一种大鼠社交行为学采集装置的研制文献综述

文献综述

本课题的现状及发展趋势：

社交行为，一直是动物行为的一个重要研究方面，对于评估动物心理状态，研究心理疾病和分析动物社交障碍的成因具有重要意义。目前对大鼠的研究评估，主要有四类：1）行为学模型评价；2）脏器指数；3）因子分析评价；4）基于代谢组学模型评价。其中，行为学模型评价主要有糖水偏爱实验、高架十字迷宫实验、明暗箱实验和矿场实验等。^[1-2]

旷场试验是本次课题研究主要进行的实验。目前本课题研究中比较常用的动物社交行为箱主要包括配套箱体设备、视频采集系统（采集卡、摄像机）及视频分析系统等。应用此设备，完成啮齿动物社交行为的评估，最常用于评估自闭症行为及社交障碍。通过软件计算动物接近某个钢丝球的时间、接触次数等指标，来评估动物的社交行为能力。此外，动物行为视频分析系统还可用于评估动物自发活动、学习记忆能力、抑郁焦虑水平等等。

一般来说，旷场箱是一个无顶部长方体，内部四壁及底面涂成黑色，并且底部用白线划出25个正方形小格。在评估动物社交行为时，常见的参数有：1）中间格停留时间；2）水平穿越格数（水平运动）；3）直立次数（垂直运动）^[8]。目前，比较先进的实验箱，能够记录如运动距离、运动速度、实验时间等通用指标；各区域运动路程、逗留时间、首次进入时间、进入次数、最短访问时间、最长访问时间、进入前总路程、首次离开时间等区域指标；首次交互潜伏期、交互次数、接触时间、交互持续时间、与目标动物最大（小）接触距离、轨迹图等特色指标。

行为学研究中，模拟人在竞争激烈的社会环境中因饮食不节、作息不规律、精神压力过大、社交失败所致的心理亚健康状态，采用非躯体复合因素即空瓶应激、旁观电击应激、饮食不节应激、昼夜不分应激、社交失败应激等建立心理亚健康大鼠模型，用以研究不同心理状态下的大鼠社交行为。^[1]

本课题的价值：

动物社交行为，作为评估动物心理状态的重要观察依据，一直是动物行为学研究的重点，而其中，社交行为的采集与记录是研究的关键。传统的行为学采集与记录主要通过人工的方法，但随着计算机技术的发展，视频检测与计算机视觉算法越来越多的被用到行为学采集中来，设计一个基于计算机视觉的大鼠社交行为采集装置能够给研究提供更多便利。本课题研制的采集装置的核心是移动目标追踪，移动目标的检测与追踪一直是计算机视觉领域的研究热点之一，在诸多领域有着广泛的应用。