新物体识别:平衡物体与侧别,逐秒定义探索

用熟悉阶段和延迟测试记录新旧物体探索时间,控制物体偏好、侧偏与低探索造成的假性差异。

01本篇适用条件

仅用于已获批、能安全自由探索的小鼠行为研究,不需禁食或奖励。本例箱体 40×40 cm、10 分钟环境适应、10 分钟物体熟悉、间隔 60 分钟及 5 分钟测试是教学方案,必须经本模型预实验验证;不能视作所有记忆实验的标准延迟。视嗅觉、运动能力、物体固有偏好与重复测试都会影响结果。

02实验原理

熟悉阶段摆两个同型 A 物体,测试阶段以一个新 B 替换其中一个。探索定义为鼻部朝向物体并在预定义距离内嗅探或接触,不包括靠坐、攀爬或路过。辨别指数 DI=(TN−TF)/(TN+TF),TN/TF 是新/熟悉物体探索秒数,必须同时报告总探索。

03安全与适用范围

仅供已完成设施准入、相关技能培训且纳入有效伦理批准的人员执行。先核对动物状态、操作范围与批准版本;出现疼痛、受伤、呼吸或活动异常时停止测定并依获批福利路径联系兽医。体重、肿瘤负担及行为触发条件填入本项目获批值,不采用本页数字作为通用人道终点。优先福利,不能为补齐数据延迟处置。

04材料与仪器

  • 可清洁、防逃的探索箱、稳定且不可吞咽的 A/B 物体与同型备件。
  • 固定摄像系统、场图、计时/事件标注工具和中性文件 ID。
  • 物体/侧别平衡表、盲态评分定义及设施认可清洁用品。

05配液与用量

物品/设置教学准备验收
探索箱40×40 cm;围壁经防逃评估无异味、反光和锐边
物体 A/B至少同型 A 两件、B 一件及清洁备件大小相近、稳固、不易攀爬倒伏
摆放图左右对称,示例距后壁 10 cm实际坐标固定并拍照
探索判定鼻朝物体,示例 2 cm 内用录像标尺验证距离规则

06时间安排

教学阶段时间记录
第 1 天空箱适应 10 min 示例实际暴露与活动状态
第 2 天熟悉两件 A,10 min 示例各侧探索时间
保持间隔回原笼 60 min 示例每只实际间隔
测试一件 A/一件 B,5 min 示例新旧探索逐段事件
每阶段之后回笼、清洁与完全干燥物体 ID、位置和偏离

07开始前的准备

用独立合规预实验验证 A/B 无明显固有偏好、不会倒伏或伤害动物,规定最低总探索与强侧偏处理〔项目验证值〕。平衡新物体身份及替换左/右侧,不能所有处理组总在右边遇到 B。固定 A 是否使用同型清洁副本,避免依赖气味残留识别。

新物体识别的四种示例物体

新物体识别的四种示例物体。用于对应物体与场地布局;原文时程仅为来源示例。 所有原图panel、坐标与图例均保留。

Lueptow 2017, Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice, Figure 1JoVE 2017版权所有;公开PMC教学图摘录,未声明开放再利用许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗
新物体识别适应、训练和测试的布局与时间线

新物体识别适应、训练和测试的布局与时间线。用于对应物体与场地布局;原文时程仅为来源示例。 所有原图panel、坐标与图例均保留。

Lueptow 2017, Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice, Figure 2JoVE 2017版权所有;公开PMC教学图摘录,未声明开放再利用许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗

08逐步操作

  1. 核对动物身份、健康、既往物体/箱体经历与获批排程;感官或运动缺陷按预设规则处理,不根据结果临时排除。
  2. 固定相机、照明与箱内坐标,试录确认物体附近鼻部动作可见;标定 2 cm 示例距离,不用不明像素阈值直接评分。
  3. 将物体固定到经验证位置,检查稳定、无小零件及尖角;不能正式测到一半更换为更容易探索的物体。
  4. 第 1 天按计划进行空箱适应,保持转移和环境一致;记录实际时长、异常及任何中断。
  5. 第 2 天在固定位置摆两件同型 A,温和转移并从统一起点记录熟悉阶段,按本例观察 10 分钟,不人为引导接近。
  6. 按盲态规则记录左右探索时间和靠坐/攀爬;低探索或强侧偏标记待按预设标准评估,不能靠延长一次时间“补足”。
  7. 将动物安全送回原笼,记录熟悉结束与测试开始的实际时间;本例间隔 60 分钟,顺序安排应避免不同组间隔系统不同。
  8. 按平衡表将一侧替换为 B,另一侧使用预定同型熟悉 A;两者按同一清洁方法处理,位置与方向按场图固定。
  9. 录像本例测试 5 分钟,记录异常与实际时长;物体倒伏或健康异常按预设规则终止,不扶正后假装连续一次。
  10. 在隐藏组别的视频中逐段标记鼻部朝向且满足距离的探索,求 TN 与 TF;路过、攀坐和背对接触不计入,保留事件起止时间。
  11. 纯教学:TN=30 s、TF=20 s,则总探索 50 s,DI=10/50=0.20,新物体偏好=30/50×100%=60%。这些不是参考正常值。
  12. 分母为零时不可计算,低于项目标准则依计划报告;动物是分析单位,不将多段嗅探当独立重复。报告箱体、物体、位置、延迟、定义和缺失原因。

09结果判断与质控

得到熟悉与测试两阶段探索原始事件、物体/侧别平衡表和每只 DI。正 DI 表示本次对新物体探索更多,但不能单凭正负诊断记忆;总探索、侧偏、物体偏好及环境需要共同审查,示例 0.20 不代表正常阈值。

新物体识别区分指数的剂量相关结果示例

新物体识别区分指数的剂量相关结果示例。仅解释已发表结果、区分指数和混杂因素;不从图中引入给药或其他干预步骤。 所有原图panel、坐标与图例均保留。

Lueptow 2017, Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice, Figure 3原文第三方转载图:Lueptow et al. 2016 / Springer Science and Business Media;未声明CC许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗
新物体识别不同记忆阶段的区分指数结果示例

新物体识别不同记忆阶段的区分指数结果示例。仅解释已发表结果、区分指数和混杂因素;不从图中引入给药或其他干预步骤。 所有原图panel、坐标与图例均保留。

Lueptow 2017, Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice, Figure 4原文第三方转载图:Lueptow et al. 2016 / Springer Science and Business Media;未声明CC许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗
小鼠品系和保持间隔对新物体区分指数的影响

小鼠品系和保持间隔对新物体区分指数的影响。仅解释已发表结果、区分指数和混杂因素;不从图中引入给药或其他干预步骤。 所有原图panel、坐标与图例均保留。

Lueptow 2017, Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice, Figure 5原文第三方转载图:Şık et al. 2003 / Elsevier;未声明CC许可查看技术来源 ↗点击图片查看原图 ↗

10实验记录模板

动物/视频 ID阶段/物体左右 ID实际起止/间隔左/右探索 sTN/TF/总探索 sDI/偏好 %有效性依据/异常评分者
〔填写〕〔填写〕〔填写〕〔逐段求和〕〔计算〕〔计算/不可算〕〔预设条款〕〔填写〕

11常见问题与排错

总是偏向一侧

检查照度、摄像机影子、摆放及熟悉阶段侧偏;按预设规则解释并报告,不能测试后把“新物体”身份换边。

动物爬到物体上不下来

说明物体设计或判定不合适,保留原片与无效原因,后续先验证新物体再改方案。

TN/TF 都很小但 DI 很大

小分母导致不稳定,按预设最低探索规则处理;不只报告比值隐藏原始秒数。

12参考资料

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做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。