高架十字迷宫实验视频分析系统

实验介绍

高架十字迷宫实验是非条件反射模型，以动物自发的恐惧样反应为行为学基础。它既可以建立焦虑应激的模型，也是国际上公认的经典测量焦虑反应的方法。已被广泛应用于大鼠和小鼠等啮齿类动物焦虑行为学的研究。

高架十字迷宫具有一对开臂和一对闭臂，啮齿类动物由于嗜暗性会倾向于在闭臂中活动，但出于好奇心和探究性又会在开臂中活动，在面对新奇刺激时，动物同时产生探究的冲动与恐惧，这就造成了探究与回避的冲突行为，从而产生焦虑心理。而抗焦虑药物能明显增加进入开臂的次数与时间，十字迷宫距离地面较高，相当于人站在峭壁上，使实验对象产生恐惧和不安心理。高架十字迷宫被广泛应用于新药开发/筛选/评价、药理学、毒理学、预防医学、神经生物学、动物心理学及行为生物学等多个学科的科学-研究和计算机辅助教学等领域，是开展行为学研究尤其是焦虑抑郁研究的经典实验。

实验装置

高架十字迷宫组件包括：高架硬件、USB采集卡、视频线、摄像机、摄像机支架、摄像机电源、软件光盘以及高架十字迷宫实验视频分析系统组成。

规格：大鼠尺寸：臂长：500 x臂宽100 x臂高300mm ；小鼠尺寸：臂长：300 x臂宽60 x臂高150mm；十字迷宫组件两条相对开放臂，和两条相对闭合臂及中央区连接而成，材质采用工业型材及高级医用有机板制作，接触面不反光，可使用酒精清洗除味。

实验原理

啮齿类动物具有探究新环境的习性，但是又厌恶强光和开阔地。就是利用啮齿类动物对新异环境的探究行为和对高悬着的开臂的恐惧形成的矛盾冲突状态，评价药物的抗焦虑或致焦虑作用。根据研究需要设计出了具有两个开臂和两个闭臂的十字迷宫，并将迷宫抬高借以增加动物进入开臂时的恐惧。高架十字迷宫是一个简单、快速、结果重复性好的焦虑检测模型，因此广泛应用于抗焦虑药物的研究与开发。

实验参数

分析动物的潜伏期、各个象限或区域的拜访次数、停留时间、目标象限搜寻所占百分比、移动距离、速度、区域间轮替等多种指标；

技术特点

1、动物运动轨迹跟踪系统适用于各种普通迷宫的视频分析软件，其中包括：旷场/高架/条件性位置偏好/T迷宫/Y迷宫/八臂迷宫/强迫游泳/悬尾/高架十字迷宫/巴恩斯迷宫等多个相同或不同的实验

2、软件可分析动物的潜伏期、各个象限或区域的拜访次数、停留时间、目标象限搜寻所占百分比、移动距离、速度、区域间轮替等多种指标；

3、统计动物对新物体，旧物体的拜访次数、停留时间，轨迹图、时序图、热区图；

4、软件具有权限管理功能，管理员分配用户账号，并管理用户权限；

5、观察区设置，中心定点绘制法方便绘制出任意形状的迷宫，观察区可以添加相应的标签，方便数据统计；

6、支持在线分析和离线分析两种方式，允许在一个实验中两种方式同时存在；

7、软件提供实时数据分析功能，实时显示动物的运动速度，快速运动、慢速运动、动物当前像素大小；

8、追踪方法：灰度法、静态背景、动态背景、简单模型、AI算法、鱼模型、颜色追踪、频率追踪、三点追踪等方案；

9、动物运动轨迹跟踪系统，扩展性非常高，一套软件可兼容以上所有实验，方便以后平台扩展升级，二次扩展软件不再产生费用；

10、配有顶部拍摄支架，与底部支架相对固定，上配有工业相机；

11、实验结果可导入到Excel，便于用户在Excel、SPSS、SAS等分析统计；

实验方法

实验开始时将小鼠从中央格面向闭合臂放入迷宫，记录5分钟内的活动情况。观察指标包括：开放臂进入次数(必须有两只前瓜进入臂内)，开放臂停留时间，闭合臂进入次数，闭合臂停留时间。计算开放臂停留时间比例，开放臂进入次数比例，高架十字迷宫中总进入次数。实验完成后将小鼠取出，将两臂清理干净，喷洒酒精除去气味，最后用动物行为学软件进行数据分析。

进入开放臂次数及停留时间与大鼠的焦虑情绪成负相关，进入开放臂次数越少，停留时间越短，说明老鼠的焦虑情绪越严重。