2022年10月20日

在动物模型中探索强迫症

由GigaScience

今天发表在杂志上的一项研究GigaScience提供了大量的行为数据，在一个详细的视频虚拟库中呈现，用于探索动物模型中的强迫症(OCD)。由于强迫症影响普通人群的比例在1%到3%之间，最近的一些数据表明，COVID-19可能会促进类似强迫症的行为，来自模式生物的如此大量的行为数据为科学界提供了令人难以置信的资源。

这项研究是由加拿大麦克马斯特大学的亨利·塞克特曼领导的团队进行的。这个新的数据集是一项15年研究的成果，包含了11.1 TB的数据，这些数据来自两年多的连续记录，考虑到目前记录的共享数据的可用性几乎为零，这个数据集是巨大的。整个数据集在联邦研究数据存储库(FRDR)中公开可用，完整的元数据和数据链接可在GigaScience期刊的附属数据库GigaDB。

强迫症(OCD)的特征是强迫性的想法和强迫性的行为，比如不停地清洗和清洁，这些行为可以完全干扰正常的日常活动，以至于他们失去活动能力。超过50%的强迫症患者经历了严重的损伤，85%经历了中度到重度的损伤。

这种疾病的复杂性，考虑到遗传和环境因素，使得动物模型对于更深入地了解这种疾病的神经生物学，以及提供对疾病机制和潜在治疗方法的见解至关重要。在这项研究中使用的模型包括测试强迫症行为的大鼠，方法是在一个广泛使用的设备(一个大的开放场地)中评估它们的行为表现，并在规范的条件下在标准化的范式中记录它们的行为活动。

本研究提供的数据库包括每次试验的全套原始视频，以及两个视频衍生的原始数据对象，即XY运动坐标和动物轨迹图。来自原始数据对象的信息尤其具有信息量，因为药物治疗或脑损伤被证明可以在空间和时间上改变这种动物强迫症模型的运动模式。将这些数据公开提供给科学界允许其他研究人员以远远超出调查人员在原始研究中测试的方式使用数据。

第一作者Henry Szechtman说:“由于录像技术的存在，虚拟图书馆的重用潜力甚至更大:虚拟图书馆不仅包含开放领域运动的数字化坐标(从中可以得出强制检查和活动量的测量)，而且还包含大鼠在开放领域活动的视频记录。这些视频记录构成了预先定义的环境中动物行为的完整记录。因此，它们拥有我们实验中感兴趣的运动路径之外的信息。”

在43个实验中，模型行为被单独或联合使用9种不同的药物作为OCD的潜在治疗方法进行评估。这些实验的一个子集还结合了外科手术来损害大脑的特定部分，这些部分被认为是强迫症神经生理学的组成部分。这些实验的其他子集评估了暴露于不同环境时大鼠的行为变化环境因素，如黑暗的影响，或一个小窗台的影响，或没有物体，在开阔的领域。所有这些不同的测试都为强迫症研究提供了丰富的信息。

虽然这项研究中的数据是由人类评估的，但这一资源可以用于日益增长的机器学习领域进行复杂分析。Szechtman说:“大量的记录允许利用机器学习/人工智能算法。例如，这些算法可用于预测使用不同药物治疗的动物的强迫性检查的升级，以及对照动物探索行为的下降，以及确定单个大鼠和治疗类型之间升级和下降的独特模式的范围。其他问题可能涉及对活动模式的检查和预测;在强迫性检查的发展过程中，或作为不同治疗的功能，环境中的焦点位置的演变;识别异常情况和预测变量。”

综上所述，这些数据构成了一个最大的强迫症行为信息文档集动物模型．这些关于一系列分析和测试的详细信息的公开可用性，对于整个社区来说，是了解强迫症类型行为和不同医疗方法可以提供的潜在变化的宝贵资源。