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焦虑和抑郁动物模型的建立方法

2020.6.29

应激、焦虑和抑郁是密切相关的现象，大多数焦虑和抑郁患者都曾经历严重的心理应激事件。因此，应激事件被看作焦虑和抑郁的原因，或者至少是在遗传基础上的诱因，能够导致情绪障碍的产生。焦虑和抑郁动物模型就是将动物置于一系列应激性情境中（潜在的或实际的威胁，急性的或慢性的），使其产生情绪障碍，然后应用特定的手段来对行为和生理指标进行检测，从而探讨此情绪障碍的深入机制，以及鉴定和筛选抗焦虑药或抗抑郁药。

1.1 焦虑动物模型

焦虑是由预先知道但又不可避免的、即将发生的应激性事件引起的一种预期反应，以恐惧、担心、紧张等精神症状为主要表现，同时多伴有心悸、多汗、手脚发冷等植物神经功能紊乱，其核心症状为担忧。从进化的角度讲，动物所表现的防御反应是人类恐惧和焦虑反应的原始成分。因此，动物所表现的恐惧样反应与人类的焦虑反应是相似的，这就是焦虑动物模型的行为学基础。人类的焦虑反应主要表现为逃避现实、逃跑行为、警觉性提高，同样的行为反应也可在动物身上观察到。例如，当动物面临一种不熟悉的环境时，动物就会表现出一系列的行为和生理反应，包括探究行为的抑制、呆滞、逃走、心率加快、排尿、血浆皮质酮水平增加等。

这些反应可看作动物面临危险情景时防御反应系统的激活。因此，通过科学比较可认为人类和动物具有相同的焦虑情绪状态。焦虑和抑郁生物学机制的研究已经获得了飞速发展，逐渐深入到分子和基因水平。但是，由于研究领域的自身特点，焦虑和抑郁动物模型的研究却发展相对缓慢。而且，在应用过程中研究者倾向于使用比较经典的动物模型，由此，这也限制了其发展。

1.2 行为学检测方法

目前常用的焦虑动物模型主要包括两类：一类是基于动物非条件化的模型，根据其行为特点又可分为探究行为模型和社会行为模型。探究行为模型主要包括比较经典的高架十字迷宫实验和旷场实验。

高架十字迷宫测验将动物置于迷宫的中央区，然后在一定的时间内观察动物分别进入开臂和闭臂的时间和次数，由于开臂和外界相通，对动物来说具有一定的新奇性同时又具有一定的威胁性，动物在产生探究好奇心的同时也会产生焦虑反应。如果焦虑水平高，则动物会离开开臂退缩到闭臂中，反之则在开臂停留更多的时间，对开臂的探究次数也增多。

旷场实验中，中心区域对动物来说是潜在的威胁情境，而外周区则相对安全，因此，如果动物的焦虑水平高则倾向于停留在外周区，反之，对中央区的探究次数及时间就会增加。利用相似的原理，Crawley 等人则利用动物对明亮地方具有天然的厌恶和好奇倾向建立了明- 暗箱实验，动物逃离明亮区域时间长则表示焦虑水平高。社会行为模型包括天敌暴露、社会隔离、母爱剥夺等。

仪器型号：XR-XZ301

最初的天敌暴露模型一般是将动物暴露在对其生命具有强烈威胁性的另一动物面前，例如将大鼠暴露于猫或具有很强攻击能力的另一雄性大鼠前，则天敌会对动物进行猛烈的攻击，由此造成其焦虑水平提高。但这样的模型往往会造成躯体的创伤，此后研究发现只是将天敌或者将天敌的排泄物暴露于动物面前，而不进行躯体的攻击也能够造成很强列的焦虑反应，因此，后来广泛采用可视天敌暴露和天敌气体暴露等模型。另一类焦虑模型是基于条件反射的模型，主要包括饮水冲突模型、条件性电击等。饮水冲突是将动物的饮水行为和不确定的电击结合起来，动物如果想满足饮水的需要就可能会受到电击的创伤，由此造成动物在饮水和避免电击之间的趋避冲突，产生焦虑反应。而条件性电击模型中，将某种信号和电击随机结合起来，信号出现后可能会出现电击，也可能不出现电击，由此造成动物的期待性焦虑反应。这类模型在模拟人类的焦虑反应，预测抗焦虑药物方面是非常有效的，但其中不可避免的包含有电击这类物理应激的成分，使心理应激中躯体应激的比例增大，是其主要缺陷。此外还存在着众多有效的焦虑应激模型，林文娟等人最近建立的空瓶应激模型已经证明是一种有效的焦虑应激模型。经过几次固定时间的饮水学习之后，在饮水时间给予动物空瓶，能够诱发动物出现攻击，撕咬瓶子和笼子，频繁修饰等焦虑反应，同时还伴有肾上腺素、去甲肾上腺素以及皮质酮水平的升高，较好的模拟了人类焦虑的行为和生理反应。焦虑的动物模型中有些主要用来建立动物模型，而有些既可以建立模型也可以用来测量焦虑情绪的水平，不同的动物模型这两种作用的比例有所差别，其中天敌暴露、饮水冲突、社会隔离和母爱剥夺常用来建立焦虑动物模型，而高架十字迷宫和旷场实验则既可以建立模型也可测量焦虑反应。要想证明焦虑模型是否激发了动物的焦虑反应就应该寻找测量焦虑反应的途径和指标。通常利用动物对应激性或新异性事件的行为或生理反应来测量动物的焦虑反应。动物的这些厌恶性情境包括空旷的空间，明亮或者具有一定高度的地方，所有这些构成了利用探究测验测量动物焦虑反应的基础。经典的测量动物焦虑反应的方法是高架十字迷宫测验和旷场实验。这些新异的环境对动物来说具有潜在的生存威胁性。

因此，激发了动物的探究性防御反应，通过探究行为来反映动物的焦虑情绪，是建立在陌生情景下动物的焦虑水平和探究行为的二因素理论之上的。主要行为观察指标包括：（1 ）探究行为的抑制，动物对开臂的探究次数减少，在开臂停留的时间减少，中央格的探究格数减少，动物对明亮的地方产生回避；（2 ）恐惧反应增加，动物的排尿、排便次数明显增加，频繁修饰；（3 ）社交行为减少，互嗅、互追的行为明显减少，动物倾向于逃避其它动物。

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