进入实验室:如何监测老鼠的社会行为

这是Suzanne Peters博士的第二篇客座博客。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。阅读第一篇博客文章在这里．

监测和分析群居啮齿类动物的社会行为是许多研究人员认为极具挑战性的事情。它也会非常耗时。然而，将社会行为作为表型筛选的一部分有重要的好处。正如我在我的第一个博客，最终导致更好的啮齿动物模型的翻译价值。在我的博士研究期间，我开发了一种自动分析，允许监测社会互动的老鼠。

研究设备

在我的实验中，我使用了放大版的表型(90 x 90 cm，称为表型-9000)，以考虑到大鼠的社会住房。此外，该表型配备了超声麦克风，以定制跟踪软件和超声记录软件，以自动化行为分析，包括社会互动大鼠的超声发声。从长远来看，我的目标是使超声波发声与动物的(可见的)行为完全同步。这很重要，因为对这些发声的分析可以提供对驱动社会行为的情绪状态的更多洞察。

设置

实验开始时，两只老鼠被同时放在表型-9000年。为了便于识别，两只老鼠的背上都有黑色或红色的标记。由于相机上的红外照明和红外滤镜，在视频图像中只有一个动物有可见(黑色)标记。动物行为的视频被储存起来，然后在EthoVision XT．简单地说，每只动物的路径都被存储起来，从这些数据中提取出其他行为参数，如速度和动物之间的距离。我们在Matlab编程的定制算法的帮助下做到了这一点。

行为分析

接下来，对这些参数(距离和速度)进行行为分析。我的分析是基于Ilan Golani教授及其同事的原始想法(例如Drai et al.， 2000)。基本上，它包括分析参数的频率分布，然后根据最能代表数据的高斯曲线对行为模式进行分类。我将通过下图解释这一点。

---

---

该图是一个例子，说明了导致“社会模式”的分析的基本概念。在右边，我们看到包含一定速度的所有样本的频率分布，在左边，所有样本的动物之间的距离(接近度)。蓝色虚线表示经验数据，而红线是绘制在经验数据上的高斯曲线。用黑色箭头突出显示的红线的交点被用作确定不同模式的阈值。

“社会模式”

使用由交叉点确定的阈值，我将个体间距离的三种不同的“社会模式”分类:“接触”、“接近”和“单独”。“在我的一项研究中，我们发现了药物治疗和环境操纵对这些模式的影响。这进一步强化了这种观点，即这些模式确实代表了老鼠的社会行为。此外，行为模式与人类对这些行为的评分(同一实验的手评分)得到的类别一致。因此，社会行为模式的自动识别是数据分析的一个强大工具。有关详细信息,请参见彼得斯等，2016。

药物对社会行为影响的例子

下一步是在减少社会行为的现有模型——慢性苯环利定(PCP)模型中实施这种方法。这项研究的结果(彼得斯等，2017)表明，在经过3或4天的慢性治疗后，接受PCP治疗的动物在彼此靠近的时间更少，无论它们是暴露在熟悉的(笼子)伙伴还是不熟悉的伙伴。特别是，PCP处理组在高速移动时的接近时间缩短。相比之下，在长期实验中，与SAL处理的大鼠相比，PCP处理的大鼠在接触不熟悉的伙伴时花费了更多的时间。然而，当暴露在一个熟悉的伙伴面前时，就没有观察到这种差异。这说明，药物治疗对社会互动行为的影响可能比乍一看要微妙得多。

---

---

未来的发展方向

最后，使用客观的、动物行为学的和自动的方法来评估动物的社会行为，必须有助于理解驱动社会行为的复杂机制。因此，我们的模型的转化价值增加了，这将促进更好的研究策略，以理解并最终治疗涉及减少或异常社会行为的人类心理疾病。

参考文献

• 王晓东，王晓东。(20)。大鼠探索行为中自然运动模式的统计鉴别．神经科学方法杂志，96, 119 - 31所示。
• 彼得斯,克里;品特,I.J.;Pothuizen H.H.J.;陆军司令部德;哈斯特，J.E.范德尔;Spruijt B.M.(2016)。利用视频跟踪系统自动分类老鼠社会行为的新方法。神经科学方法杂志，268, 163 - 170。
• 彼得斯,克里;Tuffnell,正当;品特,I.J.;哈斯特，J.E.范德尔;Spruijt B.M.(2017)。慢性苯环利定模型中社会互动、超声发声和社会动机的短期和长期行为分析。大脑行为研究h,325, 34-43。
• Suzanne Peters之前的博客文章:群养大鼠自动笼监测研究。