Видеоаналитика в исследованиях влияния стресса на организм
Сегодня мы хотели бы рассказать вам о том, как наша видеоаналитика помогает челябинским ученым. Если точнее — исследователям биохимических стратегий адаптации человека в стрессовой ситуации из Южно-Уральского государственного медицинского университета (просто нам очень нравится, как гордо и внушительно звучит словосочетание «челябинские ученые»).Исследования ведутся на базе кафедры биологической химии руководством заведующего кафедрой доктора биологических наук, профессора Вадима Цейликмана. В проекте участвуют и преподаватели, и студенты, причем последние допускаются с любых курсов. Основной способ применения программного обеспечения Синезис — видеотрекинг в тесте «Открытое поле».
В чем, собственно, суть эксперимента? Исследователи рассматривают влияние стрессорных факторов на изменение метаболизма и систему гомеостаза живых организмов. Может, кого-то это и заденет, но у человека и крысы такие изменения протекают сходным образом. Зато над людьми опыты не приходится ставить.
Тест заключается в количественном измерении компонентов поведения белой лабораторной крысы, которую помещают в совершенно новое для нее пространство (арену), из которого она еще и не может самостоятельно выбраться. Арена представляет собой хорошо освещенное, круглое пространство, диаметром 1.2 м, огороженное высокими стенками (45 см), пол размечен радиальными и круговыми линиями — поделен на сектора.
Известно, что передвижение животных в пространстве не хаотично, а структурировано. Структура маршрута определяется видоспецифическими и линейными особенностями поведения, зависит от пола, возраста, индивидуального опыта животного, характера исследуемого пространства, а также воздействия, которому подверглось животное непосредственно перед тестированием.
Кстати, о воздействии. Откуда у животных стресс? Сейчас в ходе эксперимента основной способ «запугивания» крыс заключается в том, что их сажают на опилки, на которые помочился кот. Неудивительно, что животные нервничают.
Новая среда — арена — активирует в крысе сложный набор реакций, включающих и желание обороняться, спрятаться, и стремление исследовать новую территорию. Именно то, в каком положении находится баланс переживаний животного, и определяет его поведение.
В результате воздействия внешних раздражающих факторов у крыс создается определенный уровень тревожности, проявления которой и устанавливается в ходе проведения экспериментов. Как правило, у крыс с высоким уровнем тревожности имеет место низкая двигательная (вертикальная и горизонтальная) активность, частые эпизоды замирания, а также избегание центральной части арены при перемещении в открытом поле. Животные с низким уровнем тревожности, напротив, очень активны, быстро передвигаются по всей площади арены, часто встают на задние лапки и заглядывают в норки.
Кроме траектории движения учитывается количество центральных и периферических секторов, пересеченных крысой. Все эти вместе взятые показатели и дают основную информацию о том, насколько те или иные воздействия отражаются на эмоциональном состоянии испытуемых животных.
Весь ход эксперимента записывается на видеокамеру, размещенную над ареной. Затем видео обрабатывают с помощью нашей программы CasRetail (к слову, чаще всего она используется в сфере ритейла, кому интересно — ссылка). В результате обработки получается изображение с траекторией движения животного. Поскольку эксперимент начался совсем недавно, и сейчас исследователи находятся в процессе подсчета показателей, о результатах (на примере конкретных цифр) говорить пока рано.
Что же дает наш видеотрекинг? Во-первых, собственно, визуализацию трека — автоматическое построение траектории движения животного на арене.Во-вторых, возможность оценки подвижности в разных зонах арены. Тепловая карта показывает время остановок испытуемой мыши в разных местах арены.
В-третьих, вычисление многочисленных показателей, которые характеризуют передвижение животных (скорость, извилистость пути, остановки, предпочтения поворотов в какую-либо сторону и др.).
Ну и, наконец, повышение объективности регистрации поведения крысы.
Вот таким образом наши решения помогают молодым исследователям-биохимикам. Болеем за них и ждем научных открытий!
