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阿尔茨海默症行为学“金标准”— 水迷宫之统计分析篇

阿尔茨海默症行为学“金标准”— 水迷宫之统计分析篇

 

水迷宫可统计的项目非常多,表征的记忆指标也十分丰富,废话不多说,容我逐一道来。

 

这里以Jove上一篇文章中的结果作为例子,分组(具体什么转基因小鼠就不说了),前三个很常规,分别是对照组(阳性对照),AD组(阴性对照)和用药组,还有MA(Manual Acupuncture)组是针灸组,这个实验目的大概是看看针灸是不是能达到用药的效果。

 

图1. 水迷宫数据统计举例

图1. 水迷宫数据统计举例[1]

 

上图是水迷宫实验的标准展示方法,A图是平台可见期的找到平台的时间和游泳速度;B图展示的是动物学习找到平台的能力;C图是比较各个组跨越平台的次数和在原平台区域滞留的时间百分比。在上图的基础上我们再补充一些其他的可检测项目就得到了下表:

 

图2. 水迷宫统计数据汇总

图2. 水迷宫统计数据汇总

 

01 可见平台期实验中需要统计的数据包括:

从放小鼠入水到小鼠爬上平台所需时间(较重要,这个主要是检测动物的运动能力)

从放小鼠入水到小鼠爬上平台的路径长度(较重要,检测动物寻找平台的策略,特别是检测老年小鼠是否视力有问题)

小鼠游泳的游泳速度(重要,由前面两个数据相除得到)

 

需要关注的行为(用于排除部分无用小鼠数据):

✓ 小鼠漂浮不动的时间和次数

✓ 小鼠是否会爬上平台后跳下来

✓ 小鼠是否围绕水池边缘游泳并试图攀爬

 

02 隐藏平台实验中需要统计的数据包括:

从放小鼠入水到小鼠爬上平台所需时间(最重要,最核心的数据,因为有分组和时间两个维度,需要用到Two-Way Anova进行统计)

从放小鼠入水到小鼠爬上平台的路径长度(同样也是动物的搜索策略问题)

小鼠游泳的游泳速度(同可见平台期)

在整个过程中小鼠与平台中心的距离之和(另一种判断学习能力的方法,比较少见)

小鼠刚入水后的第一次向中心游动时的方向与起点-平台直线的夹角(这个就更少了)

 

在这里可以根据前人的研究发现,水迷宫平台隐藏期的寻找平台的所需时间、路径长度以及与平台的距离三者之间是高度相关的。而首次游动方向则与前三者相关性较弱,因此一般我们在文章中最多只需要列出前三个数据就可以说明问题了。

 

图3. 平台隐藏期数据相关性

图3. 平台隐藏期数据相关性[2]

 

03 无平台探索期实验中所需统计的数据:

小鼠在每个象限停留的时间

小鼠在每个象限的路径长度

小鼠与原平台位置的平均距离

小鼠第一次到达原平台位置的时间和路径长度

小鼠穿过原平台位置的次数

 

需要提醒同学们注意的是,像隐藏平台期的实验,首先每只小鼠每天有n个Trials,而每个分组又有m只动物,在这里,我们一般会将每只小鼠的当天的n个Trial取平均值,然后再用这个平均值加入到该分组小鼠的当天数据统计之中,于是一组动物就获得了一个带误差线的数据点。但这其实是损失了不少信息的。举个例子,如果一只动物在连续几天的Trials中都表现为第一个Trial寻找平台困难,而在当天接下来的Trails中却很快学会寻找平台,那么有可能这只动物存在长期记忆的问题,但是短期记忆保持完好,如果我们只统计当天的平均值,那么这个信息就丢失了。所以除了数据统计分析以外,细心的观察也是很重要的。

 

大至上水迷宫统计的数据就是以上这些,其实最关键的还是视频拍摄效果的到位,和分析软件功能的完善,其实前者更重要,分析软件的话比较有名的有Ethovision XT和Any-Maze,其余像Smart,AniLab以及上海欣软开发的也都不错。

 

 

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