行为学一直是多领域研究者的研究重点。刻板行为常被定义为无目的的、重复的、刻板的动作或行为模式
[1-4]。刻板行为普遍存在于人类中,在自闭症谱系障碍(Autism spectrum disorder,ASD)人群中尤为突出,表现为重复地拍手、甩手、坚持生活流程等,这些行为影响ASD患者的生活和社会交往
[5-8]。动物饲养过程中,由于环境的限制,常出现的刻板行为有来回踱步、啃栏杆等
[9-11]。有研究表明,长期生活在狭窄、单调空间中容易导致刻板行为的产生
[12-13]。刻板行为发生的频率,被认为是动物福利的一个重要指标。
从神经生物学机制角度看,刻板行为的出现可能与脑部某些区域的结构功能不正常相关联。对ASD患者开展神经图像学研究显示,多个区域(基神经节、前额叶皮质)的结构和功能存在差异,这些区域与运动控制和抑制存在联系,其功能的异常可能会引起刻板行为
[14-16]。在动物试验中也发现,多种神经递质系统(如多巴胺系统等)的改变可导致刻板行为发生变化
[17-18]。
Chen
[19]研发的CiteSpace是重要的文献计量学分析软件
[20],利用可视化信息揭示某一学科或研究领域的发展规律、知识结构与研究进展,因此也被称为“科学知识图谱”。现有针对刻板行为研究仍存在诸多不足之处,系统梳理动物刻板行为研究相关文献,采用科学的方法进行分析,对揭示动物刻板行为的研究现状、热点和发展方向具有重要意义。本研究基于中国知网(CNKI)和Web of Science (WOS)数据库,检索2000—2025年动物刻板行为研究领域的相关文献,使用CiteSpace软件进行可视化分析,采用关键词共现图、突现词分析、作者共现图以及研究机构共现图,旨在揭示该领域的研究趋势、核心焦点和合作网络,以期为把握该领域的研究概况与前沿进展提供参考。
1 材料与方法
1.1 数据来源
本研究从CNKI数据库中检索中文文献,从WOS核心合集中检索英文文献,检索时间范围均为2000年—2025年9月。
CNKI数据库检索条件:主题=(“动物”和“刻板行为”),选择研究类文章和综述,得到相关中文文献192篇,其中包含学位论文118篇和期刊文章74篇。
WOS核心数据库检索条件:主题=(“animal”和“stereotypic behavior”),限定文献类型为研究类文章和综述,语言设置为英文,得到相关文献872篇。
1.2 研究方法
基于获得的共1 064篇中、英文文献,运用CiteSpace软件生成作者、机构分布、合作国家及关键词共现的可视化图谱,通过分析网络密度、节点规模以及中介中心性等指标,揭示动物刻板行为研究领域的演进轨迹。
2 结果与分析
2.1 文献发表数量年度分布
图1展示了关于动物刻板行为研究的中、英文文献发表情况。2011年之前,CNKI数据库在该领域属于空白,2011—2023年相关研究的中文文献数量显著增长;2000—2025年英文文献数量整体呈持续增长趋势,年均发文量稳定在33篇。从整体发文趋势来看,中文文献的产出规模明显不及英文文献,但两者都保持着稳定的增长态势,反映出这一研究主题正日益受到学术界的重视。
2.2 载文期刊分析
由
表1可知,74篇涉及动物刻板行为的研究刊登于45种学术刊物。其中,《野生动物学报》以14篇的发文量位居首位,发文量≥2篇的期刊有5种,占中文期刊发文总数的35.1%。
由
表2可知,872篇英文文献分布于294种学术期刊,约87%的刊物(258种)刊载量≤3篇,发文量为4篇的期刊有11种,发文量≥5篇的期刊有25种。其中,载文量排名前10的期刊共收录395篇文献,占发文总量的45.3%。值得注意的是,
Applied Animal Behaviour Science以121篇的发文量位居榜首。
2.3 研究热点分析
2.3.1 关键词分析
关键词作为论文的核心要素,能有效反映学术领域的研究焦点。运用CiteSpace软件,选择“Keyword”作为分析维度,构建高频词汇关联网络,从而揭示国内外关于动物刻板行为的研究动态和发展方向。
图2展示了基于该软件对CNKI和WOS数据库相关文献进行关键词共现分析后得到的研究热点分布图,
表3分别列出了出现频率最高的10个关键词。中心性是评价网络节点重要性的关键指标,中心性占比越大,越能够显示其在共现网络中的重要作用,当中心性>0.1时,表明该关键词为重要节点
[21],即为动物刻板行为的研究热点。
基于CNKI数据库的中文文献关键词可视化研究显示,共现图谱包含232个节点和353条连线,网络密度达到0.013 2(
图2(a))。由
表3可知,“刻板行为” “孤独症”和“多巴胺”在动物刻板行为研究中出现频率较高。其中,“刻板行为”作为核心研究主题,共现频次达22次,中心性为0.70,是共现网络中的核心节点,体现了国内研究对该领域的聚焦;“孤独症”(17次,中心性0.09)与“自闭症”(10次,中心性0.07)的高频共现,反映出国内研究高度关注自闭症(孤独症)群体的刻板行为特征与干预,这与临床需求及社会关注度密切相关。其他关键词如“多巴胺”(12次,中心性0.59)、“大鼠”(10次,中心性0.16)和“环境丰容”(8次,中心性0.36)等,共现频次较低,表明这些关键词对应的研究方向(如神经递质调控、动物模型构建)研究深度尚不足,需深入探索。“刻板行为”作为出现频率最高和中心性最强的关键词,对其进行重点剖析。高汉媛等
[22-23]从自闭症儿童角度出发系统研究自闭症儿童刻板行为的发生次数与年龄和认知水平的关系,提出“行为矫正+中药干预”的全面干预方案,为临床应用提出思路;张智荐
[24]从神经生物学水平研究多巴胺受体拮抗剂对大鼠刻板行为模型的影响,得出在一定剂量下拮抗剂与刻板行为降低存在关联,为刻板行为研究提供了一定的思路;张瑜
[25]从肠道菌群角度研究了自闭症肠道内双歧杆菌水平显著低于正常儿童,与刻板行为的严重程度呈明显负相关,为进一步的研究奠定了基础。
基于WOS数据库英文文献的关键词可视化研究显示,287个节点和496条连线构成了密度为0.012 1的共现网络(
图2(b))。由
表3可知,出现频次最高的关键词是“stereotypic behavior”(276次,中心性0.21),作为核心研究主题,其在共现网络中占据主导地位,体现国际研究对该领域的持续聚焦。其他频次较高的关键词为“animal welfare”(203次,中心性0.38)、“environmental enrichment”(189次,中心性0.29)、“behavior”(137次,中心性0.13)、“stress”(117次,中心性0.15)和“welfare”(105次,中心性0.16)等,这表明动物行为在动物福利领域已成为全球学术焦点。针对出现频次最高的关键词“stereotypic behavior”进行高被引文献分析,其中,Mason等
[26]通过对动物刻板行为的行为类型、发生原因、影响因素等的研究表明,有环境丰容的牧场的动物刻板行为比率更小,更有利于动物福利;Mcbride等
[27]以马匹为研究对象,提出多巴胺系统活性降低与咬槽等行为具有相关性,可以通过调节多巴胺受体来调整该症状,对刻板行为的神经机制探究具有重要作用;Bermudez-Martin等
[28]对自闭症儿童肠道菌群代谢产物与刻板行为之间的研究表明,“微生物‑肠‑脑轴”可能是影响动物刻板行为的又一机制,为跨动物种间的机制探讨提供了新路径。
2.3.2 关键词聚类图谱分析
通过CiteSpace软件合并关键词,生成关键词聚类图谱,结果见
图3。聚类结果显示了动物刻板行为研究的热点,多个语义关联紧密的关键词构成一个聚类群组,所含关键词数量越多的群组在排序中位置越靠前,研究现状分析应优先考虑排序靠前的聚类群组。模块度指标
Q>0.3表明聚类结构具有显著性;轮廓系数
S>0.5表明聚类效果较为理想,
S>0.7则表明聚类结果具有较高可信度。
由
图3(a)可知,中文文献关键词聚类模块指标
Q值达0.824 1,轮廓系数
S值为0.955 1,表明该分类方法科学可靠。中文文献该领域的热点词汇可归纳为11个主要类别,分别是:环境因素、多巴胺、环境丰容、时间分配、自闭症、大鼠、繁殖性能、代谢组学、孤独症、丰容和气味丰容。可见国内研究重点关注环境丰容、自闭症及大鼠动物实验等领域。
由
图3(b)可知,英文文献关键词聚类模块指标
Q值和轮廓系数
S值分别为0.696 4和0.866 9。相关研究形成14个关键词聚类群组。相较而言,英文文献对于动物刻板行为的研究更聚焦于stereotypic behavior(刻板行为)和animal model(动物模型)。纵观国内外,针对动物刻板行为的研究主要聚焦于自闭症谱系障碍领域,国内外研究趋势高度趋同,同时在多个学科方向均有拓展。
2.3.3 突现词分析
突现词是指特定阶段出现频率急剧上升的关键词。突现词分析(Citation burst)用来探究某个领域中突现的动态概念和潜在研究问题,用以发现某一个主题词和关键词衰落或兴起的情况
[29]。运用CiteSpace软件对国内外动物刻板行为研究领域中、英文文献进行聚类分析,生成关键词突现图谱。在CiteSpace中将Byrstness值γ[0,1]设置为0.3,得到中文文献动物刻板行为研究领域排名前25的突现词(
表4)。“孤独症”以3.30成为强度最高的关键词。单独检索并分析孤独症(自闭症)相关文献后发现,自闭症研究主要集中于干预措施及其作用机制
[30],2020年后出现的“大麻二酚”(强度0.86)、“代谢组学”(强度1.17)突现词体现中文文献研究向干预物质、精准分子机制探索,例如大麻二酚调节神经递质系统改善重复刻板行为
[31],应用代谢组学筛选与重复刻板行为相关的生物标志物作为个体化干预靶点。
在CiteSpace中将Byrstness值γ[0,1]设置为0.9,得到英文文献动物刻板行为研究领域排名前25的突现词(
表5)。关键词峰值强度最高的是“stereotypic behaviour”,达7.69。从2000年开始,英文文献的研究内容开始不断丰富与扩展,涌现出“dopamine” “amphetamine” “locomotor activity” “nucleus accumbens”等热门研究关键词,而“cortisol” “valproic acid” “autism spectrum disorder”是近年来的研究热点。“cortisol”是一种参与应激反应的激素,其水平变化与刻板行为的产生及其严重程度相关
[32]。相关研究通过监测不同应激条件下刻板行为个体的皮质醇水平,探索了应激和内分泌与刻板行为之间的内在调控通路
[33]。
2.4 作者分析
以“Author”为研究对象,构建作者协作关系图谱对文献作者进行分析,结果见
图4。由
图4(a)可知,中文文献发文量最多的作者是史正刚、高汉媛和尚箐,均发
表4篇文章;发表了3篇文章的作者共8名。由
图4(b)可知,英文文献发表数量>10篇的作者分别是Mason, Georgia(33篇)和Palme, Rupert(12篇)。
2.5 研究机构及国家分析
2.5.1 研究机构分析
以“Institution”为研究对象,探讨机构间的协作关系,结果见
图5。各个节点之间连线越密,代表各个机构之间合作度越高,反之亦然。由
图5(a)可知,经可视化分析,该网络包含178个节点和90条边,密度仅为0.005 7,反映出机构间合作关系薄弱,连接稀疏。东北林业大学(12篇)是中文文献发文量最多的研究机构,其次为昆明医科大学(8篇)。由
图5(b)可知,与中文文献相比,英文文献各发文机构的合作较为紧密,全球共1 279家机构进行动物刻板行为的研究,发文量排名前3的机构为University of Guelph(圭尔夫大学,49篇)、University of California System(加利福尼亚大学系统,27篇)、Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)(法国国家科学研究中心,22篇)。
2.5.2 国家合作网络分析
选取“Country”为分析对象,对国家合作网络进行分析,结果见
图6。目前,全球较多国家对动物刻板行为展开了研究,美国、中国和英国等国家研究较多。对WOS数据库的英文文献统计表明,美国以300篇文献高居榜首,占WOS总文献量的34.4%,显著领先于位列第2的英国(130篇)和第3的加拿大(85篇),中国发表的英文文献为39篇,位列第7位。这充分体现了美国在该学科领域的科研优势。从中心性指标分析,美国以0.40位居第1,英国则以0.37紧随其后。因此,在动物刻板行为相关研究领域影响力最强的是美国,英国次之。
3 讨 论
通过对动物刻板行为相关研究文献的关键词与突现词进行分析,可以明确中、英文文献在该领域的研究对象与研究方向上的侧重点存在差异。在2021年之前,中文文献开展的相关探索研究,关键词聚焦于“环境丰容”与“自闭症”关联的刻板行为探寻:以圈养动物为对象,依靠食物丰容、气味丰容等手段对其刻板行为进行改善,如李达等
[34]研究表明,环境丰容可以降低圈养大熊猫的刻板行为,凸显了对动物福利实践的关注;围绕孤独症(即自闭症)儿童,如庞丽婷
[35]针对刻板行为进行干预的研究表明,运动干预对儿童自闭症有改善效果。英文文献的研究在较长时间内均以“神经机制解析”与“跨物种比较”作为核心:早期以大鼠等模式生物作为研究对象,研究多巴胺系统、伏隔核等神经结构与刻板行为的关联
[36];近年来逐步拓展到“应激‑内分泌‑行为”调控通道(如皮质醇与刻板行为的关联)以及“微生物‑肠‑脑轴”机制,体现基础机制驱动的研究特征。
综合关键词与突现词分析结果发现,神经递质调控、“微生物‑肠‑脑轴”机制以及跨物种干预策略,是未来此领域的核心研究热点。在神经递质层面,多巴胺作为跨物种刻板行为的核心调控因子,其受体亚型特异性的作用(如D1、D2受体对刻板行为的差异影响
[37])仍有待深入研究;大麻二酚等新型神经调节物质具备的干预潜力,为临床应用转化开辟了新途径。在“微生物‑肠‑脑轴”层面,中、英文文献的各项研究均证实了肠道菌群与刻板行为的关联,但菌群代谢产物(如短链脂肪酸
[38])是怎样通过血液循环或神经通路来影响脑功能的,至今未形成确切的调控网络模型,需借助代谢组学、宏基因组学等技术进一步研究。
从文献计量特征看,2011年之前CNKI数据库中该领域的中文文献尚属空白,2011—2023年中文文献数量呈现显著增长态势;2000—2025年英文文献数量整体保持持续增长,年均发文量稳定在33篇,英文文献的产出规模明显高于中文文献。综合CNKI和WOS数据库来看,我国发文总量为231篇,但与美国和英国相比,我国在该领域的国际影响力较弱,相关研究仍需进一步加强与提升。
4 结 论
本研究借助CiteSpace软件对1 064篇涉及动物刻板行为的中、英文文献展开计量分析,涵盖CNKI和WOS核心数据库,重点分析了发文机构、国家分布、合作作者、期刊来源及关键词共现等方面。主要得出如下结论:
1)动物刻板行为相关研究中文文献始于2011年,2011—2023年发文量整体呈上升态势;英文文献始于2000年,2000—2025年英文文献发文量整体上持续增长,其中美国发文量居首位,占WOS数据库英文文献总量的34.4%。总体而言,中文文献起步较晚,发文量明显低于英文文献。
2)与国外研究团队普遍开展紧密合作不同,国内研究者多以独立研究为主,发文量与学术影响力与美国和英国相比仍存在明显差距。
3)基于关键词共现与突现词分析可见,神经递质调控、动物模型建立及“微生物-肠-脑轴”机制等方向,将成为该领域未来的重点研究方向。
新疆维吾尔自治区重大科技专项项目(2022A02013-1-6)