以下是关于啮齿类动物（小鼠/大鼠）强迫游泳实验（Forced Swim Test, FST）的完整说明，重点阐述其检测目的、流程及核心检测项目：

啮齿类动物强迫游泳实验 (Forced Swim Test, FST)

一、 实验目的与原理

• 主要目的： 评估啮齿类动物（小鼠或大鼠）在面临无法逃脱的应激环境（水中）时表现出的"行为绝望"（behavioral despair）样状态，是筛选潜在抗抑郁药物活性及研究抑郁相关神经机制的经典行为学范式。
• 基本原理： 动物初始入水会剧烈挣扎试图逃脱，随后逐渐转为间歇性不动状态（仅保持必要动作使头部浮出水面）。推测这种"不动"（immobility）状态反映了绝望/放弃行为，而有效抗抑郁物质通常能显著缩短不动时间或增加积极行为（挣扎、游泳）时间。

二、 实验设备与环境

1. 游泳容器： 透明圆柱形玻璃或塑料圆筒。
   • 大鼠： 直径约20-25厘米，高度约40-50厘米。
   • 小鼠： 直径约10-15厘米，高度约25-30厘米。
2. 水深： 注入清水（深度确保动物后爪不能触底且无法用尾巴支撑，头部必须持续运动或漂浮才能保持鼻孔在水面上）。
   • 大鼠： 水深通常30厘米。
   • 小鼠： 水深通常15-20厘米。
3. 水温： 严格控制在23°C - 25°C (±1°C)。水温显著影响行为表现。
4. 环境： 安静、光线均匀（避免强光直射容器）、相对隔音的实验间。容器上方可放置摄像头用于记录。

三、 实验流程（典型两日法）

1. 预实验（第1天，Habituation/Training Session）：
   • 将动物单独放入充满水的游泳容器中。
   • 游泳时长： 大鼠通常15分钟，小鼠通常6分钟。
   • 目的： 让动物熟悉环境，诱导其发展出稳定的不动行为模式，为第二天的测试奠定基础。
   • 结束后将动物捞出，用干毛巾轻轻擦干或置于温暖环境（如32°C）下烘干保暖，然后放回饲养笼。
2. 正式测试（第2天，Test Session）：
   • 在预实验24小时后进行。
   • 再次将动物单独放入同一条件的游泳容器中。
   • 测试时长： 通常为5分钟（大鼠）或6分钟（小鼠）。
   • 关键步骤： 在此期间，对动物的行为进行实时观测记录或全程视频录制以供后续分析。

四、 核心检测项目与行为评分标准

正式测试期间（通常仅分析正式测试期的数据），观察者主要记录或通过视频分析软件量化以下三类行为状态的时间（单位：秒）或比例：

1. 不动时间 / 静止时间 (Immobility Time)

   • 定义： 动物停止主动挣扎求生，仅进行必要的、微小的动作（如轻微划动后肢或轻微头部摆动）以保持头部浮在水面上，身体保持基本直立漂浮状态。动物表现为"漂浮"或"随波逐流"。
   • 判定要点： 动物身体无明显位移，四肢无协调划水动作，仅维持鼻孔露出水面所需的最小动作。
   • 意义： 这是FST最核心的指标。抗抑郁样活性通常表现为显著减少不动时间。 不动时间延长被视为"行为绝望"的指标。

2. 游泳时间 (Swimming Time)

   • 定义： 动物在水平面上进行温和、协调的划水运动，通常沿容器壁或在水中央游动。动作平稳，四肢协调划水，推动身体在水面移动（包括绕圈或横向移动）。
   • 判定要点： 主动的、有方向性的水平位移运动，动作连贯流畅。
   • 意义： 代表一种相对主动但非剧烈逃脱的适应性行为。某些作用于肾上腺素能系统的药物可能增加游泳时间。

3. 攀爬/挣扎时间 (Climbing / Struggling Time)

   • 定义： 动物进行剧烈、有力的动作，试图逃脱容器。表现为前肢快速有力地划水（常伴有溅水），后肢蹬踏容器壁或猛烈蹬水，身体常有竖直向上的趋势（攀爬容器壁的动作），头部常高于水面。
   • 判定要点： 高强度、爆发性、主要发生在靠近容器壁的区域，动作目标明确指向逃脱（向上向外）。
   • 意义： 代表最主动的逃脱企图。作用于多巴胺能系统的药物（如安非他酮）常显著增加攀爬时间。 经典的SSRIs类抗抑郁药主要减少不动时间，对攀爬时间影响相对较小或增加。

评分注意事项

• 互斥性： 动物的行为在任一时刻只能被归类为上述三种状态之一（不动、游泳、攀爬）。
• 时间总和： 三种行为的时间总和等于整个测试时长（如5分钟或6分钟）。
• 分析时段： 常记录整个测试期的累计时间。有时为消除初期探索行为的影响，聚焦于更稳定的状态，分析时会舍弃前几分钟（如前2分钟）的数据，仅分析后几分钟（如后4分钟或后5分钟）。
• 自动化 vs 人工评分： 现代实验室常使用装有行为分析软件的智能视频跟踪系统自动识别和量化这些行为（基于动物运动轨迹、速度、形态变化等参数）。人工实时观测或视频后手动计时评分仍是可靠方法，尤其在验证软件准确性或处理复杂行为时。无论何种方法，评分标准需严格统一。

五、 实验意义与局限性

• 意义：
  • 高效初筛： 是发现和验证具有潜在抗抑郁活性化合物（药物、天然产物等）最常用、最快速的体内模型之一。
  • 机制研究： 结合药理学、遗传学或神经调控手段，可用于研究不同神经递质系统（如5-HT、NE、DA）在抑郁样行为中的作用。
  • 行为表型评估： 用于评估基因敲除/转基因动物或经受特定应激源动物的抑郁样行为改变。
• 局限性：
  • 非特异性： 缩短不动时间的效应并非抗抑郁药独有，中枢兴奋剂、抗焦虑药、镇静剂等也可能影响结果。需结合其他行为测试（如悬尾实验TST、糖水偏好SPT、新奇抑制摄食NSFT）综合判断。
  • 应激性： 实验本身是急性应激源，不能完全模拟人类抑郁症的慢性病程和复杂病因。
  • 行为解释： "不动"是否等同于"绝望"存在哲学和科学上的讨论。它也可能是一种能量节省、学习适应后的被动应激应对策略。
  • 假阳性/假阴性： 存在药物导致假阳性（如兴奋剂）或假阴性（如某些非典型抗抑郁药效果不佳）的情况。

六、 动物福利考量

• 实验操作需严格遵守相关动物实验伦理规范。
• 严格控制水温，避免过低导致低温症或过高影响行为。
• 预实验和正式测试后及时将动物捞出，彻底擦干保暖防止体温过低。
• 密切观察动物状态，如有极度痛苦或溺水迹象应立即终止实验（极其罕见）。
• 同一动物不宜多次重复进行FST。

总结： 强迫游泳实验的核心检测项目是量化正式测试阶段啮齿类动物表现出的三种典型行为状态：不动时间 (Immobility Time)、游泳时间 (Swimming Time) 和攀爬/挣扎时间 (Climbing/Struggling Time)。其中，不动时间的显著缩短是最常用来指示潜在抗抑郁活性的关键指标。准确的行为定义、标准化的实验条件和严谨的评分方法是保证实验结果可靠性和可重复性的基础。理解该模型的优势和局限性对于正确解读实验结果至关重要。