Morris水迷宫实验的数据统计分析应该如何去做?
Morris⽔迷宫实验的数据统计分析应该如何去做?
Morris⽔迷宫不仅⽤于研究与空间学习记忆相关的脑区功能评价,被⼴泛应⽤于学习记忆、⽼年痴呆、海马/外海马研究、智⼒与衰⽼、新药开发/筛选/评价、药理学、毒理学、预防医学、神经⽣物学、动物⼼理学及⾏为⽣物学等多个学科的科学研究和计算机辅助教学等领域,在世界上已经得到⼴泛地认可,是医学院校开展⾏为学研究尤其是学习与记忆研究的⾸选经典实验。
⽔迷宫可统计的项⽬⾮常多,表征的记忆指标也⼗分丰富,废话不多说,容我逐⼀道来。
这⾥以Jove上⼀篇⽂章中的结果作为例⼦,分组(具体什么转基因⼩⿏就不说了),前三个很常规,分别是对照组(阳性对照),AD组(阴性对照)和⽤药组,还有MA(Manual Acupuncture)组是针灸组,这个实验⽬的⼤概是看看针灸是不是能达到⽤药的效果。
图1. ⽔迷宫数据统计举例[1]
上图是⽔迷宫实验的标准展⽰⽅法,A图是平台可见期的到平台的时间和游泳速度;B图展⽰的是动物学习到平台的能⼒;C图是⽐较各个组跨越平台的次数和在原平台区域滞留的时间百分⽐。在上图的基础上我们再补充⼀些其他的
的能⼒;C图是⽐较各个组跨越平台的次数和在原平台区域滞留的时间百分⽐。在上图的基础上我们再补充⼀些其他的可检测项⽬就得到了下表:
图2. ⽔迷宫统计数据汇总
01 可见平台期实验中需要统计的数据包括:
☑从放⼩⿏⼊⽔到⼩⿏爬上平台所需时间(较重要,这个主要是检测动物的运动能⼒)如何做数据分析
☑从放⼩⿏⼊⽔到⼩⿏爬上平台的路径长度(较重要,检测动物寻平台的策略,特别是检测⽼年⼩⿏是否视⼒有问题)
☑⼩⿏游泳的游泳速度(重要,由前⾯两个数据相除得到)
需要关注的⾏为(⽤于排除部分⽆⽤⼩⿏数据):
✓⼩⿏漂浮不动的时间和次数
✓⼩⿏是否会爬上平台后跳下来
✓⼩⿏是否围绕⽔池边缘游泳并试图攀爬
02 隐藏平台实验中需要统计的数据包括:
☑从放⼩⿏⼊⽔到⼩⿏爬上平台所需时间(最重要,最核⼼的数据,因为有分组和时间两个维度,需要⽤到Two-Way Anova进⾏统计)
☑从放⼩⿏⼊⽔到⼩⿏爬上平台的路径长度(同样也是动物的搜索策略问题)
☑⼩⿏游泳的游泳速度(同可见平台期)
☑在整个过程中⼩⿏与平台中⼼的距离之和(另⼀种判断学习能⼒的⽅法,⽐较少见)
☑⼩⿏刚⼊⽔后的第⼀次向中⼼游动时的⽅向与起点-平台直线的夹⾓(这个就更少了)
在这⾥可以根据前⼈的研究发现,⽔迷宫平台隐藏期的寻平台的所需时间、路径长度以及与平台的距离三者之间是⾼
在这⾥可以根据前⼈的研究发现,⽔迷宫平台隐藏期的寻平台的所需时间、路径长度以及与平台的距离三者之间是⾼度相关的。⽽⾸次游动⽅向则与前三者相关性较弱,因此⼀般我们在⽂章中最多只需要列出前三个数据就可以说明问题了。
图3. 平台隐藏期数据相关性[2]
03 ⽆平台探索期实验中所需统计的数据:
☑⼩⿏在每个象限停留的时间
☑⼩⿏在每个象限的路径长度
☑⼩⿏与原平台位置的平均距离
☑⼩⿏第⼀次到达原平台位置的时间和路径长度
☑⼩⿏穿过原平台位置的次数
需要提醒同学们注意的是,像隐藏平台期的实验,⾸先每只⼩⿏每天有n个Trials,⽽每个分组⼜有m只动物,在这⾥,我们⼀般会将每只⼩⿏的当天的n个Trial取平均值,然后再⽤这个平均值加⼊到该分组⼩⿏的当天数据统计之中,于是⼀组动物就获得了⼀个带误差线的数据点。但这其实是损失了不少信息的。举个例⼦,如果⼀只动物在连续⼏天的Trials中都表现为第⼀个Trial寻平台困难,⽽在当天接下来的Trails中却很快学会寻平台,那么有可能这只动物存在长期记忆的问题,但是短期记忆保持完好,如果我们只统计当天的平均值,那么这个信息就丢失了。所以除了数据统计分析以外,细⼼的观察也是很重要的。
⼤⾄上⽔迷宫统计的数据就是以上这些,其实最关键的还是视频拍摄效果的到位,和分析软件功能的完善,其实前者更重要,分析软件的话⽐较有名的有Ethovision XT及VisuTrack,其余像Smart以及上海欣软开发的也都不错。
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