摘要：探索本能：小鼠、大鼠等动物在陌生环境中会主动探查潜在逃生路径或资源（如食物、巢穴）。孔板上的圆洞模拟了自然界中的“洞穴”入口，动物伸头探洞的行为（Head Dipping）直接反映其探索动机。
一、实验原理：为什么用孔板测“好奇”与“焦虑”？
孔板实验（Hole Board Test）是动物行为学中经典的探索行为与焦虑水平评估模型，其核心原理基于啮齿类动物的自然行为特性：
探索本能：小鼠、大鼠等动物在陌生环境中会主动探查潜在逃生路径或资源（如食物、巢穴）。孔板上的圆洞模拟了自然界中的“洞穴”入口，动物伸头探洞的行为（Head Dipping）直接反映其探索动机。
焦虑冲突：陌生环境同时会引发焦虑情绪。动物在“探索新事物”和“躲避危险”之间产生矛盾行为：焦虑水平高的动物倾向于减少探索行为，表现出更多僵直（Freezing）、理毛（Grooming）或紧贴边缘移动（Thigmotaxis）。
神经机制关联：探洞行为与多巴胺能系统（奖励机制）、海马体（空间记忆）和杏仁核（恐惧调控）密切相关，因此该实验常用于评估药物（如抗焦虑药、精神兴奋剂）或基因修饰对神经行为的影响。
二、实验装置：如何搭个让小鼠“又怕又想玩”的场子？
一套标准的孔板装置需要满足环境可控性和行为可量化性，具体细节如下：
1. 主体结构
平台尺寸：小鼠用40×40cm，大鼠用60×60cm，材质为不透明塑料或金属，避免反光干扰动物行为。
孔洞设计：4-5个圆形孔洞（直径2.5-3cm），均匀分布在平台中央区域（避开边缘15cm范围），孔下方连接深色挡板或悬挂托盘（防止动物坠落，同时避免其看到底部而产生恐惧）。
围挡高度：15-20cm透明亚克力板，既限制动物逃逸，又不遮挡实验员观察视线。
2. 辅助设备
照明：使用柔和的白色LED灯，光照强度控制在50-100 lux（强光会增加焦虑）。
摄像头：顶部安装广角摄像头，同步录制视频供后续分析（推荐软件：EthoVision、VisuTrack）。
环境控制：实验室需保持恒温（22±1℃）、恒湿（50-60%），背景白噪音（如空调声）掩盖突发声响。
3. 避坑细节
气味干扰：每只动物实验后用70%酒精擦拭平台，并用风扇加速挥发（小鼠嗅觉灵敏度是人类的1000倍，残留气味会显著影响行为）。
洞底陷阱：若孔洞下方放置垫料或食物诱饵（用于特定实验设计），需确保动物无法通过洞口接触实物，否则会诱发过度探索（假阳性）。
三、实验流程：从“抓鼠”到“数据分析”的全流程拆解
1. 预适应阶段（关键！易被忽视的误差来源）
实验室适应：提前3天将动物饲养笼移至实验房间，每天1小时，使其熟悉环境气味、光照和噪音。
操作脱敏：实验前3天，每天模拟抓取动物（轻托腹部或抓尾根部）10秒，减少应激反应。
禁食处理（可选）：若实验涉及食物奖励，提前禁食12小时（不禁水），但需注意禁食可能增加焦虑水平。
2. 正式实验步骤
Step 1 环境准备
关闭实验室门窗，启动白噪音设备，提前30分钟打开摄像头校准拍摄范围（确保能清晰看到孔洞和动物头部动作）。
Step 2 动物放置
用手掌轻托动物身体（避免抓尾巴引发应激），平稳放置于孔板中央区域，立即启动计时器。
Step 3 行为记录
实验时长通常为5分钟（过短无法体现行为差异，过长导致疲劳）。记录以下行为：
探洞行为：鼻子完全进入孔洞且持续≥1秒计为一次有效探洞。
自发运动：用软件记录总移动距离和速度（排除运动能力干扰）。
焦虑相关行为：僵直时间（四肢不动超过2秒）、理毛次数、边缘移动距离（距围挡5cm内的路径）。
Step 4 动物回收
用引导筒或手部轻推引导动物返回饲养笼，避免直接抓取造成实验结束前应激。
3. 对照组设计
空白对照：正常动物+生理盐水处理。
阳性对照：使用地西泮（0.5mg/kg）等抗焦虑药，预期探洞次数增加；或用苯丙胺（1mg/kg）增强探索动机。
阴性对照：高剂量镇静剂（如戊巴比妥钠），探洞行为应显著减少。
四、测试指标：从“数洞”到“看情绪”的多维分析
1. 核心指标（直接反映探索与焦虑）
探洞次数（Head Dip Counts）：反映探索动机，抗焦虑药通常使次数增加。
探洞总时长（Head Dip Duration）：单次探洞超过5秒可能提示刻板行为（需结合视频复核）。
潜伏期（Latency to First Dip）：首次探洞时间越长，焦虑水平可能越高。
2. 辅助指标（排除干扰因素）
总移动距离：若实验组移动显著减少，需排除药物对运动能力的抑制（如镇静剂副作用）。
中央区域停留时间：焦虑动物倾向于躲在边缘，减少中央区域活动（与高架十字迷宫原理互补）。
行为切换频率：健康动物会在探洞、理毛、移动等行为间自然切换；刻板行为表现为单一动作重复（如连续探同一洞超3次）。
3. 高阶分析（发论文加分项）
空间偏好：若某孔洞下方放置气味诱饵，计算该洞探洞次数占比（评估嗅觉记忆或条件反射）。
时间分布：将5分钟实验分为6个30秒区间，分析探洞行为随时间的变化（焦虑动物可能后期才敢探索）。
群体一致性：计算组内个体差异系数（CV=标准差/均值），CV>30%提示实验条件不稳定或动物品系存在问题。
来源：莉莉科学观