群养大鼠自动笼监测研究

这是一篇由Suzanne Peters博士撰写的客座博客。她的论文名为《大鼠社会行为对翻译研究的重要性》。她在今年4月4日为其辩护。

鉴于神经精神障碍，如精神分裂症和自闭症，啮齿动物的社会行为在动物研究中是一个越来越重要的读取参数。在转译研究中，动物模型被用来了解疾病症状表现的机制。

翻译价值有限的问题

最终，转化研究必须产生可能的治疗方法。然而，有一些主要的限制阻碍了进展^[1]．例如，动物模型的有限翻译价值^(2、3)，这一点从研究结果缺乏可重复性就显而易见了^[4]以及对治疗效果的高估^［5］．

改善居住条件

有几个关键因素限制了翻译价值。第一，住房和发展条件不足。重要的是提供足够的社会经验，以确保动物健康，没有异常行为。欧洲实验室动物的安置和护理指南(欧洲指令2010/63/EU和委员会建议2007/526/EC)也包含了这一点。这表明:“动物应该在可能的时候和任何时候被社会安置，并在动物圈地内提供足够复杂的环境，使它们能够进行一系列正常的行为。”

自然行为的发生

其次，通过近亲繁殖和选择相对温顺、容易驾驭的动物，行为的自然变异减少了。

---

---

行为分析

第三，对动物行为的分析有限且过于简单化。所执行的行为测试往往过于简单和短暂(无法捕捉动物所展示的全部行为)，而对行为读数的分析也太有限。

即使一个动物展示了它全部的行为技能，目前使用的大多数分析方法都不能完全限定和/或量化它。因此，动物行为被错误地简化为几个单一的行为参数，而覆盖动物表现出的所有行为元素的全部复杂性才是目标。特别是，当实验结果被用来解释观察到的行为差异的功能意义时，简单化的行为分析是有问题的。

改进动物行为实验

基于这些问题，我进行了一些实验来说明不同的方法可以产生更适当的行为度量。因此，本研究的目的是为改进动物行为实验，提高现有动物模型的转化价值做出贡献，特别关注啮齿类动物的社会行为。我的方法有两个主要特点:1)行为学和2)自动化。

啮齿动物实验室的动物行为学

动物行为学是一门研究动物自然行为的学科，研究动物的直接和最终因果关系。行为的功能意义取决于这两个截然不同的原因。因此，观察到的行为变化的生物学相关性也被考虑在内。

采用一种尽可能允许动物行为学需求(即实验动物的自我奖励行为)发生的实验方法当然是一种挑战。幸运的是，这一点已经得到了承认，并导致了监测与社会互动的动物的系统的发展。^(6、7)老鼠。

社会饲养的老鼠

对于群居的老鼠，目前可用的系统有限^［8］因此，我们想开发一个系统，可以监测社会居住的老鼠。这种系统比人工观察社会互动行为的设置具有相当大的优势，因为它们允许在相对较大的场地中对动物进行集体监测，例如包含庇护所、管道和床上材料。测试设置应该相对较大，因为社会行为的表达需要空间^[9]．

社会行为观察自动化

行为的自动化分析提供了很大的优势。它允许对复杂的行为进行测量，而这些行为通常是人眼看不到的。它是客观的，不容易出错，而且它可以比人类观察者更快地记录行为变化^{(9 - 11)}．

表型发展

在过去，我们的实验室在表型及其跟踪软件EthoVision的建立和发展中发挥了重要作用，都可以通过Noldus获得。追踪软件使用俯视图视频图像来识别笼子里的动物。这个系统最初是为了24/7监控个人在允许正常啮齿动物行为的环境中，如探索、睡觉、筑巢和进食^[12]．

---

---

表现型9000

我们和我们的合作伙伴一起开发了一个扩大版的表型(90 x 90 cm，称为表型9000)，允许大鼠的社会住房。此外，该表型配备了超声麦克风(Metris，荷兰)，以定制跟踪软件和超声记录软件(SonoTrack)，以自动化行为分析，包括社会互动大鼠的超声发声。

我使用表现型9000作为对大鼠行为分析的测试环境。在大型表型研究的发展阶段，初步研究证实了该系统研究大鼠社会行为的可行性。

在下面的博客中，将介绍几个实验行为分析的例子。

参考文献

1. Belzung, C.(2014)。治疗抑郁症的创新药物:是动物模型不能预测还是临床试验不能发现效果?神经精神药理学，39, 1041 - 1051。
2. 巴雷特，J.E.(2015)。疼痛中的疼痛:动物行为模型的挑战。欧洲药理学杂志，753, 183 - 190。
3. Braff l;Braff, D.L.(2013)。神经精神病学的转译革命仍然非常早期，仍然非常具有挑战性。JAMA精神病学，70, 777 - 779。
4. Fonio大肠;Golani i;Benjamini, Y.(2012)。动物模型的行为测量:错误与补救。Nat冰毒，9, 1167 - 1170。
5. Reichlin TS, Vogt L, Würbel H.研究人员对科学严谨性的看法——对体内研究进行和报告的调查。《公共科学图书馆•综合》11 doi: 10.1371/journal.pone.0165999。
6. 德·肖蒙，F.;Coura r;Serreau p;Cressant, a;Chabout, j .;Granon,美国;奥利弗-马林，J.(2012)。小鼠社会互动的计算机视频分析。自然方法，9, 410 - 417。
7. Weissbrod, a;夏皮罗,a;Vasserman g;艾德里l;达扬,M,;Yitzhaky, a;Hertzberg l;Feinerman o .;泡菜，T.(2013)。半自然环境中动物群落的自动长期跟踪和社会行为表型分析。自然通讯，4．
8. Castelhano-Carlos M.J.;鲍曼,诉;索萨，N.(2017)。表型世界:以一种新的范式解决动物福利，以安置和评估老鼠的行为。实验室动物，51,第36 -。
9. Spruijt B.M.;彼得斯,克里;德海尔，R.C.;Pothuizen H.H.J.;范德·哈斯特，J.E.(2014)。未来行为科学的可再现性和相关性应该从过去的建议和今天的技术的交叉施肥中受益:“回到未来”。神经科学方法，234, 2。
10. Schaefer A.T.;克拉里奇-张，A.(2012)。行为自动化的监视状态。Curr Opin neurobiology，22, 170 - 176。
11. Robie,;Seagraves K.M.;艾格诺,S.E.R.;布兰森(2017)。分析社会互动的机器视觉方法。J Exp生物学，220, 25至34岁。
12. Spruijt B.M.;德维瑟，L.(2006)。先进的行为筛选:自动笼动物行为学。今天的药物发现:技术，3., 231 - 237。