大鼠旷场和新颖寻求行为的个体差异及其关系研究
1 . 序言
研究表明， 大鼠初次进入新颖环境中时运动反应性的高低和成瘾效应具有重要关系。例如，大鼠 在不可逃离的运动箱中( inescapable novelty chamber )的运动反应可以预测其对****尼古丁和酒精的自身给药行为 ( Nadal et al., 2002 ;Piazza et al., 1989; Suto et al., 2001 ) ; 动物在运动场迷津( play g round maze ) 中趋近新颖物体的运动行为及在位置偏爱模型( place preference )中表现出的进入新颖环境的 运动行为与****的C P P 效应有着关联( Klebaur et al., 1999; Robinet et al . , 19 98 ) 。 值得注意的是， 动物在新环境中的运动行为， 是一种“ 混合” 性质的运动表现， 有研究者称之为“ 多运动表型” ( hyperactivity profile ) 。它同时包括动物试图逃离该环境的尝试与努力， 以及动物在新环境中的探索性行为( Exner&Cla k , 1 9 9 3 ) 。在这种意义上，率先区分动物的这两种性质的行为并探讨其个体差异性便体现出重要性。 实验一在以往研究者设计的行为模型的基础上，通过自行设计的旷场行为及新颖寻求行为连续测量模型， 试图从行为学层面对这两种行为进行区分，为后续实验中考察不同成瘾行为效应和不同的先天运动行为特征之间的关系做准备。
2 . 材料和方法
2 .1实验动物
实验动物为雄性Sprauge Dawley ( SD ) 大鼠20 只， 起始体重180 - 220 克( 中国科学院遗传研究所实验动物中心提供， 许可证号: 1 9 9 0 3 6 ) 。动物在50 cm x 22.5c m x 30cm的不锈钢笼中群居饲养，自由饮水进食。光周期为7:00 - 19:00 ，实验在光周期完成( 10:00 - 18:00 ) 。 实验室温度控制在20-22 C， 相对湿度为40%左右。 正式实验开始前，提前3 天使动物适应实验主试人员的实验操作， 排除非实验特异性的应激因素。
2 .2实验装置
2 .2 .1旷场活动量测定装置
直径为98cm，高60cm的铁制圆桶形旷场，底面贴有蓝色不干胶。计算机自动监测系统监测动物运动轨迹和活动量。上海软隆科技发展有限公司可提供旷场活动分析系统。
2 .2 .2新颖寻求能力测定装置
同旷场活动量测定装置 ( 内置新颖物体) 。
2 3实验程序
2 .3 .1旷场活动量测定程序
大鼠在实验室适应1 周。实验正式开始后 ( 第1天)将大鼠直接置于旷场的中心位置，记录动物在旷场内1 5分钟的活动距离 (活动量) ，每5分钟为1个时段， 据此活动量将动物分为高旷场活动量大鼠和低旷场活动量大鼠。测试时实验室内给予70分贝的白噪音，并将非测试动物与测试动物隔离。
2 .3 .2新颖寻求行为测定程序
l )适应程序
适应程序共2天， 其中第1天动物旷场活动量的测定也同时作为大鼠对该环境的适应过程。大鼠第1 天和第2天在测定装置中各停留、适应 15 分钟，两天共30 分钟。动物在此环境中时，给予70分贝白噪音掩蔽。
2 )测定程序
实验第3和第4 天，连续2天测量大鼠的新颖寻求行为。 测试时提前在旷场中心置入7cmx 7cmx 7cm的新颖物体，第3天和第4天的新颖物体分别为橡胶块与铁笼。考虑到大鼠避光趋暗和在旷场中避免停留在旷场中心的生物本性，依据大鼠平均身长，设定以旷场中心为圆心，10厘米为半径的区域为 “新颖寻求区域’，记录动物在新颖寻求区域停留的时间，作为新颖寻求行为的量化指标，测试时间共15分钟，测定时给予白噪音掩蔽。根据大鼠在15分钟新颖寻求测试中停留在新颖寻求区域的时间，将大鼠分为高、低新颖寻求大鼠。大鼠的旷场运动行为及新颖寻求行为的运动轨迹和新颖寻求行为分析模式
2 . 4统计方法
根据大鼠在旷场运动行为测定中0-5 , 0-15分钟活动量，按照中位分法将动物分为高旷场活动量大鼠( 活动量高于中位数的50% 动物) 和低旷场活动量大鼠( 活动量低于中位数的50% 动物) ，即: SHR0一5 ,n = 1 0 vs.SLR-0-5 , n--10 ; 或SHRes 0-15 , n = 10 vs . SLRes 0_ 15 , n = 10 。分别考察SHR和SLR大鼠 在第3 天和第4天的新颖寻求行为， 量化指标为动物停留在新颖寻求区域中的时间。相应地，分别根据上述大鼠第3 天和第4 天停留在新颖寻求区域的时间， 按照中位分法将动物分为高新颖寻求大鼠( N H R ，n = 1 0 )和低新颖寻求大鼠 ( N L R , n = 10 ) ，分别考察通过第3 天和第4天新颖寻求行为划分的N H R和N L R两组大鼠，在第 1天旷场运动性测量中0-5 , 0-15 分钟的活动量。
3 .结果
在大鼠第3 天和第4 天的新颖寻求行为测试中， 动物停留在新颖寻求区域的时间显著相关( r = 0 . 5 6 3 , p < 0.01 , Pearson 相关系数) 。 由于在第3 天和第4 天应用的新颖物体有着较大差异，这一结果在一定程度上表明上述新颖寻求行为测量模型的信度。 结果表明， 不论是通过第3 天还是第4 天的新颖寻求行为划分的高、新颖寻求大鼠 ( N H R )和低新颖寻求大鼠 ( N L R ) ，其在旷场运动行为测定中的0-5 分钟和。 - 1 5 分钟的活动量均没有差异， p > 0.05
同样， 不论是通过旷场运动性测试中0 - 5 分钟活动量， 还是0 - 1 5 分钟活动量划分的高组 ( S H R )和低组 ( S L R ) ，在第3 天和第4天新颖寻求行为测试中停留 在新颖寻求区域的时间也无差异，( p > 0 . 0 5 )
4 . 讨论
在以往的研究中，研究者已经注意到动物在新颖环境中的运动是一种“ 混合形式”的运动反应，并称其为多运动表型( hyper activity profile ) ，其组成部分至少存在着两种或者两种以上的表现形式。一是动物在初次抵达新的环境后， 试图逃离该环境的运动反应， 另外一种是动物在对该环境有一定熟悉程度之后的具有探索性质的运动反应 ( Exner & Clark , 1993 ) 。 与此同时， 研究者发现， 这两种不同的运动反应分别和不同的成瘾行为效应有着关联。 Robinet 等人( ( 1 9 9 8 )以 位置偏爱〔 place preference ) 模型来测量动物对新颖环境的喜爱，以 动物在初次抵达的环境中的活动量量化动物的紧张性反应，发现这两个指标之间不存在关联。 在一项更早的以青龄大鼠 为被 试的 研究中， Spear 等人( 1 9 8 3 ) 发现大鼠在新颖环境中的总体活动量和动物的“ 鼻触探洞”( hole poke behavior ) 的探求性行为也不存在关联。 上述实验提示， 研究者测量到的是两种不同形式的运动反应，但是其释义并不十分清楚，只推测动物在初次抵达的环境中的运动反应具有应激性质，被称为应激诱发运动( stress - induced locomotion ) ， 而不论位置偏爱还是“ 鼻触探洞”行为测量的是动物的 “ 新颖寻求”行为。实验一应用了新的行为模式，力图进一步确认存在着和动物在新环境中的具有应激性质的运动所不同的新颖寻求行为。由于在第3 天和第4 天分别应用了不同的新颖寻求物体， 并且只在动物头部进入并朝向新颖物体时， 才给予记录，此记录方式能够较为准确地将动物在新颖寻求区域停留的时间释义为对新颖物体的具有好奇、喜欢性质的新颖寻求行为。同时研究发现，虽然在第3 天和第4 天应用了不同的新颖物体， 但是总是同一批动物表现出较为稳定的对新颖物体的趋近反应。 这一结果证明了上述行为模型的信度，尽管其效度还有待于进一步证明。 应用此模型， 实验发现动物的应激诱发运动和新颖寻求行为存在着明显的分离，从行为学层面证明了这两种行为是不同性质的行为， 有着不同的神经生物学基础。有生化研究方面的证据支持上述研究结果，当动物初次抵达一个新的旷场环境时，其血浆中的皮质酮水平上升，部分研究表明其程度甚至可以和弱的电击相当( Dantzer & Morrnede 1983 ); 而当陌生的新颖物体出现，但是新颖物体却可以躲避时， 血浆中的皮质酮水平并不升高( Misslin , et al . , 1 9 8 2 ) ，这一结果也提示上述两种行为的性质是不同的。
实验一的研究结果和D e l l u 等人 ( 1 9 9 3 )的研究结论是不同的，后者应用位置偏爱实验模型( place preference )上海软隆科技发展有限公司可提供条件位置偏爱实验系统 测定新颖寻求行为，结果表明动物在一个不可逃离的环境中的活动量和其后进入动物未接触过的新环境中的次数存在着正相关。这种结果上的差异很可能是由于研究方法上的不同导致的， 后者记录的是动物进入新环境的次数而非停留在新环境的时间， 并且D e l l u等人应用不同的行为装置测定大鼠的应激诱发运动和新颖寻求行为， 这使得动物在并非完全适应新装置时，把残余的具有应激性质的运动反应带到新颖寻求行为的测定中来( Exner&Clark , 1993; R enner , 1990 ) .
综上，实验发现应激诱发运动和新颖寻求行为是两种不同形式的运动反应，这一研究结果的确立，为在后续实验二和实验三中，分别考察动物的精神奖赏C P P效应到底和哪种形式的运动行为存在着关联打下了基础。
