《Behavioural Brain Research》：Rigorous Validation of Paw Preference Using Three Complementary Behavioral Assays in Sprague Dawley Rats
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足偏好（paw preference）或利手性（handedness）是啮齿动物中一种被广泛研究的行为特征，用于评估侧化（lateralization）和运动功能。本研究旨在确定三种常用行为学测试在严格评估足偏好方面的一致性与可靠性：Collins测试（Col
足偏好（paw preference）或利手性（handedness）是啮齿动物中一种被广泛研究的行为特征，用于评估侧化（lateralization）和运动功能。本研究旨在确定三种常用行为学测试在严格评估足偏好方面的一致性与可靠性：Collins测试（Collins Test）、阶梯测试（Staircase Test）和足偏性特质测试（Pawedness Trait Test, PaTRaT）。30只Sprague Dawley大鼠（12–48周龄；雌性20只，雄性10只）接受了全部三项行为学测试。研究人员记录了足使用情况，并为每项测试计算侧化指数（Laterality Index, LI）。此外，研究人员还测试了更年轻队列大鼠（6–9周龄；雌性45只，雄性45只）和更年长队列大鼠（12–48周龄；雌性38只，雄性45只），以评估年龄和性别对足偏好的影响。统计分析采用方差分析（ANOVA）、Fleiss’ κ和成对Cohen’s κ。三项测试均产生了可比的足偏好测量结果（ANOVA, p = 0.801）。Fleiss’ κ显示出显著的测试间一致性（κ = 0.761, p = 3.93 × 10?12）。足偏好并不因年龄或性别而发生显著变化，且左偏、右偏及双侧均衡偏好类别的分布与既往文献一致。Collins测试、阶梯测试和足偏性特质测试能够对Sprague Dawley大鼠的足偏好提供一致且可靠的评估。这些经验证的行为学测定可作为临床前研究的重要工具，其应用包括但不限于卒中、脑性瘫痪、创伤性脑损伤、语言侧化以及神经退行性疾病中所观察到的运动不对称模型。
该文发表于《Behavioural Brain Research》，研究聚焦于Sprague Dawley大鼠前肢侧化行为的标准化评估问题。脑侧化（lateralization）是神经系统组织的基本属性，广泛存在于脊椎动物和无脊椎动物中。在啮齿动物研究中，足偏好（paw preference）常被视为人类利手性的对应指标，也是评估半球特化（hemispheric specialization）和运动功能不对称的重要行为终点。该问题之所以重要，在于多种神经系统疾病具有明显的单侧起病或症状偏侧化特征，如帕金森病（Parkinson’s disease, PD）、亨廷顿病、肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis, ALS）、多发性硬化等。既往研究提示，啮齿动物的足偏好可能与疾病易感性、症状进展及脑侧化相关病理过程有关。然而，不同研究在任务持续时间、装置结构、食物激励方式、环境控制和判定阈值方面存在差异，导致足偏好测量结果可比性不足、重复性有限。因此，有必要对常用行为学范式进行系统比较和方法学验证，以建立可重复、可推广的评估框架。
在这一背景下，研究人员直接比较了三种被广泛采用的足偏好测定方法，即Collins测试、阶梯测试（Staircase Test）和足偏性特质测试（Pawedness Trait Test, PaTRaT），目的在于判断不同任务设计下所得侧化结果是否一致，并考察年龄与性别是否影响该行为表型。研究结果表明，三项测定在群体层面的侧化指数（Laterality Index, LI）无显著差异，整体测试间一致性较高，提示足偏好在健康Sprague Dawley大鼠中是一种稳定的、类特质性（trait-like）的行为特征。研究还发现，足偏好分布中右偏与左偏个体比例相近，双侧均衡个体较少，这一分布与既有文献报道相吻合。该研究的重要意义在于，为啮齿动物运动侧化的行为表型分析提供了经验证的工具体系，有助于提升神经退行性疾病、卒中、创伤性脑损伤及语言侧化等相关临床前研究的标准化程度与跨研究可比性。
在技术方法上，研究人员纳入6–48周龄Sprague Dawley大鼠，在同一核心队列中对30只动物依次实施Collins测试、阶梯测试和PaTRaT，记录左右前爪取食行为并计算侧化指数（LI =
(R?L)/(R+L)）。另设大样本补充队列，仅采用Collins测试评估年龄和性别效应。统计学上采用重复测量方差分析（repeated-measures ANOVA）、双因素方差分析、Fleiss’ κ及成对Cohen’s κ评估测试间一致性与分类稳定性，并对20%视频进行盲法重复评分以验证观察者一致性。
以下为研究结果的主体解读。
3.1. Distribution of Paw Preference in a Larger Cohort Assessed with the Collins Test
研究人员首先在更大样本中使用Collins测试考察大鼠足偏好的总体分布模式。该部分共纳入173只大鼠，依据侧化指数分类后发现，多数个体表现出明确的侧化偏好，仅少数被归为双侧均衡。具体而言，75只为右偏，68只为左偏，30只为双侧均衡，分别占43%、39%和17%。这一结果说明，在较大种群中，Sprague Dawley大鼠的足偏好并非随机分布，而是以左右偏侧个体为主。研究人员将该分布与既往荟萃分析结果进行对照，发现高度一致，从而支持所采用LI分类方案的稳健性，也说明小样本中观察到的侧化现象能够推广到更大群体。
3.2. Consistency of Paw Preference Across Behavioral Tests
在核心队列中，研究人员对同一批30只大鼠分别实施Collins测试、阶梯测试和PaTRaT，以比较不同任务范式之间足偏好测量的一致性。由于三种测试在任务结构上分别代表强制单侧取食、精细技能性双侧取食以及自然情境下的自发足使用，若三者所得结果一致，则可有力支持足偏好作为稳定行为表型的可靠性。分析显示，三项测试所得LI经标准化后在重复测量方差分析中无显著差异（p = 0.801），表明总体侧化强度在不同任务下保持一致。进一步地，Fleiss’ κ = 0.761，且p = 3.93 × 10
?12，显示三项测试在分类层面具有显著且较高的一致性。
研究人员随后进行了成对一致性分析。Collins测试与阶梯测试之间的Cohen’s κ为0.75，95%置信区间为[0.54–0.94]，属于较高一致水平，提示这两种更偏向任务导向（task-directed）的测定方法在足偏好判定上高度吻合。相比之下，Collins测试与PaTRaT之间的一致性较弱（κ = 0.18），阶梯测试与PaTRaT之间为一般一致（κ = 0.27）。这一结果提示，PaTRaT虽然在整体上仍参与构成显著的三测试一致性，但其所捕捉的更可能是自发性、习惯性前肢使用模式，而不完全等同于定向取食任务中的运动优势侧。由此可见，三种测试并非简单重复，而是在共同反映足偏好的同时，分别强调了侧化行为的不同维度。
3.3. Stability of Paw Preference Across Age and Sex
为评估生物学因素对足偏好的影响，研究人员采用Collins测试对年轻组与年长组、雄性与雌性大鼠进行了亚组分析。结果显示，年龄主效应不显著，性别相关差异亦未达到显著水平，年龄与性别之间也不存在显著交互作用。这说明，从6–9周龄到12–48周龄范围内，健康Sprague Dawley大鼠的足偏好总体保持稳定，不受年龄阶段或性别显著影响。该发现强化了足偏好作为相对稳定行为特征的解释，也意味着在后续疾病模型研究中，该指标可较少受到基本人口学变量的混杂影响。
讨论部分指出，本研究最核心的贡献在于证明三种经典行为学测定——Collins测试、阶梯测试和PaTRaT——能够对Sprague Dawley大鼠的前肢侧化提供收敛性证据。尽管三者在任务约束、运动要求和生态效度上存在差异，但所得LI具有良好一致性，支持足偏好是一种稳健且类特质性的行为表型，而非单纯受特定情境、动机或瞬时状态驱动。研究人员进一步指出，这种行为一致性可能反映了感觉运动环路、运动皮层和基底节（basal ganglia）通路中的潜在不对称组织特征，并与多巴胺能（dopaminergic）系统侧化相关，因此对于卒中、脑性瘫痪、创伤性脑损伤以及偏侧化神经退行性疾病模型具有较高转化价值。
同时，论文也强调了方法学层面的边界。尽管整体一致性较高，PaTRaT与另外两种测试之间的一致性相对较弱，提示自发行为测量与任务导向行为测量可能并不完全等价。研究还指出，所有测试按固定顺序进行，虽设置了10天间隔且未见系统性影响，但未来采用随机或平衡顺序设计将进一步增强证据强度。此外，本研究主要聚焦行为结果，尚未结合神经解剖、神经化学或成像指标来揭示行为侧化的机制基础。作者也讨论了样本量、成人年龄分层较宽、固定阈值分类、人工评分及品系外推性等限制因素，但认为这些限制并未削弱研究对方法学验证的主要结论。
研究结论部分可译为：本研究表明，Collins测试、阶梯测试和足偏性特质测试能够在Sprague Dawley大鼠中产生收敛且可靠的足偏好测量结果。显著的测试间一致性证实，足偏好是一种稳定的、类特质性行为特征，不受年龄或性别影响。通过标准化侧化指数（LI）阈值和实验流程，本研究解决了既往研究中的部分不一致问题，并建立了一个可重复的运动侧化评估框架。这些经过验证的测定方法彼此互补：Collins测试和阶梯测试适于捕捉任务导向的精确运动侧化，而PaTRaT反映自发行为，因此可灵活应用于不同实验设计。总体而言，这些方法为半球特化建模、非对称多巴胺能功能研究以及神经系统和神经退行性疾病中选择性脆弱性的探索提供了可靠的行为学工具。未来若进一步整合神经化学或影像学相关指标，将有助于阐明行为侧化与半球运动优势之间的神经机制联系。
