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動物行為實驗手冊丨條件性位置厭惡實驗測試方法及注意事項

 腦聲常談 2025-12-07 發(fā)布于上海

條件性位置厭惡實驗(Conditioned Place Aversion, CPA)是條件性位置偏好(CPP)的反向范式,用于評估動物對厭惡刺激(如疼痛、戒斷反應(yīng)、惡心或電擊)所形成的情境性回避學(xué)習(xí)。該方法廣泛應(yīng)用于研究藥物戒斷、內(nèi)臟不適、疼痛相關(guān)情緒以及抗厭惡/抗焦慮干預(yù)的效果。

CPA基于經(jīng)典條件反射:將某一特定環(huán)境線索(如特定圖案、質(zhì)地的隔室)與非條件性厭惡刺激(Unconditioned Stimulus, US)反復(fù)配對;動物逐漸將該環(huán)境與負面體驗關(guān)聯(lián),在后續(xù)自由選擇測試中主動回避該區(qū)域,表現(xiàn)為在配對側(cè)停留時間顯著減少。

Fig1 條件性位置厭惡試驗箱

實驗步驟

1. 前測階段(Pre-test)

小鼠自由探索整個裝置(通常15–30分鐘);

記錄其在各隔室的基線停留時間,排除先天偏好。

2. 條件化訓(xùn)練階段(Conditioning)

交替日配對設(shè)計(最常用):

厭惡刺激日:注射/給予厭惡刺激(如鋰鹽、嗎啡戒斷劑、足底電擊等)→ 放入A側(cè)室,限制活動30–45分鐘;

對照日:注射生理鹽水或無處理 → 放入B側(cè)室,同樣限制活動;

重復(fù)2–4個循環(huán)(如2天厭惡 + 2天對照)。

關(guān)鍵:厭惡刺激需在其效應(yīng)高峰期與環(huán)境暴露同步。

3. 后測階段(Test)

動物不接受任何處理,自由探索整個裝置;

記錄在厭惡刺激配對側(cè)的停留時間;

陽性結(jié)果:停留時間顯著短于前測或?qū)φ战M → 表明形成位置厭惡。

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評估參數(shù)

厭惡分數(shù) =(對照側(cè)時間-厭惡側(cè)時間)/總時間

Δ停留時間 = 后測厭惡側(cè)時間-前測厭惡側(cè)時間(應(yīng)為負值)

穿梭次數(shù):評估一般活動性,排除運動抑制干擾

案例簡要解析

Fig2 在充滿水的環(huán)境中進行位置條件化可誘導(dǎo)CPA

基線測試(Baseline Test):小鼠在無處理狀態(tài)下自由探索由兩個隔室組成的裝置,記錄其對兩側(cè)的初始偏好。

條件化訓(xùn)練(Conditioning):在“水配對日”,小鼠被置于一個原本干燥的隔室中,隨后該隔室逐漸被注水淹沒(實驗2);而在間隔日,小鼠被放入對側(cè)隔室,該隔室在整個試驗期間保持干燥。此過程重復(fù)3次,建立“水環(huán)境 = 不適”的關(guān)聯(lián)。

位置厭惡測試:完成3次配對后,小鼠再次自由探索整個裝置(此時水配對側(cè)已預(yù)先注滿水),評估其環(huán)境選擇行為。

(b) 位置厭惡評分:

以小鼠在水配對隔室中停留時間的百分比表示。結(jié)果顯示,在30分鐘的完整測試中,小鼠在測試階段顯著減少在注水隔室的停留時間(與基線相比),表明形成了強烈的CPA。

(c) 測試階段的時間動態(tài)分析:

將30分鐘的偏好測試按每5分鐘分段分析,進一步揭示小鼠從測試初期即表現(xiàn)出對注水隔室的持續(xù)回避且該回避行為在整個測試期間保持穩(wěn)定。

注意事項

刺激強度需優(yōu)化:過弱無法建立厭惡,過強導(dǎo)致僵直或不動,影響空間選擇。

平衡配對設(shè)計:一半動物將A室與厭惡配對,另一半配對B室,消除環(huán)境偏好偏差。

排除非特異性效應(yīng):如鋰鹽可能引起低活動性,需結(jié)合曠場實驗驗證是否為真實“回避”而非“不能移動”。

時間窗口敏感:厭惡刺激(如戒斷)需在其主觀不適高峰期進行配對。


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文獻引用:

  • Cunningham, C., Gremel, C. & Groblewski, P. Drug-induced conditioned place preference and aversion in mice. Nat Protoc 1, 1662–1670 (2006). https:///10.1038/nprot.2006.279

  • Huang C, Ye Y, Ji J, Li P, Wang JS, Tang L, Gao Y, Sun X. Neurocognitive impairments induced by cyclopiazonic acid exposure in mice: Effects on learning and memory. J Hazard Mater. 2025 Sep 5;495:138901. doi: 10.1016/j.jhazmat.2025.138901. Epub 2025 Jun 10. PMID: 40516467.

  • Goltseker, K., Barak, S. Flood-conditioned place aversion as a novel non-pharmacological aversive learning procedure in mice. Sci Rep 8, 7280 (2018). https:///10.1038/s41598-018-25568-5

  • avier Navarro-Zaragoza, E. Martínez-Laorden, F. Javier Teruel-Fernández, Victoria Gómez-Murcia, Alberto Cánovas, María-Victoria Milanés, María-Luisa Laorden, Pilar Almela,

  • Naloxone-induced conditioned place aversion score and extinction period are higher in C57BL/6J morphine-dependent mice than in Swiss: Role of HPA axis,Pharmacology Biochemistry and Behavior,Volume 201,2021,173106,ISSN 0091-3057,https:///10.1016/j.pbb.2021.173106.


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