行为测试中的注意事项:改进开放领域测试

科学家们进行野外试验已经有相当一段时间了。确切地说，八十年了。多年来，它已经成为啮齿动物行为研究中最受欢迎的测试之一，因为它允许研究人员在一个测试环境中研究(运动)活动、探索和焦虑。有什么理由不喜欢呢?它简单、简短、直接。另外，这是一个高度有效的测试，不是吗?

在他们最近的回顾中神经科学方法杂志，贝瑞Spruijt(荷兰乌得勒支大学动物行为学和动物福利教授)和他的同事告诉我们，就像大多数流行的经典测试一样，它实际上没有得到很好的验证。这是行为研究中一个众所周知的问题。事实上，具体到野外测试，似乎缺乏信度和效度。尽管实验室在标准化他们的方法和程序上付出了所有的努力，但在实验室内部和跨实验室之间，行为结果仍然有很大的可变性。

多年来，Berry Spruijt和他的同事一直在提醒我们注意经典行为测试的局限性，以及使用更先进的行为方法和技术的必要性。这一雄心甚至促使人们成立了一个专门研究动物行为的创新合同研究组织，名为Delta Phenomics。虽然大多数经典测试在原则上都不错，但当一个人想要很好地使用它们时，还是有一些重要的问题需要考虑。

一个开放的领域不仅仅是一个开放的领域

让我们从最明显的开始:户外设备本身。你脑海里闪现的第一个画面是什么?它是一个圆形的开阔场地吗?或广场吗?它有多大?它有不透明的墙吗?墙有多高?如何采取措施:通过视频跟踪，红外光束，还是手持秒表?测试是在暗(活跃)阶段还是在亮(不活跃)阶段进行的?在五个不同的实验室中问这些问题，你可能会遇到至少五个不同的开放场地设置。显然，在这方面几乎没有共识。 Even the definition of an inner and outer zone in the arena (used to study behaviors such as thigmotaxis) is not clear-cut. So, how can we compare results of different studies when there is already such variability in the apparatus and test set-up itself?

过度解读结果

开放场地似乎是如此简单、短暂和直接的测试，这一事实可能实际上是它的失败。多年来，人们开始出于错误的原因使用开放领域测试，并且/或在从数据中得出结论时变得过于自由。正如斯普利特和他的同事所提到的，人们通常倾向于将行为测试用于两个不同的目的。一方面，人们使用测试来回答一个有限但明确的问题:例如，药理学研究中的剂量反应测试。行为读数被用作简单的定量测量。另一方面，人们可以进行一项测试，目的是为实验操作所观察到的行为变化赋予一种生物学功能(例如，改变基因组)。

根据Spruijt等人的经典测试(如空旷的田野而且高+迷宫)足以满足第一个研究目的。然而，理解行为的生物学功能需要更多。这就是事情出错的地方:人们开始使用适当和有效的测试来回答简单的问题，以实现更多无假设的测试目的。例如，动物在开阔场地中心停留的时间通常被用作焦虑的衡量标准，因为抗焦虑药物通常会增加这一指标。然而，当任何给定的操作恰好增加了在中枢的时间，这并不自动意味着它是抗焦虑的。正如斯普利亚特和他的同事所指出的，我们应该对这种快速和过度简化的解释保持谨慎。

简单化或没有自动化

持续使用简单化的自动化工具(如果使用的话)显然没有帮助，比如用红外光束测量活动。尽管这些工具优于仍然经常使用的手动行为评分，但这些技术仅限于动物的一般活动(如移动的距离和在开放领域的特定区域(区域)花费的时间)。此外，测试往往相对较短(5-60分钟)，这意味着它们基本上只衡量对新奇事物的反应。

这些工具的选择特别引人注目，因为创新并不是限制因素。事实上，现有的技术支持广泛的运动和活动测量，如路径长度、访问区域的种类/数量、动物转弯的次数等。除了与运动相关的参数，定量的行为事件可以自动测量，如养育和梳理。而且，分析越来越多的数据的可能性也达到了标准。那么，为什么大多数行为研究中使用的方法似乎在时间上停滞了呢?

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行为就是你所看到的?

这个问题的答案有两个方面。首先，在观察行为方面，我们人类认为自己比计算机更了解。虽然基因、分子和动作电位是我们看不到的东西，我们显然需要先进的技术来测量它们，但创新技术在测量行为方面的附加价值多年来一直被低估，Spruijt等人解释道。我们可以简单地看到动物的行为，那么为什么我们需要计算机来做这项工作呢?

这里的危险是我们认为我们知道我们看到了什么，也知道它意味着什么。然而，我们并不能看到一切。这种自动的——也就是客观的——技术让我们收集行为数据，让我们实际上看到更多。此外，也许更重要的是，动物的行为比我们意识到的要复杂得多。行为就像语言。它不仅是行为元素(“词”)的存在，而且元素的顺序(“句法”)也有意义。然而，这一顺序通常不会被人类观察者注意到，特别是在较长的观察时间内。要理解行为并把握其真正意义，我们需要依靠先进的技术来分析行为元素的频率和持续时间，以及行为的顺序组织。

其次，研究人员似乎也不愿意转向新技术。大量的文献代表了“旧方法”，研究人员坚持这些方法，即使它们可能是错误的。这些参考数据大多是经过几十年的研究产生的，它们是新发展的“支柱”。根据Spruijt等人的说法，这是一个很难打破的循环。

如何去做更好的事情

在他们的文章中，Spruijt和他的同事提出了一系列解决方案和实现，以改进行为研究中的经典测试的验证，特别是开放领域测试。你可以在我们的下一篇文章中读到这一点，下周将在这个博客上发表。

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Spruijt B.M.;彼得斯,克里;陆军司令部德;Pothuizen H.H.J.;哈斯特，J.E.范德。(2014)。未来行为科学的可再现性和相关性应受益于过去建议和今天技术的交叉融合:“回到未来”。．神经科学方法杂志，文章出版，doi:10.1016/j.j neumem .2014.03.001。