一、穿梭实验原理新解
KW-CS型穿梭实验视频分析系统(Shuttle box system)是定量测定动物行为学改变，属于经典的联合型学习条件反射，动物通过学习能回避有害的刺激。底部为不锈钢栅，使用电流加非条件刺激，电击动物足底。顶部配置有噪声发生器，用来产生条件刺激。条件刺激数秒钟后电击。若在铃声刺激安全间隔期内大鼠逃向安全区则为主动回避反应；如果在条件刺激安全间隔期内大鼠未逃向安全区，则通以交流电击后逃向安全区的为被动回避反应阳性，否则为主动、被动回避反应阴性，此为一个循环周期。经过反复训练后，只给条件刺激，大鼠即逃到对侧安全区以逃避电击，此即形成了条件反射或称主动回避反应，计算机自动控制系统可记录相关的动物行动参数。主动回避时间是指动物接受条件刺激的时间长短，该值越短，说明动物主动回避反应越迅速，学习记忆能力越强。
穿梭实验，作为探究动物行为学改变的重要量化工具之一，它建立在联合型学习条件反射的经典原理之上。通过这一实验，我们可以观察到动物学习并规避有害电刺激惩罚的过程。一般情况先在穿梭箱装置顶部安装的噪声发生器或光源用于施加条件刺激。当动物通过学习之后，会在铃声刺激响起后的安全间隔内主动逃向对面的安全区，这被视为主动回避反应；反之，若动物在条件刺激后、电刺激前的间安全期内未逃离，而是在电刺激后才逃向对面的安全区，则视为被动回避反应阳性；若两者皆未发生（动物被电刺激后依然没有离开），则为反应阴性。
穿梭实验在科研领域具有广泛的应用，如学习记忆功能、认知神经科学、神经生理学、神经药理学以及认知功能退行性变性等方向的研究。其实验操作简便，结果易于判读，且结果可信度高。它既可以作为独立实验提供研究参数，也能作为其他相关实验的辅助或预筛选工具。
二、实验装置概述
穿梭实验视频分析系统由南京卡尔文生物科技有限公司生产，型号为KW-CS。该系统是通过摄像视频跟踪方式的分析系统；系统以摄像系统、刺激器，软件三大部件作为硬件基础，实验过程中不需要对实验动物作特殊标记。软件识别算法采用了轨迹预测、局部和全局相结合的搜索技术，可以任意追踪和记录实验动物(大小鼠)的位置，采用开放式、系统可扩展性强，结果可导入到Excel，并进行直方图\曲线\轨迹的处理,便于用户在SPSS、SAS等生物分析统计软件中作进一步分析处理。
三、实验流程简述
- 适应期：在实验前1-2天，每天对实验动物进行短暂的抚摸，时长1-5分钟，以减轻它们对实验者以及新的实验环境的恐惧感。
- 训练阶段：动物首先在测试箱中自由活动5分钟以适应环境。随后，将动物置于电击区，并给予条件刺激（如灯光和/或蜂鸣音）持续20秒，紧接着是10秒的电刺激。动物若在条件刺激期间逃向安全区，则为主动回避反应；若在电击后才逃离，则为被动回避反应。此阶段的电刺激强度应由低到高，慢慢找到动物的耐受阈值进行电刺激。
- 正式测试：在测试期，重复训练阶段的步骤，并记录动物遭受电击的次数（被动回避次数）和主动回避的次数。
四、实验结果分析
实验结果主要包括：
- 观察时间：动物在实验箱中的总活动时间，反映了动物的活动水平和主动回避的效率。
- 主动回避次数：在条件刺激期间动物逃至安全区的次数，直接体现了动物的学习记忆能力。
- 被动回避次数：动物在电刺激后逃至安全区的次数，反映了动物对有害刺激的响应能力。
- 其他参数：正确潜伏期、正确潜伏期总时间、第一次错误潜伏期、错误潜伏期总时间等
五、实验操作要点
- 保持实验室的安静和光线适中，避免给动物带来额外刺激。
- 及时清理穿梭箱中的杂物，确保电刺激效果的稳定。
- 实验应在固定时间进行，以保持数据的可比性。
- 电栅栏在清洗后需完全干燥方可使用，防止电流不均匀或短路。
- 注意剔除因动物特殊行为（如频繁跳跃或支撑站立）导致的异常数据。
