焦虑症是最常见的行为障碍之一,因此研究人员对其尤为关注。
科学家可以通过多种实验装置在啮齿类动物中进行焦虑测试,从而揭示参与该障碍的神经解剖结构和通路,这是深入了解焦虑症的一种方法。
本视频将简要介绍多种焦虑测试的基本原理,随后讨论其中两种实验范式的具体操作流程。最后,我们还将探讨一些当前涉及啮齿类动物和人类焦虑测试的研究实例。
首先让我们讨论一下焦虑测试背后的原理。通常情况下,人类在某些情境下会体验到焦虑,例如在观众面前发表演讲时。我们作为焦虑一部分所经历的恐惧感,主要由大脑中的杏仁核区域介导。
当焦虑变得过度或持续存在时,就会导致多种障碍,如广泛性焦虑障碍、恐慌障碍和恐惧症。因此,科学家正致力于更深入地理解焦虑的生物学基础,以便更有效地治疗这些疾病。
为了更好地理解人类的这些状况,研究人员常常在啮齿类动物中测试焦虑行为。大多数实验利用了啮齿类动物天生的厌恶反应,这些反应与人类相似。例如,某些实验装置(如高架十字迷宫或连续巷道测试)迫使啮齿类动物处于离地面较高的位置,从而诱发对高度的恐惧。其他测试,如明暗穿梭实验或旷场实验,则涉及暴露或明亮的空间,这对小鼠而言是令人厌恶的环境,而焦虑会抑制它们对这些区域的探索行为。类似新奇抑制进食测试(hyponeophagia test)和社会交互测试等实验设计,则用于考察啮齿类动物在陌生环境中仍趋向获取积极奖励(如食物)或与其他个体互动的倾向。最后,能够引发“惊吓”反应的强噪音也可用于测试啮齿类动物的焦虑水平。因此,目前行为科学研究人员可使用一系列基于不同原理的焦虑行为测试方法。
现在您已经了解了不同焦虑测试背后的原理,接下来我们来介绍其中一种测试——连续通道实验的操作步骤。
顾名思义,该装置由四个依次相连且离地较高的通道组成。这些通道的宽度各不相同,逐个变窄。此外,通道周围侧壁的高度也依次降低。装置的设计使得最窄的通道同时具有最矮的侧壁。为了检测焦虑行为,首先将啮齿类动物放入侧壁最高的通道中,随后允许其自由探索,并记录动物在一次实验过程中于四个不同通道中停留的时间。如果动物倾向于在侧壁较高的区域停留更长时间,则表明其表现出类似焦虑的行为。
在讨论了基于恐高症的测试之后,让我们来看一种称为新物体进食抑制(hyponeophagia)的行为范式,该范式涉及啮齿类动物对陌生环境的探索。
本实验所需的“新”环境可以是一个开阔空间,也可以是一个小的封闭容器,例如倒置的量杯。实验的关键在于提供一种对啮齿类动物具有吸引力的食物来源。其原理是,陌生环境会引发动物的焦虑情绪,从而抑制其立即进食——而在熟悉环境中,动物通常会几乎立刻开始进食。
在进行该实验前,需先对啮齿类动物实施食物剥夺。这是实验方案中的必要步骤,因为研究人员需要确保动物不进食的原因是出于焦虑,而非已经饱食。经过食物剥夺后,在次日将动物放入已放置美味食物的新环境中。研究人员随后记录动物从进入环境到开始进食所需的时间。在该新颖环境中进食的潜伏期反映了焦虑行为:潜伏期越长,表明焦虑程度越高。
现在您已经了解了一些用于检测啮齿类动物焦虑行为的实验方案,接下来让我们探讨当前领域内一些采用不同行为学方法的研究实验。
如前所述,社交互动环境可用于检测啮齿类动物的焦虑水平。在此类实验中,研究人员将小鼠置于新的社交情境中以评估其焦虑程度。他们将一只可自由活动的小鼠与一只被关在笼中的小鼠放置在一起,并记录自由活动小鼠与其笼中同伴之间的互动频率。一只具有焦虑情绪的自由活动啮齿类动物通常会回避与笼中动物的任何社交接触,还可能表现出增加的强迫性行为,例如过度理毛。在该特定实验中,科学家还证明了某种基因突变会影响此社交互动范式中的焦虑行为。
研究人员还通过将动物暴露于不愉快的刺激(例如巨大噪音)来测试其焦虑水平,这正是听觉惊跳反射测试的基本原理。在此测试中,将啮齿类动物置于一个密闭舱室内并给予强烈的声响刺激(如蜂鸣声),从而引发一种非自主性的“惊跳”反应。容器内的设备可测量惊跳反应的“幅度”。如果某种特定啮齿类模型对噪音的反应比野生型动物更为强烈,则可能表明其焦虑水平升高。
最后,除了在啮齿类动物中研究焦虑外,一些科学家也在积极研究人类的焦虑行为。在此项研究中,研究人员对听觉惊跳反射测试进行了调整并应用于人类受试者。科学家将一组图片与巨大噪音配对呈现,并对部分受试者在噪音后施加轻微电击。其原理在于,这些刺激可通过引发对疼痛体验的“预期”来诱导人类产生焦虑情绪。随后,研究人员通过评估受试者在噪音刺激后的惊跳反应,以确定其焦虑水平。
您刚刚观看了 JoVE 关于焦虑测试的视频。该视频回顾了研究人员用于评估焦虑的不同方法的原理和实验方案。我们还探讨了科学家如何利用这些测试来评估这种常见行为障碍的不同方面。一如既往,感谢您的观看!
焦虑是一种常见的行为障碍,源于恐惧,表现为过度的不安或对预期事件产生的不愉快的恐惧感。研究者常利用啮齿类动物模型来更好地理解人类的焦虑障碍。他们采用不同的实验范式,例如让啮齿类动物暴露于明亮环境或强噪音中,这些刺激已知可诱发恐惧反应。这些测试结合其他干预手段,如手术或药物给予,可帮助研究人员精确定位…
本视频中的章节
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Overview
0:50
Principles Behind Anxiety Tests
2:46
Successive Alleys Test
3:43
Hyponeophagia Test
5:01
Applications
7:17
Summary