婴儿期恐惧记忆保持增强而非分离诱导超声发声数量可预测大鼠恐惧表型：一项跨性别与早期生活逆境暴露的多样化队列研究

《Developmental Psychobiology》：Heightened Fear Memory Retention During Infancy, but Not Number of Separation-Induced Ultrasonic Vocalizations, Predicts a Fearful Phenotype in a Diverse Cohort of Rats

　　

既往以未暴露于早期生活逆境的雄性大鼠为对象的研究提示，分离诱导超声发声（USVs）数量与婴儿期厌恶联结记忆保持可预测后期恐惧行为的个体差异。本研究采用暴露或未暴露于早期生活逆境的雄性与雌性大鼠检验上述关联的可推广性。研究人员在婴儿早期测量分离诱导USVs，随后于婴儿晚期实施巴甫洛夫恐惧条件化，并在6天后测量记忆保持的个体差异。成年期评估习得性恐惧（情境恐惧条件化）与先天性恐惧（明暗箱行为）的个体差异。探索性因子分析显示，上述成年期测量指标负载于单一因子（恐惧性）。婴儿期厌恶联结记忆保持增强正向预测成年期恐惧性，而USVs数量并非显著预测因子。性别与早期生活逆境暴露均未影响上述关系的强度或方向。结果表明，婴儿期恐惧记忆保持增强较分离诱导USVs更能预测成年期恐惧性，且这些关系在性别与早期生活逆境暴露间具有可推广性。

研究背景与问题

焦虑障碍是最常见的精神疾病之一，且早发时治疗成本高出约10倍，因此识别早期预测因子以筛选高危个体并实施靶向干预具有重要价值。啮齿类动物成熟快、恐惧/焦虑行为跨物种相对保守，可较人类大规模纵向研究更快速地筛选候选早期预测指标。然而，基础动物研究向人类样本的转化屡有失败，部分原因被认为是动物研究过度强调减少个体差异与实验控制，未能模拟临床人群中早期生活逆境、遗传、性别等异质性。大鼠研究中有两条主要路径：习得性恐惧（巴甫洛夫恐惧条件化）与先天性恐惧（明暗箱、旷场等）。分离诱导超声发声（USVs）曾被假设为成年焦虑样行为的早期标志：基于Kagan与Snidman关于4月龄婴儿哭泣反应与行为抑制的研究，Brunelli通过选择性育种建立高USV与低USV品系，发现高USV品系成年后先天性恐惧增强。但非选择性育种（远交）大鼠研究结果不一致：有研究发现婴儿期恐惧记忆更好者早期USVs更多（Harmon-Jones等，2020），但未能重复（Harmon-Jones与Richardson，2021），另有研究显示USVs更多预测成年先天性恐惧更低（Cordeiro等，2024；W?hr与Schwarting，2008）。另一条路径关注婴儿期恐惧记忆保持：婴儿期遗忘使幼鼠较快遗忘条件化联结，而经历重复母婴分离（早期生活逆境模型）的幼鼠可保持记忆达30天。应激加速假说认为，早期生活逆境后的加速成熟可能是对恶劣环境的适应，但情绪调节困难可能源于恐惧学习与情绪调节神经环路（杏仁核、前额叶皮层）的加速成熟。研究人员此前发现，婴儿期记忆保持更好的大鼠成年后习得性与先天性恐惧均增强，且USVs更多。本研究旨在较大样本中重复该发现，并检验USVs是否预测成年恐惧，比较两者解释的独特方差，同时检验性别与早期生活逆境是否调节这些关系。

研究方法

研究采用纵向设计，119只（雄性59、雌性60）Sprague–Dawley大鼠来自新南威尔士大学心理学学院繁殖群体，每窝仅取一雄一雌以避免窝效应；母婴分离组于出生后第2至14天（P2–P14）每日分离3小时，标准饲养组不受干扰。P8–P10单日以Noldus Ultravox系统记录3分钟内30–65 kHz的USVs；P17或P18进行白噪音条件刺激（CS）与足底电击非条件刺激（US）配对6次，6天后于新情境测试CS诱发的僵直（freezing）；成年后依次进行明暗箱测试（应激前）、情境恐惧条件化、明暗箱复测（应激后）与情境恐惧测试，雌性每日阴道涂片确定动情周期。分析采用方差分析、Pearson相关、Fisher r-to-z转换与mini元分析合并相关、线性回归，并作探索性因子分析。研究在OSF预注册，数据公开。

研究结果

成年期表现——动情前期效应：测试时处于动情前期对任何成年期指标均无影响，故未作为协变量。

早期生活逆境效应：饲养方式对婴儿期USVs数量有显著影响（F_1,111=6.17，p=0.015，η_p²=0.05），母婴分离组USVs多于标准饲养组；对其他指标无显著影响，亦无饲养×性别交互。

性别效应：雌性在应激前（F_1,114=32.26，p<0.001，η_p²=0.221）与应激后（F_1,112=32.76，p<0.001，η_p²=0.23）明暗箱探索均多于雄性（即先天性恐惧更低）；雌性情境诱发僵直（M=41.75，SD=26.02）低于雄性（M=55.96，SD=26.52；F_1,111=8.58，p=0.004，η_p²=0.07）；性别对USVs与婴儿期记忆保持无影响。

测量变量间双变量相关：同性别内标准饲养与母婴分离组相关强度/方向无显著差异（最大Z=1.62，p=0.105），性别间亦无差异（最大Z=1.69，p=0.092），故合并分析。婴儿期CS诱发僵直正向预测成年情境诱发僵直；婴儿期记忆保持与明暗箱指标相关方向符合预期但未达显著；USVs数量与其他变量均无显著相关。

预测成年结局的线性回归：应激前明暗箱模型显著（R²=0.30，F_5,104=8.70，p<0.001），雌性探索更多，USVs×婴儿期僵直交互显著（B=0.19，p=0.023）；简单效应分解显示，在记忆保持较好（高于均值1 SD）的动物中，USVs越多成年先天性恐惧越低（b=0.0015，p=0.025），记忆保持较差者中无此关系。应激后明暗箱模型显著（R²=0.25，F_5,102=6.89，p<0.001），仅性别显著。情境诱发僵直模型显著（R²=0.18，F_5,101=4.37，p=0.001），雌性僵直更低，婴儿期CS诱发僵直正向预测成年情境僵直（B=0.28，p=0.003）。

探索性因子分析：KMO=0.63，Bartlett检验显著（χ²₁₀=94.90，p<0.001）。按Kaiser标准提取两因子，但碎石图提示单因子解，保留两因子后USVs负载<0.50被剔除，婴儿期僵直负载亦<0.50，最终单因子解特征值2.00，解释66.79%方差，三项成年指标负载均>0.50，命名为恐惧性（Fearfulness），反向计分明暗箱指标并z标准化后取均值合成。

预测总体恐惧性：动情前期对两次测试日恐惧性均无影响；性别主效应显著（F_1,111=35.90，p<0.001，η_p²=0.24），雄性更恐惧；早期生活逆境及其与性别交互不显著。合并后USVs与恐惧性无显著相关（r=-0.13，p=0.196），婴儿期记忆保持与恐惧性显著正相关（r=0.24，p=0.015）。回归模型显著（R²=0.31，F_5,101=8.96，p<0.001），雄性更恐惧（B=-0.51，p<0.001），婴儿期CS诱发僵直显著预测恐惧性（B=0.19，p=0.026），USVs（B=-0.08，p=0.392）、交互项（B=-0.06，p=0.476）与早期生活逆境（B=0.01，p=0.895）均不显著。

讨论与结论

讨论指出，婴儿期厌恶联结保持的个体差异可预测成年恐惧行为，性别与早期生活应激均未显著改变该关系的大小或方向；单项成年指标结果不一，但因子分析表明先天性与习得性恐惧测量反映同一潜在构念，合成后预测更可靠，合并测量可提高特质恐惧性估计的信度。研究未发现母婴分离除USVs外对其他指标的效应；既往显示母婴分离增强婴儿期记忆保持与成年焦虑样行为，但近期元分析在控制发表偏倚后其致焦虑效应不再显著，且需约100只/组才具0.8检验力，故该效应稳健性存疑，本研究样本亦无法确认在高危队列中该预测关系是否成立。USVs与成年恐惧无关联，与选择性育种品系结果及部分远交系研究不一致，W?hr与Schwarting提出USVs可能是主动应对策略、提示韧性；本研究中USVs较多的雄性婴儿期记忆保持反而较差，且高记忆保持伴高USVs者成年应激前先天性恐惧更低，故USVs意义仍需澄清（可能反映恐惧表型、韧性表型或冷敏感等）。局限性包括：成年指标均以运动减少为恐惧代理，雌性活动性更高，可能影响性别差异解释与因子分析（既往因子分析显示运动性与先天性恐惧负载于不同因子，部分缓解此担忧）；婴儿期测试情境与成年情境条件化使用同一情境，虽婴儿期未在该情境给电击、二阶条件化痕迹难以保持约40天，仍不能完全排除；USVs仅在P8–P10单日测量，可能引入变异而降低检出关联的效力。结论译文：本研究结果表明，幼鼠对厌恶联结保持的个体差异可预测成年期总体恐惧表型，尽管该关系在各单项任务中的显著性不一致。重要的是，研究人员发现动物的性别或早期生活应激源（即母婴分离）暴露均未显著影响该关系的大小/方向。也就是说，婴儿期记忆保持更好的大鼠更可能在成年期表现出增强的焦虑样行为，无论其性别或既往早期生活逆境暴露如何。这些结果提示，婴儿期厌恶联结保持的个体差异可用于识别已知焦虑风险升高群体中风险特别高的个体。此外，研究人员未发现婴儿期分离诱导USVs数量更多可预测成年期恐惧性增强的证据。因此，评估婴儿期厌恶联结保持的个体差异，可能比测量分离诱导USVs数量更有效地识别和追踪易在成年期形成恐惧表型的动物。