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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。

运动指数与僵直

一段模拟线索测试视频(CS 在 120 s 和 210 s)的运动指数,以及在 5 % 阈值、1 s 最短时长下检测到的僵直片段。真实值与 App:CS 期僵直 83.3 % vs 83.0 %,僵直片段都是 6 个。

“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。