yīng)激狀態(tài)伙伴互動(dòng)的24小時(shí)前進(jìn)行。為了比較幫助者對(duì)處于應(yīng)激狀態(tài)伙伴和無反應(yīng)伙伴的行為，對(duì)社交互動(dòng)最初13分鐘內(nèi)的行為進(jìn)行比較。

頭部理毛和身體理毛行為分別定義為可見的舔舐和/或嘴部接觸，分別作用于另一只小鼠的頭部（面部、嘴部和耳部）和身體（軀干、四肢和尾巴），在此期間，行為實(shí)施小鼠表現(xiàn)出表明舔舐動(dòng)作的頭部上下擺動(dòng)。社交探究行為定義為幫助者小鼠靠近（在半個(gè)頭長(zhǎng)的范圍內(nèi)）另一只小鼠，并將鼻子朝向另一只小鼠進(jìn)行嗅聞的時(shí)刻。

在實(shí)驗(yàn)前，雄性幫助者小鼠經(jīng)過人工操作并適應(yīng)至少3天。在與未經(jīng)歷過實(shí)驗(yàn)的、處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)和應(yīng)激狀態(tài)的動(dòng)物互動(dòng)期間進(jìn)行成像，每只幫助者動(dòng)物會(huì)與1至4只熟悉的雄性同類接觸，這些同類處于未經(jīng)歷過實(shí)驗(yàn)、應(yīng)激或鎮(zhèn)靜狀態(tài)，每次接觸持續(xù)約5至10分鐘。通過將同類物理束縛30分鐘來誘導(dǎo)應(yīng)激狀態(tài)。在與熟悉和陌生同類互動(dòng)期間進(jìn)行成像，每只幫助者動(dòng)物會(huì)以交錯(cuò)的方式與陌生的清醒動(dòng)物、熟悉的清醒動(dòng)物、陌生的鎮(zhèn)靜動(dòng)物和熟悉的鎮(zhèn)靜動(dòng)物接觸，總共使用三只陌生動(dòng)物和三只熟悉動(dòng)物。每次接觸持續(xù)約5至10分鐘，每次接觸之間間隔約5分鐘。

Fig1 不同狀態(tài)下的社交互動(dòng)

文獻(xiàn)引用：

• Fangmiao Sun et al. ,A neural basis for prosocial behavior toward unresponsive individuals.Science387,eadq2679(2025).

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