迷宮里“相親大會”:愛打哈欠的雄性更“熱情”

更新時間：2026-08-20

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如何客觀量化動物的“動機"與“情緒狀態"是一項重要挑戰。我們無法通過語言詢問一只大鼠“你現在感覺如何"，但動物會通過行為模式和社交信號持續輸出其內在狀態。今天要介紹的這項研究，正是通過分析大鼠發出的超聲波聲音，發現那些自發性打哈欠更頻繁的雄性大鼠，在面對異性時會發出更多、更快、種類更豐富的求偶叫聲，展現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，還大量使用我們人類無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出，被學界認為負性情緒（如警報、痛苦、屈服）的行為指標。
50 kHz USVs：在玩耍、求偶、攝食等愉悅或期待情境中大量出現，反映積極情感狀態（如愉悅、獎賞期待和社交親近）。

尤其值得關注的是，50 kHz USVs內部還可進一步細分為扁平波（Flat）、調頻波（Frequency-Modulated, FM）和顫音（Trill）等亞型。這些不同聲學結構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

該研究經過多代選育，從Sprague-Dawley（SD）大鼠中成功分離出兩個在自發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）：自發性打哈欠頻率高達 20次/小時；
低打哈欠品系（Low-Yawning, LY）：自發性打哈欠頻率僅為 2次/小時。

內在的神經差異，是否會進一步體現在求偶時的聲學交流行為上？HY大鼠是否會發出更多的聲音，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：未經選育的普通大鼠，作為對照。

雌性刺激鼠的準備：實驗中的“誘餌"為雌性SD大鼠，通過人工誘導其進入發情期。

2.2 四臂迷宮測試

研究者自行設計并搭建了一座四臂迷宮，其結構如下：中央區域通過四根直徑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）

實驗當天，一只處于發情期的雌性SD大鼠被放入中央區域，允許其自由探索整個迷宮系統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，系統持續記錄雄性方盒一側發出的所有50 kHz USVs。

2.3 Noldus行為學工具

這里介紹諾達思為該研究提供的聲音行為學分析解決方案：在每個雄性方盒上方7.5cm處，各安裝一個頻率響應高達150 kHz的專用超聲波麥克風，采樣率設置為214 kHz，精準捕捉大鼠發出的全部超聲頻段信號。使用聲音行為分析系統(UltraVox XT)進行聲音行為分析。聲音行為分析系統（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.結果

3.1 三種雄性都能發聲，但質與量差異顯著

實驗首先確認，在發情雌鼠靠近時，所有三組雄性均能發出全部三種類型的50 kHz USVs，說明該研究所用的四臂迷宮范式能夠有效誘發聲學交流行為，且所有品系的發聲能力完整。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總數對比發現：扁平波HY組發出聲音數量顯著高于LY組和SD組；調頻波HY組發出數量同樣顯著高于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頻波這兩類與獎勵期待和積極喚醒密切相關的亞型，這暗示其內在動機狀態存在質的差異。另外，SC發聲潛伏期對比，HY組在雌鼠進入刺激區后，發出第一聲USVs的平均潛伏期顯著短于LY組和SD組。這表明HY鼠對性刺激的反應速度更快、初始興奮性更高。

有/無雌鼠條件下的發聲次數對比，展示了每組雄鼠在有性刺激與無性刺激兩種條件下的發聲變化（表1）：SD組有雌鼠時，調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，調頻波從83.5增至154.75，絕對值在所有組別中最高。

數據表明，HY鼠的發聲增多是特異性針對雌性性刺激的主動反應，而非籠統的活動增加或自發發聲。同時，HY鼠在有雌鼠時的發聲絕對值和增量均居三組靠前位置。

3.2 聲學特征：品質相似，數量不同

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

4.總結

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

當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.

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