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    基于精细的姿态动⼒学分析发现⾃闭症⼩⿏潜在的⾏为标记物

     

     

    Huang, K., Han, Y.,et al., 2021. Nature Communications.

     

     

     

    BehaviorAtlas系统创新性地整合了三维⾏为采集、层次化⾏为分解以及⾏为图谱构建技术，并在⾃闭症⼩⿏疾病模型上发现了潜在的刻板⾏为。

     

     

     

    ⾃闭症（Shank3B -/-）动物模型实验

    发现了Shank3B基因敲除⼩⿏存在⼀种新的亚秒级刻板⾏为⸺H u n c h i n g（驼背），这种⾏为与Rearing（站⽴）⾏为⼗分相似，仅靠⾁眼观察常被忽略。

     

     

     

    三维动物⾏为分析⽅法重新评估焦虑样⾏为

     

     

    Liu, N., Han, Y., et al., 2021.Biochemical and Biophysical Research Communications.

     

     

     

    使⽤传统⾏为学测量范式和BehaviorAtlas对焦虑模型⼩⿏的进⾏⾏为评估。

     

    对⽐发现，Behavior Atlas通过精确筛选焦虑相关⾏为，从⽽能够更好区分焦虑样⼩⿏与正常⼩⿏。

     

    此⽅法有望⽤于鉴定疾病的异常⾏为特征，并应⽤到焦虑症机制研究和抗焦虑药物的开发。

     

     

     

     

    结合⾃由移动双光⼦⽤于神经活动与⾏为的关联性研究

     

     

    Han, Y., Huang, K., Chen, K., et al., 2022. Neuroscience Bulletin.

     

    中科院深圳先进院脑所团队升级三维精细⾏为捕捉系统为MouseVenue3D，使其能够匹配由北京⼤学程和平院⼠团队开发的微型化双光⼦成像系统FHIRM-TPM2.0，同步记录⾃由运动⼩⿏的精细三维⾏为和神经元的荧光活动。

    MouseVenue3D结合FHIRM-TPM的演⽰

    同步记录圆形旷场中⾃由运动⼩⿏三维精细⾏为与其次级运动⽪层中数百个神经元⾃发活动，发现三维精细⾏为和对应神经活动模式在特征、神经⾏为状态模块和状态模块的时间转移⽅⾯均存在相关性，显⽰出三维精细⾏为对于理解⼤脑精细功能的重要性。

     

     

     

     

     

     

    ⽤于⻣钙素调控中枢神经系统机制的研究

     

     

    Qian Z., et.al., 2021. Science Advances.

     

     

     

    在OCN-/-⼩⿏的光反射实验中，利⽤瞳孔对光反射测量神经传导速度和神经髓鞘病变。

     

     

     

     

     

     

    快速眼动睡眠参与本能恐惧的神经机制的研究

     

     

    Tseng Y., et.al., 2022. Neuron.

     

     

     

    mSTN-CRH-LGP神经环路调控，快速眼动睡眠及清醒状态下对天敌刺激的响应。

     

     

     

     

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    旷场 Open Field Test

     

     

     

     

    旷场试验是⼀种⽤于评估运动、探索和焦虑的试验。测试基于受试动物对开放空间的先天反应。。

     

     

    趋触性（Thigmotaxis）常⻅于动物，如⼤⿏和⼩⿏。这种避开明亮且开放空间的⾏为被认为是⼀种进化适应性⾏为，可以在许多物种中观察到。

     

     

    旷场试验利⽤物种的这种恐惧来评估焦虑相关⾏为的不同⽅⾯。焦虑程度低的动物⽐焦虑程度⾼的动物更有可能探索开放场地的中⼼区域。⾼度焦虑的动物会表现出减少的运动和探索，更喜欢靠近露天场地的墙壁。

     

     

     

     

     

     

    基于精细的姿态动⼒学分析发现⾃闭症⼩⿏潜在的⾏为标记物

     

     

    Huang, K., Han, Y.,et al., 2021. Nature Communications.

     

     

     

    BehaviorAtlas系统创新性地整合了三维⾏为采集、层次化⾏为分解以及⾏为图谱构建技术，并在⾃闭症⼩⿏疾病模型上发现了潜在的刻板⾏为。

     

     

     

    ⾃闭症（Shank3B -/-）动物模型实验

    发现了Shank3B基因敲除⼩⿏存在⼀种新的亚秒级刻板⾏为⸺H u n c h i n g（驼背），这种⾏为与Rearing（站⽴）⾏为⼗分相似，仅靠⾁眼观察常被忽略。

     

     

    新物体识别

    Novel Object Recognition

     

     

     

     

    相较于熟悉的物体，啮⻮动物将花费更多时间探索新物体（R. A. Bevins & J. Besheer, 2006. Nature.）。

     

     

    在初始阶段，动物先接触熟悉的物体。接下来的测试中，动物会接触到同⼀个熟悉的物体和另⼀个新物体。

     

    预计动物会记住最初熟悉的物体，并花更多时间探索新对象。

     

    这项任务需要物体识别和记忆认知功能，这些能⼒可能会在突变株、神经退⾏性疾病模型或某些药物治疗后受到影响。

     

     

     

     

     

    三箱社交

    Three-chamber Sociability

     

     

     

     

     

    三箱社交是一种广泛使用的范式，用于量化啮齿动物的广义社交能力和社会新颖性。社会行为和社会认知的破坏是许多神经精神疾病（如精神分裂症、双相情感障碍）的特征，也是神经发育障碍（如自闭症）的明显症状。

     

    该装置是一个矩形盒子，分为三个腔室。分别模拟受试动物熟悉的环境和包含陌生对象的新环境。

     

     

    社会等级

    Social Hierarchy

     

     

     

     

     

    统治等级是动物社会的共同特征。有些个体会对其他个体表现得更占主导地位，这些互动会产生等级或地位顺序。

     

    小鼠中建立社会等级的最基本范式是管道优势试验（Tube Dominance Test）。在一系列试验中，更占主导地位的个体将迫使从属的个体撤退。

     

     

     

    本能恐惧

    Innate Fear

     

     

     

    使用顶部显示器播放一个不断扩大的暗盘，来模拟空中天敌迫近的画面（looming刺激），用于研究小鼠的视觉本能防御行为。

     

    该装置将一个圆筒旷场和一个狭长的通道（庇护所）连接起来，looming刺激作为一种威胁性的视觉刺激，会引起小鼠的本能恐惧情绪，激发小鼠的本能防御行为，比如冻结或逃跑样行为。

     

    通过BehaviorAtlas三维精细行为分析系统可以高精度地还原小鼠在视觉威胁刺激下的动态防御行为。

     

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