AI大小鼠強(qiáng)迫游泳精細(xì)行為分析系統(tǒng)是通過AI賦能深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)，能夠快速追蹤并分析動(dòng)物的目標(biāo)行為。其核心技術(shù)包括數(shù)據(jù)庫、算法庫、醫(yī)學(xué)指標(biāo)庫等多個(gè)方面，這些技術(shù)共同構(gòu)成了全自動(dòng)化、智能化、高通量的動(dòng)物精細(xì)行為智能檢測平臺。通過視頻追蹤與無線傳感技術(shù)的結(jié)合，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對生物模式動(dòng)物精細(xì)行為的檢測，包括各種運(yùn)動(dòng)類、時(shí)間類等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)指標(biāo)的捕獲和分析。

一、設(shè)備和儀器

強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)采用圓柱形水箱，其高度在25至50厘米之間，直徑在10至30厘米之間，用于容納嚙齒動(dòng)物。水箱中裝滿室溫水，水位應(yīng)防止受試動(dòng)物用爪子或尾巴接觸水箱底部，并防止其逃脫。

盡管可以進(jìn)行現(xiàn)場評分，建議使用視頻和跟蹤軟件來避免評分中的不準(zhǔn)確性和差異。水箱足夠明亮(可以在箱子里加入照明設(shè)置)以提高記錄質(zhì)量，并且可以使用白噪聲發(fā)生器來掩蓋可能影響受試動(dòng)物表現(xiàn)的任何噪音。

二、訓(xùn)練方案

強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)通過觀察受試動(dòng)物在壓力環(huán)境中的行為，來評估其在抗抑郁藥與假對照組中的抑郁狀態(tài)。受試動(dòng)物通常會表現(xiàn)出掙扎行為以逃離環(huán)境，但過一段時(shí)間后，它會自然達(dá)到行為絕望狀態(tài)，即保持頭部露出水面，僅做小幅移動(dòng)。這種無助和靜止?fàn)顟B(tài)在使用抗抑郁藥和其他化合物后會有所減輕。

盡管應(yīng)避免對動(dòng)物施加外部壓力，但該試驗(yàn)不需要或僅需要很少的動(dòng)物預(yù)訓(xùn)練。將動(dòng)物放入強(qiáng)迫游泳裝置后，開始的掙扎緊接著行為絕望是它們的自然反應(yīng)。

通常，測試時(shí)間為6分鐘，整個(gè)測試過程被記錄下來，并且通常通過分析測試過程中特定行為的準(zhǔn)確持續(xù)時(shí)間來分析測試的一小部分。在典型的6分鐘測試中，通常分析后4分鐘。在前兩分鐘內(nèi)，動(dòng)物的行為通常非常活躍，其初步運(yùn)動(dòng)可能會掩蓋的任何潛在效果。只有當(dāng)對照小鼠達(dá)到絕望和行為絕望狀態(tài)時(shí)，才能觀察到的效果。

強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)的水箱中裝滿清潔的室溫水至適當(dāng)高度。如果需要使用隔板，則在此時(shí)放入。受試動(dòng)物在試驗(yàn)前30分鐘（腹腔內(nèi)或皮下注射）或60分鐘（口服給藥）接受試驗(yàn)物質(zhì)。在將受試動(dòng)物放入水箱之前開始視頻錄制。通過將受試動(dòng)物的尾巴放入水箱中，將其放入水箱。在測試的后4分鐘內(nèi)對靜止行為進(jìn)行評分；這包括動(dòng)物為保持漂浮而進(jìn)行的短暫輕微活動(dòng)。

6分鐘測試結(jié)束后，停止錄制，通過尾巴將受試動(dòng)物從水箱中取出，用毛巾擦干，然后放在熱燈下，再將其放回原籠中。

如果受試動(dòng)物無法保持游泳和漂浮行為，則將其從水箱中取出，并從實(shí)驗(yàn)中排除。

數(shù)據(jù)分析

從強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)通常通過顯示動(dòng)物執(zhí)行不同行為所花費(fèi)的時(shí)間來可視化。通過分析實(shí)驗(yàn)錄像和秒表，可以獲得動(dòng)物游泳、攀爬、移動(dòng)或靜止所花費(fèi)的時(shí)間。或者，可以使用時(shí)間抽樣評分方法，將實(shí)驗(yàn)分為5秒間隔，并記錄該間隔內(nèi)動(dòng)物的活動(dòng)情況。對于該試驗(yàn)，一般意義上的移動(dòng)行為包括除保持身體平衡和頭部露出水面以外的任何行為。可以輕松地繪制和比較移動(dòng)和靜止時(shí)間，以了解干預(yù)組和假對照組之間的差異。

通過圖表比較不同組動(dòng)物靜止或移動(dòng)的時(shí)間，可以直觀地看到抗抑郁藥的效果。用生理鹽水處理的動(dòng)物應(yīng)表現(xiàn)出靜止時(shí)間增加和移動(dòng)減少。相比之下，用抗抑郁藥處理的動(dòng)物應(yīng)表現(xiàn)出靜止時(shí)間減少和游泳及攀爬增加。用刺激運(yùn)動(dòng)活動(dòng)的物質(zhì)（如咖啡因）處理的對照動(dòng)物應(yīng)在整個(gè)測試過程中表現(xiàn)出活動(dòng)增加。通常，每組10-15只動(dòng)物足以使用單向或雙向ANOVA、Dunnett事后檢驗(yàn)或Bonferroni事后檢驗(yàn)獲得<0.05的p值。