明暗箱实验（LDB）的正确实验方法是什么？

明暗箱实验（LDB）的正确实验方法是什么？

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明暗箱实验（Light/Dark Box，LDB）是一种评价焦虑与抑郁情绪的经典方法，在精神神经药理学基础研究中具有重要应用。该实验基于啮齿动物的避光和探索行为，通过观察动物在明暗环境中的行为差异，来评估其焦虑水平。本文将详细介绍明暗箱实验的装置、操作步骤、影响因素及统计指标。

实验原理与应用

明暗箱实验也叫光/暗转换测试，是评价焦虑与抑郁情绪的经典方法，广泛应用于精神神经药理学基础研究。LDB具有较好的结构效度，可用于研究与情绪障碍相关的疾病模型。实验基于啮齿动物面对轻度应激源（如新颖环境和光线/开放空间）时的先天避光和自发探索行为。通过比较正常小鼠和模拟特定疾病（如焦虑症、抑郁症）的小鼠在明暗箱中的行为差异，可以评估药物对焦虑的影响。

实验装置

明暗箱装置通常为木质结构，尺寸为45 cm × 27 cm × 27 cm，包括三个部分：

1. 大面积箱体（27 cm × 27 cm × 27 cm），底部分成9个面积相等的方格（9 cm × 9 cm）
2. 小面积箱体（18 cm × 27 cm × 27 cm），底部分成6个面积相等的方格（9 cm × 9 cm）
3. 两箱体隔板（可移动）之中央通道（7 cm × 7 cm）

明箱区采用30 W白灯泡离箱底40 cm高处照明；暗箱区采用30 W红灯泡（或其他实验彩色）离箱底40 cm高处照明。

还有其他的明暗测试箱为灰白色铝合金的封闭测试箱体，箱体内部用隔板分隔成明暗两室，明室顶部装有白光灯，照度可调为0到1200 lux，暗室照度为2 lux，隔板下方有一小门相通。测试箱顶部为控制电路板，顶部中间位置安装有摄像头，摄像头上装有红外截止滤镜，侧面装有红外背景光源（波长850 nm，侧面平行照射，安装于2倍于鼠身体高度的位置，高度约为7-10 cm），底部为不锈钢栅，钢栅下方有用于收集动物的排泄物的活动抽屉。数据分析则采用阈值分割法识别明暗箱中的动物，边缘法计算动物的质心并跟踪动物的运动轨迹，扣除“本底噪音”方式以及阈值法，剔除多种噪声。

实验步骤

操作者将昆明小鼠置于大面积箱体正中央格，用摄像系统记录动物5 min的行为变化，包括两箱停留时间、水平运动、垂直运动、穿梭次数以及粪便粒数；其中，四只爪子均进入一格方可记录水平运动1次，两前爪腾空或攀附墙壁方可记录垂直运动1次。每次实验后，用75%酒精擦拭箱体周壁及地面，以免动物残留物影响下次测试结果。

影响因素

LDB实验条件影响因素主要考察昼夜节律（白天黑夜）、光照面积（明箱区）、光照颜色（暗箱区）、光照强度（明箱区）以及昼夜节律与光照面积交互效应。其中，昼夜节律主要考察白天周期（18:00-6:00；Day）、黑夜周期（6∶00-18: 00；Night）对实验动物LDB行为模式影响；光照面积主要考察眀箱区光照大面积箱体（L3/5）、小面积箱体（L2/5）对实验动物LDB行为模式影响；昼夜节律与光照面积采用析因设计分组：Day-L3/5（n = 6），Day-L2/5（n = 6），Night-L3/5（n= 6），Night-L2/5（n= 6）。光照颜色主要考察暗箱区光照颜色黄色（Yellow，n = 6）、绿色（Green，n = 6）、蓝色（Blue，n= 6）、红色（Red，n = 6）对实验动物LDB行为模式影响，明箱区采用30 W白灯泡光照；实验周期选取Night。光照强度主要考察眀箱区光照强度15 W（n = 6）、25 W（n = 6）、40 W（n= 6）、60 W（n= 6）、100 W（n= 6）对实验动物LDB行为模式影响，暗箱区采用30 W红灯泡光照；实验周期选取Night。

光照面积可明显影响LDB焦虑行为模式（Ltime%、Lcross%、Lrear%），且光照面积通过昼夜节律影响LD焦虑行为模式，尤其是与明箱区空间面积相比，白天周期LDB焦虑行为（Lcross%、Lrear%）明显增加；光照颜色（黄光）可明显影响LDB探索行为模式（Rear），光照强度（100 W）可明显影响LDB运动行为模式（Cross、Total）。同时，啮齿类动物情绪行为的形成与表达与先天遗传与后天环境密切相关，而状态焦虑评价受外界环境及操作条件等后天因素的影响更为明显，应注意到本研究可能存在的缺陷：①昼夜颠倒预适应环境周期仅1 w；②光照颜色是通过灯罩颜色过滤获取；③光照强度采用灯泡功率大小区分；上述因素亦可能导致LDB行为模式一定程度的偏移。

统计指标

• 基本评价指标：入明/入暗潜伏期、入明/入暗次数、穿箱次数、明室（暗室）时间
• 其他判断指标：运动时间、静息时间、明室/暗室运动时间、明室/暗室静息时间、总路程、明室/暗室路程、运动速度
• 实验参数：明区停留时间百分率（Ltime%）、明区水平运动百分率（Lcross%）、明区垂直运动百分率（Lrear%）、水平运动总得分（Cross）、垂直运动总得分（Rear）、总得分（Total = Cross + Rear）、穿梭次数（Transition）和两区粪便粒数（Lfbs，Dfbs）及粪便总粒数（Fbs = Lfbs+Dfbs）。小鼠四爪全部通过中央通道才可记录为一次穿梭。

参考文献

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