基于旷场实验的社交行为分类学习方法

旷场实验是动物行为学与药物实验分析中常用的实验方法。为了获取药物对小鼠情感变化的影响程度,通常需要多只小鼠来进行实验。在记录多只小鼠行为状态的过程中,不可避免地会产生遮挡问题,导致对小鼠行为差异的观测精确度降低,从而影响对药物疗效的判断。为了解决此问题,本文以真实状态下拍摄的数据集作为研究对象,提出虚拟柔态模型来对遮挡部分信息进行预测,对所分类的特征进行数据增强,进而提高了社交行为分类的准确率。在测试中,该方法对于3种行为分类的准确率分别为92.8%、99.7%、99.0%。另外,本文提出的虚拟柔态模型是基于单相机拍摄,有效减少了拍摄时的人为误差以及成本耗费,其社交行为分类准确率与三维空间拍摄的分类准确率相似,但在硬件设施上以及数据集处理方面优于现有的分类方法。

珍珠梅花挥发物对小鼠旷场行为及学习记忆能力的影响

为了探讨珍珠梅花挥发物对环境的影响,该文采用动态顶空吸附法和热脱附 气质联用技术,分析了近自然状态下珍珠梅花的挥发物种类和相对含量;采用不同浓度珍珠梅鲜花对小鼠进行处理,分析了珍珠梅花挥发物对小鼠旷场行为及学习记忆能力的影响.结果表明:珍珠梅鲜花的挥发物对小鼠探索性、兴奋性、运动性有抑制作用;低浓度挥发物对小鼠的学习记忆能力无明显影响,高浓度挥发物抑制小鼠的学习记忆能力.珍珠梅鲜花的挥发物中,含氮化合物含量高,如三甲胺、1,1 二甲基脲、烟碱醛等。

品系、性别和生物节律对小鼠旷场实验的影响

目的探讨性别、品系以及昼夜生物节律对旷场实验的影响。方法利用旷场实验检测不同性别的C57BL/6、BALB/c、昆明小鼠在白天与夜间对新环境的探索行为与自发活动能力。结果 3种品系小鼠旷场实验结果显示:C57BL/6在旷场中探索活动和自发活动量最低,显著低于BALB/c和昆明小鼠;C57BL/6雌、雄小鼠在白天和夜晚探索活动和自发活动量未见差异,而BALB/c和昆明小鼠分别在白天和夜间呈现性别差异;C57BL/6雌雄小鼠昼夜探索活动和自发活动量差异均无统计学意义,而BALB/c和昆明雌性小鼠呈现夜间高于白天,雄性小鼠则无此表现。结论 C57BL/6小鼠在新环境中探索活动少,自发活动量低,且受性别、节律因素影响较小,适合用于神经行为学和焦虑相关行为研究。

温肾健脾法对腹泻型肠易激综合征大鼠内脏敏感性和旷场实验的影响

目的观察温肾健脾法对腹泻型肠易激综合征(IBS)模型大鼠内脏敏感性及旷场实验的影响。方法28只乳鼠随机分为正常组、模型组、温肾健脾方组、匹维溴铵组4组,每组7只。模型组、温肾健脾方组及匹维溴铵组乳鼠自出生第2天～第21天每天与母鼠分离3 h,正常组不予干预。第22天断奶,予常规自由饮食。第30天起模型组、肾健脾方组及匹维溴铵组予以番泻叶水煎液灌胃,同时温肾健脾方组和匹维溴铵组分别以温肾健脾方溶液和匹维溴铵片混悬液灌胃。正常组、模型组以相同剂量生理盐水灌胃,连续4周。观察各组大鼠腹壁撤退反射评分(AWR评分)及旷场试验结果。结果温肾健脾方和匹维溴铵治疗可以显著降低腹泻型肠易激综合征模型大鼠AWR评分,缓解其内脏敏感性,显著缓解大鼠精神萎靡,提高其活跃性。结论温肾健脾方可有效改善腹泻型肠易激综合征模型大鼠的内脏敏感性及焦虑抑郁样行为。

抑郁情绪模型大鼠旷场数据的聚合分析

背景:多次测量正常大鼠的旷场数据,以加和方式进行数据聚合,可显著提高旷场指标的稳定性与一致性,此方法对造模后大鼠的旷场行为是否适用?目的:分析抑郁情绪模型大鼠旷场实验中活动量总得分的最佳聚合方式。方法:采用慢性温和刺激法复制抑郁情绪大鼠模型。在4周的造模过程中,每隔1周采集1次旷场行为学指标。采用两两聚合的分析方法(连续聚合,间隔聚合,立意聚合)处理数据,比对不同聚合手段对模型制备信度及相关性的影响。结果与结论:①一致性系数Kappa结果:间隔聚合与立意聚合的聚合方式都能得到较好的可信度(Kappa=0.611,P<0.05),连续聚合方式可信度一般(Kappa=0.222)。②组内相关系数ICC结果:只有立意聚合的可信度极好(ICC=0.835,P<0.01),间隔聚合方式呈较好可信度(ICC=0.792,P<0.05),连续聚合方式可信度差(ICC=0.196)。说明恰当的立意聚合可以大幅提升抑郁情绪大鼠旷场数据的可信度与稳定性。

心理应激对大鼠旷场行为的影响及酪氨酸干预作用研究

目的:观察心理应激对大鼠自主探究行为的影响,并探讨酪氨酸干预对心理应激动物的作用。方法:将Wistar大鼠随机分为5组(n=10):正常对照组、应激对照组和低、中、高剂量酪氨酸补充应激组。测定动物的旷场行为表现,以放免法检测血浆皮质醇水平,以化学荧光法检测血浆去甲肾上腺素和多巴胺含量。结果:束缚应激使动物的血浆皮质醇水平明显升高,并出现体重增长缓慢。与正常对照组相比,应激对照组动物在旷场中的潜伏期延长、水平运动和垂直运动次数减少,而中剂量酪氨酸补充应激组和高剂量酪氨酸补充应激组动物的旷场行为表现未见显著差异。应激对照组和低剂量酪氨酸补充应激组动物的血浆去甲肾上腺素和多巴胺水平降低,其它动物未见明显变化。结论:应激引起动物应激激素分泌增加,旷场行为表现异常,而补充酪氨酸可减轻应激造成的这种不良影响。其机制可能涉及神经递质去甲肾上腺素和多巴胺水平的变化。

四种不同品系小鼠旷场行为和记忆的比较研究

本文以生理心理学研究中常用的几种实验方法，对三种标准化国际通用品系的实验小鼠与我国特有的昆明系小鼠的行为活动特征和记忆进行比较研究。结果表明，三种国际通用品系小鼠的一般行为活动较昆明系小鼠明显活跃．旷场行为实验结果有显著差异。但在记忆保持方面，四个品系间无明显差异。实验提示．昆明系小鼠可适用于研究动物的高级心理功能。

丰富环境对局灶性脑梗死大鼠旷场和水迷宫行为学及Nogo-A蛋白表达的影响

目的探讨丰富环境对局灶性脑梗死大鼠运动功能、学习记忆及Nogo-A蛋白表达的影响。方法手术组予线栓法制作SD大鼠右侧大脑中动脉缺血模型,术后24 h随机分为丰富环境组和标准环境组,分别饲养于普通鼠笼及丰富环境鼠笼;另设假手术组,不线栓大脑中动脉,其余步骤与手术组相同。各组分别在术后7、14、28 d分别用旷场实验、水迷宫实验进行行为学分析。术后28 d行为学分析后取脑,行免疫组化观察各组Nogo-A阳性细胞表达情况。结果术后28 d丰富环境组的运动总路程[(4 360±854)cm]与标准环境组[(2 362±694)cm]比较,差异有统计学意义(P<0.001)。定位航行实验,丰富环境组在术后14、28 d的潜伏期[分别为(33.0±5.8)s、(24.5±3.1)s]与标准环境组[分别为(46.6±6.0)s、(35.6±4.7)s]比较,差异有统计学意义(P<0.001)。空间探索实验,丰富环境组在术后28 d的穿越平台次数[(6.6±1.9)次]与标准环境组[(3.2±1.5)次]比较,差异有统计学意义(P<0.001)。丰富环境组梗死灶周围Nogo-A阳性细胞数(86.7±6.7)与标准环境组(117.5±8.3)比较,差异有统计学意义(P<0.001)。结论丰富环境能促进脑梗死大鼠的运动能力、记忆力的恢复。丰富环境能降低脑梗死大鼠梗死灶周围Nogo-A蛋白表达,从而促进神经再生。

转笼康复训练对局灶性脑梗死大鼠旷场行为学和梗死灶周围Nogo-A表达的影响

目的研究转笼康复训练对局灶性脑梗死大鼠旷场行为学和脑梗死灶周围皮质Nogo-A表达的影响。方法将64只采用Longa颈外动脉线栓法制备的大脑中动脉闭塞SD大鼠随机分为康复训练组和造模对照组,每组32只。康复训练组大鼠每天进行滚筒训练40 min,造模对照组置于普通笼中自由活动。两组分别于造模后7、14、21和28 d 4个时间点随机选取8只大鼠进行旷场实验行为学分析后处死,取脑组织使用免疫组织化学方法观察脑梗死灶周围皮质Nogo-A的表达。结果康复训练组术后21、28 d旷场运动路程与造模对照组同时点相比差异具有统计学意义(P<0.05)。术后14、21、28 d康复训练组大鼠脑梗死灶周围皮质Nogo-A阳性细胞数与造模对照组同时点比较,差异亦具有统计学意义(P<0.05)。结论转笼康复训练能降低大鼠脑梗死灶周围Nogo-A的表达,减少其对神经轴突的抑制,促进脑梗死后的神经再生,增加中枢神经系统的修复能力。

30日龄FMR1基因敲除小鼠的旷场行为观察

目的观察30日龄FMR1基因敲除小鼠的旷场行为进行。方法在旷场实验中采取4个区域分割采用VIEWER软件及目测对30日龄的FMR1基因敲除小鼠和野生型小鼠进行旷场行为观察,数据采用多因素方差分析处理。结果采用VIEWER软件分析发现:FMR1基因敲除小鼠在第4区域的停留时间、运动长度、进入格次数、伸头较野生型小鼠显著增加,而在在第1区域的Tailmoves较野生型小鼠显著减少,FMR1基因敲除小鼠在各区的速度,站立不动与野生型小鼠无明显差别。FMR1基因敲除小鼠在第3区域的运动长度和进入格次数也较野生型小鼠显著增加,FMR1基因敲除小鼠在第2区域和第3区域的点头较野生型小鼠显著增加,P<0.05。采用目测分析发现:FMR1基因敲除小鼠在第4区域进入次数较野生型小鼠增加(P<0.05),FMR1基因敲除小鼠跨线次数较野生型小鼠显著增加,P<0.05。结论30日龄FMR1基因敲除小鼠的行为异常,运动性和兴奋性较野生型小鼠增高。采用VIEWER软件较目测更更加灵敏、客观、准确。

探讨旷场实验评价脾气虚和脾阳虚大鼠“神疲”的可能性及初步机制

目的探讨旷场实验评价脾气虚和脾阳虚大鼠"神疲"的可能性及初步机制。方法选取24只雄性SPF级SD大鼠作为研究对象,随机分为对照组、脾气虚组和脾阳虚组,每组8只;采用旷场实验检测各组大鼠的运动距离和站立次数;采用电镜观察各组的海马神经元线粒体形态学变化;采用比色法检测各组海马组织的ATP水平。结果脾气虚组和脾阳虚组在旷场实验中的运动距离短于对照组,站立次数少于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);脾阳虚组在旷场实验中的运动距离短于脾气虚组,站立次数少于脾气虚组,差异有统计学意义(P<0.01);脾气虚组和脾阳虚组大鼠的海马神经元线粒体均出现肿胀、空泡化,ATP水平均低于对照组(P<0.01);脾阳虚组的ATP水平低于脾气虚组(P<0.01)。结论旷场实验能够较客观地评价和区分脾气虚和脾阳虚大鼠的"神疲",其生物学基础与海马神经元线粒体损伤有关。

玫瑰花茶对束缚应激小鼠旷场活动性的影响

旨在探讨玫瑰花茶对束缚应激小鼠自主探究活动能力的影响。将8周龄雄性BALB/C小鼠分为4组:正常对照组(C组)、应激对照组(S组)、低剂量玫瑰花茶组(L-RE组)、高剂量玫瑰花茶组(H-RE组)。S、L-RE、H-RE组小鼠每日给与1h的束缚刺激,30min后分别灌喂水和相应剂量的玫瑰花茶。连续6周后用Smart小动物行为活动记录分析系统进行旷场实验。结果显示,S组小鼠在旷场周边区域、中央区域的活动性分别比C组小鼠减弱了10.8%(P<0.05)和15.7%,快速移动时间百分率显著降低(P<0.05)。与S组相比较,L-RE组小鼠在旷场周边区域、中央区域的探究活动性明显提升(P<0.05),不动时间百分率下降(P<0.05);H-RE组小鼠在周边区的探究活动性提高(P<0.05),不动时间百分率下降(P<0.05)。以上结果显示玫瑰花茶能够缩短束缚应激小鼠的不动时间,提高小鼠在旷场中央和周边区域的自主探究活动能力,起到缓解应激小鼠焦虑状态的作用。

四慧合剂对睡眠剥夺大鼠旷场及高架十字迷宫行为的影响

[目的]观察睡眠剥夺72 h大鼠行为学变化并研究四逆散、生慧汤、四慧合剂对其影响。[方法]采用旷场和高架十字迷宫,观察实验大鼠行为学变化。[结果]模型组在旷场中央格停留时间和次数、站立次数均明显高于对照组(P<0.01);四慧合剂组均明显低于模型组(P<0.01)。模型组在高架十字迷宫试验开放臂次数比例明显高于对照组(P<0.05),四慧合剂组明显低于模型组(P<0.05)。[讨论]四慧合剂能显著改善睡眠剥夺所致大鼠焦虑样行为减少和探索行为增强的异常变化,优于四逆散与生慧汤。

消幻汤合并利培酮对精神分裂症模型小鼠旷场行为的影响

目的观察消幻汤合并利培酮治疗后的精神分裂症小鼠在旷场自主活动和探究行为的变化。方法昆明小鼠60只随机分为五组,空白组、模型组、利培酮组、消幻汤组及消幻汤合并利培酮组(合并组),每组12只。腹腔注射MK-801每日0.36 mg/kg,连用2周,制作精神分裂症小鼠模型。造模成功后,采用灌胃方式,分别给予利培酮组、消幻汤组及合并组相应药物;模型组和空白组给予生理盐水,连续给药4周。采用旷场观察五组的自主活动和探究行为的变化。结果利培酮组、消幻汤组和合并组与模型组相比,活动总路程、外周区和中央区活动路程以及3个时间段的活动路程均不同程度减少(P<0.05);利培酮组与消幻汤组相比,仅外周区活动路程减少(P<0.05);合并组与消幻汤组相比,活动总路程、外周区活动路程和T1时间活动路程明显减少(P<0.01或P<0.05);合并组与利培酮组相比,各活动路程测定值均有减少,但差异无统计学意义(P>0.05)。结论消幻汤合并利培酮对精神分裂症模型小鼠自主活动和探究行为的增多具有明显的抑制作用。在相同时间内消幻汤合并利培酮使用控制精神分裂症模型小鼠的紊乱行为优于单独使用消幻汤。

补充烟酰胺对束缚应激大鼠旷场行为的影响

目的:研究不同烟酸营养状况对应激大鼠行为的影响。方法:100只雄性Wistar大鼠按体重分为10组:对照组、对喂组、缺乏组、低剂量烟酰胺(NAM)补充组和高剂量NAM补充组及此5组对应的21 d束缚应激组。测定大鼠24h尿N1-甲基烟酰胺(NMN)排泄量、旷场行为、血浆皮质醇、NO和肝脏NOS含量。结果:应激大鼠24h尿N1-甲基NMN排泄量减少。烟酸缺乏和应激都可阻碍大鼠体重增加。对照组和低剂量NAM补充组大鼠在旷场实验中的潜伏期相对较短。应激大鼠血浆皮质醇和NO含量比对照组高;高剂量NAM补充组大鼠的血浆皮质醇含量较低。补充NAM大鼠肝脏NOS含量较高。结论:束缚应激可增加大鼠烟酸消耗;适量补充NAM有助于提高大鼠的应激适应性。

成年期甲减大鼠旷场行为的改变及左旋甲状腺素的治疗效应

目的研究成年期甲状腺功能减退症(简称甲减)大鼠在新环境(旷场)中的探究活动、情绪反应和空间认知能力,同时观察比较应用常规剂量左旋甲状腺素替代治疗后大鼠旷场行为的改变。方法 30只雄性SD大鼠随机均分为对照组、甲减组、左旋甲状腺素替代治疗组(替代治疗组)。用丙基硫氧嘧啶饮水共6周建立成年期大鼠甲减模型。第5周起,替代治疗组在继续甲减造模的前提下,每日予左旋甲状腺素(L-T4)6μg/100 g体重腹腔注射;对照组及甲减组每日腹腔注射相同体积的无菌生理盐水。造模结束后用旷场实验观察各组大鼠的探究活动、情绪反应和空间认知能力。结果与对照组相比,甲减组大鼠中央格停留时间延长(P<0.05),替代治疗组与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05);各组大鼠水平得分、垂直得分、旷场实验总分及修饰次数、粪便次数比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论成年期甲减SD大鼠空间认知能力下降,替代治疗可改善空间认知能力,而探究活动和情绪反应改变不明显。

Matlab在旷场实验行为视频分析中的运用

目的:实现旷场实验行为学视频的自动分析。方法:应用Matlab程序设计软件结合数字图像处理方法实现帕金森病小鼠模型组及正常对照组旷场实验行为学视频的分析,绘制运动轨迹图,对比两组小鼠自主运动行为的改变。结果:旷场实验行为学视频系统快速、有效的绘制出小鼠运动轨迹图,并计算出小鼠运动距离,证实模型组小鼠运动距离较正常组显著降低。结论:旷场实验行为学分析系统方便、快捷且准确,可进一步推广至其它的行为学视频分析。

低氧对小鼠旷场行为的影响

目的:观察低氧对小鼠行为的影响。方法:6月龄C57BL/6J小鼠按每日低氧时间不同随机分为低氧1组(8 h/day,n=9)、低氧2组(12 h/day,n=8)、低氧3组(24 h/day,n=9)及正常氧浓度对照组(n=8)。低氧组小鼠在低氧舱中暴露8周后,检测所有小鼠在旷场实验中的行为变化。结果:与对照组比较,低氧后小鼠在旷场实验的中央格、总格、外周格穿越次数及相应路程均明显增加,差异具有统计学意义(P<0.05),提示低氧可使小鼠水平活动度及兴奋性异常增加;与对照组比较,低氧组小鼠体质量均下降,心重指数均增加,差异具有统计学意义(P<0.05),低氧3组小鼠体质量下降最明显。结论:低氧可引起小鼠活动度增加及体质量下降。

α-细辛醚对小鼠旷场行为的影响

目的探讨α-细辛醚对小鼠旷场行为的影响。方法将105只30dFvb wt小鼠分成7组,采用不同浓度α-细辛醚(1～24mg/kg)分别对小鼠进行处理,分析α-细辛醚对小鼠旷场行为的影响。结果高浓度(9～24mg/kg)α-细辛醚对小鼠探索性、兴奋性、运动性有抑制作用;低浓度(3～6mg/kg)α-细辛醚对小鼠的旷场行为有兴奋作用。结论α-细辛醚对中枢神经系统有双向调节作用。

慢性不可预知轻度应激对大鼠旷场行为和糖水偏爱度影响的观察

目的探讨慢性不可预知轻度应激对大鼠旷场行为的影响。方法将24只雄性SD大鼠随机分为3组：A为对照组、B为应激组、C为应激＋用药组，每组8只。A组不予以刺激，B、c两组采用慢性不可预知轻度应激（CUMS）模型的实验方法，每日予以1～2种刺激；A、B两组每日腹腔注射生理盐水2ml，c组每日腹腔注射西酞普兰2ml（10mg／kg）。实验为期6周，每周为大鼠称重，每3周测大鼠的糖水偏爱性、旷场试验评价大鼠行为，6周后施行安死术。结果B组及C组与A组相比，体重增长明显较少（均值分别为153．05g、127．69g、232．572）；B组与A组及c组比较，糖水偏爱度显著降低（均值分别为60％，73％，71％）；且B组大鼠在旷场中的总移动里程、总运动时间、越线次数等行为指标增大，而另两组在这些指标上均减小。结论慢性不可预知轻度应激诱发大鼠抑郁症状的同时，可能导致其行为增多等类焦虑症状。