小鼠懸尾精細行為視頻分析系統(tǒng)是通過AI賦能深度學習神經網(wǎng)絡算法,結合云計算技術,能夠快速追蹤并分析動物的目標行為。其核心技術包括數(shù)據(jù)庫、算法庫、醫(yī)學指標庫等多個方面,這些技術共同構成了全自動化、智能化、高通量的動物精細行為智能檢測平臺。通過視頻追蹤與無線傳感技術的結合,該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對生物模式動物精細行為的檢測,包括各種運動類、時間類等基礎醫(yī)學指標的捕獲和分析。
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一、概述
懸尾測試在一個不透明的塑料箱中進行,該箱子可以需要把被測試的動物與其他動物隔開,以便平行測試動物。建議使用30×30,至少40厘米高的箱子。可以將膠帶貼在尾巴上,膠帶足夠結實以承受小鼠的重量,但也要易于移除以避免損傷皮膚。小鼠在懸掛時不能碰到隔間的墻壁(距離任何物體至少15cm)。正如Steru等人(1985)描述的那樣,小鼠通過距其尾巴末端2cm處的膠帶固定在掛鉤上。如果使用自動化系統(tǒng)/傳感器記錄運動,則應將其歸零并優(yōu)化以忽略呼吸運動。為了獲得對比度,實驗者應根據(jù)動物的顏色考慮使用背景(例如,為白 化病動物使用深色箱子,為其他顏色的動物使用淺色箱子,也可以使用背光板讓老鼠的運動呈現(xiàn)的更加的清晰)。
為了便于清潔,可以考慮使用可拆卸的鋁托盤來收集糞便或尿液。每次測試后,應用溶液、95%乙醇或類似物質擦拭箱子。
如果使用表現(xiàn)出尾巴攀爬行為的品系,則應使用攀爬阻擋器。這些阻擋器可以在實驗室中用聚碳酸酯管制成,可以將用聚碳酸酯管剪成幾段,每個老鼠的尾巴套一段管子,防止老鼠的攀爬行為。
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二、實驗協(xié)議
懸尾測試被廣泛用于評估嚙齒類動物的抗抑郁藥效果,其基于的假設是,當動物被懸掛時,它們會在躁動和靜止不動的狀態(tài)之間交替。如果小鼠處于無法逃脫的情境中,它們會保持靜止不動的姿態(tài)。因此,當使用有用的抗抑郁藥時,實驗者應期待小鼠靜止不動的時間減少。
至關重要的是,盡可能減少所有可能影響動物行為的環(huán)境因素。測試測量在盲法條件下進行。此外,整體實驗設計應體現(xiàn)變量之間的適當平衡(即所有實驗組都應在每個測試會話和每個隔間中進行測試)。
2.1 設備和測試室的準備
在開始測試之前,應確保所有設備都已準備就緒。應在將動物帶到測試室之前剪好膠帶、測試視頻攝像機的正常功能,盡量減少動物的應激反應和適應時間(至少一小時))。此外,如果使用自動化系統(tǒng)來記錄和分析結果,則應在處理小鼠之前確定測試會話。
2.2 小鼠準備
如果使用已知會攀爬尾巴的小鼠品系,應在尾巴周圍使用防攀爬裝置。然后,在尾巴末端貼上膠帶,并將其連接到掛鉤/懸掛桿上,實驗者應確保膠帶足夠牢固以支撐住尾巴。此過程應盡快完成,以盡量減少動物的應激反應并避免引入干擾變量。
2.3 測試
接下來應開始測試,如果進行視頻錄制,則以不妨礙攝像機視野的方式懸掛小鼠。
使用TST(懸尾測試)的研究通常進行6分鐘的單次測試會話。小鼠的尾巴保持直線懸掛。每個會話結束后,將小鼠放回飼養(yǎng)籠中,并輕輕取下膠帶。然后將籠子送回動物室。消 毒仔細擦拭收集托盤和裝置。
如果有多名實驗者將分析數(shù)據(jù),則統(tǒng)一標準,以避免觀察者間差異引起的變異性。強烈建議新研究人員與更有經驗的同事一起接受培訓。在評分小鼠行為時,Can等人(2012)建議測量小鼠進行活躍運動的時間,然后計算靜止不動的時間,而不是直接測量靜止不動的時間。
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三、注意事項:
Chermat等人(1986)報告了對TST(懸尾測試)在大鼠中的適應性修改。然而,Can等人(2012)建議不要在大鼠或異常重的小鼠中使用TST,因為通過尾巴支撐這些動物的體重可能會引起痛
在協(xié)議修改方面,Garcia-Prado等人(2016)測量了5分鐘的靜止不動持續(xù)時間。Sanna等人(2016)將測試分析分為兩個時間段——前2分鐘為小鼠對無法逃避的應激作出反應的時間段,后4分鐘為動物表現(xiàn)出行為絕望的時間段。
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四、樣本數(shù)據(jù)
從TST(懸尾測試)獲得的數(shù)據(jù)通常通過繪制不同實驗組中小鼠靜止不動的時間(平均值±標準誤差)來可視化。可以在同一張圖中比較不同的基因型、抗抑郁藥或劑量。以下示例圖表是不同抗抑郁藥(A)和同一抗抑郁藥的不同劑量(B)之間的比較示例:
這種呈現(xiàn)結果的方式使得比較不同抗抑郁藥和/或劑量所引發(fā)的效果變得容易。
此外,自動化系統(tǒng)還能夠進一步分析運動的能量和功率,這些結果可以以表格的形式呈現(xiàn)。這些結果通常以任意單位(平均值±標準誤差)來表示,因為它們不直接對應于物理上的能量或功率單位,而是根據(jù)系統(tǒng)內部算法計算得出的相對值。
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