超声波警报叫声回放诱导大鼠对气味产生厌恶条件反射的跨性别研究

本研究通过资源竞争实验评估大鼠社会等级，首次系统探究了雄性和雌性大鼠对同种个体22 kHz超声波警报叫声(USVs)的跨性别传递效应。研究人员采用巴甫洛夫条件反射范式，将优势鼠在足部电击应激中发出的USVs与中性气味(苯乙酮)配对回放给顺从鼠，发现两种性别均能通过USVs建立气味-威胁关联，次日单独呈现气味即可诱发冻结行为。该成果发表于《Behavioural Brain Research》，揭示了USVs在大鼠情感状态传递中的重要作用，为理解跨个体恐惧学习机制提供了新证据。

　　

在自然界中，动物需要快速识别环境威胁以确保生存。大鼠作为高度社会化的啮齿动物，发展出复杂的通讯系统，其中22 kHz超声波警报叫声(USVs)被认为在危险信号传递中起关键作用。然而，这种声音信号能否在不同个体间建立恐惧关联？性别和社会等级如何影响这种传递效果？这些问题尚未得到系统解答。布里斯托大学的研究团队通过精巧的实验设计，揭示了USVs在大鼠情感传递中的独特作用，相关成果发表在《Behavioural Brain Research》上。

研究采用改良的资源竞争任务(RCT)建立社会等级，通过足部电击诱发优势鼠产生USVs，随后将录音与苯乙酮气味配对回放给顺从鼠。主要技术包括：1)无食物限制的RCT评估三只一组大鼠的支配关系；2)标准化USV录制与分析系统(Avisoft SASLab Pro)；3)精确量化冻结行为的视频分析；4)跨性别USV回放实验设计。所有实验均在黑暗周期进行，采用反相光周期饲养的Lister-Hooded大鼠。

研究结果部分：
3.1 资源竞争揭示性别差异
通过10轮草莓奶昔竞争测试，成功区分出雄性和雌性群体的支配等级。有趣的是，雌性表现出更强的资源获取动机，总饮用时间显著高于雄性，但两性内部等级结构同样稳定。雄性在竞争中还表现出更多攻击行为，其支配排名与打斗行为高度相关(R²=0.7656)。

3.2 雄性对熟悉/陌生警报声的反应
当配对苯乙酮与熟悉(同笼)或陌生优势雄鼠的USVs时，顺从雄鼠均表现出显著冻结反应。值得注意的是，熟悉叫声诱导的冻结更强(P=0.0097 vs 0.0636)。24小时后单独呈现气味时，两组都保持条件反射，且5/16被试雄鼠在回放期间自发产生22 kHz叫声。

3.3 雌性对跨性别警报声的反应
虽然雌性优势鼠在足部电击中很少产生USVs(仅1/8)，但播放来自陌生雄性或雌性的USVs同样能建立气味-威胁关联。与雄性类似，次日单独气味测试成功诱发冻结，且呼叫者性别不影响效果(P=0.7502)。不过雌性自发产生警报叫声的比例更低(2/16)。

讨论部分指出，这是首次系统比较性别因素在USV介导恐惧传递中的作用。改良的RCT证实雌性存在稳定的等级结构，且对奖励表现出更强动机。USVs作为无条件刺激的有效性得到验证，但其强度不及直接足部电击。研究存在三点重要局限：1)未能解析USVs声学特征的贡献；2)雌性样本产生USVs较少；3)环境封闭性可能影响行为表现。

该研究具有双重意义：方法学上，开发了更符合动物福利的等级评估方案；理论上，证实USVs可跨性别传递威胁信息，支持"情感传染"假说。未来研究可结合神经活动标记(如c-Fos)和更自然的声学环境，进一步揭示USV通讯的神经机制。这些发现为理解啮齿类社会行为进化提供了新视角，对开发基于声学的动物行为干预策略具有启示价值。