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利用动物避暗特性（趋黑箱）和探索特性（趋白箱）进行动物行为起源、精神药理学、行为毒物学研究。啮齿类动物天生具有不喜欢明亮照明区域和自发探索新环境的倾向，使得黑白箱成为易于使用的测试仪器，无需事先训练动物。黑白箱试验有助于预测抗焦虑类药物或促焦虑生成药物对小鼠或大鼠行为的影响。已表明，与无焦虑特质的动物相比，焦虑动物会迅速转移到更黑的一面，并且极少离开黑暗的一面。 因此，更多时间在明亮端时，表示忧虑减轻。被广泛应用于学习记忆、老年痴呆、海马/外海马研究、智力与衰老、新药开发/筛选/评价、药理学、毒理学、预防医学、神经生物学、动物心理学及行为生物学等多个学科的科学研究和计算机辅助教学等领域，在世界上已经得到广泛地认可，是医学院校开展行为学研究尤其是学习与记忆研究的经典实验。
