悬尾实验
悬尾实验(Steru 等,1985)测量小鼠被倒挂时保持不动的时间,作为“行为绝望”的指标,常用于抗抑郁药筛选。RodentLimb 还会标记爬尾,并估计后肢抱握(Guyenet 等,2010)。
拍摄
从正面或背面拍摄,保证两只后爪可见,从悬挂开始录制。标准时长 6 分钟。见拍摄要点。
不动如何判定
- 运动量。 每一帧计算四只爪和鼻尖的平均速度(体长/秒)。为避免个别错误检测主导结果,每个点的速度上限为 5 BL/s,且五个点中至少需要两个。尾根位于悬挂点,不参与计算。随后对该信号做平滑(“运动平滑”)。
- 不动帧。 运动量低于运动阈值的帧。
- 不动时段。 连续不动帧持续不短于最短不动时长才计为不动;更短的停顿不计。
- 分析窗口。 在分析窗口内累计不动时间,默认 120–360 秒(第 2–6 分钟),因为几乎所有小鼠在前两分钟都会挣扎(Can 等,2012)。视频短于窗口时改为分析整段视频,并给出提示。
姿态不足的帧不计为不动;“姿态覆盖率”说明了这类帧有多少。
爬尾
鼻尖到尾根的距离小于爬尾判定比例 × 体长时,该帧计为爬尾。结果给出窗口内的爬尾比例。许多方案会排除爬尾超过 20% 的动物,出现这种情况时 App 会提示。
后肢抱握(估计)
在最初的抱握评估时长内(默认 10 秒),测量每只后爪到身体轴线(尾根 → 鼻尖)的横向距离(体长):
- 小于“部分抱握距离”(0.25 BL)= 向中线收拢;
- 小于“完全抱握距离”(0.10 BL)= 完全抱握。
评分参照 Guyenet 等(2010):0 两只爪收拢时间都不超过 50%;1 一只爪收拢超过 50%;2 两只爪部分收拢均超过 50%;3 两只爪完全抱握均超过 50%。
WARNING
这是对目测评分的自动近似,请在视频上确认,尤其是 1–2 分。
指标
| 指标 | 单位 | 定义 |
|---|---|---|
| 不动时间 | 秒 | 窗口内处于不动时段的时间 |
| 不动比例 | % | 不动时间 ÷ 窗口长度 × 100 |
| 首次不动潜伏期 | 秒 | 第一个合格不动时段的起点(从视频开始计) |
| 不动次数 | 次 | 与窗口重叠的不动时段数 |
| 平均 / 最长不动时长 | 秒 | 窗口内不动时段的时长 |
| 分析窗口 | 秒 | 实际分析的长度 |
| 爬尾比例 | % | 窗口内爬尾帧 ÷ 有姿态的帧 |
| 抱握评分(估计) | 0–3 | 见上 |
| 左 / 右后爪靠近中线 | % | 抱握评估时间内该爪收拢的比例 |
| 后爪间距 | BL | 窗口内两只后爪的平均距离 |
| 姿态覆盖率 | % | 窗口内能计算运动量的帧比例 |
图表:带不动阴影的运动曲线,以及每分钟不动时间。
参数
| 参数 | 默认值 | 作用 |
|---|---|---|
| 窗口起点 / 终点 | 120 / 360 秒 | 统计的时间段 |
| 运动阈值 | 0.25 BL/s | 呼吸或颤抖被判为挣扎时调高;被动摆动被判为不动时调低 |
| 最短不动时长 | 1.0 秒 | 计为不动的最短停顿 |
| 运动平滑 | 0.25 秒 | 运动量的滑动平均窗口 |
| 抱握评估时长 | 10 秒 | 从视频开始计 |
| 部分 / 完全抱握距离 | 0.25 / 0.10 BL | 爪到中线的阈值 |
| 爬尾判定比例 | 0.5 BL | 鼻尖到尾根的距离小于该值计为爬尾 |
如何确定阈值
打开几段视频,在“回放”中以 2 倍速播放,对比“不动 / 挣扎”标签与你自己的判断。为整个研究确定一个值,然后用“应用到所有记录”。
