深度学习的动物行为跟踪技术平台（DeepBhvTsTM）
Deep learning Animal Behavior tracking system（DeepBhvTsTM）
深度学习的动物行为跟踪技术平台
基于深度学习和机器视觉，可以高精度地对自由移动的实验动物，进行单个或多个身体部位的无标记跟踪。识别动物的姿势，检测和量化行为数据，客观的评价动物行为。这种无监督行为的识别方法，不但揭示了动物行为的真实性，复杂性和丰富性；同时在空间和时间上客观的精确量化动物行为，提供了宝贵的突破性方法。
技术优势
- 无创、实时捕捉动物动作姿势和闭环反馈研究。效率高，大批量行为测试，可用于不同物种和不同类型的行为。
- 同时检测身体所有部位，包括细微的部位，如鼻子、关节和爪子等。
- 低延迟，高分辨。
- 不受检测竞技场的限制，如背景的混乱模糊，光线变化等；可以在笼具里直接观察动物的行为变化。
- 传递的行为学信息准确，丰富。
- 降低人为因素和主观偏见，增加行为解读的客观性和准确性。
服务内容
- 技术服务——委托测试与评价（符合IND药品注册申报标准）
- 系统集成——行为学研究技术的打包供应商（软件/硬件/行为学装置）
- 定制开发——各种动物（小鼠，大鼠，兔，犬，猪，猴等）其他行为学研究技术的定制与开发（软件/硬件/行为学装置，一站式开发）
目前已成熟的运用于五大类试验场景，13个小项，分别有：
测试科目 | 行为学测试目的 |
一、基本运动和感觉功能 | |
（1）旷场实验（Open field) | 测试动物的自主运动功能、探索、焦虑行为 |
（2）转棒实验（Rotarod） | 测试动物运动功能，检测评定运动协调和平衡、运动耐力、肌肉疲劳行为 |
（3）热疼痛测试Hotplate实验（痛觉） | 测试动物疼痛敏感度，疼痛机制研究及疼痛药物评价 |
二、学习和记忆 | |
（4）Morris水迷宫实验 | 测试动物空间记忆，学习记忆以及空间辨别能力 |
（5）物体识别实验 | 测试评估动物的认知和记忆能力 |
三、社会行为 | |
（6）群体接触/偏好实验 | 测试动物社交压力、情感缺陷，情绪导致的抑郁焦虑行为 |
四、焦虑性和抑郁性行为 | |
（7）强迫游泳实验 | 测试动物抑郁行为 |
（8）悬尾实验 | 测试动物抑郁行为 |
（9）高架十字迷宫实验 | 测试动物抗焦虑或致焦虑行为 |
（10）听觉惊吓实验 | 测试动物听刺激惊吓行为 |
五、奖赏行为 | |
（11）条件性位置偏爱实验 | 测试动物奖赏效应，偏好与厌恶回避行为 |
（12）糖水偏爱实验 | 测试动物情绪状态，喜好与抑郁行为 |
（13）自注射实验 | 测试动物奖赏情绪 |
- 项目需求
在慢性不可预知性温和应激模型（chronic unpredictable mild stress，CUMS）中，如何通过动物行为识别、界定焦虑应激和抑郁，从而判断模型的严重程度，对相应的受试药物进行准确评价。
- 解决方案
高速相机拍摄动物的行为视频；用小样本数据训练深度神经网络，然后自动、批量的分析视频数据，精确的跟踪标定的动物身体部位，稳健的提取动物的运动姿势和轨迹；精准识别动物模型的状态。
Step1. 通过行为实验，采集动物行为视频（.mp4）；
Step2. 分析视频，得到行为数据（.xlsx）；
Step3. 分析数据，提取参数（.xlsx）；
Step4. 数据整合，解析，prism作图；
Step5. 结果汇总，完成报告（.word，.PPT）；
- 数据展示
图. 强迫游泳实验，小鼠尾巴根部标记点轨迹坐标图（左）；
不同组水中挣扎时间统计（右）；
图. 悬尾实验，小鼠尾巴根部标记点摇摆轨迹坐标图（左）；
不同组悬尾时挣扎时间统计（右）
案例讲解：CUMS模型小鼠在旷场强迫游泳实验和悬尾实验中，行为学数据的精准采集和对比分析，发现：Severe stress 小鼠的挣扎时间比SPF normal小鼠略微增加，精准识别Severe stress小鼠有焦虑应激行为，但没有到抑郁的严重程度。
