动物行为实验专题：小鼠行为学测试通用指南
介绍
在人体中测试新药之前，要先在啮齿类动物身上测试新药是科学中的常见做法。这些测试包括给啮齿动物服用药物，然后测试它们行为的各个方面，这些方面反映了认知功能、感觉运动功能、社交互动、焦虑、抑郁和物质依赖。然而，在啮齿动物中进行行为测试时需要考虑很多要点。
对人类的普遍性、测试组的选择方式、啮齿动物的个体差异、它们的生活条件、动物与实验者的相互作用、测试重复、数据的收集方式以及结果的解释方式，都是极大地影响行为测试结果的因素。所有这些因素都会影响行为测量的信度和效度。
影响小鼠行为测试的因素
啮齿动物感官形态
由于实验目标是获得可转化为人类的结果，因此重要的是要意识到啮齿动物对环境的感知与人类不同。首先，啮齿动物并不严重依赖视觉，它们依赖于他们的嗅觉系统。当啮齿动物使用视觉时，它们在夜间环境中使用效果最好，因为它们的生理机能是为夜间生活方式而设置的。另一方面，人类在白天比晚上更有效地利用他们的视力。其他不同之处在于啮齿动物将胡须用作感觉器官，以及它们检测超声波和使用超声波进行交流的能力。还应该指出的是，几种常用的小鼠品系的听力能力有限。此外，实验室中常见的啮齿动物环境缺乏刺激会导致感官发育受损。
在设计实验时，重要的是选择实验和动物，以使实验结果可转移到人群中。
实验分组
实验分组的方法会影响行为测试。根据完全随机化将啮齿动物分配到各组可能会导致两个组的能力不平等。因此，必须使用半随机化，在组中创建的位置使它们具有相同的能力。如果治疗组和对照组的能力不相似，则结果将无效，因为在测试开始之前，一组可能更擅长任务。
任务难度
行为测试中的任务难度是影响行为测量有效性的因素之一。如果任务太容易或太难，就无法检测到两组之间的差异。因此，在实验中使用正确的参数很重要。一项要求不高的任务可能会产生天花板效应，这意味着即使是受损的啮齿动物也接近最佳结果。另一方面，太困难的任务可能会产生地板效应，其中所有动物都失败了。难度或刺激强度不断增加的任务介于这两个先前类别之间，适合测试具有广泛能力和特征水平的啮齿动物。这种测试的一个例子是有棱柱的锥形梁。在这个测试中，光束开始时很宽，很容易穿过，但逐渐变得越来越窄。
啮齿动物是个体
在为实验组选择啮齿动物时，重要的是要记住啮齿动物是个体，因此行为可能不同。它们的母性行为不同，雌性的发情周期也不同。在啮齿动物身上测试药物时，每个人的血浆水平也可能不同。
个体啮齿动物之间不同的另一个因素是它们的动机。因为行为测试可以评估动物解决任务的能力或完成动作的动机。这些研究中的一个混杂因素可能是啮齿动物完成任务或执行动作的不同认知能力和/或动机。为了解决动机差异的问题，许多测试试图通过使用高动机刺激使啮齿动物在其最高动机水平上表现。恐惧和饥饿是通常用来诱导最高水平动机的两种方式。然而，使用这些因素作为动力会影响动物以后的表现。
居住条件是另一个需要考虑的重要因素。这包括住房，其中啮齿动物可以与其他对个体有影响的啮齿动物一起饲养。在清洁笼子的同时在笼子之间转移啮齿动物会引起焦虑，光照条件会影响啮齿动物的行为。
动物与实验者的互动
动物与实验者的相互作用会对啮齿动物产生影响，从而导致不同的行为结果。这些交互影响可以简单地来自不同的实验者以较小的方式实施测试协议，或者实验者与啮齿动物一起工作的经验或舒适度。
啮齿动物甚至可以分辨男性和女性实验者之间的差异，他们也可以熟悉实验者。
测试重复
测试重复是实验设计级别的一个因素，可以影响结果。通常需要重复测试，例如在发育研究、衰老研究中，或者当正在研究具有动态和长期病程的疾病时。此外，在开始实际测试之前，需要进行基线测试以选择性能和认知能力相似的两组啮齿动物。基线测试应衡量啮齿动物在实际实验中的表现能力，因此基线测试和实际实验不应有太大差异。
更复杂的实验不仅需要基线测试，还需要在开始实际实验之前进行大量培训。需要考虑的重要一点是，当啮齿动物在行为测试中进行实验时，它们能够学习从一个测试到下一个测试的技能。
测试重复可以导致学习效果、练习效果和概括。减少重复效应的一些可能方法可能是允许测试之间的时间和改变测试顺序。另一种策略是使用不仅测量单个行为，而且测量多个行为的测试。这种测试的一个例子是多元同心方形场测试。该测试使用复杂的舞台来测量多种行为，然后为啮齿动物创建行为档案。
数据：收集与分析
在进行实验时，总是有可能出现偏差；这意味着实验者（不一定是有意识的）可能会以支持科学家假设的方式而不是客观的方式来判断啮齿动物的行为或其他结果。当进行基因分型、手术或实施治疗的人也在进行行为测试时，这真的会成为一个问题。为了消除这个问题，使用盲法是非常重要的。这些方法使实验者完全不知道或部分不知道与测试啮齿动物有关的信息。例如，一名实验者可以给每只动物贴上一个数字，并将这个数字与有关啮齿动物的更多信息联系起来，然后另一个实验者可以在没有关于啮齿动物的信息的情况下进行实验，除了随机分配给它们的数字。
数据收集和结果解释也可能成为可靠性和/或有效性降低的原因。啮齿动物的行为通常使用分类尺度记录，因为很难使用单个连续变量对它们的行为进行分类。如果实验者知道啮齿动物接受的治疗，这种评分可能是主观的而不是客观的。此外，行为结果可能难以解释，因为行为可能有多种潜在原因。观察行为的实验者可能会将其归类为他们希望看到的行为，而实际上，该行为并不是由实验者希望观察的潜在机制引起的。这可能导致错误的观察。
测试前的注意事项
考虑到所有可能影响啮齿动物行为测试的可靠性和有效性的因素，谨慎地尝试为进行啮齿动物行为研究创建一个通用指南。提高啮齿动物行为测试的可靠性和有效性的一些可能的解决方案是：
啮齿动物选择
选择合适的实验设计
可能重新设计现有的测试，以便对结果的解释是客观的而不是主观的
实施自动化测试
参与测试的啮齿动物类型的选择可能涉及决定应测试的啮齿动物的性别、年龄和物种。此外，应该考虑到他们的感官方式与人类不同。另一个需要考虑的因素是啮齿动物所处的居住条件。它们是否与其他啮齿动物一起饲养？他们经历过哪些明暗循环？
选择合适的实验设计非常重要。这里需要考虑的一些因素是：实验对人类的普遍性、啮齿动物组随机化、人与啮齿动物的交互、测试重复和实验者偏见。其他考虑因素包括实验的实际和经济限制，以及实验的伦理。
也可以重新设计现有的测试，以便对结果的解释是客观的而不是主观的。例如，高架O迷宫实验就是对高架十字迷宫的修改包括移除中心区域，因为啮齿动物在这里花费的时间可能难以解释。
避免其中一些问题的更好方法是利用允许自动化的新测试方法。测试的自动化允许所有参与实验的啮齿动物的实验条件保持一致。例如，可以在Operant Chambers 中实施自动化测试，唯一可能的混杂因素是将动物放入测试室时。自动迷宫的一些例子是八臂迷宫、T 迷宫和Y 迷宫。
结论
进行啮齿动物行为测试时需要考虑许多因素。已经讨论了提高啮齿动物测试可靠性和有效性的建议。考虑到所有这些并采取适当的谨慎措施，将大大减少影响行为测试结果的因素，从而获得更准确的结果。
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