学术投稿

基于机器视觉的水迷宫测量分析自动化系统

李静;郭国祯;郭鹞;王丽娜;王晋

关键词:机器视觉, 水迷宫, 测量分析, 学习记忆能力, 记忆的方法, 空间学习和记忆, 动物, 心理学家, 空间学习记忆, 药理毒理, 神经科学, 神经功能, 设计合理, 认知能力, 平台, 目标, 空间认知, 空间定位, 记忆机制, 环境因素
摘要:学习和记忆是重要的高级神经功能,研究学习记忆是神经科学、心理学等学科的重要内容.检测学习记忆的方法很多,如Y型迷宫、Morris水迷宫方法等,主要用于测试动物(大小鼠等)对空间位置觉和方位觉的学习记忆能力,属于空间学习记忆和长期记忆.它是利用强迫动物游泳,在水中设置平台、盲端及出口,强迫动物寻找平台或出口的方法来实现的.英国心理学家Morris及其同事利用大鼠在盛有水和牛奶混悬的不透明水池中搜寻目标的方法,研究大鼠的学习记忆和空间定位以及认知能力,取得了令人瞩目的结果[1].这种装置构思巧妙,实验设计合理,方法简便,而且便于观察和记录动物入水后搜寻目标所需的时间,策略和轨迹等参数,从而可以分析和推断动物学习记忆和空间认知等方面的能力.该方法已经成为研究空间学习和记忆的标准模式[2,3],该方法不仅用于研究学习记忆机制或药理毒理,也广泛应用于研究环境因素如电磁辐射等对学习记忆的影响等[4].
中华行为医学与脑科学杂志相关文献
  • 坦度螺酮与丁螺环酮治疗广泛性焦虑症的临床对照研究

    本研究比较坦度螺酮和丁螺环酮治疗广泛性焦虑症的疗效及安全性.

    作者:李乐华;李凌江;陈晋东;陈晓岗;赵靖平;陈远光 刊期: 2005年第01期

  • 纳洛酮对血管性痴呆大鼠学习记忆能力的影响及其胆碱能机制

    目的研究阿片受体拮抗剂纳洛酮对血管性痴呆大鼠空间学习记忆能力的影响及其胆碱能机制.方法采用持久性结扎双侧颈总动脉方法制备血管性痴呆模型,随机分为假手术组、模型组和纳洛酮组.纳洛酮组手术后即连续7d腹腔注射纳洛酮.8周后用Morris水迷宫训练方法,比较三组大鼠的空间学习记忆能力的差异,观察纳洛酮对血管性痴呆大鼠空间学习记忆减退的防治作用.免疫组化和计算机图像分析技术定量检测CA1区CHAT表达.结果假手术组和纳洛酮组与模型组的实验大鼠相比,其Morris水迷宫隐匿平台逃避潜伏期明显缩短(P <0.01),前两组无显著性差异(P >0.05);空间探索实验穿越平台次数明显增加(P <0.01),前两组无显著性差异(P >0.05).可见平台实验逃避潜伏期三组间无显著性差异(P >0.05).CA1区CHAT表达的阳性单位数、灰度值模型组较假手术组减少(P <0.01);纳洛酮组与假手术组无明显差异(P >0.05).结论纳洛酮对血管性痴呆大鼠空间学习记忆减退有明显防治作用.其机制可能是与纳洛酮抑制CHAT活性降低或增加海马缺血后降低的CHAT活性有关.

    作者:郑先振;马光瑜;吴贤英 刊期: 2005年第01期

  • 急性心理应激对小鼠记忆的影响

    目的研究急性心理应激对小鼠学习记忆功能的影响.方法雄性昆明小鼠42只随机分成4组,即:八臂迷宫心理应激组(A)、八臂迷宫对照组(B)、Barnes迷宫心理应激组(C)、Barnes迷宫对照组(D),每组10只.旁观应激2d后,用放射状八臂迷宫和Barnes迷宫进行空间学习记忆能力的测试.结果 1.心理应激后小鼠完成八臂迷宫的时间[(527.4±95.15)s]较应激前[(362.20±70.61)s]延长,错误的臂数(6.70±3.34)较应激前增加,首错前连续正确的臂数(4.0±1.83)较应激前减少(P< 0. 01),与对照组比较也出现同样结果.2.心理应激后小鼠完成Barnes迷宫时间[(111.1±67.43)s]较应激前时间[(59.92±32.81)s]延长,错误的洞数(9.6±6.31)较应激前增加(P < 0. 01),对照组的比较也得到同样的结果.结论急性心理应激可以损伤小鼠的空间学习和工作记忆能力.

    作者:邹涛;程明;朱熊兆;姚树桥 刊期: 2005年第01期

  • 大鼠学习记忆能力与特定脑区某些氨基酸含量的相关性

    目的探讨不同学习记忆能力大鼠的不同脑区一些氨基酸含量的差异,以揭示学习记忆能力与特定脑区某些氨基酸含量的关系.方法 wistar大鼠在MG-2型三等分辐射式迷宫中进行学习记忆能力的检测后,根据学习记忆能力分为两组(学习记忆能力均好者为Ⅰ组;学习记忆能力均差者为Ⅱ组).将大鼠立即断头处死,分别测定大脑皮层、小脑、纹状体、海马、下丘脑五个脑区Asp、Glu、Ala、Gly、GABA、Tau的含量.结果学习记忆能力均差的大鼠与学习记忆能力均好的大鼠比较:海马、纹状体Asp含量显著降低(P<0.05);皮层、海马、纹状体Glu含量显著降低(P<0.05);皮层、小脑、海马、纹状体Tau含量显著降低(P<0.05和P<0,01);皮层、纹状体Gly含量显著降低(P<0.05);而纹状体GABA含量则显著升高(P<0.05);各脑区Ala含量在两组间无显著性差异(P﹥0.05).结论海马、皮层、小脑、纹状体内氨基酸水平和比例与学习记忆密切相关.

    作者:张向阳;刘玉庆;孔庆胜 刊期: 2005年第01期

  • 精神应激的生物学致病机制研究-I:几个基本观点

    随着医学模式的转变,精神应激与健康和疾病的关系愈来愈引起人们的重视,对其致病机制的研究更是当今科学研究的前沿问题.一方面,适度的精神应激可以提高个体的警觉水平,激发机体的活力,有利于生存与创造;另一方面,超出个体适应能力的精神应激则可以作为直接的病因导致疾病的发生,或影响疾病的发展与预后,或对个体的生理、心理发育产生深远的影响,从而参与其对疾病或对某些行为(如吸毒)易感素质的形成.本文提出精神应激致病机制研究中的几个基本问题:何谓精神应激?各种精神应激相关疾病共同的致病通路是什么?共同的精神病因为何会分化出不同的疾病?对这些至今困扰科学界的问题的探讨,也许可以给这一领域从事微观机制研究的同行们一点宏观的启示.

    作者:李凌江 刊期: 2005年第01期

  • 高功率微波辐射后小鼠行为学变化研究

    目的观察S波段高功率微波对小鼠空间、非空间学习记忆能力和对外界环境兴奋性的影响.方法 10mW/cm2和50mW/cm2S波段高功率微波辐照小鼠,于照后1h,1d,3d和7d,采用通道式水迷宫实验的游泳时间、避暗反应实验的潜伏期和错误积分以及开放场实验的运动时间、运动距离和休息时间来检测小鼠辐射后学习记忆能力和对外界环境兴奋性的影响.结果 10mW/cm2组在照后1d,3d和7d其游泳时间明显延长:假照射组 vs 10mW/cm2组依次为(128.4±48.6)s vs (210.6±82.2)s,(123.7±44.3)s vs (220.9±71.6)s和(127.3±47.7)s vs (228.3±30.9)s,潜伏期和错误积分与对照组相比均有显著性差异:潜伏期1h时为(274.4±56.7)s vs (194.8±87.3)s,1d时为(295.3±14.9)s vs (248.0±75.7)s(P <0.05);而50mW/cm2组仅在照后3d其游泳时间延长:(123.7±44.3)s vs (184.8±82.1)s (P <0.05),照后1d其错误积分高于对照组(P <0.05);小鼠运动距离和休息时间各实验组与对照组相比均无显著性差异,运动时间与对照组相比两组间存在矛盾.结论 S波段高功率微波辐照可以引起小鼠空间和非空间学习记忆能力下降,但对小鼠兴奋性、新异环境感知、探究和紧张无明显影响.

    作者:王丽峰;胡向军;彭瑞云;高亚兵;王德文;王水明;马俊杰;苏镇涛 刊期: 2005年第01期

  • 高氧液对外伤后急性弥漫性脑肿胀患者运动功能的影响

    目的探讨早期静脉输注高氧液对外伤后急性弥漫性脑肿胀患者运动功能的影响. 方法外伤后急性弥漫性脑肿胀病人112例,分为早期静脉输注高氧液组(58例)和对照组(54)例,于治疗前后分别评定Fugl-Meyer运动功能积分和格拉斯哥预后评分. 结果 Fugl-Meyer运动功能积分在早期静脉氧疗组较治疗前和常规治疗组显著升高(P<0.05);伤后30d的格拉斯哥昏迷评分(Glasgow coma scales, GCS)为9.8,较对照组的6.6显著升高;治疗组预后与对照组相比有显著性差异(P <0.01).结论早期静脉氧疗可显著减轻脑组织的病损程度,显著改善外伤后急性弥漫性脑肿胀病人的意识状态及其肢体运动功能,降低死亡率.

    作者:陈伟强;杨应明;郑丰任;赵虎;郑少钦;何明利;李俊雄;肖壮伟 刊期: 2005年第01期

  • 毒品依赖者成瘾行为及与社会支持的相关研究

    目的探讨毒品依赖者的成瘾行为及其与社会支持的关系.方法用吸毒行为及相关因素调查表和社会支持量表对143例接受戒毒治疗的吸毒人员进行调查.结果用毒频率与社会支持量表总分和客观支持分、主观支持分、对支持的利用度等均呈负相关,相关系数分别为-0.350、-0.252、-0.237、-0.325,与有吸毒欲望时的反应呈正相关,相关系数分别为0.367、0.319、0.200、0.362,但与有毒品时的反应却无明显相关.结论在预防吸毒和戒毒过程中应重视社会支持的作用.

    作者:韩卫;姚斌;付朋忍 刊期: 2005年第01期

  • 奎的平与氯丙嗪对首发精神分裂症智力及记忆力的影响分析

    目的探讨奎的平与氯丙嗪对首发精神分裂症智力及记忆力的影响.方法对60例符合CCMD-2-R诊断标准的首发精神分裂症随机分为奎的平组30例和氯丙嗪组30例,系统治疗8周.用阳性与阴性症状量表(PANSS),韦氏成人智力量表(WAIS-RC),韦氏记忆量表(WMS)进行检查,评估其疗效及对智力、记忆力的影响. 结果 60例患者经8周治疗后PANSS总分明显下降,但两组间差异无显著性(P>0.05),奎的平组与氯丙嗪组WAIS-RC疗前疗后两组间也无明显差异(P>0.05),提示首发精神分裂症对智力的影响很小.奎的平组WMS的100→1,积累、图片、再生、再认,触觉、理解、MQ比疗前有显著改善(P<0.05~0.01),MQ平均增值为18.46;氯丙嗪组MQ增值11.15,且有较多项目与疗前无显著差异,两组疗前疗后各项目增值比较以奎的平组显著较优.结论奎的平对首发精神分裂症记忆力的影响明显好于氯丙嗪.

    作者:安庆华;胡奎英;孟祥兰 刊期: 2005年第01期

  • 以音乐为背景的语言诱导对自信心的影响

    我们用以音乐为背景的语言诱导心理干预技术,对泰州市平安保险公司老业务员进行了集体心理治疗.探索以音乐为背景的语言诱导对业务员自信心影响的效果和机理.

    作者:刘伟;李君荣;高霞 刊期: 2005年第01期

  • 大鼠在空间辨别性学习记忆时隔-海马ACh能纤维的变化

    目的观察大鼠内侧隔核(MS)和海马CA1、CA3区及齿状回(DG)内乙酰胆碱(ACh)能纤维在空间辨别性学习记忆时的变化. 方法以Morris水迷宫训练大鼠建立模型,用乙酰胆碱酯酶(AChE)的组织化学方法染色,显微镜方格目测计数和Tiger2000图像分析仪分别对AChE阳性纤维的密度和含量进行定量分析. 结果建立了空间辨别性学习记忆模型后,训练15天组大鼠各观察部位AChE阳性纤维密度(MS:102.00±21.68;CA1:108.90±24.28;CA3:100.27±22.43;DG:100.71±27.83)和含量(MS:0.1307±0.0264;CA1:0.1617±0.0214;CA3:0.1537±0.0186;DG:0.1695±0.0108)比对照组各部位内AChE阳性纤维密度(MS:79.53±20.47;CA1:73.17±18.57;CA3:75.48±22.92;DG:76.11±24.01)和含量(MS:0.1124±0.0221;CA1:0.1385±0.0232;CA3:0.1365±0.0191;DG:0.1421±0.0260)均有显著增加(P 均<0.05). 结论 ACh参与空间辨别性学习记忆过程并与记忆的进一步巩固有关.

    作者:寇盛斌;潘三强;吕来清;宿宝贵;韩辉 刊期: 2005年第01期

  • 脑纹状体边缘区注射岗田酸对大鼠逃避性长期记忆的影响

    目的观察大鼠纹状体边缘区注射蛋白磷酸酶1(protein phosphatase 1,PP1)抑制剂岗田酸(okadaic acid,OA)对大鼠逃避性长期记忆功能的影响.方法 SD成年大鼠,分为OA组(n=10)与盐水组(n=9),以Y迷宫训练作为强化学习的刺激,大鼠在Y迷宫训练第三次后立即进行双侧边缘区显微注射OA(0.5μl,40ng/μl)或等量生理盐水,并于一周后测试大鼠Y迷宫长期记忆.结果注药前OA组与盐水对照组动物第三次Y迷宫训练成绩分别为22.00±3.10和21.83±2.92无显著差异(P=0.923),但一周后OA注射组与盐水注射组动物的Y迷宫长期记忆测试成绩分别为24.71±2.21和20.00±3.46,OA注射组明显好于生理盐水注射组(P=0.013).结论训练后立即双侧纹状体边缘区内注射OA可增强实验大鼠在电Y迷宫中的逃避性长期记忆,提示PP1参与了边缘区相关的长期记忆.PP1抑制剂OA可增强大鼠纹状体边缘区相关的逃避性长期记忆.

    作者:陈旭红;舒斯云;包新民;江刚 刊期: 2005年第01期

  • 大鼠Y-型迷宫测试法的筛选与优化

    目的对4种大鼠Y-型迷宫测试法进行比较,筛选并优化出一种相对简便可靠的训练方法.方法采用目前常用的四种Y型迷宫测试法检测大鼠的学习功能,通过统计学分析和科学推断,从而筛选出一种相对简便可靠的方法,并在此基础上将其进一步优化.结果固定次数随机法(FS)、固定次数顺序法(FO)、固定次数随机不休息法(FSR)、不固定次数随机法(NFS)、不固定次数顺序法(NFO)达标所需的次数分别为70.34±5.74、56±4.52、68.21±7.65、42.5±7.1、15.6±1.14;达标所需的天数分别为3.73±0.52、2.75±1.31、3.48±1.03、1、1;其中固定次数随机法和固定次数随机不休息法没有统计学差异.结论固定次数随机不休息法是一种相对准确而简便的Y-型迷宫测试法.

    作者:王跃春 刊期: 2005年第01期

  • 不同鼠种在Morris水迷宫学习记忆行为中的种属差异

    目的研究三种鼠在Morris水迷宫中空间学习与记忆能力的种间差异.方法选成年SD大鼠、C57/BL小鼠和昆明种小鼠,以相同实验条件进行5d的Morris水迷宫学习与记忆测试,包括前4d的隐藏平台获得实验和第5天的空间搜索实验.结果三组动物寻找隐藏平台的逃避潜伏期均迅速下降,第2天C57/BL小鼠和SD大鼠的逃避潜伏期(25.19±4.09)s和(27.87±5.09)s明显低于昆明种小鼠(42.76±4.70)s,第3天C57/BL小鼠(16.62±3.46)s仍显著低于与昆明种小鼠(34.69±3.07)s.目标象限游泳时间C57/BL小鼠(26.94±6.53)s明显长于SD大鼠和昆明种小鼠(19.98±5.27)s和(17.53±7.29)s;游泳路径的区域百分比分布显示,C57/BL和昆明种小鼠在中心区多,而SD大鼠在20%边缘区多.结论三种大小鼠采取不同的空间搜索策略;C57/BL小鼠是一稳定的、适于水迷宫实验的良好鼠种.

    作者:李爱萍;赵慧;李韶;朴花;孙长凯 刊期: 2005年第01期

  • 神经干细胞与BDNF联合促进AD鼠学习记忆及海马胆碱能纤维再生

    目的探讨神经干细胞移植与脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF)联合应用对老年痴呆鼠学习记忆恢复及海马胆碱纤维再生的影响.方法切断成年SD大鼠左侧穹窿海马伞(fimbria-fornix,FF),基底前脑行神经干细胞移植,同时持续侧脑室注射BDNF,4周后行Y迷宫测试,免疫组化结合图像分析技术观察各组大鼠海马胆碱能(AChE)纤维数的变化.结果 Y迷宫测试显示大鼠的学习、记忆能力:损伤组(115.0±8.4、3.5±0.5)均明显下降,P <0.01;移植组(73.2±5.3、6.7±0.5)有改善,P <0.05,但与联合组比较有差异,P <0.05;联合组(65.0±8.4、8.3±0.3)进一步改善,与损伤组比较,P <0.01,而与正常组(61.0±3.9、8.4±0.4)比较,P >0.05,差异无显著意义.免疫组化显示大鼠海马CA1辐射层和齿状回分子层胆碱能阳性纤维:损伤组分别减少到正常组的48.9%和43.5%,P <0.01;移植组分别恢复到正常组的85.7%和88.4%,与损伤组比较,P <0.01;联合组恢复到正常组的98.5%和95.8%,与正常组比较,P >0.05.学习记忆能力与海马胆碱能纤维数密切相关,P <0.01.结论神经干细胞移植与BDNF联合使用可以更好地促进AD鼠学习记忆能力的恢复及海马胆碱能纤维再生.

    作者:杨丹迪;龙大宏;宣爱国;冷水龙 刊期: 2005年第01期

  • 神经精神调节对急性冠脉综合症伴抑郁情绪康复的影响

    急性冠脉综合征(ACS)[1]是危害人类健康的重要疾病之一,它的发病与康复除与生物因素有关外,还与个体情绪有关.本文对ACS伴抑郁情绪的患者在常规治疗心脏病基础上加用神经精神调节剂,以期找出抑郁与ACS的关系,旨在为促进急性冠脉综合征的康复寻找辅助治疗方法.

    作者:柳玉华;傅荣佳;郑秀玲;林宏扬 刊期: 2005年第01期

  • 铝染毒大鼠的学习记忆和氨基酸类神经递质的改变

    目的研究铝染毒对大鼠学习记忆的影响和氨基酸类神经递质的改变.方法以5mg.kg-1.d-1和10mg.kg-1.d-1 的剂量对SD大鼠连续腹腔注射AlCl32个月, 对照组给予生理盐水.采用跳台实验观察大鼠神经行为的改变,石墨炉原子吸收光谱法测定大鼠大脑皮层铝含量,采用高效液相色谱-荧光法测定氨基酸类神经递质的含量.结果 5 mg.kg-1.d-1组和10 mg.kg-1.d-1组大鼠脑皮层铝含量分别为(172.87±111.06)ng/g和(289.15±102.55)ng/g均高于生理盐水组(56.22±34.10)ng/g;跳台实验发现5mg.kg-1.d-1组和10mg.kg-1.d-1组的潜伏期分别为(35.000±36.46)s和(37.33±48.46)s比生理盐水组(172.50±107.28)s显著缩短, 10 mg.kg-1.d-1组第一次错误的次数和第二次错误的次数均比对照组增多.大脑皮层谷氨酸的含量在10 mg.kg-1.d-1组比生理盐水组明显降低.大脑皮层γ-氨基丁酸的含量在10 mg.kg-1.d-1组比生理盐水组明显增加.结论染铝大鼠的大脑皮层的铝含量升高,学习记忆能力降低.这可能与染铝大鼠大脑皮层的兴奋性氨基酸含量降低,而抑制性氨基酸含量升高有关.

    作者:何淑嫦;邵枫;牛侨;王生;李量 刊期: 2005年第01期

  • 银杏叶片改善高原移居者脑-体功效能力的对比研究

    目的探讨药物提高和改善高原移居者脑-体作业能力的作用.方法选择驻海拔3 700m10个月的某部士兵10人,于服药前、负荷运动前后、服药15d负荷运动前后4个不同阶段采用DDX-200型电脑心理生理测试仪进行缺失记忆,左右手及左右脚交叉动作频率的测验,进行服药前后与负荷运动前后的总次数、正确与错误次数的比较.结果服用银杏叶片15d,运动前后缺失记忆在相同时间操作时限内(10s),错误次数(7.0±2.3,8.0±2.8)与服药前运动前后相同时段比较错误次数(11.0±2.7,16.0±2.1),显著减少(P <0.01或P <0.05).服用银杏叶片15d,运动前后在相同的操作时限内(10s)左右手交叉敲击动作频率正确次数54.0±7.0,52.0±5.1.错误次数11.0±5.3,11.0±5.6与服药前运动前后比较正确次数23.0±6.4,20.0±0.9,错误次数18.0±4.1,19.0±5.4比较,正确次数显著增多(P <0.01),错误次数显著减少(P <0.01).服用银杏叶片15d,运动前后在相同的操作时限内(10s),左右脚交叉动作频率正确次数为57.0±5.7,50.0±6.9,错误次数7.0±2.4,8.0±3.1与服药前运动前后正确次数34.0±6.8,29.0±5.4,错误次数13.0±4.3,15.0±4.5比较相差非显著(P <0.01或P <0.05).结论口服银杏叶片15d能显著提高和改善高原移居者脑-体作业效率和能力.

    作者:马勇;哈振德;张建林;张芳;王伟;张西洲;崔建华 刊期: 2005年第01期

  • 某部官兵健商状况的研究

    目的探讨军人总体健商状况及其分布和特点,分析影响因素,进而制定相应的干预措施和健康教育计划,以指导卫勤保障工作,达到全面提高官兵健康的目的.方法采用谢华真教授的健商问卷量表,按军官、士官、士兵3个群体进行无记名问卷调查,对回收问卷进行全面的统计学分析.结果部队整体的健商指数偏低,除生活方式与生活技能两项比较理想外,其余三项均为值得警惕分值.通过本组资料三个群体的比较显示,健商值并非与其职务成正比:士兵的自我保健与健康知识健商值(6.19±1.23,5.69±1.68)均高于军官(5.79±0.96,5.17±1.28),P <0.005;单项健商值各有所长.结论低健商值会引起健康的失平衡状态,终引发疾病的产生.

    作者:李燕华;徐曜;范学杰;刘海波;向远超;赵雷;李群;郭续文;魏东 刊期: 2005年第01期

  • 基于机器视觉的水迷宫测量分析自动化系统

    学习和记忆是重要的高级神经功能,研究学习记忆是神经科学、心理学等学科的重要内容.检测学习记忆的方法很多,如Y型迷宫、Morris水迷宫方法等,主要用于测试动物(大小鼠等)对空间位置觉和方位觉的学习记忆能力,属于空间学习记忆和长期记忆.它是利用强迫动物游泳,在水中设置平台、盲端及出口,强迫动物寻找平台或出口的方法来实现的.英国心理学家Morris及其同事利用大鼠在盛有水和牛奶混悬的不透明水池中搜寻目标的方法,研究大鼠的学习记忆和空间定位以及认知能力,取得了令人瞩目的结果[1].这种装置构思巧妙,实验设计合理,方法简便,而且便于观察和记录动物入水后搜寻目标所需的时间,策略和轨迹等参数,从而可以分析和推断动物学习记忆和空间认知等方面的能力.该方法已经成为研究空间学习和记忆的标准模式[2,3],该方法不仅用于研究学习记忆机制或药理毒理,也广泛应用于研究环境因素如电磁辐射等对学习记忆的影响等[4].

    作者:李静;郭国祯;郭鹞;王丽娜;王晋 刊期: 2005年第01期

中华行为医学与脑科学杂志

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主管:中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会

主办:中华医学会 济宁医学院