旷场实验 是一个研究小鼠自发活动与探索行为的实验。该文以GAT1基因敲除小鼠为例介绍了旷场实验的原理和实验步骤。将小鼠置于箱型的旷场装置中，通过录像记录并分析小鼠在旷场中的活动。结果发现，GAT1基因敲除小鼠的自发活动与野生型小鼠无明显差异，而GAT1敲除小鼠的趋避性及焦虑水平较低。旷场实验简单、有效，是一项重要的行为学实验。

大小鼠旷场实验，XR-XZ301，上海欣软

旷场实验(open field test，OFT) 是一个常用的小鼠行为学实验。OFT可以检测小鼠自发活动行为(locomotor activity)和探索行为(exploratory behavior)o该实验历史悠久，是1934年由Hall等研究者发明，最初应用在大鼠中，后推广到小鼠及其他动物上。其原理基于动物有畏惧空旷场地的天性，其活动具有趋避性(thigmotaxis)；而另一方面，面对新事物又会产生好奇心去探究新场所。目前，常用的OFT系统是一个方形的箱子(也有实验者设计为圆形"斗兽场"样)，小鼠在旷场(open field，OF)内可以自由活动，箱子顶部置摄像机来记录小鼠活动叫OFT是用于评价动物自发活动以及焦虑状态的经典行为学实验。

实验步骤

1. 首先，实验开始前确认OF装置是清洁、无味道的(尤其注意彻底清理上次实验留下的小鼠的粪便、尿液等)，实验者在操作软件中记录小鼠的编号、日期、状态；
2. 其次，实验动物提前运送到行为学实验室专用临时笼架，适应环境3小时左右，减少动物紧张；将小鼠从笼内取出(小鼠背向实验者)，将小鼠放置在OF装置中央，实验者迅速、轻柔关闭OF上盖；打开录像记录系统，记录小鼠在OF内的活动，总时间15分钟；
3. 最后，实验结束后将小鼠放回笼内；以75%乙醇擦拭EPM实验装置，并用纸巾擦干。
4. 现以GAT1基因敲除小鼠GAT1-及其同窝野生型对照(GAT1+)为例，应用OF实验检测两种基因型小鼠的自发活动。

总体活动情况

GAT1-在OF中15分钟内活动总路程为(5 992.82±351.63) cm， GAT1+总路程为(5 596.00±424.43) cm，二者无显著差异(P>0.05，图2A)。两者在OF中的平均速度分别为(6.66±0.39) cm/s 和(6.22±0.47) cm/s (。>0.05， 图 2B)。

周边区活动情况

四个角和四个边共同组成周边区。GAT1-小鼠在四个角活动时间为(415.60±24.53)s，GAT1+为(362.28±27.45)s，两者无显著差异(/>0.05，图3A)，四个边活动时间GAT1-为(405.58±19.92)s，GAT1+为(412.12±11.74)s，两者无显著差异("0.05，图3B)。

中央区活动情况

GAT1-中央区活动时间(125.59±18.77)s显著(P<0.05)大于GAT1+(78.82±10.62)s(图4A)；周边区活动时间GAT1-为(774.41土18.77)s，显著(K0.05)小于GAT1+(821.18±10.62)s(图4B)。两种基因型小鼠的中央区路程分别为GAT1-(598.77±79.31)cm，GAT1+(831.57±135.45)cm两者无显著差异(P>0.05，图4C)。两者周边区路程分别为GAT1-(5394.04±328.30)cm，GAT1+(4764.44±360.20)cm，两者无显著差异(P>0.05，图4D)。

讨论

本文以GAT1基因敲除小鼠及其同窝野生型小鼠为例介绍了OFT的应用。总路程和平均速度被视为反映小鼠自发活动的主要数据，两种基因型在OF中无明显差异(P>0.05，图1)，说明两种基因型小鼠自发活动无明显差异。OFT的设计原理是基于小鼠的趋避性，指的是小鼠畏惧开阔、未知、可能存在潜在危险的场所，因而其有“贴墙”活动的天性。OFT中对趋避性的研究结果，可以给研究者提示进行深入的焦虑、抑郁相关实验研究(如高架十字迷宫等行为学实验)的。趋避性是以小鼠在OF周边区(四个角和四个边)活动的总时间来评价的四。本实验发现，GAT1-小鼠与GAT1+在OF的边、角区域活动无明显差异(P>0.05，图3)；而对于反映趋避性的周边区活动时间上看，GAT1-小鼠较野生型要显著(P<0.05，图4B)减少，GAT1-小鼠更富有“冒险”倾向，在中央区活动时间显著增多(?<0.05，图4A)。这说明GAT1-小鼠趋避性及焦虑水平较低。而中央区和周边区活动路程两种小鼠无明显差异(P>0.05，图4C和图4D)。GAT1主要功能为GABA的再摄取，基因敲除之后，GABA再摄取减少，从而影响了小鼠焦虑与抑郁状态，达到抗抑郁效果，与*西泮地**(减少或拮抗GABA的合成)的作用效果类似。

OFT实验操作简单，应用广泛，但同样需要注意其结果易受到以下因素影响。小鼠相关因素：实验前动物饲养环境、动物性别、背景、是否伴随应激(饮水及食物剥夺)及昼夜节律等。由于目前基因工程小鼠在繁育过程中涉及不同小鼠背景，因此必须注意实验中的小鼠背景，必要的时候需繁殖育种进行背景纯化，为了实验结果的可信，本实验中的G/77基因敲除小鼠是与C57BL/6J背景小鼠回交10代以上得到的杂合子(GAT1-小鼠的后代。实验中小鼠的周龄和性别需要保持一致，因雌鼠有动情周期，激素水平可能会影响行为，故本实验选择的是成年雄鼠。最后，实验前一定仔细检査小鼠的健康状态，避免小鼠疾病影响实验结果。实验装置相关因素：OF的形状、体积、实验持续时长、数据釆集方式(摄像系统或红外系统)等同。本实验所得平均速度和总路程与Liu等四得到结果不一致，可能因为采用了不同的实验装置，OF尺寸、照明情况、实验时长、数据釆集软件都不同。本实验中的OF装置使用了微光(OF上盖关闭)，可以减少强光给予小鼠的应激，更符合小鼠在自然界的照明条件；Liu在实验中选择的是较明亮的照明，易导致野生型小鼠焦虑而减少活动，而G/7T'-焦虑状态较轻，可能因此所得结果与本文不一致。实验者相关因素：实验前注意小鼠在行为学研究房间的适应，并注意小鼠的昼夜节律，尽量选择同一时间段进行实验。同一批实验由同一实验者操作，使用同样的方式抓取小鼠，手势轻柔，放置在OF中，迅速安静关闭OF上盖，离开实验环境。以上因素在OFT实验时值得注意。

OFT实验历史悠久，用来检测抗抑郁与焦虑药物时，具有很好表面效度(fiicevalidity)1'81，其结果与高架十字迷宫具有一致性，两者的结果可以相互印证。自发明以来，OFT得到了广泛的应用，可以作为其他行为学实验的对照实验、研究焦虑和抑郁的实验、研究探索行为的实验。研究者根据不同的需要，设计了原理一致但具体方法不同的实验。对于小鼠来说，通常OF尺寸为50cmx50cm，实验时间从10分钟到1小时，一般每只小鼠只能做一次OFT。所得到的数据除了文中所述之外尚有后腿直立(rearing)、梳毛(grooming)等更精细的行为数据(本实验由于软件功能所限，无法获得上述数据)。因OFT对小鼠各方面影响较小，而其他行为学实验(比如强迫游泳、水迷宫实验等)对小鼠影响较大，故在同一批小鼠进行不同行为学实验时，应先进行OFT实验。

动物行为分析软件：

1、VisuTrack软件

2、SuperMaze软件

3、FishTrack斑马鱼分析软件

动物行为仪器：

1、自身给药、条件恐惧、斯金纳、震惊反射（PPI）、跑步机、各类经典迷宫等

2、动物抓挠分析仪、动物震颤行为分析仪、动物捕食行为分析仪

3、动物主动步态分析、动物被动步态分析、动物自由步态分析（内测中）

4、睡眠剥夺仪、体温维持仪、智能热板仪、转棒疲劳仪、鼠尾光照测痛仪等

神经电生理：

1、光遗传、无线光遗传

2、光纤记录系统（单通道、多通道）

3、电生理信号采集系统（脑电、肌电等）