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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 ​

  1. 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”)。
  2. 不动帧。 运动量低于运动阈值的帧。
  3. 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。
  4. 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”。