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今天发表的一篇新论文《公共科学图书馆•综合》介绍了一种通过NC3Rs开发的自动家鼠笼监测系统破解IT开放创新平台．该系统首次允许记录和分析单独的老鼠在它们熟悉的笼子里的行为。
监测行为变化是许多动物研究的关键，包括表型转基因啮齿动物和集中于中枢神经系统终点的安全药理学试验。在大多数情况下，行为分析包括将动物从它们的家笼子和笼子同伴中取出，并将它们放在新的和不熟悉的环境中，在不同的时间长度内接受各种测试。测试通常是主观的，由于实验者的存在和不同的实验室条件等因素，数据可能会有很大的变化，人工观察通常仅限于在啮齿动物自然不太活跃的光照阶段的“快照”。
老鼠是群居动物。独居、社会等级的破坏和环境的变化会给他们带来巨大的压力，导致行为和生理上的变化。一种能够自动监测群居在鼠笼中的老鼠行为的系统，不仅对科学有益，而且对动物福利也大有裨益。
2011年，阿斯利康的威尔·雷德芬博士设定了啮齿动物老大哥破解IT挑战开发一套可用于安全药理学及其他大鼠行为分析研究的鼠笼监测系统。系统的具体要求包括:
- 微创监测群居鼠在他们的家庭笼子。
- 24小时或更长时间自动监测温度和活动。
- 能够发现抽搐和其他异常行为。
- 兼容标准的独立通风笼(IVC)机架，无需修改家庭笼。
- 一个便携式的，基于机架的系统。
来自爱丁堡大学衍生公司Actual Analytics Ltd的Douglas Armstrong教授和他的同事从NC3Rs获得了一份价值50万英镑的合同，为该挑战提供一种产品。他们开发了家庭笼子分析仪系统(ActualHCATM）.
该系统能够纵向和非侵入性地跟踪群体环境中的单个大鼠。该系统与IVC家庭笼子兼容，并能够区分和捕捉基础运动活动。带有天线的RFID阅读器底板位于家庭笼子下方的特定位置，提供位置和活动的空间监控。放置在笼子一侧的红外摄像机记录高清视频片段，以验证系统的有效性，并使用机器学习算法进一步开发自动行为识别。该系统目前能够识别走动和垂直活动，并识别其他行为，如饮食。
阿斯利康已经在群居大鼠身上进行了原理验证研究。这些工作从优化工作开始，逐步发展到数据验证/验证和药理验证。皮下RFID应答器的最佳植入位置是腹腹部中线位置。使用该植入位点，在基板衍生的活动和手动验证的活动(使用垂直安装的摄像机)之间实现了良好的相关性。同样，当在较长时间内(7-28天)与整个笼子的活动(通过侧面高清摄像机的像素运动检测到)进行比较时，基底衍生的活动与笼子内的整体运动之间存在良好的相关性。
该技术广泛应用于安全药理学和毒理学，以及神经和其他疾病模型，昼夜生物学研究以及药物依赖和戒断综合征和表型。
“在开发一项新技术时，将动物福利作为出发点，不可避免地会带来更高质量的数据。当动物在它们熟悉的笼子里不受干扰时，能够全天候监测它们，这为生物医学研究开辟了新的可能性。使用传统技术，你要么单独饲养老鼠，要么使用侵入性手术植入无线电遥测装置，这两种方法都不可取。此外，有了这项新技术，我们可以获得以前无法收集到的数据，而且我们可以大大增加现有研究类型的信息含量。在这个由CRACK IT资助的项目中，我们专注于将其应用于候选药物的临床前安全性评估，但如果该技术在商业和学术领域得到更广泛的应用，它的潜在应用将是广泛的。”
威尔·雷德芬博士，阿斯利康