Statistische Modellierung und Auswertung von Barnes Maze Verhaltenstests
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In Barnes Maze Versuchen zum räumlichen Lern- und Erinnerungsvermögen bei Mäusen und Ratten wird die Zeit gemessen, die die Versuchstiere benötigen, um einen aus Vorversuchen bekannten Zielort wiederzufinden. Bei Überschreitung einer Maximalzeit wird der jeweilige Versuchslauf abgebrochen. Diese zensierten Versuche werden in den in der Praxis angewandten Auswertemethoden nicht als solche berücksichtigt, was zu fehlerhaften Schlüssen führen kann. Dieselbe Problematik tritt auch in anderen kognitiven Tests auf, in denen eine Wartezeit bzgl. eines interessierenden Ereignisses gemessen wird. Erst kürzlich hat die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) einen Labyrinthversuch zur neurotoxischen Wirkung von bisphenol A aufgrund dieser methodischen Mängel re-analyslert und daraufhin die Schlussfolgerungen aus diesem Experiment verworfen. Überlebenszeitmethoden sind geeignet, zensierte Beobachtungen auszuwerten, wobei marginale und frailty Modelle Korrelationen berücksichtigen können, die durch Versuchswiederholungen am selben Tier entstehen. Wir haben eine anwendungsorientierte und praxisnahe Empfehlung zur statistischen Auswertung von Wartezeiten publiziert mit dem Ziel, die Qualität der Auswertepraxis zu verbessern. Tierexperimente werden in der Regel an sehr kleinen Fallzahlen durchgeführt, wogegen die Überlebenszeittechniken für korrelierte Daten asymptotisch hergeleitet sind. Wir haben die Validität dieser Methoden bei kleinen Fallzahlen mithilfe von Simulationsmodellen überprüft. Neben bekannten Unterschieden der Methoden in der Ergebnisinterpretation konnten wir auch Unterschiede bei kleinen Fallzahlen hinsichtlich der Kontrolle des Fehlers I. Art nachweisen. Dabei zeigten die marginalen Modelle die besten Resultate, allerdings nur wenn der überwiegend eingesetzte Sandwich-Varianzschätzer durch einen Jackknife-Schätzer ersetzt wird. Darüber hinaus zeigten sich die shared frailty Modelle unabhängig von der Fallzahl sensibel gegenüber einer Verletzung von Verteilungsannahmen, was bereits publizierten Ergebnissen widerspricht und daher weiter untersucht werden sollte. Unsere Ergebnisse sind übertragbar auf cluster randomisierte Studien mit Überleben als Endpunkt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2011. Statistical analysis of latency outcomes in behavioral experiments. Behavioural Brain Research
Jahn-Eimermacher, A., Lasarzik, I., Raber, J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.bbr.2011.03.007)
