大鼠運動行為的自動分析.pdf

1、實驗動物行為分析是高級中樞神經(jīng)功能研究的一項重要技術手段，不僅廣泛應用于神經(jīng)心理學、神經(jīng)藥理學等傳統(tǒng)領域，而且延伸到人工智能、仿生學、腦機接口等新興交叉研究領域。運動行為參數(shù)化描述是行為分析的基礎，因此建立動物行為自動分析方法對促進相關學科的發(fā)展具有重要意義。 根據(jù)運動行為分析的要求和大鼠行為的特點，本文提出混合高斯模型表征器-行為模型方法自動分析大鼠曠野實驗中的運動行為。 首先，應用數(shù)字圖像處理技術自動識別和跟蹤大鼠重

2、心位置，記錄曠野實驗中大鼠的時序運動軌跡；聯(lián)合使用穩(wěn)健LOWESS算法和RRM算法提取軌跡特征，并將軌跡劃分為靜止段和運動段兩個子行為。其次，用高斯混合模型表征法，識別“行進”、“逗留”以及“飛奔(Darting)”等基本行為單元，進而分析逗留段空間分布、Darting次數(shù)等評價大鼠曠野實驗的量化參數(shù)。最后應用隱馬爾科夫模型方法建立大鼠運動行為模型，用于描述不同狀態(tài)下的運動行為。 以睡眠剝奪對大鼠行為影響研究為例，對此方法進行了