《Behavioural Brain Research》：Ultrasonic vocalizations in mice: effects of sex, age, and environmental conditions
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摘要超声波发声（USVs）是啮齿动物的关键通讯信号，反映发育阶段、性别和社会情境。大多数关于雌性小鼠 USVs 的研究专注于其对雄性行为或幼鼠互动的影响，而很少有研究涉及与繁殖或母性护理无关的发声。本研究旨在通过表征不同发育阶段和不同情境下两性 C57BL/6 小鼠的 USV
摘要
超声波发声（USVs）是啮齿动物的关键通讯信号，反映发育阶段、性别和社会情境。大多数关于雌性小鼠 USVs 的研究专注于其对雄性行为或幼鼠互动的影响，而很少有研究涉及与繁殖或母性护理无关的发声。本研究旨在通过表征不同发育阶段和不同情境下两性 C57BL/6 小鼠的 USVs 来填补这一空白。在多种情境下评估了新生儿（PND 3–4）、出生后（PND 13–14）、青春期（PND 30–45）和成年（PND 90）小鼠。我们的结果揭示了一种 USV 产生的动态过渡模式。两性新生儿发出了大量叫声，这在出生后时期后显著下降，表明通讯行为发生了转变。性别二态性在成年期出现，雌性部分恢复了发声率，而雄性在青春期后保持低发射水平。尽管在应激和非应激青春期小鼠之间未检测到 USVs 的显著差异，但一些应激个体完全停止了发声，表明对急性应激的反应存在强烈的个体差异，且与性别无关。在成年期，雄性和雌性根据社会或非社会情境表现出不同的发声策略。总体而言，这些发现突出了 USVs 作为发育相关、性别依赖和情境特异性通讯行为的敏感标志的重要性，为完善行为神经科学中的动物模型提供了有价值的见解。
引言
多种啮齿动物，如大鼠、小鼠和仓鼠，会发出超声波发声（USVs）[11]。众所周知，小鼠会在各种情境下发出 USVs，包括幼鼠与母亲或巢穴隔离从而导致母性找回，以及社交互动（包括幼年和成年动物）和交配行为期间 [27], [9]。Zippelius 和 Schleidt 在 20 世纪 50 年代关于啮齿动物的研究，开启了一系列几十年的研究，专注于了解这些声音（频率从 30 到 110 kHz，人类听不到）的性质和功能 [39]。此外，许多研究旨在调查神经系统、神经发育或精神障碍临床前模型中的声学通讯缺陷 [31]。
基于这些丰富的数据，现已证明年轻（小于一个月）和成年小鼠主要发出两类 USVs：高频 USVs (60 kHz)，反映社会情境中的积极情绪状态（例如，熟悉或陌生个体之间的非攻击性社交接触）；以及低频 USVs (40 kHz)，反映厌恶情境中的消极情绪状态（例如，强光、电击暴露 [33], [5]）。当受社交接触驱动时，成年小鼠可以发出频率高达 100 kHz 的 USVs ([19]; Lefèbvre et al., 2020)。此外，除了平均频率外，还可以分析其他声学参数，例如叫声的数量、持续时间、最大和最小频率 [10], [29]。Holy 和 Guo [16] 的研究建立了成年小鼠 USVs 不同亚型的分类：复杂声、谐波声、双音节声、上升声、下降声、人字形声、短声、复合声、频率阶梯声和平坦声 [16], [27]。尽管一些研究已经证明了发声库中的发育变化，但进一步的调查仍然相关，因为 USVs 受到多种生物和实验因素的调节，包括年龄、性别、品系、社会状况和行为情境 [25]。
大多数关于成年小鼠 USVs 表征的研究涉及雄性 - 雄性相互作用期间发出的 USVs [4], [5]，或雄性 - 雌性相互作用期间 (Hanson and Hurley, 2012; Matsumoto and Okanoya, 2018)，无论是直接相互作用还是在暴露于雌性或雄性气味期间 [27]。关于雌性小鼠 USVs 的研究与它们发出 USVs 对雄性小鼠行为的影响或对幼鼠反应/找回的响应有关 (Moles et al., 2007; [32])。雌性小鼠 USVs 的研究始于 1985 年 Maggio 和 Whitney 的研究，他们证明雌性小鼠在雌性 - 雌性相遇期间会发出大量超声波叫声 [20], [22]。尽管最近的研究越来越多地包括雌性小鼠，但缺乏关于雌性小鼠发出的与繁殖、求偶或母性护理无关的声学叫声的研究。
在此背景下，本研究的首要目标是评估在整个动物生命周期内，两性在各种行为情境下同性社交相互作用期间 USV 谱的特异性。由于发声特征受环境情感内容的影响，我们还检查了不同激发环境下的 USVs（即限制应激暴露、新物体暴露）。因此，本手稿通过整合多年收集的原始、此前未发表的数据集，全面分析了小鼠在整个生命周期中的超声波发声。重要的是，本研究并非设计为个体内纵向评估；相反，USV 谱是在不同生命阶段的独立动物队列中进行检查的。我们没有进行新的、独立的实验，而是结合了现有的（但未发表的）数据集，以提供两性 USV 谱的统一概述。这种方法符合 3Rs 框架中的减少原则。
章节摘要
动物
该方案使用从法国 Charles Rivers 实验室获得的 C57BL/6 J 小鼠进行。为了执行实验方案，我们使用了不同年龄（PND 3-4; 13-14; 30-45; 90）和两性的动物。小鼠在受控温度和相对湿度的实验动物室中饲养。动物设施中维持 12 小时光照/12 小时黑暗（上午 8:00）的昼夜光照周期。动物被饲养在笼子里，可以自由获取食物和水。
年龄和性别对超声波发声的影响
图 2 显示了不同年龄两性动物发出 USVs 的百分比。在短暂与母亲隔离期间，PND 3–4 时 100% 的雌性和 94% 的雄性发出 USVs。早在 PND 13–14 时，发声动物的比例在雌性中降至 65%，在雄性中降至 62%。
在青春期阶段，在同性二元社交互动期间，100% 的雌性和 92% 的雄性发出 USVs。在成年期，同样在同性二元社交互动期间，虽然所有雌性仍然产生
讨论
我们的发现提供了 USVs 在发育过程中经历动态过渡模式的证据。在新生儿期（PND3–4），两性表现出高发声率，这在出生后年龄（PND13–14）显著降低，表明发声行为发生了发育转变。在出生后年龄，发声是对急性隔离出母亲巢穴和新奇的响应，但动物的生命不像新生儿期那样因暴露于寒冷而受到威胁 [1],
伦理声明
本研究按照 ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究经法国高等教育与研究部批准。（批准号 APAFIS #38329, #34514, #39350, #27780）
未引用参考文献
[15], [18], [26], [3], [30], [36], [8]
CRediT 作者贡献声明
Arnaud Cressant: 写作 – 审阅与编辑，调查，形式分析，数据整理。Alexis Faure: 写作 – 审阅与编辑，调查，形式分析。Sylvie Granon: 写作 – 初稿，可视化，验证，监督，软件，资源，项目管理，调查，资金获取，形式分析，概念化。Vanessa Angonesi Zborowski: 写作 – 初稿，可视化，验证，监督，项目管理，方法学，
致谢
本研究由法国国家科研中心，巴黎萨克雷大学，法国国家卫生与医学研究院 (Inserm)，法国国家研究署 (ANR) - INCIDENCE 项目 (ANR-20-CE34-0013-01)，以及 CAPES-COFECUB 资金为 VAZ, LCS, AH, 和 LSK 提供支持。DC 的论文由重大利益领域 (DIM) Qi2 与法兰西岛大区支持提供资金。NM 由 BioSigne ED958 博士学院提供资金。MR 由一个
Vanessa Angonesi Zborowski|Leonardo de Castro e Souza|Alvaro Henrique Bernardo de Lima Silva|Luiz Kae Sales Kanazawa|Eglantine Allain|Nastasia Mirofle|Dounia Chater|Stephane Jamain|Marion Rivalan|Arnaud Cressant|Alexis Faure|Sylvie Granon
