探究大鼠平台介导回避行为的泛化与消退：性别差异及行为学机制

《Scientific Reports》：Generalization and extinction of platform-mediated avoidance in male and female rats

研究人员改进平台介导回避（PMA）任务研究大鼠恐惧学习，发现性别差异微妙，为焦虑症研究提供新视角。

　　在当今的神经科学研究领域，焦虑相关障碍如同一片难以攻克的 “神秘大陆”，深深困扰着全球约 7.3% 的人口。人们都知道，焦虑症患者往往有着一些奇怪的表现，比如难以消除恐惧、频繁回避某些场景，而且恐惧反应还常常过度泛化。这些现象背后的机制究竟是什么呢？这就像一道道谜题，吸引着无数科研人员去探索。以往的研究大多是孤立地去研究这些特征，就像盲人摸象，只了解了局部，却忽略了它们之间千丝万缕的联系。为了揭开这些谜题，来自比利时鲁汶大学（KU Leuven）的 Alba López-Moraga、Laura Luyten 和 Tom Beckers 等研究人员，精心设计并开展了一项别具一格的研究，其成果发表在《Scientific Reports》杂志上。

研究人员巧妙地改进了平台介导回避（PMA）任务，这就像是为研究搭建了一个特殊的 “舞台”，让他们可以在这个 “舞台” 上同时研究大鼠的回避、泛化和消退行为。他们选用大鼠作为研究对象，一方面是因为大鼠能产生真实的趋近 - 回避冲突，另一方面可以严格控制实验条件，深入探究性别差异。在这个 PMA 任务中，大鼠被设定了一个有趣的 “挑战”：它们既要通过按压杠杆获取食物奖励，又要在听到提示音（条件刺激，CS）时，迅速跳到平台上躲避电击。这个过程就像人类在面对工作和危险时，需要做出艰难的抉择一样。而且，大鼠在这个过程中面临的回避成本很高，这恰恰模拟了焦虑症患者在现实生活中常常面临的困境。

为了开展研究，研究人员运用了多种关键技术方法。他们使用了 DeepLabCut 和 SimBA 这两种先进的技术，通过对大鼠行为视频的分析，精确地追踪大鼠的身体部位和行为动作，从而能够准确地判断大鼠的回避、冻结和飞奔（darting）等行为。同时，他们还采用了统计学方法，对实验数据进行严谨的分析，以揭示不同性别大鼠在行为上的差异和规律。

在研究结果方面，实验 1 主要针对雄性大鼠。结果显示，雄性大鼠在回避训练过程中，回避行为逐渐增加，冻结和按压杠杆的抑制行为也随之增加。在泛化测试阶段，雄性大鼠表现出明显的泛化梯度，对与原始 CS 相似的刺激（GS1）和差异较大的刺激（GS2）有不同的回避反应，对 CS 的回避最强，对 GS2 的回避最弱。在随后的消退训练中，雄性大鼠的回避、冻结和按压杠杆的抑制行为都显著减少。

实验 2 则将目光聚焦在雌性大鼠上。结果表明，雌性大鼠同样能够学会回避行为，并且在泛化测试中也呈现出类似的泛化梯度，对不同刺激的回避、冻结和按压杠杆的抑制行为存在显著差异。在消退训练中，雌性大鼠的这些恐惧相关行为也成功减少。

为了进一步验证和深入探究实验 1 和 2 中发现的性别差异，研究人员开展了实验 3。这次实验同时对雄性和雌性大鼠进行测试，并且考虑了雌性大鼠的动情周期。结果发现，在回避行为的习得方面，雄性和雌性大鼠没有明显差异。在泛化阶段，虽然整体上没有发现性别差异，但在冻结行为上，大鼠对不同刺激的反应存在显著差异。在消退阶段，出现了性别与天数的交互作用，雄性大鼠在第 3 天的冻结行为比雌性大鼠更多，而且雌性大鼠按压杠杆的抑制行为比雄性大鼠更强。

综合这些研究结果，研究人员得出结论：改进后的 PMA 任务能够有效地研究大鼠的回避、泛化和消退行为，而且性别差异在这些行为中表现得较为微妙。这一研究成果具有重要意义，它为理解焦虑相关障碍的病理机制提供了全新的视角，就像为研究焦虑症打开了一扇新的大门。通过研究大鼠在这个特殊 “舞台” 上的行为表现，科研人员可以更加深入地了解人类焦虑症患者恐惧学习过程中的异常现象，为未来开发更有效的治疗方法奠定了坚实的基础。同时，研究人员还提供了一套基于开源工具的自动分析行为的方案，这也为其他科研人员开展类似研究提供了便利，有望推动整个神经科学领域对焦虑症的研究迈向新的高度。