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神经生物学动物行为学实验汇总：小鼠学习记忆、焦虑、抑郁及运动功能经典检测范式详解
15 人阅读发布时间：2026-08-07 16:29
动物行为学！神经生物学相关课题研究的小伙伴一定很熟悉~那些与“鼠鼠”并肩作战的日子......
先上图！简单了解下各类动物行为学实验。
表 1. 经典动物行为实验汇总。
Section.01
学习记忆类实验
学习记忆异常是阿尔茨海默症、帕金森病等多数神经系统疾病的典型特征。科研上一般从两个维度评估：工作记忆 (短期临时记一下) 和参考记忆 (长期记住的) ，其中最常用的就是迷宫实验和新物体识别。
迷宫实验
迷宫实验是测学习记忆的经典套路，主要有三种：Morris 水迷宫、Y 迷宫、T 迷宫。
表 2. 三种迷宫实验。
『Morris 水迷宫』
将一个圆形恒温水池分成四个象限，水下藏着一个固定平台。水体浑浊处理遮挡平台，动物依靠池壁上的视觉标记定位。实验分两步：
-
第一步：定位航行训练——前期通过多日、多次入水训练，让小鼠能靠空间线索学习并记忆平台的位置。
-
第二步：空间探索测试——移除水下平台，记录小鼠游动相关行为参数。若小鼠倾向停留于原平台所在象限，说明学习记忆能力好。
以图 2 为例，该研究采用 Scopolamine 构建认知损伤小鼠模型，设置空白、模型、阳性药 Donepezil 组与养血清脑丸 (YXQNW) 高低剂量组，通过游动轨迹、定位航行潜伏期、空间探索期的停留时长/游距/穿台次数等水迷宫实验经典指标，综合证实养血清脑丸可改善小鼠学习记忆障碍。
『Y 迷宫自主交替实验 (Y maze)』
Y 字形三臂通道，依靠小鼠探索新事物的本能，通过自主交替进臂行为评价小鼠空间工作记忆水平。如果小鼠记性好，它会记得自己刚进过哪条臂，下次就会换一条没去过的——这叫"自主交替"。连续进三条不同的臂，算一次有效交替。
通常可将把小鼠放在一条臂的尽头，让它自由探索，记录进臂顺序和总次数。有效交替次数越多，空间工作记忆越好。
『T 迷宫 (T-Maze)』
T 字形通道，一条主臂加左右两个目标臂。靠奖惩机制让小鼠做选择——比如食物奖励。动物若能记住带有奖励的目标臂位置，会持续做出正确选择，以此量化短时工作记忆与学习决策能力。
新物体识别实验 (NOR)
小鼠天生对新鲜事物好奇。如果它记得旧物体，就会花更多时间去研究新物体。该实验可分为三步：
1. 适应：先让小鼠在空箱子里熟悉环境
2. 熟悉：放两件完全一致的物体，让它探索
3. 测试：把其中一个换成新物体，看它对新旧物体的探索时间差
通过新旧物体的探索时长计算识别指数，该数值越高，说明小鼠对原有物体的记忆水平更佳。
Section.02
焦虑相关实验
测焦虑，核心是看“趋避冲突”，小鼠既想探索新环境，又害怕开阔明亮的地方。越焦虑，越倾向于躲在安全区。常用的如旷场、高架十字迷宫、明暗箱。
表 3. 三种焦虑相关实验检测指标。
旷场实验 (OFT)
由于开阔环境会使小鼠产生焦虑，本能贴着箱体边缘活动，极少进入中心。因此，可将小鼠置于空旷方箱，记录其活动轨迹，通过统计总运动距离、中心区域停留时长等指标评估小鼠焦虑水平。
以图 7 为例，旷场实验结果显示：MPTP 模型小鼠活动范围变小，Cordycepin 干预后活动范围回升。平均速度、总运动距离显示模型组自主活动能力下降；中央停留时长、活动距离表明造模小鼠焦虑加重，给药后明显缓解，综合证明 Cordycepin 可改善 MPTP 诱发的小鼠焦虑[7]。
高架十字迷宫 (EMP)
高架十字迷宫由两条封闭避光臂、两条透光开放臂十字搭建而成。实验时，把小鼠放在迷宫中心记录行为。小鼠既爱探索亮敞区域，又会因悬空环境产生焦虑；焦虑越高，在避光封闭臂停留越久，由此可量化焦虑程度。
明暗箱实验 (LDBT)
明暗箱分互通的亮区与避光暗箱。小鼠天生喜暗，光亮环境易引发焦虑，形成探索与避险的行为矛盾。我们让小鼠自由活动，焦虑程度越高的小鼠，会更少进入亮区，在黑暗箱体中停留的时间更长。
Section.03
抑郁相关实验
抑郁类行为实验主要用于构建和评估动物抑郁模型，主要包含强迫游泳、悬尾、糖水偏好实验。
表 4. 三种抑郁相关实验检测指标。
悬尾实验 (TST)
将小鼠尾部顶端悬挂悬空，小鼠因失重应激产生挣扎行为，长时间挣扎无果后会进入静止不动的绝望状态，全程记录小鼠静止悬垂时长。不动时间越长，表明小鼠的抑郁程度越重。
以图 11 为例，结果显示：相较于 Corticosterone 抑郁模型小鼠显著延长的不动时间，ketamine干预 1 天后可大幅缩短该时长，可有效改善小鼠的抑郁样行为[10]。
强迫游泳实验 (FST)
多在恒温透明圆柱水桶中开展实验，水深可让小鼠无法触底、只能持续游动。记录小鼠水中静止漂浮的绝望行为时长，不动时间越久，代表小鼠抑郁样行为越显著、绝望程度越高。
糖水偏好实验 (SPT)
快感缺失是抑郁的核心特征。该实验分适应、测试两阶段，通过对比小鼠糖水与纯水饮用量，计算糖水偏好比值，判断奖赏感知能力。抑郁小鼠奖赏通路受损，对糖水摄取意愿明显下降。
Section.04
运动功能相关实验
想判断小鼠运动协调、平衡和肌力好不好？可以用爬杆、转棒、平衡木这三项经典运动实验来测评。
表 5. 三种运动功能相关实验检测指标。
爬杆实验
将小鼠头部朝上放置于垂直粗糙金属杆顶端，记录其转身爬至杆底总时长，以此评判肌力与肢体协调性。
如图 14 右图所示，结果显示：MPTP 帕金森模型小鼠神经元受损，行动僵硬迟缓，爬杆耗时大幅增加；持续补充 NMN 可显著缩短用时，改善小鼠运动及协调障碍[13]。
转棒实验
将小鼠置于可变速旋转滚轴上，并逐步提速，记录首次跌落时间等指标，可评估小鼠四肢肌力、动态平衡及肢体协调能力。
平衡木实验 (BBT)
将小鼠置于悬空狭长木质横梁的起点，让其自主通行。实验通过记录小鼠全程通行时长、滑落坠落次数等指标，评估小鼠躯体平衡及肢体协调控制等能力。
产品推荐
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Scopolamine (HY-N0296) www.medchemexpress.cn/Scopolamine.html 能透过血脑屏障的高亲和力毒蕈碱拮抗剂，可用于 AD 造模。 |
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Donepezil (HY-14566) www.medchemexpress.cn/donepezil.html AChE 抑制剂，是一种用于治疗 AD 的药物。 |
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MPTP (HY-W114750) www.medchemexpress.cn/mptp.html 可透过血脑屏障的多巴胺神经毒素，可用于诱导帕金森综合症模型。 |
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Cordycepin (HY-N0262) www.medchemexpress.cn/Cordycepin.html 核苷衍生物。 |
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NMN (HY-F0004) www.medchemexpress.cn/_beta_-Nicotinamide-mononucleotide.html 烟酰胺磷酸核糖转移酶 (NAMPT) 反应的产物，NAD+ 的关键中间体。 |
参考文献
[1] Shen Y, et al. Ultrasound with microbubbles improves memory, ameliorates pathology and modulates hippocampal proteomic changes in a triple transgenic mouse model of Alzheimer's disease. Theranostics. 2020;10(25):11794-11819.
[2] Zhang X, et al. Yangxue Qingnao Wan ameliorates cognitive impairment in scopolamine-induced AD mice via modulating neuropeptide signaling pathways and suppressing neuroinflammation. Phytomedicine. 2026;150:157602.
[3] Rice J, et al. Region-specific interneuron demyelination and heightened anxiety-like behavior induced by adolescent binge alcohol treatment. Acta Neuropathol Commun. 2019 Nov 8;7(1):173.
[4] Portner K, et al. Actor-critic networks with analogue memristors mimicking reward-based learning. Nature Machine Intelligence. 2025;7:1939-1953.
[5] Kim DH, et al. Assessment of Cognitive Phenotyping in Inbred, Genetically Modified Mice, and Transgenic Mouse Models of Alzheimer's Disease. Exp Neurobiol. 2019 Apr;28(2):146-157.
[6] Chen JW, et al. Erchen decoction alleviates anxiety and depression-like behaviors in high-fat diet-induced obesity mice via the Adipose-Brain axis. Journal of Ethnopharmacology. 2025;352:120218.
[7] Huang SY, et al. Cordycepin improved the cognitive function through regulating adenosine A2A receptors in MPTP induced Parkinson's disease mice model. Phytomedicine. 2023;110:154649.
[8] Sahoo I, et al. Sex-dependent developmental changes in behavior, brain structure, functional connectivity, and sensory perception following exposure to psilocybin during adolescence. Neuropsychopharmacology. 2026;51:1310-1324.
[9] Rosa I, et al. Comparison between Tail Suspension Swing Test and Standard Rotation Test in Revealing Early Motor Behavioral Changes and Neurodegeneration in 6-OHDA Hemiparkinsonian Rats. Int J Mol Sci. 2020 Apr 20;21(8):2874.
[10] Corvo C, et al. Quantitative monitoring of ketamine’s impact on synaptic density using 11C-UCB-J PET imaging in the corticosterone mouse model of anxiety/depression. Molecular Psychiatry. 2026;31:1946-1957.
[11] Ueno H, et al. Effect of simultaneous testing of two mice in the tail suspension test and forced swim test. Scientific Reports. 2022;12:9224.
[12] Fonseca E, et al. Behavioral Disassociation of Perceived Sweet Taste Intensity and Hedonically Positive Palatability. eNeuro. 2020 Oct 30;7(5):ENEURO.0268-20.2020.
[13] Zhou S, et al. NAD+-Boosters Improve Mitochondria Quality Control In Parkinson's Disease Models Via Mitochondrial UPR. Adv Sci (Weinh). 2025 Oct;12(38):e08503.
[14] Saad M, et al. Review On Balance Beam Models. Journal of Advanced Zoology. 2024;45(2):1682-1689.