一只小鼠在離地70厘米的十字迷宮中，面對開放與封閉的抉擇時，它的每一次徘徊都折射出焦慮的本質。高架十字迷宮實驗（Elevated Plus Maze, EPM），這個誕生于1984年的經(jīng)典行為學范式，如何通過簡單的空間設計，成為解碼焦慮神經(jīng)機制的核心工具？本文將為您揭開它的科學密碼。
一、起源與原理：從恐懼本能到科學量化
1. 溯源
1984年，英國藥理學家Sheila Handley與S.L. Mithani首ci將EPM用于抗焦慮藥研究，靈感來源于嚙齒類動物對高處開放空間的本能恐懼。這一設計巧妙結合了動物對高度的回避（恐高）與對封閉空間的偏好（安quan感），成為焦慮研究的里程碑。
2. 科學原理
行為指標：
開放臂停留時間占比：直接反映抗焦慮效果（如地xi泮可使其提升2 3倍）。
閉合臂進入次數(shù)：評估基礎探索動機，排除運動能力干擾。
神經(jīng)機制：
GABA能系統(tǒng)（尤其是GABA A受體）調控開放臂回避行為，而血清素（5 HT）系統(tǒng)通過中縫背核影響風險決策平衡。
二、應用領域：從基礎科研到臨床轉化
1. 抗焦慮藥研發(fā)
快速篩選：苯二氮?類藥（如阿普唑侖）可劑量依賴性增加開放臂探索時間，成為藥企初篩的“必選項”。
新型靶點驗證：神經(jīng)肽Y受體激動劑通過杏仁核調控開放臂偏好，推動非GABA類抗焦慮藥開發(fā)。
2. 應激與焦慮模型構建
慢性不可預知應激（CUS）：模型大鼠開放臂時間減少40% 60%，模擬人類廣泛性焦慮。
早期生命應激：母嬰分離幼鼠成年后開放臂回避行為增強，揭示早期環(huán)境對焦慮的持久影響。
3. 神經(jīng)精神病機制研究
抑郁癥共病焦慮：強迫游泳實驗不動時間與EPM開放臂時間呈負相關（r= 0.72）。
阿爾茨海默?。?/span>APP/PS1轉基因小鼠開放臂探索減少，提示Aβ沉積與焦慮樣行為的關聯(lián)。
4. 基因與表型分析
CRH過表達小鼠：開放臂停留時間縮短50%，明確促腎上腺皮質激su釋放激su的致焦慮作用。
BDNF Val66Met突變：攜帶者模擬小鼠開放臂探索減少，鏈接基因多態(tài)性與焦慮易感性。
三、實驗方法：精準操作與數(shù)據(jù)可靠性
大小鼠高架十字迷宮，XR-XG201，上海欣軟
1. 標準化操作流程
設備參數(shù)：
材質：反射率<15%，開放臂無側壁（寬5cm），閉合臂帶15cm高擋板。
離地高度：小鼠50cm，大鼠70cm（觸發(fā)足夠恐高反應）。
實驗步驟：
1. 適應期：實驗前3天每天撫摸動物1分鐘，減少操作應激。
2. 測試期：將動物置于迷宮中央，面向開放臂，記錄5分鐘行為。
3. 數(shù)據(jù)分析：使用Visutrack軟件計算開放臂時間比（OT%）與進入次數(shù)。
2. 關鍵注意事項
環(huán)境控制：
光照強度：開放臂80~100 lux，閉合臂20~30 lux（增強明暗對比）。
背景噪音：<50 dB，突發(fā)聲響可能導致假陽性逃避行為。
動物因素：
品系差異：BALB/c小鼠比C57BL/6更敏感，需設置品系特異性基線。
性別影響：雌性動物需在動情周期同一階段測試（雌激su波動改變焦慮水平）。
倫理優(yōu)化：
單次測試時間≤10分鐘，防止過度應激。
迷宮邊緣設置1cm凸緣，降低意外墜落風險。
AI行為預測：
通過運動軌跡分形維度預測焦慮表型，準確率>90%（《Nature Neuroscience》2023）。
四、延伸閱讀：推薦文獻
1. 奠基之作：
Handley SL, Mithani S. (1984) *Effects of alpha adrenoceptor agonists and antagonists in a maze exploration model of ‘fear’ motivated behaviour.* Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol.
? 首ci確立EPM作為焦慮評估工具。
2. 方法學優(yōu)化：
Carobrez AP, Bertoglio LJ. (2005) *Ethological and temporal analyses of anxiety like behavior: The elevated plus maze model 20 years on.* Neurosci Biobehav Rev.
? 系統(tǒng)總結EPM標準化操作與數(shù)據(jù)分析策略。
3. 神經(jīng)機制解析：
Engin E, et al. (2016) *GABAergic Contributions to Anxiety Circuitry Function.* Neuropsychopharmacology.
? 揭示GABA能系統(tǒng)在EPM行為中的核心作用。
4. 跨物種研究：
Ramos A. (2008) *Animal models of anxiety: do I need multiple tests?* Trends Pharmacol Sci.
? 探討EPM與其他焦慮模型的協(xié)同應用價值。
如果您也對動物實驗感興趣，歡迎關注和推薦關注微信公眾號：BrainTalks, 知鼠科學，專注于動物神經(jīng)科學與行為學的實驗知識的方法傳播與分享交流，您可以推薦給您身邊的朋友、同學以及老師，我們會定期更新您需要的相關實驗方法的視頻和文章，希望能對大家?guī)韼椭?
對實驗設備有興趣的小伙伴可以聯(lián)系劉工13262879783
