常見問(wèn)題解答：CatWalk XT介紹與使用技巧
動(dòng)物步態(tài)分析系統(tǒng)(CatWalk XT)是一種用于定量分析大鼠、小鼠和其他小型哺乳動(dòng)物步態(tài)和運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。
當(dāng)動(dòng)物進(jìn)入玻璃走道后，爪子接觸玻璃時(shí)，折射率會(huì)發(fā)生變化，玻璃底部會(huì)發(fā)光。高速攝影機(jī)捕捉這些發(fā)光的爪印。然后，軟件對(duì)步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、量化和視覺(jué)化。這使您可以進(jìn)行高質(zhì)量的步態(tài)和運(yùn)動(dòng)研究。
在動(dòng)物步態(tài)分析系統(tǒng)中，腳掌實(shí)際接觸玻璃的地方腳印被照亮。動(dòng)物與玻璃板接觸的區(qū)域之外的玻璃板內(nèi)部，綠色LED光線會(huì)在玻璃中發(fā)生反射。 爪子碰到玻璃的地方，光線在相反的一側(cè)折射。 位于玻璃板下方的高速彩色攝像機(jī)捕獲了這些照明區(qū)域，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到運(yùn)行動(dòng)物步態(tài)分析系統(tǒng)(CatWalk XT)的計(jì)算機(jī)中。
應(yīng)該選擇哪些參數(shù)？
若您初次接觸CatWalk XT，其參數(shù)菜單可能顯得繁雜難懂。由于CatWalk XT能生成大量步態(tài)參數(shù)，因此務(wù)必考慮哪些參數(shù)與您的模型相關(guān)。
一套可靠的跨模型初始參數(shù)集包括跑步速度、站立時(shí)間、擺動(dòng)速度、步幅長(zhǎng)度、規(guī)律性指數(shù)（RI）和最大接觸面積。在此基礎(chǔ)上，您可以根據(jù)需要添加特定模型的測(cè)量指標(biāo)。
在Timotius等人的論文中，您可以了解哪些參數(shù)在創(chuàng)傷性腦損傷、中風(fēng)、坐骨神經(jīng)損傷、脊髓損傷、帕金森病和共濟(jì)失調(diào)中持續(xù)發(fā)生變化。閱讀全文以獲取更多完整信息。
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應(yīng)該如何配置檢測(cè)設(shè)定？
我們推薦您將檢測(cè)設(shè)置視為實(shí)驗(yàn)特定的參數(shù)，而不是設(shè)置好就不用管的一次性設(shè)置。首先使用相機(jī)增益（camera gain）和強(qiáng)度閾值（intensity threshold）的自動(dòng)配置，建立一個(gè)合理的基線。接下來(lái)，在實(shí)時(shí)觀察爪印輪廓的同時(shí)，手動(dòng)進(jìn)行微調(diào)。
設(shè)置這些值時(shí)，請(qǐng)使用各處理組體重平均的動(dòng)物。這樣可以確保爪印具有代表性和可比性。由于檢測(cè)性能與體重相關(guān)，相同的設(shè)置通常可以適應(yīng)組間差異。
在縱向研究中，如果動(dòng)物體重顯著增長(zhǎng)（例如從100克增長(zhǎng)到500克），則應(yīng)在更高的體重下創(chuàng)建一套新的檢測(cè)設(shè)置，以保持爪印的準(zhǔn)確性。最后，避免比較不同設(shè)置或時(shí)間點(diǎn)的強(qiáng)度變量。對(duì)于強(qiáng)度，應(yīng)使用動(dòng)物自身進(jìn)行比較，例如患側(cè)爪與對(duì)側(cè)爪，以避免混淆結(jié)果。
如何激勵(lì)動(dòng)物順利行走？
平穩(wěn)、自發(fā)的穿越行為源于低壓力和明確的動(dòng)機(jī)。首先要讓動(dòng)物習(xí)慣輕柔的撫摸和測(cè)試環(huán)境。當(dāng)通道對(duì)動(dòng)物不再充滿威脅，而是熟悉時(shí)，它們會(huì)更容易主動(dòng)奔跑。
保持動(dòng)作緩慢，并確保環(huán)境可預(yù)測(cè)。低沉、穩(wěn)定的背景音可以掩蓋可能干擾奔跑的噪音。
社交激勵(lì)非常有效。一旦老鼠知道有出口，將籠友放入目標(biāo)箱中就能提供強(qiáng)大的、自然的激勵(lì)，促使它們無(wú)需強(qiáng)迫即可穿越。食物獎(jiǎng)勵(lì)很少能提高它們?cè)谛颅h(huán)境中的表現(xiàn)，反而會(huì)分散它們的注意力，因此最好不要使用。
避免任何強(qiáng)迫行為。不要推搡、驚嚇動(dòng)物或發(fā)出尖銳的噪音，并給予它們充足的時(shí)間自主發(fā)起行為。在早期訓(xùn)練中，等待大約20分鐘是可以接受的。保持通道的遮蔽，并與動(dòng)物保持視線水平，因?yàn)閺纳戏礁┮晻?huì)讓它們感到被威脅，從而阻礙它們的行動(dòng)。
我們推薦您將檢測(cè)設(shè)置視為實(shí)驗(yàn)特定的參數(shù)，而不是設(shè)置好就不用管的一次性設(shè)置。首先使用相機(jī)增益（camera gain）和強(qiáng)度閾值（intensity threshold）的自動(dòng)配置，建立一個(gè)合理的基線。接下來(lái)，在實(shí)時(shí)觀察爪印輪廓的同時(shí)，手動(dòng)進(jìn)行微調(diào)。
設(shè)置這些值時(shí)，請(qǐng)使用各處理組體重平均的動(dòng)物。這樣可以確保爪印具有代表性和可比性。由于檢測(cè)性能與體重相關(guān)，相同的設(shè)置通常可以適應(yīng)組間差異。
在縱向研究中，如果動(dòng)物體重顯著增長(zhǎng)（例如從100克增長(zhǎng)到500克），則應(yīng)在更高的體重下創(chuàng)建一套新的檢測(cè)設(shè)置，以保持爪印的準(zhǔn)確性。最后，避免比較不同設(shè)置或時(shí)間點(diǎn)的強(qiáng)度變量。對(duì)于強(qiáng)度，應(yīng)使用動(dòng)物自身進(jìn)行比較，例如患側(cè)爪與對(duì)側(cè)爪，以避免混淆結(jié)果。
如何激勵(lì)動(dòng)物順利行走？
平穩(wěn)、自發(fā)的穿越行為源于低壓力和明確的動(dòng)機(jī)。首先要讓動(dòng)物習(xí)慣輕柔的撫摸和測(cè)試環(huán)境。當(dāng)通道對(duì)動(dòng)物不再充滿威脅，而是熟悉時(shí)，它們會(huì)更容易主動(dòng)奔跑。
保持動(dòng)作緩慢，并確保環(huán)境可預(yù)測(cè)。低沉、穩(wěn)定的背景音可以掩蓋可能干擾奔跑的噪音。
社交激勵(lì)非常有效。一旦老鼠知道有出口，將籠友放入目標(biāo)箱中就能提供強(qiáng)大的、自然的激勵(lì)，促使它們無(wú)需強(qiáng)迫即可穿越。食物獎(jiǎng)勵(lì)很少能提高它們?cè)谛颅h(huán)境中的表現(xiàn)，反而會(huì)分散它們的注意力，因此最好不要使用。
避免任何強(qiáng)迫行為。不要推搡、驚嚇動(dòng)物或發(fā)出尖銳的噪音，并給予它們充足的時(shí)間自主發(fā)起行為。在早期訓(xùn)練中，等待大約20分鐘是可以接受的。保持通道的遮蔽，并與動(dòng)物保持視線水平，因?yàn)閺纳戏礁┮晻?huì)讓它們感到被威脅，從而阻礙它們的行動(dòng)。
如何清潔和維護(hù)？
氣味和污漬會(huì)影響動(dòng)物的行為并降低數(shù)據(jù)質(zhì)量，尤其是其他動(dòng)物的糞便和尿液。每次測(cè)試前，請(qǐng)使用酒精溶液或?qū)Ｓ貌Ａ鍧崉┣鍧嵶叩篮蛡?cè)壁，通常用少量醋也可以達(dá)到清潔效果。測(cè)試開始前，用軟布擦拭干凈所有清潔用品殘留物，因?yàn)檫@些氣味也會(huì)影響動(dòng)物的行為。
清潔后，請(qǐng)確保走道恢復(fù)到所需的寬度，因?yàn)閷挾茸兓瘯?huì)影響動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)。
如何獲得最佳數(shù)據(jù)？
通常情況下，在測(cè)試日之前進(jìn)行輕柔的照料可以降低動(dòng)物的應(yīng)激反應(yīng)。將動(dòng)物轉(zhuǎn)移到玻璃板上時(shí)要小心輕柔。保持房間安靜，避免突然的噪音。播放背景音樂(lè)有助于保持穩(wěn)定的移動(dòng)。
在弱光環(huán)境下進(jìn)行錄制。CatWalk XT在昏暗的環(huán)境下性能最佳。CatWalk XT不需要任何額外的室內(nèi)照明即可工作。因此，若需額外照明，請(qǐng)使用低亮度的光供操作員使用。
快速設(shè)置檢查清單
- 選擇適合您模型的核心參數(shù)集，例如運(yùn)行速度、站立時(shí)間、擺動(dòng)速度、步幅長(zhǎng)度、步態(tài)指數(shù)和最大接觸面積等；
- 自動(dòng)配置增益和閾值，再以平均體重的動(dòng)物進(jìn)行微調(diào)。若體重顯著變化，則創(chuàng)建新設(shè)置；
- 避免跨組強(qiáng)度比較，改用同組內(nèi)強(qiáng)度比較；
- 馴化動(dòng)物，使用同籠伙伴；
- 保持安靜，并在低光條件下記錄；
- 清掃走道和墻壁。
發(fā)布者：諾達(dá)思（北京）信息技術(shù)有限責(zé)任公司
聯(lián)系電話：010-84851148/84852246
E-mail：info-china@noldus.com
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標(biāo)簽：
動(dòng)物行為
動(dòng)物步態(tài)
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