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Neuroscience

की स्वचालित विश्लेषण Published: December 7, 2016 doi: 10.3791/54359
Automatic Translation
1, 2, 1, 2, 1
1Department of Molecular Biology and Biochemistry, Rutgers University, 2Computing Research and Education Building (CoRE), Rutgers University

Summary

तरल में निमेटोड तैराकी व्यवहार के कंप्यूटर आधारित विश्लेषण के लिए एक कुशल और सरल पद्धति में वर्णित है। विधि एलिगेंस प्रयोगशालाओं के लिए कोई निवेश करने के लिए थोड़ा की आवश्यकता है। प्रयुक्त हार्डवेयर मानक है, और व्यवहार विश्लेषण (Celest) के लिए कंप्यूटर सॉफ्टवेयर एक खुला स्रोत एक है।

Abstract

न्यूरोनल और neuromuscular सर्किट है कि व्यवहार को विनियमित विदारक जीव विज्ञान में एक बड़ी चुनौती बनी हुई है। निमेटोड Caenorhabditis एलिगेंस, इस चुनौती से निपटने के लिए मदद करने के लिए तकनीकी दृष्टिकोण प्रेरणादायक, मानव मस्तिष्क connectome निर्माण, वास्तव में बुनियादी कार्यात्मक पैटर्न के विशिष्ट आणविक चालकों पर प्रकाश बहा करने से में एक अमूल्य मॉडल जीव साबित हो गया है। एलिगेंस में व्यवहार के अध्ययन के थोक ठोस substrates पर प्रदर्शन किया गया है। तरल में, जानवरों के व्यवहार पैटर्न है कि 3 डी में गति की एक सीमा पर आंदोलन है, साथ ही इस तरह के पूर्वकाल आकार बदलने के बिना एक पीछे कर्ल के रूप में आंशिक शरीर आंदोलनों, जो quantitation के लिए नई चुनौतियों का परिचय शामिल दिखा रहे हैं। एक साधारण प्रक्रिया के कदम, और एक सॉफ्टवेयर के लिए सक्षम बनाता है कि एलिगेंस के उच्च संकल्प विश्लेषण व्यवहार तैरने का उपयोग करते हैं, यहाँ प्रस्तुत कर रहे हैं। सॉफ्टवेयर, Celest का नाम है, एक विशेष कंप्यूटर प्रोग्राम है कि पटरियों का उपयोग करता हैएक साथ कई जानवरों और प्रदान करता सी के उपन्यास उपायों तरल (तैराकी) में हरकत एलिगेंस। उपायों ज्यादातर पशु आसन पर आधारित हैं और गणित कंप्यूटर दृष्टि और पैटर्न मान्यता में इस्तेमाल के आधार पर सीमा कट-ऑफ के लिए कम्प्यूटेशनल आवश्यकताओं के बिना। सॉफ्टवेयर उपकरण दोनों सैकड़ों संयुक्त छोटे बैच परीक्षणों से पशुओं के में समग्र तैराकी कौशल का आकलन करने और यहां तक ​​कि उपन्यास में phenotypes अच्छी तरह से विशेषता आनुवंशिक म्यूटेंट प्रकट करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। Celest के साथ विश्लेषण के लिए नमूनों की तैयारी वैज्ञानिक समुदाय द्वारा व्यापक अनुकूलन सक्षम करने के लिए, सरल और कम तकनीक है। यहाँ वर्णित कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण का उपयोग इसलिए एलिगेंस मॉडल में व्यवहार और व्यवहार सर्किट का अधिक से अधिक समझ के लिए योगदान करना चाहिए।

Introduction

निर्धारित करना कि आनुवंशिकी, एपिजेनेटिक्स, अनुभव, और पर्यावरण प्रभाव व्यवहार आधुनिक जीव विज्ञान में एक बड़ी चुनौती है। सरल, आनुवंशिक रूप से उत्तरदायी मॉडल है कि computationally लगाया जा सकता है और मापा इस लक्ष्य की ओर महत्वपूर्ण योगदान कर सकते हैं। निमेटोड Caenorhabditis एलिगेंस ऐसे ही एक मॉडल है। इस लेख का उद्देश्य प्रदर्शित करने के लिए कैसे सी तैराकी हरकत एलिगेंस पर नज़र रखी और जैविक प्रासंगिकता के साथ आठ उपन्यास सुविधाओं के बारे में जानकारी निकालने के लिए quantitated किया जा सकता है।

3 डब्ल्यू और 20 डिग्री सेल्सियस 1,2 पर लगभग 4 डी के एक प्रजनन अवधि - एलिगेंस के बारे में 2 एक अपेक्षाकृत कम उम्र की है। मानक प्रयोगशाला संस्कृतियों में, इस सूक्ष्म निमेटोड निमेटोड विकास मीडिया (एन जी एम) युक्त पेट्री प्लेटें कि एक जीवाणु खाद्य स्रोत 3,4 के साथ फैल रहे हैं पर उगाया जाता है। गुम्मट एन 2 जानवरों आगर-भरा प्लेटों पर सुरुचिपूर्ण sinusoidal लहरों में सक्रिय रूप से ले जाते हैं; वे आंदोलन चूहे बदलes जब (भोजन की मांग) घूम, (ब्राउज़िंग) रहने वाली है, या एक भोजन (निष्क्रिय तृप्ति निष्क्रियता) से ठीक 5। 6 हानि या 7-12 साल की उम्र में भी नाटकीय रूप से प्लेटों पर आंदोलन को बदल सकते हैं।

जीन है कि व्यवहार मिलाना, healthspan या उम्र बढ़ने, कार्यात्मक एलिगेंस आंदोलन पैटर्न या हरकत का विश्लेषण करके होती जा सकता है। एक दृष्टिकोण healthspan को मापने के लिए तीन श्रेणियों (जैसे, ए, बी, और सी) प्लेटों पर उनकी हरकत के अनुसार उम्र बढ़ने में वयस्कों वर्गीकृत करने के लिए, जोरदार शारीरिक गतिविधि जा रहा वर्ग ए और पक्षाघात वर्ग जा रहा सी 7,8,13 के साथ है। हालांकि इस तरह के गुणात्मक छँटाई शारीरिक फिटनेस में मतभेद प्रकट करने के लिए उपयोगी है, श्रेणियों स्पष्ट सीमाओं के बिना व्यापक हैं और इस तरह उनके स्कोरिंग पूर्वाग्रह प्रयोगकर्ता के अधीन है।

ट्रैकर्स की बढ़ती संख्या निष्पक्षता, परिष्कार उठाया है, और सी के विश्लेषण के सटीक आंदोलन एलिगेंसठोस मीडिया पर 14-18। सी एलिगेंस प्लेटों पर हरकत ज्यादातर विमान, जिसमें पशु मीडिया के ठोस सतह के साथ संपर्क में आता है के लिए प्रतिबंधित है। (सी एलिगेंस भी सिर शरीर एक ठोस सतह के साथ संपर्क में अब भी है कि के बाकी हिस्सों से दूर उठाने, स्थिति कई विमानों में शरीर द्वारा अन्वेषण के लिए प्रेरित कर सकते हैं। हालांकि, इस व्यवहार असामान्य है।) जब तरल में रखा गया है, इस निमेटोड एक undulatory आंदोलन, या तैराकी, ठोस सतहों पर जानवरों की तुलना में अधिक व्यापक है कि आयामी आंदोलन, गति और गति की गहराई की एक बड़ी रेंज, और पूर्वकाल पीछे से अलग ढंग से बढ़ने की उम्र के साथ वृद्धि हुई घटना की सुविधा शुरू की। शारीरिक फिटनेस और नए वातावरण के लिए प्रतिक्रिया की एक त्वरित विश्लेषण के रूप में, एक प्रयोगकर्ता एक तरल बूंद में एक व्यक्ति जानवरों की जगह और विदारक दायरे के तहत शरीर झुकता की अपनी आवृत्ति स्कोर कर सकते हैं। वीडियो रिकॉर्डिंग की तैराकी ताक़त का वर्तमान और भविष्य scorings सुविधा कर सकते हैंजानवर। हालांकि, मैनुअल दृष्टिकोण सुविधाओं है कि रन बनाए जा सकते हैं की संख्या को सीमित करता है, और पूरी तरह से एक समय में एक पशु स्कोरिंग के लिए विवश है।

तरल में हरकत कम ठोस मीडिया पर हरकत से पता लगाया गया है। वास्तव में, वहाँ कुछ सॉफ्टवेयर विकल्प है कि मजबूत और प्रयोगशाला में लागू करने के लिए तरल 19-24 में हरकत को मापने के लिए आसान कर रहे हैं। सॉफ्टवेयर Celest (एलिगेंस तैरना परीक्षण) के उपयोग और गणितीय आधारित उपाय है कि डेटा (वक्रता अंक) देने के लिए सीधे प्रस्ताव 8 की प्रकृति के लिए प्रासंगिक सादगी प्रदान करता है; (Restif एट अल। 8 में सुविधाएँ और लाभ का विस्तृत विवरण)। इसके अलावा, कम्प्यूटेशनल विश्लेषण प्ररूपी सुविधाओं मानव आँख स्कोर करने के लिए असंभव है कि की व्याख्या सक्षम बनाता है। यहाँ, डेटा विश्लेषण इस दृष्टिकोण का संकल्प उदाहरण देना उसके लिए बाद में Celest विश्लेषण वर्णन किया गया है तैरना परीक्षणों रिकॉर्ड करने के लिए प्रोटोकॉल लागू करने के लिए प्रस्तुत किया है और एक आसान कर रहे हैं।

Protocol

1. निमेटोड विकास और हैंडलिंग

  1. एन जी एम युक्त खाद्य स्रोत के रूप में 1-3 OP50-1 कोलाई के साथ देखा मानक पेट्री प्लेटों पर एलिगेंस आगे बढ़ें।
  2. एक मशीन है कि वांछित तापमान बनाए रखता में संस्कृतियों रखें। एलिगेंस 15 से अच्छी तरह से 25 डिग्री सेल्सियस तक की होती है, 20 डिग्री सेल्सियस मानक विकास तापमान होने के साथ।
    नोट: तैरना एक मजबूत phenotype है, लेकिन तैरना ताक़त संस्कृतियों और स्लाइड के प्लेटों पर संदूषण और overheating सहित पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित हो सकते हैं। स्थिर स्थिति बनाए रखने के लिए मजबूत प्रयास किए जाना चाहिए।
  3. एक प्लैटिनम तार एक गिलास छड़ी में लौ से सील एकल जानवरों 4 के हस्तांतरण संभाल करने के बने एक घर का बना निमेटोड लेने का उपयोग।

2. तैरना विश्लेषण के लिए सेट अप

  1. एक एकीकृत एक stereomicroscope, डिजिटल सीसीडी कैमरा, और डिजिटल वीडियो रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर से मिलकर प्रणाली का प्रयोग करें। Celest सॉफ्टवेयर CAn एक अलग कंप्यूटर पर इस्तेमाल किया जाएगा।
    1. एक काले कपड़े से ढक माइक्रोस्कोप (जैसे, महसूस किया) खुर्दबीन स्लाइड पर तैरने बूंद क्षेत्र में चमक को रोकने और छवि गुणवत्ता में सुधार करने के लिए।
    2. पृष्ठभूमि के खिलाफ पशुओं के लिए इसके विपरीत पाने के लिए आधार दर्पण तैरना क्षेत्र का पूरा ध्यान है, और माइक्रोस्कोप के काम दूरी और बढ़ाई समायोजित करें। अंधेरे क्षेत्र के लिए रोशनी काले रंग की पृष्ठभूमि है, जो कम्प्यूटेशनल दृश्य और तैरने विश्लेषण सॉफ्टवेयर के साथ नज़र रखने के लिए बहुत अच्छी तरह से काम करता है के खिलाफ सफेद के रूप में वयस्कों के शव कल्पना करने के लिए सेट करें।
    3. कार्य क्षेत्र, माइक्रोस्कोप स्लाइड रखने के लिए, और बहुत साफ ड्रॉप करने के लिए तैरने ख्याल रखना। मलबा वयस्कों से मुक्त तैराकी occluding द्वारा विश्लेषण के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं, और फाइबर के पतले धागे पर नज़र रखने के दौरान पशुओं nonmoving के रूप में पता लगाया जा सकता है।

3. तरल में शारीरिक फिटनेस के विश्लेषण के लिए पशु तैयारी

  1. पिपेट 60 μL ओएक 10 मिमी अंगूठी एक खुर्दबीन स्लाइड पर पहले छपे में च 1x M9 बफर। यकीन ड्रॉप पूरी तरह से रिंग के अंदर क्षेत्र को शामिल करें। सॉफ्टवेयर इस ड्रॉप आकार इसे अगर multiwell प्लेटों का उपयोग होगा की तुलना में एक स्लाइड पर निहित का उपयोग कर अधिक तैराकी जानकारी निकालता है।
  2. एकल वयस्क नेमाटोड उठाओ और उन्हें 1x M9 बफर के ड्रॉप में स्थानांतरण, बैक्टीरिया है कि तरल बादल कर सकते हैं के परिवहन के कम से कम। पहला, थाली है कि ज्यादा जीवाणु लॉन शामिल नहीं है का एक पक्ष के हस्तांतरण के लिए पशुओं को रखने दे उन्हें क्रॉल, और फिर धीरे उन्हें ऊपर उठाने से बैक्टीरिया कम से कम।
    1. जब बूंद में नेमाटोड स्थानांतरित, तैरने के समय की लंबाई कम करने के लिए है, जो जानवरों 25 के व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं विश्लेषण स्टेशन के करीब एक विदारक गुंजाइश का उपयोग करें।
    2. बूंद में केवल 4 वयस्कों की जगह अगर वे सख्ती अक्सर बढ़ने के लिए और रास्ते को पार। मार्गदर्शन ओवरलैपिंग तैराकों (जो कम्प्यूटेशनल विश्लेषण घालमेल कर दिया है) को कम करने के रूप में, रखने पर विचारबूंद प्रति 4 जानवरों जब वे जब वे बड़े होते हैं और कम ताक़त दिखाने के जवान, स्वस्थ वयस्कों गुम्मट और ड्रॉप प्रति 5 जानवरों के रूप में के रूप में सक्रिय हैं।
      नोट: स्वस्थ गुम्मट नेमाटोड सहज तरल में रखा जा रहा है के बाद जल्द ही तैराकी शुरू करते हैं। एक निमेटोड लेने की सहायता के साथ, धीरे बूंद में वयस्कों को अलग करता है, तो वे पेड़ों का झुरमुट।

तरल में शारीरिक फिटनेस के 4. विश्लेषण - तैराकी की वीडियो रिकॉर्डिंग

  1. स्लाइड माइक्रोस्कोप उनके तैराकी रिकॉर्ड करने के लिए के आधार पर वयस्कों के साथ भरी हुई स्थिति। तरल में एक व्यक्ति पशु के व्यवहार के 30 एस वीडियो पर कब्जा विवरण (वीडियो 1), और इस तरह के रिकॉर्ड को आसानी से पूरा किया जाता है जब Celest सॉफ्टवेयर 8,26 द्वारा सहायता प्राप्त की बड़ी संख्या के नमूने; हालांकि, अब तैरना अवधि के अन्य विशिष्ट व्यवहार के अध्ययन 25 के लिए आदर्श हो सकता है। महत्वपूर्ण बात है, बढ़ाई मतभेद affec के बाद से सभी रिकॉर्डिंग भर में एक ही बढ़ाई बनाए रखने के लिए सुनिश्चित करेंटी तैराकी विश्लेषण और इच्छा पूर्वाग्रह तुलना।
    नोट: ये कदम डिजिटल वीडियो रिकॉर्डिंग सामग्री की तालिका में सूचीबद्ध सॉफ्टवेयर का उपयोग कर मार्गदर्शन के रूप में प्रदान की जाती हैं; VirtualDub ओपन एक्सेस सॉफ्टवेयर, स्थानापन्न हो सकता है, हालांकि हम इस परीक्षण नहीं किया है।
    1. 696 x 520 पिक्सल की छवि को आकार, 0.02 मिमी / पिक्सेल की छवि संकल्प, और 18 फ्रेम / s की दर: सफल तैरने के विश्लेषण के लिए मार्गदर्शन के रूप में निम्नलिखित सेटिंग्स का प्रयोग करें। इन सेटिंग्स के उच्च संकल्प संस्करणों ट्रैकिंग सुविधा हो सकती है लेकिन उपायों कार्यक्रम द्वारा गणना को प्रभावित नहीं करेगा।
      नोट: तैरना खुर्दबीन स्लाइड पर 1x M9 बफर के 60 μL ड्रॉप जोन द्वारा प्रदान की ज्यादा गहराई, और नीचे तैराकी गति है जो ऊपर की ओर कम से कम नहीं है।
  2. सेटिंग्स के तहत, 'डिस्क पर 545 फ्रेम' करने के लिए 'रिकॉर्डिंग', सेट 'सीमा अनुक्रम आकार' के लिए जाना। एक ही शीर्षक के अंतर्गत, 'उपयोग रिकॉर्डिंग प्रबंधक' बॉक्स की जाँच करें। 'संपादन वर्तमान recor क्लिक करेंडिंग स्क्रिप्ट ... कमानों 'बटन, और तहत' पकड़ो फ्रेम रोक शर्तों ', और तहत', 'चुनें', में प्रवेश 'बंद करो 0 के बाद: 00: 30.00'।
  3. रिकॉर्ड करने के लिए, घर के मुखिया के तहत 'राम में नए अनुक्रम' का चयन करें, तो लाल 'रिकॉर्ड' बटन दबाएँ। सॉफ्टवेयर डिजिटल कैमरा के साथ 30 खत्म हो चुका है 545 फ्रेम हड़पने के लिए और उन्हें राम स्मृति में आयोजित करेगा।

5. तरल में शारीरिक स्वास्थ्य का विश्लेषण - वीडियो उपचार

  1. घर के मुखिया क्लिक करके और वीडियो रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर में 'के लिए ... निर्यात पूर्ण अनुक्रम' का चयन करके छवि फ्रेम के एक दृश्य में वीडियो टुकड़ा।
    नोट: डिजिटल वीडियो रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर .bmp, .jpg, .tif, या .png, जो सभी के लिए तैरने विश्लेषण यहाँ प्रस्तुत इस कार्यक्रम के द्वारा पढ़ा जा सकता है के रूप में फ्रेम बचा सकता है। ध्यान दें कि .tif फ़ाइलों अधिक संग्रहण स्थान का उपयोग करें, लेकिन इस तरह के .jpg के रूप में कुछ प्रारूपों छवि गुणवत्ता नीचा हो सकता है।
  2. MATLAB बी से तैरना विश्लेषण कार्यक्रम का शुभारंभY रन बटन पर क्लिक।
  3. तैरने के विश्लेषण कार्यक्रम के घर स्क्रीन पर, का उपयोग 'एक वीडियो जोड़ें' या बटन छवि के दृश्यों को अपलोड करने के लिए 'कई वीडियो जोड़ें' एक समय में एक फ्रेम या समूहों में इस तरह के जीनोटाइप, तारीख, परीक्षण और अवधि के रूप में प्रासंगिक लेबलों संलग्न समय में । सॉफ्टवेयर लेबल दृश्यों की एक डेटाबेस बनाता है।
  4. '1 क्लिक करके अपलोड दृश्यों में कई जानवरों के एक साथ ट्रैकिंग सक्षम करें। प्रक्रिया वीडियो '। नई स्क्रीन में, बाईं बॉक्स में वांछित वीडियो का चयन और क्लिक करें, 'सूची में जोड़ें'। प्रत्येक वीडियो के लिए, नीचे सही में वीडियो की पहली छवि प्रदर्शित करने के लिए शीर्ष सही सूची में अपने नाम पर क्लिक करें। रिंग के अंदर 3 अंक का चयन करके तैरना क्षेत्र हदबंदी, और क्लिक 'प्रक्रिया सभी वीडियो ऊपर सूचीबद्ध' द्वारा प्रसंस्करण आरंभ करें। केंद्र तल पर प्रसंस्करण की प्रगति को देखें।
  5. एक बार जब पूरा, 'बंद' वीडियो प्रसंस्करण स्क्रीन।

6। तरल में शारीरिक स्वास्थ्य का विश्लेषण - मापन

  1. '2 पर क्लिक करें। कंप्यूट उपाय 'एक नए स्क्रीन जहां संसाधित वीडियो अपलोड किया जा सकता है, एक समय में एक खोलने के लिए मान्य या एकल जानवरों की ट्रैकिंग अस्वीकार करने के लिए। वीडियो है कि संसाधित किया गया है छोड़ दिया, जहां वीडियो का नाम है कि वीडियो अपलोड करने के लिए क्लिक किया जा सकता है पर सूची में दिखाई देगा।
  2. इस मैनुअल कदम का प्रयोग सफल ट्रैकिंग (हरी ब्लॉक) के विपरीत याद किया ट्रैकिंग (लाल ब्लॉक) के क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करने के लिए।
    नोट: वैकल्पिक रूप से, एक वैध ट्रैकिंग के स्वचालित उत्पादन पर के बाद से सॉफ्टवेयर एक मजबूत ट्रैकिंग प्रणाली (94.1% वैधता 404 वीडियो 8 से 2,020 पशुओं में मनाया के रूप में) है भरोसा कर सकते हैं।
    1. नीचे आधे में स्क्रीन के पार पहली रंगीन पट्टी में 'खंडों शरीर की वैधता' का पता लगाएं। 'वैध फ्रेम' का प्रतिशत हरे रंग में है, और 'अस्वीकृत फ्रेम' का प्रतिशत लाल रंग में है। वैध तख्ते की ≥80% मतलब है कि मैं ट्रैकिंगएक 30 एस में 540 से कम से कम 432 फ्रेम से आता उपायों की गणना करने के लिए इस्तेमाल nformation 18 फ्रेम / s पर दर्ज मुकदमे तैरना।
    2. आसानी से नेविगेट और वैध के ब्लॉक को संशोधित / 'अगला ब्लॉक', 'स्विच वैधता', 'विभाजित ब्लॉक', और 'अलग फ्रेम' विकल्प का उपयोग फ्रेम खारिज कर दिया। दुर्लभ घटना है कि 2 पशु एक uncrowded तैरने के क्षेत्र में रास्ते को पार करने में, 'स्विच' बटन के साथ एक विशिष्ट फ्रेम रेंज पर उनकी पहचान संख्या स्विच।
    3. ट्रैकिंग और ओवरलैपिंग प्रदर्शन पर अतिरिक्त जानकारी के लिए स्क्रीन के नीचे छमाही में बार रेखांकन देखें। खंडों शरीर (जानवर के फ्रेम प्रति शरीर की लंबाई) की लंबाई घटनाओं ओवरलैपिंग के साथ संबद्ध।
  3. वीडियो पर किसी भी चमकीले धब्बों विश्लेषण के साथ हस्तक्षेप करते हैं, 'चकाचौंध जोन' समारोह का चयन करके तैरने के क्षेत्र में उज्ज्वल क्षेत्रों को समायोजित।
  4. पर क्लिक करें 'सहेजें और कंप्यूट उपाय' वैधता इनपुट से पहले बचाने के लिएएक और प्रसंस्कृत वीडियो लोड हो रहा है। इस चरण के सॉफ्टवेयर की गणना में, पृष्ठभूमि में (उपयोगकर्ता को नहीं दिखाया गया है), अलग-अलग जानवरों के तैरने के प्रदर्शन की वक्रता नक्शे और मापदंडों के नीचे संकेत (वीडियो 2)।
    नोट: मानकों को मापा जाता है कि यहाँ पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं तालिका 1 में वर्णित हैं। वेव दीक्षा दर, शरीर लहर नंबर, विषमता, खिंचाव, और कर्लिंग वक्रता नक्शे है कि सॉफ्टवेयर जानवरों के लिए गणना के आधार पर गणना कर रहे हैं; यात्रा गति, ब्रश स्ट्रोक, और गतिविधि सूचकांक के मापदंडों वक्रता नक्शे पर आधारित नहीं हैं।
  5. क्लिक करें 'बंद' 'कंप्यूट उपायों' स्क्रीन बाहर निकलने के लिए।

तरल में शारीरिक फिटनेस के 7. विश्लेषण - परिणाम का उत्पादन

नोट: सॉफ्टवेयर तैरने के प्रस्ताव के कई उपाय है, जो बहुत सूक्ष्म करने के लिए प्रकट व्यवहार लक्षण आसानी से आंखों से रन बनाए नहीं से कवर पर रिपोर्ट कर सकते हैं (वीडियो 3 और 4)। यहां हीवेव दीक्षा दर, शरीर की लहर नंबर, विषमता, मांसपेशियों, कर्लिंग, यात्रा गति, ब्रश स्ट्रोक, और गतिविधि सूचकांक: फोकस 8 पैरामीटर है कि आम तौर पर एक अच्छा गतिशील रेंज दिखाने पर है।

  1. कार्यक्रम के घर स्क्रीन पर, '3 पर क्लिक करें। प्रदर्शन परिणाम 'विश्लेषण उत्पादन प्राप्त करने के लिए।
  2. बाएँ बॉक्स में फ्रेम के वांछित विश्लेषण किया दृश्यों का चयन और उन्हें या 'चुना नमूना में जोड़ें' 'नया नमूना में जोड़ें' बटन पर क्लिक करके एक नए या मौजूदा नमूना समूह में ले जाकर उपचार के लिए सांख्यिकीय नमूना समूह बनाएँ।
  3. क्लिक करें एक दूसरे स्क्रीन है कि स्क्रीन के शीर्ष पर सेलेक्शन रेखांकन और 8 मानकों में से प्रत्येक के लिए नमूने के प्रमुख आँकड़े प्रदर्शित करने के लिए जाने के लिए 'के लिए इन नमूनों रेखांकन शो'।
    1. अगर वांछित, 'रंग', 'histograms की #', और चयनकर्ताओं 'कीड़े की #' का उपयोग कर स्क्रीन के ऊपर छोड़ दिया पर बार रेखांकन के प्रतिनिधित्व को समायोजित।
  4. उपयोग'2 डी histograms' स्क्रीन के बाईं तरफ ड्रॉप डाउन मेनू 'वाई अक्ष पर उपाय' और 'एक्स अक्ष पर उपाय' के माध्यम से किसी भी दो मापदंडों के संयोजन साजिश करने के लिए। क्लिक करें 'बंद' से बाहर निकलें और 'प्रदर्शन के परिणाम' स्क्रीन पर लौटने के लिए।
  5. खोलने के लिए और आगे एक स्प्रेडशीट कार्यक्रम में हेरफेर .csv फ़ाइल के रूप में विस्तृत संख्यात्मक डेटा को बचाने के लिए स्क्रीन के ऊपर छोड़ दिया पर 'निर्यात ...' बटन का प्रयोग करें।
  6. 'बंद' 'प्रदर्शन के परिणाम' वापस घर स्क्रीन करने के लिए जाना है और विश्लेषण वीडियो दृश्यों से युक्त डेटाबेस की बचत सुनिश्चित करने के लिए 'बाहर' पर क्लिक करने के लिए स्क्रीन।

Representative Results

तरल (तैराकी) में हरकत का विश्लेषण करके, phenotypes कि (रेंगने) ठोस मीडिया पर आसानी से स्पष्ट नहीं हैं elucidated जा सकता है। तैराकी हरकत quantitate करने के लिए हम विशेष सॉफ्टवेयर है कि तैराकी व्यवहार 8 के दस उपन्यास मापदंडों उपाय विकसित की है। आठ सबसे इन मानकों के उपयोगी विस्तार से तालिका 1 में वर्णित हैं। इन मानकों वेव दीक्षा दर, शरीर की लहर नंबर, विषमता, मांसपेशियों, कर्लिंग, यात्रा गति, ब्रश स्ट्रोक, और गतिविधि सूचकांक नाम हैं। सॉफ्टवेयर की शक्ति का दृष्टांत अध्ययन गुम्मट, व्यवहार या दीर्घायु उत्परिवर्ती पृष्ठभूमि में 8 के साथ वयस्कों उम्र बढ़ने के सैकड़ों कार्यात्मक गिरावट को परिभाषित किया है, और अच्छी तरह से अध्ययन दीर्घायु म्यूटेंट आयु-1 (hx546) और daƒ -16 (mgDƒ50) का विश्लेषण किया है, जो उत्परिवर्तन है कि सामान्य इंसुलिन संकेतन मार्ग बाधित बंदरगाह। जीन उम्र -1 एक phosphatidylinositide 3-काइनेज के लिए कूटबद्ध (PIK3) उत्प्रेरक सबयूनिट, और, जब यह उत्परिवर्तन hx546 बंदरगाहों, उम्र विस्तार और तनाव प्रतिरोध 27-29 का कारण बनता है। जीन daƒ -16 एक forkhead बॉक्स हे (FOXO) प्रतिलेखन कारक है कि जीवन shortens और जब नष्ट कर दिया 30-33 तनाव की प्रतिक्रिया को बाधित करने के लिए encodes।

वेव दीक्षा दर, यात्रा गति, ब्रश स्ट्रोक और गतिविधि सूचकांक के रूप में इस तरह के तैराकी के कुछ मानकों धीरे-धीरे अनुकूल आनुवंशिक पृष्ठभूमि (चित्रा 1) में भी उम्र के साथ मना कर दिया। वर्तमान ज्ञान के साथ लाइन में, लंबे समय रहते आयु-1 (hx546) म्यूटेंट उन्नत और अत्यंत पुराने उम्र में गुम्मट तुलना में एक अधिक जोरदार शारीरिक प्रदर्शन दिखाया। इसके अलावा के रूप में प्रत्याशित, अल्पकालिक daƒ -16 (mgDƒ50) म्यूटेंट समझौता प्रदर्शित प्रदर्शन, विशेष रूप से अत्यंत पुराने उम्र में। उल्लेखनीय है, यह केवल Celest कंप्यूटर दृष्टि और गणितीय एल्गोरिथ्म पैकेज है कि superio की जांच के दायरे में थाउम्र-1 (hx546) म्यूटेंट के आर तैरना प्रदर्शन वयस्कता की शुरुआत में detectable था। तथ्य यह है कि उम्र-1 (hx546) युवा वयस्क जीवन में बढ़ाया शारीरिक प्रदर्शन में परिणाम है कि पता चलता है कि इस उत्परिवर्तन पहले (चित्रा 1) की सराहना की नहीं एक तरह से सामान्य विकास और / या युवा वयस्क phenotype प्रभावित करता है।

शरीर की लहर नंबर, विषमता, खिंचाव, और कर्लिंग मापदंडों के गुम्मट में उम्र और उत्परिवर्ती वयस्कों उम्र बढ़ने (चित्रा 2) के साथ trended। दिलचस्प है, सॉफ्टवेयर का संकल्प स्तर खिंचाव और इस हद तक कि एक ही करने के लिए कर्ल करने के लिए उम्र-1 (hx546) उनकी उम्र और चरम वर्ष daƒ -16 (mgDƒ50) म्यूटेंट की अक्षमता भर म्यूटेंट के निरंतर समरूपता की तरह महीन व्यवहार लक्षण का पता चला -age गुम्मट और उम्र-1 (hx546) वयस्कों करते।

शारीरिक perfo के समग्र अपरिहार्य नुकसान के अलावाrmance कारण उम्र के लिए, प्रत्येक व्यक्ति वयस्क उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के माध्यम से एक अद्वितीय प्रगति पैटर्न को प्रदर्शित करता है, तब भी जब आनुवंशिकी और पर्यावरण लगभग सजातीय 7 रहे हैं। (जेनेटिक्स और पर्यावरण को नियंत्रित करके, इन कारकों में से संभव confounding प्रभाव को कम से कम कर रहे हैं, उम्र से संबंधित अध: पतन के लिए stochasticity का महत्वपूर्ण योगदान अनावरण।) एक सिंक्रनाइज़ एलिगेंस समान आनुवंशिक पृष्ठभूमि की जनसंख्या एक नियंत्रित वातावरण में रखा अभी भी का मिश्रण होता है उनकी उम्र बढ़ने peculiarities के अनुसार व्यक्तियों के विभिन्न वर्गों। हालांकि सभी के रूप में स्वस्थ वयस्कों शुरू, कुछ तेजी से अपने शारीरिक फिटनेस (बुरा प्रबंधक, वर्ग सी) खो देते हैं, जबकि दूसरों को समय की लंबी अवधि (सुशोभित प्रबंधक, वर्ग ए) के लिए उत्साह बनाए रखें। बुरा प्रबंधक इस प्रकार सुशोभित प्रबंधक की तुलना में एक काफी कम healthspan लग गए हैं।

जैसा कि आगे हमारे अध्ययन 8 में विस्तृत, सुंदर प्रबंधक युवा शारीरिक fitn बनाए रखाईएसएस के रूप में ज्यादा युवा वयस्कों की प्रोफाइल तैरने के साथ तुलना से मनाया (आंकड़े 3, 4 और 5)। यह निरंतर फिटनेस शारीरिक (डी 11) के बाद प्रजनन आयु में लंबे समय रहते आयु-1 (hx546) म्यूटेंट के प्रदर्शन के लिए तुलनीय है (आंकड़े 1 और 2)। इसके विपरीत, बुरा प्रबंधक नाटकीय रूप से जल्द ही प्रजनन के बाद उनकी शारीरिक क्षमता का ज्यादा खो दिया है, चरम पुराने और progeric daƒ -16 (mgDƒ50) वयस्कों (आंकड़े 1 - 4) के उन लोगों के लिए समान स्तर पर प्रदर्शन। इन समानताओं सकल तुलना द्वारा तैयार किया जा सकता है, लेकिन विशेष रूप से हस्ताक्षर एक करीब देखो पर आसानी से ध्यान देने योग्य हैं। उदाहरण के लिए, हालांकि वहां दोनों खिंचाव और चरम पुराने जंगली प्रकार में कर्लिंग और उम्र बढ़ने म्यूटेंट की हद के बीच कुछ संबंध (चित्रा 2) है, इस संबंध बुरा प्रबंधक में नहीं मनाया जाता है (आंकड़े 4 और 5), जो उच्च प्रवृत्ति दिखाने कर्ल अप लेकिननमूनों की जांच में फैलाने के लिए नहीं। सॉफ्टवेयर हम उपस्थित प्रकार अधिक परिष्कृत अध्ययन बताते हैं कि पहले विनयशील नहीं थे के लिए उपकरण उपलब्ध कराने के द्वारा शारीरिक फिटनेस या locomotory क्षमता का विश्लेषण करने के लिए आयाम कहते हैं। सारांश में, Celest, आठ उपन्यास यहाँ पर प्रकाश डाला उपाय है, जो विशिष्ट आनुवंशिक, epigenetic के व्यवहार फिंगरप्रिंट परिभाषित है, और पर्यावरण पृष्ठभूमि के रूप में व्यापक readouts प्रदान करता है अद्वितीय और आम पैरामीटर पैटर्न की पहचान उस विशिष्ट परिस्थितियों के हस्ताक्षर हो सकता है (सक्रिय करने के ऐसे healthspan के रूप में पर्यावरण, औषधीय, पोषण), जैविक प्रक्रियाओं, या जीव राज्यों।

आकृति 1
चित्रा 1: वेव दीक्षा दर (ए), गतिविधि सूचकांक (बी), ब्रश स्ट्रोक (सी) और गुम्मट, उम्र-1 (hx546) के लिए यात्रा गति (डी), और daƒ -16 पर Celest सॉफ्टवेयर रिपोर्ट (mgDƒ50) डी 4 (युवा वयस्कता), 11 (पोस्ट-प्रजनन) और 20 (चरम वर्ष) पर वयस्कों। वाई अक्ष का अर्थ है 'संख्या' में '#'। WTS हरे और daƒ -16 में लाल रंग में ग्रे, उम्र -1 में रंग के होते हैं। त्रुटि सलाखों मतलब (SEM) के मानक त्रुटि कर रहे हैं। एक ही उम्र के गुम्मट और उम्र बढ़ने म्यूटेंट सांख्यिकीय महत्व एक तरह से एनोवा Dunnett एकाधिक तुलना परीक्षण के बाद प्रयोग करने के लिए की तुलना में थे। **, पी = 0.001 - 0.01 <; ***, पी = 0.0001 - <0.001। एन = प्रत्येक डेटा में 62 चार स्वतंत्र परीक्षणों से इशारा करते हैं। ध्यान दें कि यहाँ है, और चित्रा 2 के लिए, प्रत्येक व्यक्ति 30 एस 4 वीडियो जानवरों के साथ किया जाता है, और प्रत्येक परीक्षण के लिए हम 4 तैरने के वीडियो से 16 जानवरों की कुल स्कोर, यह दिखाया प्रत्येक डेटा बिंदु के लिए 4 जैविक प्रतिकृति के लिए किया जाता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

ntent "fo: रख-together.within-पेज =" 1 "> चित्र 2
चित्रा 2: पर शरीर की लहर संख्या (ए), विषमता (बी), खंड (सी), और गुम्मट के लिए कर्लिंग (डी), आयु-1 (hx546) और daƒ -16 (mgDƒ50) डी 4 पर वयस्क सॉफ्टवेयर रिपोर्ट (युवा वयस्कता), 11 (पोस्ट-प्रजनन) और 20 (चरम वर्ष)। वाई अक्ष का अर्थ है 'संख्या' में '#'। गुम्मट ग्रे, उम्र -1 हरे रंग में, और लाल रंग में DAF-16 में रंग के होते हैं। त्रुटि सलाखों मतलब (SEM) के मानक त्रुटि कर रहे हैं। एक ही उम्र के गुम्मट और उम्र बढ़ने म्यूटेंट सांख्यिकीय महत्व एक तरह से एनोवा Dunnett एकाधिक तुलना परीक्षण के बाद प्रयोग करने के लिए की तुलना में थे। *, पी = 0.01 - 0.05 <; **, पी = 0.001 - 0.01 <; ***, पी = 0.0001 - <0.001। एन = प्रत्येक डेटा बिंदु में 62 से चार स्वतंत्र, 30 एस परीक्षणों तैरना।e.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3: वेव दीक्षा दर (ए), गतिविधि सूचकांक (बी), ब्रश स्ट्रोक (सी), और युवा गुम्मट वयस्कों के लिए यात्रा गति (डी) (डी 4), और एक ही उम्र के सुंदर और बुरा प्रबंधक (D10 पर सॉफ्टवेयर रिपोर्ट और 11)। वाई अक्ष का अर्थ है 'संख्या' में '#'। युवा WTS हरे रंग में एक सुंदर प्रबंधक, और वर्ग सी बुरा प्रबंधक लाल रंग में ग्रे, कक्षा में रंग के होते हैं। त्रुटि सलाखों मतलब (SEM) के मानक त्रुटि कर रहे हैं। कक्षा एक सुंदर प्रबंधक और वर्ग सी बुरा प्रबंधक एक तरह से एनोवा Dunnett एकाधिक तुलना परीक्षण के बाद का उपयोग कर डी करने के लिए 4 युवा वयस्कों की तुलना में थे। ****, पी <0.0001। एन = दो स्वतंत्र से प्रत्येक डेटा बिंदु में 27, 30 एस परीक्षणों तैरना। ग्राफ थोड़ा Restif एट अल से संशोधित किया गया है। (2014) 8, जो क्रिएटिव के तहत प्रकाशित किया गया थाकॉमन्स रोपण (सीसी द्वारा) लाइसेंस http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4: युवा वयस्कों के लिए गुम्मट पर शरीर की लहर संख्या (ए), विषमता (बी), और कर्लिंग (सी) सॉफ्टवेयर रिपोर्ट (डी 4), और एक ही उम्र के सुंदर और बुरा प्रबंधक (डी 10 और 11)। वाई अक्ष का अर्थ है 'संख्या' में '#'। युवा WTS लाल रंग में हरे और वर्ग सी बुरा प्रबंधक में एक सुंदर प्रबंधक ग्रे, कक्षा में रंग के होते हैं। त्रुटि सलाखों मतलब (SEM) के मानक त्रुटि कर रहे हैं। कक्षा एक सुंदर प्रबंधक और वर्ग सी बुरा प्रबंधक एक तरह से एनोवा Dunnett एकाधिक तुलना परीक्षण के बाद का उपयोग कर डी करने के लिए 4 युवा वयस्कों की तुलना में थे। **, पी = 0.001 - 0.01 <; ****, पी <0.0001; एट अल से संशोधित किया गया है। (2014) 8, जो क्रिएटिव कॉमन्स रोपण (सीसी द्वारा) लाइसेंस http के तहत प्रकाशित किया गया था: /creativecommons.org/licenses/by/4.0/। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 5
चित्रा 5: खंड पर सॉफ्टवेयर की रिपोर्ट युवा गुम्मट वयस्कों के लिए (डी 4), और एक ही उम्र के सुंदर और बुरा प्रबंधक (डी 10 और 11)। युवा WTS लाल रंग में हरे और वर्ग सी बुरा प्रबंधक में एक सुंदर प्रबंधक ग्रे, कक्षा में रंग के होते हैं। त्रुटि सलाखों मतलब (SEM) के मानक त्रुटि कर रहे हैं। कक्षा एक सुंदर प्रबंधक और वर्ग सी बुरा प्रबंधक डी 4 y की तुलना में थेoung वयस्कों के एक तरह से एनोवा Dunnett एकाधिक तुलना परीक्षण के बाद इस्तेमाल करते हैं। एन = प्रत्येक डेटा में 27 दो स्वतंत्र परीक्षणों से इशारा करते हैं। ग्राफ थोड़ा Restif एट अल से संशोधित किया गया है। (2014) 8, जो क्रिएटिव कॉमन्स रोपण (सीसी द्वारा) लाइसेंस http के तहत प्रकाशित किया गया था: /creativecommons.org/licenses/by/4.0/। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

वीडियो 1
वीडियो 1: सी के एक प्रतिनिधि समूह के स्विमिंग वयस्कों एलिगेंस। इस वीडियो को देखने के लिए यहां क्लिक करें। (डाउनलोड करने के लिए राइट क्लिक करें।)

वीडियो 2
वीडियो 2: परीक्षण पशुओं के तैरने प्रदर्शन के व्यक्तिगत वक्रता मैप्स की Celest सॉफ्टवेयर संगणना। वक्रता नक्शे पृष्ठभूमि में गणना कर रहे हैं; वे उपयोगकर्ता के साथ सॉफ्टवेयर इंटरफ़ेस में दिखाई नहीं देते। इस वीडियो को देखने के लिए यहां क्लिक करें। (डाउनलोड करने के लिए राइट क्लिक करें।)

वीडियो 3
वीडियो 3: अलग-अलग वक्रता मैप्स पर आधारित तैरने के उपाय के सॉफ्टवेयर गणना। इस वीडियो को देखने के लिए यहां क्लिक करें। (डाउनलोड करने के लिए राइट क्लिक करें।)

वीडियो 4
वीडियो 4: तैरना उपाय है कि वक्रता पर भरोसा नहीं है की गणना सॉफ्टवेयरमैप्स। इस वीडियो को देखने के लिए यहां क्लिक करें। (डाउनलोड करने के लिए राइट क्लिक करें।)

Discussion

एक मॉडल प्रणाली के रूप में एलिगेंस का उपयोग अपनी आनुवंशिक बढ़ने की योग्यता, प्रयोगात्मक शिक्षणीयता और शरीर रचना विज्ञान सूक्ष्म विस्तार करने के लिए एनोटेट की वजह से वृद्धि जारी है। उदाहरण के लिए, न्यूरोनल संरचना और एलिगेंस उभयलिंगी की कनेक्टिविटी स्पष्ट रूप से 34-36 बाहर मैप किया गया है, बहुत विशिष्ट neuronal सर्किट है कि विशेष व्यवहार पर नियंत्रण की जांच की सुविधा। 302 न्यूरॉन्स वयस्क द्विलिंग के तंत्रिका तंत्र, जो हरकत की तरह बुनियादी व्यवहार outputs में संवेदी आदानों की एक विस्तृत श्रृंखला की प्रक्रिया का गठन। और अधिक जटिल पुरुष तंत्रिका तंत्र की संरचना भी 37 वर्णित किया गया है, लिंग-विशिष्ट circuitry सक्षम करने से संबोधित किया जाएगा। 37

एलिगेंस व्यवहार में बड़े पैमाने पर ठोस मीडिया वाले मानक संस्कृति प्लेटों पर अध्ययन किया गया है। चूंकि गुम्मट सी से आगर-भरा प्लेटों पर उम्मीद के मुताबिक sinusoidal लहरों में चलता है, विचलन एलिगेंससमग्र पैटर्न आंखों से पता लगाया जा सकता है और मैन्युअल रन बनाए। यह दृष्टिकोण, तथापि, प्रयोगकर्ता की कसौटी के अधीन है और श्रम गहन है। हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर उपकरण को ट्रैक और उपाय सी एलिगेंस ठोस मीडिया पर हरकत आत्मीयता पूर्वाग्रह को दूर करने और बड़े पैमाने पर अध्ययन के लिए अनुमति देते हैं, और अधिक परिष्कृत जैविक सवालों की अनुमति देने से संबोधित किया जा करने के लिए बनाया गया है। हाल के व्यवहार Schafer प्रयोगशाला द्वारा बनाई गई 16 डेटाबेस विश्लेषणात्मक विस्तार और गहराई है कि प्लेटों पर हरकत के लिए एक कम्प्यूटेशनल प्रणाली के साथ हासिल किया गया है का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।

जब गुम्मट एलिगेंस तरल में रखा गया है, पशु जल्दी से नए वातावरण को इसकी गति adapts, तैरने की शुरुआत। सी तैराकी रेंगने से गति की एक बड़ी रेंज इस्तेमाल करता है और अधिक अनियमित 8 हो सकता है एलिगेंस। Celest जैसे सॉफ्टवेयर सी का विस्तृत विश्लेषण के लिए खाई को भरने का इरादा है तरल में, permi व्यवहार एलिगेंसप्रस्ताव जुड़े पैरामीटर है कि आसानी से संयुक्त राष्ट्र के सहायता प्राप्त आंख से मापा नहीं कर रहे हैं, या कि मैनुअल स्कोरिंग की तुलना में अधिक तेजी से पूरा किया जा सकता है की tting quantitation। 8 मुश्किल एच में एक व्यक्ति प्रति दिन 1,000 रिकॉर्ड, 200 अप करने के लिए वीडियो प्रक्रिया सकता है ~।

सॉफ्टवेयर का आकलन पैरामीटर है कि शारीरिक फिटनेस और व्यवहार का एक व्यापक फिंगरप्रिंट के रूप में सेवा तैराकी परिभाषित करता है। तरल में एलिगेंस व्यवहार और अपनी अंतर्निहित आणविक रास्ते के जटिल पहलुओं की समझ को समृद्ध बनाने के अलावा, इस सॉफ्टवेयर औषधीय प्रतिक्रियाओं, उम्र बढ़ने, और विशिष्ट व्यवहार सहित जीव विज्ञान के कई पहलुओं का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। यहाँ प्रस्तुत मात्रा निर्धारित परिवर्तन है कि सी का शारीरिक प्रदर्शन में होने का अवलोकन वयस्कों एलिगेंस के रूप में वे उम्र सॉफ्टवेयर के इस तरह के आवेदन का एक उदाहरण है (एक अधिक विस्तृत खाते के लिए, वहाँ Restif एट अल। 8)। उम्र बढ़ने के संदर्भ में कुछ गिरावट आई है, जबकि मापा मापदंडोंदूसरों वृद्धि हुई है या लगातार जंगली प्रकार में परिवर्तन नहीं किया। रुझान दीर्घायु म्यूटेंट के कम्प्यूटेशनल प्रोफ़ाइल से काफी हद तक इस बात की पुष्टि कर रहे थे, और एक ही उम्र की आबादी के सुंदर और बुरा प्रबंधक साथियों के रिश्तेदार प्रोफाइल वर्दी पर्यावरण की स्थिति में रखा। सॉफ्टवेयर के उच्च संकल्प भी पहले बड़े पैमाने पर विशेषता म्यूटेंट (जैसे, आयु-1 (चित्र 1 में hx546)) में अज्ञात सूक्ष्म phenotypes प्रकट कर सकते हैं।

वहाँ प्रोटोकॉल वर्णित के कुछ विशेष रूप से महत्वपूर्ण कदम उठाए हैं। तैरने के माहौल और तनाव प्लेट संस्कृति के बीच एक निरंतर तापमान वातावरण बनाए रखने के तैरने reproducibility के लिए महत्वपूर्ण है ताकि प्रयोगकर्ताओं अत्यधिक महान दर्द में जाने के लिए यादृच्छिक तापमान परिवर्तन से बचने के लिए प्रोत्साहित किया जाता है। तैरना मीडिया प्लेटों के रूप में एक ही तापमान पर होना चाहिए। इसी तरह, तैरने के लिए ड्रॉप आकार के लिए सावधान ध्यान reproducibility सुनिश्चित करने में मदद मिलेगी। अंत में, यह में सोचने के लिए समझदारी हैबड़े वीडियो फ़ाइलों है कि जमा सौदों की कटान के बारे में अग्रिम। वीडियो पर कब्जा कंप्यूटर से एक साइट के अलावा पर छवियों प्रसंस्करण की सिफारिश की है।

यहां तैरने के विश्लेषण के लिए प्रस्तुत सॉफ्टवेयर के उपयोग के कुछ सीमाएँ हैं। सबसे पहले, हालांकि कार्यक्रमों एक साथ कई जानवरों को ट्रैक कर सकते हैं, अगर अधिक से अधिक पांच जानवरों संयुक्त रूप से विश्लेषण कर रहे हैं, वहाँ एक वृद्धि की संभावना है कि जानवरों के वीडियो चित्र में एक दूसरे के पार तैर जाएगा। जब कार्यक्रम स्पष्ट रूप से निर्धारित नहीं कर सकता जो पशु था जो, यह उन डेटा फ्रेम सेंसर। हालांकि इस कार्यक्रम की सुविधा सुनिश्चित करता है कि अलग-अलग जानवरों के लिए डेटा उच्च गुणवत्ता के हैं, यह throughput सीमा। दूसरा, छवियों काफी साफ होना चाहिए, कि धूल, smudges और रोशनी से चकाचौंध से मुक्त है, एसोसिएटेड संकेतों भी छवि विश्लेषण उलझाना के रूप में कर सकते हैं। प्रोटोकॉल खंड 2.1.1, एक बहुत ही कम तकनीक निवेश है कि बहुत उतार चढ़ाव के साथ जटिलताओं को नष्ट करने से छवि पर कब्जा सहायता कर सकते हैं के रूप में विख्यात रहाn पर्यावरण प्रकाश एक काले कपड़े कि परिवेश प्रकाश मंच तक पहुँचने के लिए अनुमति नहीं है के साथ मंच क्षेत्र को कवर करने के लिए है। तीसरा, कार्यक्रम वयस्क अवस्था में जानवरों के लिए अनुकूलित है। बहुत तेजी से और युवा लार्वा तैरने छोटे निकायों, जो कार्यक्रम त्रुटि बढ़ जाती है। चौथा, सॉफ्टवेयर के कुछ matlab का इस्तेमाल करता है, और जब वहाँ संस्करण उन्नयन और / या ऑपरेटिंग सिस्टम उन्नयन कर रहे हैं, कुछ कार्यक्रम लिंक बाधित हो सकता है। वर्तमान में, सॉफ्टवेयर MATLAB 2015b और मैक ओएस संस्करण 10.10 पर उपयोग के लिए अनुकूलित है, लेकिन हम जल्द ही एक सॉफ्टवेयर संस्करण है कि इस तरह के बदलाव के खिलाफ और अधिक मजबूत है पोस्ट करने की उम्मीद है। अंत में, वीडियो डेटा फ़ाइलों को बड़ी तेजी से हो जाते हैं, और भंडारण के लिए जगह की आवश्यकता होती है आवंटित किया जा सकता है।

सारांश में, यहाँ प्रस्तुत एक सरल पद्धति आसानी से Celest विश्लेषण के लिए तैराकी एलिगेंस की वीडियो बनाने के लिए ज्यादा निवेश के बिना किसी भी प्रयोगशाला द्वारा कार्यान्वित किया जा सकता है। सॉफ्टवेयर पैकेज की सुविधाओं के माध्यम से ट्रैकिंग से व्यापक स्वचालन शामिलविश्लेषण, एक साथ बहु-पशु ट्रैकिंग, और गणितीय कुर्सियां (यानी, वक्रता के उपाय) सबसे हरकत मापदंडों के quantitation के लिए का उपयोग करें। सॉफ्टवेयर खुला स्रोत, कोड और क़ौम सार्वजनिक रूप से उपलब्ध Restif एट अल में विस्तृत रूप में साथ है। 8। हालांकि कार्यक्रम पर नज़र रखने के लिए उन्नत कंप्यूटर दृष्टि विश्लेषण, अन्य प्रकाशित ट्रैकिंग सिस्टम की सुविधा है (जैसे, Greenblum एट अल।, 38 2014) यहाँ प्रस्तुत सॉफ्टवेयर के पैरामीटर के विश्लेषण के साथ संगत कर रहे हैं। भविष्य में सुधार के लिए एक और अधिक मजबूत पैकेज है कि ऑपरेटिंग सिस्टम के ऊपर उल्लेख किया है (यह भी सामग्री की तालिका में संकेत दिया) के विशेष संस्करण के लिए उपयोग को सीमित नहीं करता है में परिवर्तित सॉफ्टवेयर की ओर निर्देशित किया जाएगा।

Acknowledgments

Celest विकास एनआईएच द्वारा समर्थित किया गया अनुदान R21AG027513 और U01AG045864। डेटा और कुछ लघु वीडियो अभ्यावेदन Restif एट अल से अनुकूलित कर रहे हैं। (2014) 8, जो क्रिएटिव कॉमन्स रोपण (सीसी द्वारा) लाइसेंस http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ के तहत प्रकाशित किया गया। हम पांडुलिपि मदद के लिए रिकार्डो Laranjeiro धन्यवाद।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
REAGENT
N2 Caenorhabditis Genetics Center (CGC) C. elegans WT (ancestral).
OP50 Escherichia coli Caenorhabditis Genetics Center (CGC) Biosafety Level: BSL-1.
OP50-1 Escherichia Coli  Caenorhabditis Genetics Center (CGC) Streptomycin resistant strain of OP50.  Biosafety Level: BSL-1.
Streptomycin sulfate salt Sigma-Aldrich S6501
Printed Microscope Slides  Thermo Fisher Scientific Gold Seal Fluorescent Antibody Microslides: 3032-002 have two etched 10 mm diameter circles delineated by white ceramic ink
Nematode Growth Medium (NGM) For 1 L: 17 g Agar, 3 g NaCl, 2.5 g Peptone, 1 mL 1 M CaCl2, 1 mL 5 mg/mL Cholesterol in ethanol, 25 mL 1 M KPO4 buffer, 1 mL 1 M MgSO4, H2O to 1 L. Sterilize by autoclaving. Stiernagle, T. Maintenance of C. elegans. WormBook, 1-11, doi:10.1895/wormbook.1.101.1 (2006)
M9 buffer For 1 L: 3 g KH2PO4, 6 g Na2HPO4, 5 g NaCl, 1 mL 1 M MgSO4, H2O to 1 L. Sterilize by autoclaving. Stiernagle, T. Maintenance of C. elegans. WormBook, 1-11, doi:10.1895/wormbook.1.101.1 (2006)
EQUIPMENT
CeleST Driscoll Lab, Rutgers University C. elegans Swim Test Open Source, see http://celestmod.github.io/CeleST/ and http://celest.mbb.rutgers.edu/
MATLAB www.mathworks.com/downloads MatLab version 2015b (best) The CeleST version demonstrated here has best functionality with Mac OS 10.10 and MatLab 2015b. MATLAB 2015B introduced changes to how MATLAB handled graphics, including a new coding convention and syntax. These changes resolved an issue that couldn't be resolved elegantly (primarily because the internals of MATLAB really needed the major graphics overhaul implemented in MATLAB 2015B). For this reason, CeleST should always be run on MATLAB 2015B or later versions. However for users without access to MATLAB version 2015B or later (or MATLAB at all), we have created a CeleST program that doesn't need MATLAB on the computer at al. An installer is downloaded by the prospective user and then it installs itself onto the computer through a couple prompts like most programs.  
Mac OS www.apple.com Version 10.10 Currently, CeleST has been ported to the major operating systems (Windows, Mac, and Linux). The current code can be run on any of the operating systems and there are versions for each operating system that don't even require users to have MATLAB to use CeleST (this version requires a large download). The Windows version has been tested the least and is most prone to bugs as such. Linux has been moderately tested. And Mac has been and continues to be tested extensively (primarily because it's the operating system in our lab).
Stereomicroscope  Zeiss Stemi 2000-C 
Transmitted Light Base Diagnostic Instruments TLB 3.1
Digital CCD Camera QImaging Rolera-XR Mono Fast 1394 (ROL-XR-F-M-12)
Digital Video Recording Software Norpix Streampix Version 3.17.2

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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तंत्रिका विज्ञान अंक 118 तैरने के व्यवहार हरकत, उम्र बढ़ने सार्कोपीनिया ट्रैकिंग
की स्वचालित विश्लेषण<em&gt; सी। एलिगेंस</em&gt; तैरना व्यवहार Celest सॉफ्टवेयर का उपयोग
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Ibáñez-Ventoso, C.,… More

Ibáñez-Ventoso, C., Herrera, C., Chen, E., Motto, D., Driscoll, M. Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software. J. Vis. Exp. (118), e54359, doi:10.3791/54359 (2016).

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