学习与记忆
本页的六种范式都可以用视频打分,也可以手动录入或导入。
Y 迷宫
自发交替:动物倾向于进入最近最少访问的那条臂。
场地:Y 迷宫,J 放在交汇点,A、B、C 放在各臂末端。默认臂长 35 cm,臂宽 10 cm。
设置:进臂标准 0.25 s,动物需在臂内停留这么久才算一次进臂。
| 指标 | 单位 | 定义 |
|---|---|---|
| 自发交替率 | % | 三臂各不相同的连续三元组数 / (进臂次数 − 2)× 100 |
| 进臂次数 | 次 | 全部进臂次数 |
| 交替次数 | 次 | 三臂各不相同的重叠三元组数 |
| 总距离 | m | 步长总和 |
| 追踪成功样本 | % |
标签:进臂序列,例如 ABCACBABCBA。这个例子共 11 次进臂,9 个重叠三元组中有 6 个包含全部三条臂,所以交替率 = 6/9 = 66.7 %。
如何确定进臂:每个位置映射到最近的臂中线上,距交汇点 1.1 个臂宽以内算作中央区。经过中央区又回到同一条臂,算作再次进入该臂,与人工打分一致,这也会打断交替。手动录入时直接使用输入的序列。
T 迷宫
在左、右两臂之间的自发或奖励性选择。
场地:T 迷宫,J 交汇点,S 起始臂末端,L、R 两个选择臂末端。默认起始臂 40 cm,选择臂每侧 30 cm,臂宽 10 cm。
设置:进臂标准 0.25 s。
| 指标 | 单位 | 定义 |
|---|---|---|
| 首选右侧 | % | 第一次进入选择臂为右侧则为 100,左侧为 0,多次试次平均后即为选右的百分比 |
| 左臂进入次数、右臂进入次数 | 次 | 各选择臂的进入次数 |
| 选择臂进入次数 | 次 | 左 + 右 |
| 选择潜伏期 | s | 第一次进入选择臂的时间 |
| 总距离 | m |
标签:首次选择;进臂序列(L/R)。重复多次时用 试次 区分。
新物体识别
比较对新物体与熟悉物体的探索。
场地:矩形或圆形,并把标记 A、B 放在两个物体中心。
设置
| 设置 | 默认值 | 含义 |
|---|---|---|
| 新物体 | B | 测试阶段哪个标记是新物体。训练阶段 B 也按“新物体”报告,可用来检查物体或位置偏好。 |
| 交互半径(质心) | 8 cm | 身体中心距物体中心在此距离以内即计为探索 |
| 排除标准(总探索) | 10 s | 总探索时间低于此值的动物会被标记 |
| 进入区域标准 | 0.3 s | 一次接近(探索次数)的最短停留时间 |
| 分析窗口 | 前 300 s | 默认只统计前 5 分钟的探索 |
| 指标 | 单位 | 定义 |
|---|---|---|
| 辨别指数 | — | (新 − 旧)/(新 + 旧),范围 −1 到 1;机会水平为 0 |
| 识别指数 | % | 新 / (新 + 旧)× 100;机会水平为 50 % |
| 新物体探索时间、熟悉物体探索时间 | s | 身体中心位于各物体交互区内的时间 |
| 总探索时间 | s | 新 + 旧 |
| 新物体探索次数、熟悉物体探索次数 | 次 | 满足进入标准的接近次数 |
| 首次接近潜伏期 | s | 第一次接近任一物体的时间 |
| 总距离 | m |
为什么是 8 cm?
经典的探索定义是鼻尖距物体约 2 cm 以内并朝向物体。RodentFlow 追踪的是身体中心,它在鼻尖后方约 4–5 cm。小鼠嗅探直径 4–6 cm 的物体时,身体中心距物体中心约 7–9 cm,所以半径大约取物体半径 + 5 cm。仅凭身体中心无法区分嗅探和在物体旁边坐着,请用几段视频和人工打分对照一下。需要按鼻尖打分时,可以改用 录入数值 填入人工计时。
组间分析中的组内比较:新物体 vs 熟悉物体探索(配对);组间比较用辨别指数,可选与 0 比较。
Morris 水迷宫
在有隐藏平台的水池中测试空间学习(习得)和记忆(探索测试)。
场地:圆形(C 圆心,R 边缘),填水池直径,再把标记 P 放在平台中心。阶段选 习得 或 探索测试。习得阶段用 天 和 试次 区分。
设置
| 设置 | 默认值 | 含义 |
|---|---|---|
| 平台区半径 | 6 cm | 平台中心周围的半径 |
| 试次最长时间 | 60 s | 计分的试次长度;未找到平台时的潜伏期 |
| 需在平台停留 | 1 s | 在平台区停留满这么久才算逃避成功 |
| 贴壁区宽度 | 10 cm | 沿池壁的环带,用于计算贴壁行为 |
| 试次在视频中的起点 | 0 s | 试次在视频中开始的时间 |
| 指标 | 单位 | 定义 |
|---|---|---|
| 逃避潜伏期 | s | 到达平台区并停留满所需时间的时刻。未找到平台则为试次最长时间,并给出提示。 |
| 路径长度 | m | 到逃避(或试次结束)为止的游泳路径 |
| 游泳速度 | cm/s | 路径长度 / 游泳时间 |
| 找到平台 | % | 找到为 100,否则为 0;多个试次平均后即为找到平台的比例 |
| 目标象限时间 | % | 以平台方向为中心的 90° 扇区内的时间 / 检测到的游泳时间;机会水平为 25 % |
| 对侧象限时间 | % | 相对扇区内的时间 |
| 穿越平台次数 | 次 | 进入平台区的次数(无停留要求) |
| 到达平台区潜伏期 | s | 第一次穿越的时间 |
| 到平台的平均距离 | cm | 游泳过程中到平台中心的平均距离(Gallagher proximity) |
| 贴壁区时间 | % | 在贴壁区内的时间 / 游泳时间 |
探索测试没有逃避,所有指标覆盖整个试次窗口,即试次最长时间。请把 试次最长时间 设为探索测试的时长,并把 P 放在习得阶段平台所在的位置。
学习曲线:在组间分析中选 跨天比较,每只动物每天的试次先平均。探索测试:对目标象限 % 做 组间比较,可选与 25 % 比较;或用 配对测量 比较目标象限与对侧象限。
Barnes 迷宫
在明亮的圆形平台上,用唯一的逃生洞测试空间学习。
场地:圆形,填平台直径,再把标记 T 放在目标(逃生)洞上。其余洞沿同一圆环均匀分布。
设置
| 设置 | 默认值 | 含义 |
|---|---|---|
| 洞数 | 20 | 圆环上洞的数量 |
| 洞区半径 | 8 cm | 身体中心距洞中心在此距离以内即计为访问该洞 |
| 试次最长时间 | 180 s | 计分的试次长度 |
| 进入区域标准 | 0.2 s | 一次访问洞的最短停留时间 |
| 试次在视频中的起点 | 0 s |
| 指标 | 单位 | 定义 |
|---|---|---|
| 初次潜伏期 | s | 第一次访问目标洞的时间 |
| 初次错误数 | 次 | 第一次访问目标洞之前访问其他洞的次数 |
| 总错误数 | 次 | 试次内访问非目标洞的全部次数 |
| 到目标的路径长度 | m | 第一次访问目标洞之前移动的距离 |
| 平均速度 | cm/s | 整个分析试次内的距离 / 时间 |
| 逃避潜伏期 | s | 动物最后一次出现在目标洞附近、之后至少 3 s 看不见(进入逃生箱)的时刻 |
| 目标象限时间、对侧象限时间 | % | 以目标洞为中心的 90° 扇区及其相对扇区内的时间 |
| 到目标的平均距离 | cm | 到目标洞的平均距离 |
标签:以相对目标洞的偏移表示的访问洞序列(-3 -2 -1 T),以及搜索策略:
- 直接:第一次就到目标洞,或之前最多查看两次相邻的洞;
- 顺序:沿同一方向依次访问至少三个相邻的洞;
- 随机:其他情况。
身体中心,而不是鼻尖
访问洞是用身体中心近似的探鼻。深色小鼠探洞时头会消失在洞里,可见身体的中心距洞中心约 5–7 cm,所以默认洞区设为 8 cm。每次访问只归到最近的洞,相邻洞区重叠也不会重复计数。
恐惧条件化
僵直指除呼吸外完全不动,根据前后帧的像素变化测量。
场地:矩形,放在箱子底面上。阶段选 训练、情境测试 或 线索测试。
设置
| 设置 | 默认值 | 含义 |
|---|---|---|
| 僵直阈值 | 5 %(变化像素占身体面积) | 运动低于此值计为静止(见下文) |
| 最短僵直时长 | 1.0 s | 短于此值的静止不算僵直 |
| 实验程序在视频中的起点 | 0 s | 实验程序计时在视频中开始的时间 |
| 基线(CS 前) | 120 s | 从实验程序开始算起的基线时长(最晚到第一次 CS 开始为止) |
| CS 时长 | 30 s | 每次 CS 的长度 |
| CS 起始时间 | — | 自实验程序开始的秒数,如 120, 210, 300。等间隔填充 可以根据次数、第一次起始时间和间隔自动生成。 |
| 分析长度 | 0 = 全部 | 从实验程序开始算起的分析时长 |
| 时间段 | 1 min | 分段僵直的时长(30 s、1 min、2 min) |
| 指标 | 单位 | 定义 |
|---|---|---|
| 僵直(全程) | % | 僵直时间 / 分析时间 × 100 |
| 基线僵直 | % | 基线期间的僵直 |
| CS 期僵直 | % | 所有 CS 期间僵直的平均值 |
| CS 后 / 试次间隔僵直 | % | 第一次 CS 开始之后、CS 时段以外的僵直 |
| 僵直次数 | 次 | 僵直片段数 |
| 平均僵直时长 | s | 僵直片段的平均长度 |
序列:每次 CS 的僵直、每个时间段的僵直。结果页显示运动曲线以及僵直片段、基线和 CS 时段。

“变化像素占身体面积 %”是什么:对每一对相隔 0.1 s 的相邻帧,App 统计场地内亮度变化至少 20 个灰度级的像素数,再除以动物的典型身体面积,即整个实验中追踪到的身体大小的中位数。这样,阈值对大动物、小动物,以及近处、远处的相机都有相同的含义。在上图中,运动的小鼠为 20–90 %,静止的小鼠低于 3 %。见僵直。
每套装置校准一次阈值
光照、相机和垫料都会影响运动信号。用自己装置拍的 3–5 段视频人工打分,在 App 里试几个阈值(结果会立即更新)对照,选一致性最好的阈值,用于之后的所有动物。
