2008拒12月6首都医科大学学报JounrDec．2008No．第29卷第期alofCapitalMedicalUniversity29VOI．6技术方法EthoVisio刘玉军n一种帕金森病动物模型行为检测方法徐群渊张进禄陈庆友鲁强(首都医科大学北京神经科学研究所)EthoVisio2．n系统(影像行为轨迹分析系统，，Version上可用硬盘空问；操作系统Window221s982000、或XP。3Noldus公司)由摄录机计算机和图像采集分析1，图像采集轨迹追踪和数据分析、．软件构成(图)。将摄像头安装在动物活动区域的设计实验EthoVisio，、上方或正前方由实验人员设定圆形长方形十字形、或T字形等各种形状观察区域实验人员将摄取动物，，n使用Workspa。ee(工作组)来记录一组活动图像传人计算机计算机以每影像信号数字化。30次／s的速度将一实验建立实验文件首先创建新工作组并输入名。记录一个或几个动物在、、个或多、称。若以前已建立工作组选择打开即可Experimen在工作组。个区域内在不同时刻的位置速度停留时间运动轨迹和运动距离等参数。下创建Newt(新实验)并输入名称然后对，配置软件可以自动将这些参。实验进行基本设置：对实验内容进行大致描述将被追踪的实验动物和观察区域命名确定每个观察区域，数分类统计得到动物活动情况报告内实验动物的数量2．。2观察区域选择与限定Arena▲◆}：I{一—¨■●-一●■——_昌；…◆●揍8皇蠹型锺随璺豳除◆PC在实验菜单栏中选择Definition(区域限定)此时会出现，一个视频来源选择框o。如果使用的，霪围是摄录机可在VideSource中选择Picolo如果使用的，是以选择一MPEGDigital格式保存于电脑或硬盘的影像文件则可videofile，s。选择视频来源后系统会产生，幅背景图像用做限定区域与校准区域kgroAredSo。如果不满Refres图1Fig．EthoVision分析系统示意图n意背景图像可以在视图菜单中选择Bach1EthoVisio¨引SystemMapunurce(更新背景)在实验区域菜单中选，本文以啮齿类，及灵长类PD动物模型的行为学，择na—AddAr，ena(添加区域)并取名界定观察空，检测为例报道本研究摸索出的具体操作步骤供同行问的范围选择不同的绘图工具依照实际的背景图，参考1。像勾勒出ArenaArena、。本系统可以在。一次实验中设置多个实验场地观察用笼具及实验仪器设备的要求、最多16个n同时根据实验需要可以设定限定)。i区(DefitionZone理想的实验场地：空间较大无噪音无其他人员、、2．3校准界面走动自然光充足、。笼具四壁及底部颜色应与实验动，因为EthoVision使用像素来记录两点的距离所，物本身体颜色有明显区别以利于计算机灰白度的处理如有必要可将实验动物身体着色或涂抹荧光染，以应用时需把它转化成实际的距离此时要较准，(Calibrate)界面，。在区域菜单中选择XCalibrateArena料。数码摄录机推荐使用XCCD彩色摄像机分辨率在，(校准区域)通过添加，和Y的空问长度(根据实际。340240像素以上。充足的录影带或刻录盘利于大，观察笼具尺寸而定)以此量化动物的活动情况2．量实验动物活动图像资料的贮存应保持照明设备照明度恒定MHz。4运行测试计算机系统配置要求：CPU奔腾m一500Trac在菜单中选择kAcquireData(获得数据)选择，或更高；内存128MB或更高；硬盘空间1，GB以即观察动物实验中的运动轨迹记录一。在c0Track基金项目：北京市自然科学基金(7062008)资助项目NatureScienceFundationofBeijing(7062008)Supportedby菜单中可进步选择：实验记录(Trial，Proto1)用于设置每次实验的时问及图像采样率实验进程(Trial第6期刘玉军等：EthoVision一种帕金森病动物模型行为检测方法789Processing)用于设置追踪方法Sealing，。系统存在两种方法，这种方法通常在背景图像比较杂乱部分图像与、灰度识别法(Grey，)根据背景图像与目标的亮目标灰度比较接近的条件下使用Variable。选择追踪方法后Detec，度不同识别目标通常在背景图像灰度比较均匀且与目标灰度有明显差别时选择(Subtruc。调节观察动物和观察背景的灰度值(Updates，tio一n目标提取法)把观察对象的灰度值与背景的灰度值进。tion)在实验开始前摄取，一幅不包括目标的步区别开来(图2)灰度值可调节范围为，0～255随着数值背景图像实验开始后放人目标用实时采集的图像，，的增大灰度加深完成上述操作后进入轨迹追踪过程。减去背景图像得到目标。图2Fig．动物在实验中的轨迹记录情况An2imalstracksintheexperiment2．5数据分析地检测发现，，Ethovision系统可以对模型的大体运动，在实验菜单中选择分析的数据后根据具体实验目的添加观察指标系统将会输出结果可将分析的，，活动情况做定量分析可以检测模型疾病的进程使，帕金森病研究上了3一个新的台阶。结果保存每，一步实验操作将自动保存为，EthoVisionn默认的格式文件实验者随时可以使用找已经保存的文件做进3一EthoVisio查[1]参考文献霍洁鲁强孙晓红等大鼠苍白球炎症反应后黑质铁，步分析。，，．讨论代谢的改变[J]中国组织工程研究与临床康复．，2007，11：14891496．建立稳定且科学的PD动物模型尤其是灵长类帕。[2]Zhangi啊esu’J，GashD’，BingGiroan．Intrapallidallipopolysaeeharide金森模型必须进行准确的行为学检测尽管目前对、etlontanincreasesnandferritinceslevelsingiladeficoftherat啮齿类模型的行为学检测已经有自主活动计数游泳bstiaienigra，d，induh)eo．motorits[J]．实验((gridteswsimtest)爬杆实验(pole、test)和悬挂实验。Neurosence2005rwan135：829838t)等多种方法对动物大体仍缺少评价，以，[3]Chrisetecllel，EraBsca，St6phasuseneGr，eta1．Comparistoonof往在灵长类模型的行为学评价中采用的评价量表∽、ightlinicaltingisledfotheassessmenfMPTP尽管数量众多应用广泛人们对动物模型的评价还，indueNeedieparkinsonmin，theMacaquemonkey[J]07．J始终限于主观评价水平扰。本文介绍的，Ethovision系统uroscneeMethods200096：71_76，．利用影像学记录和定量分析去除了人为因素的干。(收稿日期：200711)本研究通过对啮齿类和灵长类帕金森模型的实