新物体识别实验（Novel Object Recognition Test, NORT）是目前神经科学领域评估啮齿类动物认知功能最广泛应用的行为学范式之一。该实验基于动物对新奇物体的自发探索倾向，通过比较其对熟悉物体和新奇物体的探索时间，评价动物的学习记忆能力。相较于水迷宫、八臂迷宫等经典范式，NORT具有无需食物或电击等负性强化、对动物应激小、可重复测试同一动物、与人类陈述性记忆评估方式高度相似等显著优势，因而在神经退行性疾病模型、药物筛选、脑损伤机制等研究中得到广泛应用。

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背景与原理

新物体识别测试的历史可追溯至1950年Berlyne首次观察到的啮齿动物对新奇物体的探索行为。1980年代末，这一行为被正式改编为神经行为学任务，最初在大鼠中建立，随后推广至小鼠模型。

实验原理基于啮齿动物的自发偏好：当同时呈现熟悉物体和新奇物体时，动物会将更多探索时间分配给新奇物体。这种偏好反映了动物对熟悉物体的记忆保持能力——如果记忆完整，动物会识别出熟悉物体并将注意力转向新奇刺激；若记忆受损，则对新旧物体的探索时间无显著差异。该范式特异性检测海马及旁海马区的功能，具有跨物种适用性，因而成为基础与转化研究中的重要工具。

实验装置与材料 1. 实验箱

通常采用方形开场（大鼠：100 cm × 100 cm，小鼠：60 cm × 60 cm），箱壁高度40-50 cm，材质为哑光亚克力（黑色、白色或灰色），避免反光干扰行为追踪。实验箱上方安装摄像机，连接行为轨迹分析系统。

2. 物体选择

物体应具有以下特征：

  • 重量足够，防止动物移动（可使用双面胶固定）

  • 形状避免动物攀爬或坐卧

  • 亮度、纹理、形状差异显著，但注意啮齿动物颜色分辨能力有限

  • 无异味，每次实验间彻底清洁（75%酒精擦拭），消除嗅觉线索干扰

  • 每对物体的探索偏好需在独立群体中预验证，确保无固有偏好

标准化实验流程

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1. 适应期

实验前1天，将动物放入空实验箱中自由探索5-10分钟，以适应环境、降低应激反应。适应结束后清理排泄物，75%酒精擦拭箱体。

2. 熟悉期（训练期）

  • 将两个完全相同物体（A和A）对称放置于实验箱内，距箱壁5-10 cm

  • 动物背对物体放入，允许自由探索5-10分钟（具体时间依据物种及预实验结果确定）

  • 记录动物探索每个物体的时间。探索行为定义为：动物鼻尖朝向物体且距离≤2 cm，或触鼻、嗅闻、舔舐、前爪抓握物体

  • 探索结束后动物返回饲养笼

3. 测试期

  • 熟悉期结束后间隔设定时间（通常为1小时、24小时或更长时间）进行测试

  • 将一个熟悉物体替换为新奇物体（B），另一熟悉物体保留（A）

  • 动物背对物体放入，自由探索5-10分钟

  • 记录动物对熟悉物体（A）和新奇物体（B）的探索时间

4. 数据指标计算

探索时间：动物与物体接触的累计时间。

辨别指数（Discrimination Index）常用两种计算方式：

  • DI（绝对差异）= 探索新物体时间 - 探索旧物体时间

  • RI（相对偏好）= 探索新物体时间 /（探索新物体时间 + 探索旧物体时间）×100%

  • d2（相对辨别指数） = （新 - 旧）/（新 + 旧），该指标可校正个体间总探索时间的差异

RI > 50% 或 d2 > 0 表明动物对新奇物体存在偏好，提示记忆功能正常。

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前沿进展与研究新视角 1. 居家笼自动化测试系统的突破

传统NORT存在诸多不可控变量：实验者操作差异、运输应激、环境更换导致的探索动机波动等。近期研究报道了一种全自动居家笼新物体识别测试系统，在动物饲养笼内直接完成整个实验流程。

该系统的创新之处在于：

  • 长期记忆检测：小鼠在24小时及7天滞留间隔后均表现出对新奇物体的优先探索，且在距离物体一定距离时即开始辨别，提示存在远距离感知判断

  • 多中心可重复性：研究在两个独立设施中重复获得一致结果，验证了方法的稳健性

  • 计算模型指导：研究者建立了经验引导的计算模型，证明即使在探索行为定义存在模糊性的情况下，该自动化系统仍具有高度鲁棒性

这一进展有望解决传统NORT中因人工操作和实验环境变换导致的批间差异问题，提高研究的标准化程度和可重复性。

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大小鼠新物体识别实验箱，XR-XX117，上海欣软

2. 物体偏好偏倚的校正策略

研究发现，即使是经过预筛选的物体对，仍可能在某些动物群体中表现出固有偏好。针对这一问题，研究者提出采用相对辨别指标替代绝对探索时间进行分析，可有效消除物体本身特性带来的偏倚。此外，物体放置的平衡设计（如左右位置在不同动物间交替）也至关重要。

3. 记忆保留时间的多维度解析

新近研究发现，动物对熟悉物体的记忆保留机制在不同时间窗口存在差异。24小时测试时，动物对新奇物体的识别能力依赖于其与替换物体（即熟悉期物体）的既往互动强度；而7天测试时，这种依赖性消失，提示短期记忆与长期记忆的神经机制可能存在分离。这一发现为研究记忆巩固和消退过程提供了新的时间维度视角。

4. 探索行为的精细化解构

结合高分辨率视频追踪系统，研究者可进一步分析动物接近物体前的决策过程，包括接近轨迹、速度变化、探头行为等。这些精细指标有望揭示记忆提取过程中的决策机制，而不仅仅是最终的探索时间总量。

实验注意事项

  1. 环境控制：保持实验环境安静、光照均匀（20-30 lux）、温度湿度恒定

  2. 气味消除：每次实验后彻底清洁箱体与物体，避免嗅觉线索干扰

  3. 动物处理：提前3-5天每日抚摸动物，减少实验者应激

  4. 平衡设计：物体位置、新奇物体选择在不同动物间平衡，排除位置偏好

  5. 排除标准：总探索时间过低（如<5秒）的动物应剔除分析

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