迷宮里“相親大會”:愛打哈欠的雄性更“熱情”

更新時間：2026-08-20

點擊次數(shù)：148

如何客觀量化動物的“動機"與“情緒狀態(tài)"是一項重要挑戰(zhàn)。我們無法通過語言詢問一只大鼠“你現(xiàn)在感覺如何"，但動物會通過行為模式和社交信號持續(xù)輸出其內(nèi)在狀態(tài)。今天要介紹的這項研究，正是通過分析大鼠發(fā)出的超聲波聲音，發(fā)現(xiàn)那些自發(fā)性打哈欠更頻繁的雄性大鼠，在面對異性時會發(fā)出更多、更快、種類更豐富的求偶叫聲，展現(xiàn)出顯著更強的性動機，一起來看看吧！

1. 研究背景

1.1 超聲發(fā)聲：大鼠的情感晴雨表

大鼠是高度社會化的嚙齒類動物，它們之間的交流不僅依賴視覺和嗅覺，還大量使用我們?nèi)祟悷o法聽見的超聲頻段聲音（Ultrasonic Vocalizations, USVs）。這些聲音絕非無意義的生理噪音，而是具有明確情感效價的社交信號：

22 kHz USVs：通常在恐懼、疼痛或社交挫敗情境下發(fā)出，被學(xué)界認(rèn)為負性情緒（如警報、痛苦、屈服）的行為指標(biāo)。
50 kHz USVs：在玩耍、求偶、攝食等愉悅或期待情境中大量出現(xiàn)，反映積極情感狀態(tài)（如愉悅、獎賞期待和社交親近）。

尤其值得關(guān)注的是，50 kHz USVs內(nèi)部還可進一步細分為扁平波（Flat）、調(diào)頻波（Frequency-Modulated, FM）和顫音（Trill）等亞型。這些不同聲學(xué)結(jié)構(gòu)的叫聲可能承載著更為精細的社交信息。

1.2 打哈欠品系：天然的個體差異模型

該研究經(jīng)過多代選育，從Sprague-Dawley（SD）大鼠中成功分離出兩個在自發(fā)性打哈欠頻率上存在較大差異的亞系：

高打哈欠品系（High-Yawning, HY）：自發(fā)性打哈欠頻率高達 20次/小時；
低打哈欠品系（Low-Yawning, LY）：自發(fā)性打哈欠頻率僅為 2次/小時。

內(nèi)在的神經(jīng)差異，是否會進一步體現(xiàn)在求偶時的聲學(xué)交流行為上？HY大鼠是否會發(fā)出更多的聲音，這正是該研究要回答的核心問題。

2. 材料與方法

2.1 實驗動物與分組

該研究共使用24只成年雄性大鼠，分為三組，每組8只：

HY組：高打哈欠品系；
LY組：低打哈欠品系；
SD組：未經(jīng)選育的普通大鼠，作為對照。

雌性刺激鼠的準(zhǔn)備：實驗中的“誘餌"為雌性SD大鼠，通過人工誘導(dǎo)其進入發(fā)情期。

2.2 四臂迷宮測試

研究者自行設(shè)計并搭建了一座四臂迷宮，其結(jié)構(gòu)如下：中央?yún)^(qū)域通過四根直徑12cm、長25cm的管道，連接至四個末端方盒（40×30×30cm）。每個方盒與管道之間設(shè)有帶孔隔板，允許視覺、聽覺和嗅覺信號自由傳遞，但杜絕直接身體接觸。

實驗時，四個方盒中分別放置：

一只HY雄性
一只LY雄性
一只SD雄性
一個空盒（作為空白對照）

實驗當(dāng)天，一只處于發(fā)情期的雌性SD大鼠被放入中央?yún)^(qū)域，允許其自由探索整個迷宮系統(tǒng)5分鐘。雌鼠可以自主選擇接近任何一個方盒，而雄鼠則無法主動接觸雌鼠，僅能通過隔板進行多感官交流。整個5分鐘測試期間，系統(tǒng)持續(xù)記錄雄性方盒一側(cè)發(fā)出的所有50 kHz USVs。

2.3 Noldus行為學(xué)工具

這里介紹諾達思為該研究提供的聲音行為學(xué)分析解決方案：在每個雄性方盒上方7.5cm處，各安裝一個頻率響應(yīng)高達150 kHz的專用超聲波麥克風(fēng)，采樣率設(shè)置為214 kHz，精準(zhǔn)捕捉大鼠發(fā)出的全部超聲頻段信號。使用聲音行為分析系統(tǒng)(UltraVox XT)進行聲音行為分析。聲音行為分析系統(tǒng)（UltraVox XT）可以通過捕獲完整的聲譜，處理和分析嚙齒動物的超聲波聲和其它動物的聲音。

3.結(jié)果

3.1 三種雄性都能發(fā)聲，但質(zhì)與量差異顯著

實驗首先確認(rèn)，在發(fā)情雌鼠靠近時，所有三組雄性均能發(fā)出全部三種類型的50 kHz USVs，說明該研究所用的四臂迷宮范式能夠有效誘發(fā)聲學(xué)交流行為，且所有品系的發(fā)聲能力完整。然而，進一步的定量分析揭示了組間的差異。

研究通過各類USVs總數(shù)對比發(fā)現(xiàn)：扁平波HY組發(fā)出聲音數(shù)量顯著高于LY組和SD組；調(diào)頻波HY組發(fā)出數(shù)量同樣顯著高于LY組和SD組；顫音三組之間無顯著差異。其次，HY鼠并非所有叫聲都增多，而是選擇性地增加了扁平波和調(diào)頻波這兩類與獎勵期待和積極喚醒密切相關(guān)的亞型，這暗示其內(nèi)在動機狀態(tài)存在質(zhì)的差異。另外，SC發(fā)聲潛伏期對比，HY組在雌鼠進入刺激區(qū)后，發(fā)出第一聲USVs的平均潛伏期顯著短于LY組和SD組。這表明HY鼠對性刺激的反應(yīng)速度更快、初始興奮性更高。

有/無雌鼠條件下的發(fā)聲次數(shù)對比，展示了每組雄鼠在有性刺激與無性刺激兩種條件下的發(fā)聲變化（表1）：SD組有雌鼠時，調(diào)頻波和顫音顯著增加，但扁平波無顯著變化；LY組有雌鼠時，扁平波、顫音、調(diào)頻波均顯著增加，增幅可觀；HY組有雌鼠時，全部三種亞型均顯著增加，且增量最為驚人，扁平波從21.0增至41.87，調(diào)頻波從83.5增至154.75，絕對值在所有組別中最高。

數(shù)據(jù)表明，HY鼠的發(fā)聲增多是特異性針對雌性性刺激的主動反應(yīng)，而非籠統(tǒng)的活動增加或自發(fā)發(fā)聲。同時，HY鼠在有雌鼠時的發(fā)聲絕對值和增量均居三組靠前位置。

3.2 聲學(xué)特征：品質(zhì)相似，數(shù)量不同

研究還分析了三種叫聲的聲學(xué)參數(shù)（主頻、峰值頻率等），發(fā)現(xiàn)同一類型叫聲的頻譜特征在HY、LY、SD三組間高度相似，說明聲音的品質(zhì)屬性相似，不存在“跑調(diào)"或“音色異常"問題。差異體現(xiàn)在發(fā)聲數(shù)量和反應(yīng)潛伏期上，這進一步支持了“HY鼠動機更強"的結(jié)論。

4.總結(jié)

研究結(jié)果表明，自發(fā)性打哈欠頻率可以作為預(yù)測雄性大鼠性動機強度的一個可靠行為指標(biāo)。HY大鼠之所以在“相親會"中表現(xiàn)得更積極——發(fā)出更多的調(diào)頻波和扁平波、反應(yīng)更快、叫聲總量更大——很可能源于其中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)的固有功能差異，使其對自然獎賞（如異性相關(guān)線索）更為敏感。

當(dāng)一只高打哈欠的大鼠在四臂迷宮中唱響更多、更快、更熱情的發(fā)聲時，它實際上正在用最本能的方式告訴我們：我對獎賞的渴望，已經(jīng)寫在基因和聲音里了。

參考文獻

Cortes C, Mora A, Ibarra-Hernández JM, Ugarte A, Eguibar JR. High-yawning male rats are more sexually motivated when exposed to sexually receptive female rats in a multichoice sexual paradigm. IBRO Neurosci Rep. 2026 Apr 21;20:713-719. doi: 10.1016/j.ibneur.2026.04.009. PMID: 42158380; PMCID: PMC13181287.

歡迎掃描下方二維碼，了解更多精彩內(nèi)容