AI动物行为学——强迫游泳的测试方案

AI大小鼠强迫游泳精细行为分析系统是通过AI赋能深度学习神经网络算法，结合云计算技术，能够快速追踪并分析动物的目标行为。其核心技术包括数据库、算法库、医学指标库等多个方面，这些技术共同构成了全自动化、智能化、高通量的动物精细行为智能检测平台。通过视频追踪与无线传感技术的结合，该系统能够实现对生物模式动物精细行为的检测，包括各种运动类、时间类等基础医学指标的捕获和分析。

一、设备和仪器

强迫游泳试验采用圆柱形水箱，其高度在25至50厘米之间，直径在10至30厘米之间，用于容纳啮齿动物。水箱中装满室温水，水位应防止受试动物用爪子或尾巴接触水箱底部，并防止其逃脱。

尽管可以进行现场评分，建议使用视频和跟踪软件来避免评分中的不准确性和差异。水箱足够明亮(可以在箱子里加入照明设置)以提高记录质量，并且可以使用白噪声发生器来掩盖可能影响受试动物表现的任何噪音。

二、训练方案

强迫游泳试验通过观察受试动物在压力环境中的行为，来评估其在抗抑郁药与假对照组中的抑郁状态。受试动物通常会表现出挣扎行为以逃离环境，但过一段时间后，它会自然达到行为绝望状态，即保持头部露出水面，仅做小幅移动。这种无助和静止状态在使用抗抑郁药和其他化合物后会有所减轻。

尽管应避免对动物施加外部压力，但该试验不需要或仅需要很少的动物预训练。将动物放入强迫游泳装置后，开始的挣扎紧接着行为绝望是它们的自然反应。

通常，测试时间为6分钟，整个测试过程被记录下来，并且通常通过分析测试过程中特定行为的准确持续时间来分析测试的一小部分。在典型的6分钟测试中，通常分析后4分钟。在前两分钟内，动物的行为通常非常活跃，其初步运动可能会掩盖的任何潜在效果。只有当对照小鼠达到绝望和行为绝望状态时，才能观察到的效果。

强迫游泳试验的水箱中装满清洁的室温水至适当高度。如果需要使用隔板，则在此时放入。受试动物在试验前30分钟（腹腔内或皮下注射）或60分钟（口服给药）接受试验物质。在将受试动物放入水箱之前开始视频录制。通过将受试动物的尾巴放入水箱中，将其放入水箱。在测试的后4分钟内对静止行为进行评分；这包括动物为保持漂浮而进行的短暂轻微活动。

6分钟测试结束后，停止录制，通过尾巴将受试动物从水箱中取出，用毛巾擦干，然后放在热灯下，再将其放回原笼中。

如果受试动物无法保持游泳和漂浮行为，则将其从水箱中取出，并从实验中排除。

数据分析

从强迫游泳试验中获得的数据通常通过显示动物执行不同行为所花费的时间来可视化。通过分析实验录像和秒表，可以获得动物游泳、攀爬、移动或静止所花费的时间。或者，可以使用时间抽样评分方法，将实验分为5秒间隔，并记录该间隔内动物的活动情况。对于该试验，一般意义上的移动行为包括除保持身体平衡和头部露出水面以外的任何行为。可以轻松地绘制和比较移动和静止时间，以了解干预组和假对照组之间的差异。

通过图表比较不同组动物静止或移动的时间，可以直观地看到抗抑郁药的效果。用生理盐水处理的动物应表现出静止时间增加和移动减少。相比之下，用抗抑郁药处理的动物应表现出静止时间减少和游泳及攀爬增加。用刺激运动活动的物质（如咖啡因）处理的对照动物应在整个测试过程中表现出活动增加。通常，每组10-15只动物足以使用单向或双向ANOVA、Dunnett事后检验或Bonferroni事后检验获得<0.05的p值。