مقالة منهجية

الماوس قصيرة وطويلة الأجل الحركي نشاط تحليلها بواسطة برامج تتبع فيديو

20K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/50252

⸱

يونيو 20, 2013

 ,  ,  , 
1Department of Animal Sciences, University of Illinois at Urbana-Champaign, 2Department of Pathology, Integrative Immunology and Behavior Program, University of Illinois at Urbana-Champaign

في هذه المقالة

ملخص

النشاط الحركي (LMA) هو قياس بسيطة ويؤديها بسهولة من السلوك في الفئران. اقتران من برنامج تتبع الفيديو (VTS) وLMA يسمح لتحسين خصوصية وحساسية، وخصوصا عندما بالمقارنة مع دليل، خط طريقة عبور LMA التحليل. بالإضافة إلى ذلك VTS يسمح تتبع طويل الأجل من الماوس LMA.

الملخص

النشاط الحركي (LMA) هو قياس بسيطة ويؤديها بسهولة من السلوك في الفئران والقوارض الأخرى. وقد سمحت التحسينات في برنامج تتبع الفيديو (VTS) إلى أن يقترن إلى LMA الاختبار، وتحسين نوعية وحساسية بشكل كبير بالمقارنة مع الطريقة المعابر يتماشى مع دليل التهديف. وبالإضافة إلى ذلك، تمكن خدمة حركة السفن التجريب عالية الإنتاجية. بينما مماثلة لتتبع الفيديو الآلي المستخدمة في الاختبار الميداني المفتوحة (OFT)، LMA الاختبار هي فريدة من نوعها من حيث أنه يسمح الفئران أن تبقى في قفص وطنهم ولا الاستفادة من التحفيز anxiogenic من الإضاءة الساطعة خلال المرحلة النشطة من ضوء الظلام دورة. تقليديا، وقد استخدمت LMA لفترات قصيرة من الوقت (دقيقة)، في حين أن الدراسات حركة أطول (ساعة أيام) وغالبا ما تستخدم زرع أجهزة الإرسال والقياس البيولوجي البعادي. مع خيار تتبع في الوقت الحقيقي، طويلة، مثل اختبار LMA على المدى القصير، ويمكن الآن أن تجرى باستخدام بالفيديو. اختبار LMA على المدى الطويل يتطلب المتخصصة، ولكن شيدت بسهولة، قفص بحيث الغذاء والماء (والتي عادة ما وضعه على رأس قفص) لا تعيق بالفيديو. الأهم، بالفيديو وVTS يسمح لتقدير المعلمات، مثل مسار حركة الماوس، التي يصعب أو غير مجدية لقياس مع خط معبر و / أو القياس البيولوجي البعادي. وباختصار، اختبار LMA بالإضافة إلى خدمة حركة السفن يعطي وصفا أكثر اكتمالا من حركة الماوس والقدرة على فحص تنقل على مدى فترة ممتدة من الزمن.

البروتوكول

1. LMA مجموعة قصيرة الأجل والإجراءات

  1. انشاء المدى القصير LMA القفص حتى
    1. اختبار LMA على المدى القصير داخل قفص المنزل على فأرة الحاسوب تسكينهم واحد. لتسهيل تحليل الصور التي تعتمد على حركة السفن، استخدم الفراش في التباين العالي مع لون الماوس (أي الفراش الملونة الظلام لمدة الفئران البيضاء والفراش الملونة الخفيفة لالفئران السوداء).
    2. أثناء اختبار LMA على المدى القصير، وتغطي أقفاص مع ¼ واضحة في زجاجي مع 11 × ¼ في ثقوب قطرها إلى دعم التهوية المناسبة.
  2. غرفة قصيرة الأجل اختبار LMA
    1. اختبار الفئران في بيئة نظيفة والتي كانت قد تأقلم لمدة 24 ساعة على الأقل 8.
    2. لإلقاء الضوء على بيئة الاختبار، واستخدام أضواء المشبك حاضن مع المصابيح الحمراء (<125 شمعة). قبل بالفيديو، وضبط زاوية والموقف من الأضواء لإزالة وهج أو الانعكاسات من قمم قفص زجاجي.
    3. إزالة أو تجنب الضوضاء غرفةفوق 70 ديسيبل. استخدام مولد الضوضاء البيضاء إذا الضوضاء في الخلفية متقطعة أمر لا مفر منه خلال اختبار الماوس.
    4. تغطية سطح الاختبار التي يتم على أساسها وضع الأقفاص في غرفة الاختبار مع جزار أو ورقة مقاعد البدلاء المختبر من لون مشابه للقفص الفراش، في حالة ما يتعرض له الكلمة القفص أثناء بالفيديو.
  3. على المدى القصير LMA بالفيديو
    1. مركز ووضع رؤية قادرة على ليلة السقف محمولة على كاميرا فيديو مع 120 غيغابايت على الأقل من ذاكرة فوق منطقة تسجيل في غرفة الاختبار. لا تتجاوز قدرة القرار من خدمة حركة السفن المستخدمة من خلال وضع عدد كبير جدا من الأقفاص داخل الكاميرا الإطار عرض الفيديو (مثل Ethovision XT 7 بواسطة Noldus تكنولوجيا المعلومات (يسبورغ VA) يمكن أن تتبع في وقت واحد 8 الفئران في الوقت الحقيقي).
  4. إجراءات قصيرة الأجل اختبار LMA
    1. اختبار LMA قصيرة الأجل خلال المرحلة النشطة / الظلام من دورة ضوء. تأكد من الوقت بالنسبة للدورة الضوء هو اله نفسه في جميع الفئات، كما LMA يتبع نمطا شفقي، مع مزيد من النشاط خلال الفترات المبكرة، وبعد دورة الظلام 1. تشمل كلا من المواد التجريبية والضابطة في كل مجموعة من الفئران سجلت لضمان الآثار المحتملة للاختلافات الزمنية في LMA أدنى حد ممكن.
    2. فردي منزل ويتأقلم الفئران 24 ساعة قبل بدء LMA الاختبار على الأقل 8.
    3. وضع فواصل القفص والأقفاص (التي تحتوي على الفئران الفردية) مباشرة تحت الكاميرا. إزالة جميع مواد التعشيش / تخصيب من الأقفاص، لأن هذا قد تعرقل وجهة نظر الماوس (على سبيل المثال إذا كان الجحور الماوس / تغطي نفسها مع مواد التعشيش) وتتداخل مع VTS دقة. وضع غطاء زجاجي واضحة على كل قفص مسجل.
    4. عندما videoing عدة أقفاص في وقت واحد، ومن المؤكد أن القرار متوافق مع خدمة حركة السفن الذي تم اختياره. لتخفيف تحليل حركة السفن، وضع أقفاص مماثل داخل كل مقسم (أي الزاوية اليمنى العليا).
    5. بدء التسجيل. تبدأ كل الفيديو مع لائحة والتي تحدد كافة المعلومات التجريبية ذات الصلة لضمان التحديد السليم للفيديو مستقلة عن أي وثائق غير فيديو إضافية. استخدام جهاز توقيت أو ساعة توقيت لتعقب مدة LMA الاختبار (5-10 دقيقة). في حالة فقدان المعلومات توقيت، استعادتها من تسجيل الفيديو.
    6. لتدابير المتكررة باستخدام طريقة LMA على المدى القصير، تسمح الفئران الحصول على الغذاء والماء خلال فترات غير قياس.
    7. أثناء الاختبار، والحفاظ على أي المجربون بعيدا عن الأنظار من الفئران حتى لا تكون بمثابة جديلة البصرية الخارجية.
    8. عندما يتم الانتهاء من الاختبار، والعودة / استبدال التعشيش / تخصيب المواد، للحد من احتمالات تطور القلق مثل السلوك 8.
  5. تحليل LMA قصيرة الأجل
    1. تخزين تسجيلات فيديو من جلسة الاختبار إلى وسائل الإعلام الأرشيفية متوافق مع خدمة حركة السفن المستخدمة. لEthovision XT 7، قرص القرص الصلب (HDD) يستخدم.
    2. إعادة تشغيل مقاطع الفيديو في خدمة حركة السفن باستخدام لاعب وسائل الاعلام المرتبطة بها، وتحليل أشرطة الفيديو في الوقت الحقيقي. في الشكل 1، وكانت المتغيرات الكشف: 2 سم / ثانية يبدأ التتبع؛ 1.75 سم / ثانية توقف تتبع.
    3. في البداية، واختيار الطابق القفص بأكمله، مؤكدا أن المنطقة ذات الاهتمام (ROI) لتتبع. لإجراء تحاليل متقدمة، مثل تقييم انجذاب بالتماس، إنشاء عدة رويس داخل القفص.
    4. للدراسات عالية الإنتاجية، وتحليل كل أقفاص داخل الفيديو في وقت واحد مع فرد كل قفص رويس الكلمة.
    5. استخدام خدمة حركة السفن لحساب نقل المسافة الإجمالية (سم)، وسرعة التنقل (سم / ثانية) ومدة الحركة (ثانية). لEthovision XT 7، تصدير البيانات التي تم إنشاؤها في Microsoft Excel لتخزين وتحليل إضافية.

2. اختبار LMA على المدى الطويل إعداد وإجراء

  1. على المدى الطويل LMA الاختبار بناء قفص
    1. قطع 5.5 سم القطر ثقب في الجدار القصير في نهايةمن قفص الماوس القياسية. خلق غطاء للحفرة مع ¼ في المجلفن شبكة من الصلب. قطع شبكة، وخلق العديد من ½ في فتحات للسماح بالوصول الماوس في الغذاء. تلميع أي شبكة خفض لإزالة الحواف الحادة.
    2. استخدام شبكة إضافية لإنشاء النطاط الخارجية مرتبطة مباشرة إلى شبكة تستخدم لتغطية سم افتتاح 5.5. ربط واثب إلى شبكة تستخدم لتغطية الحفرة، وإرفاق الجمعية إلى القفص باستخدام المسامير الألومنيوم.
    3. بناء زجاجة ماء من معيار 50 مل المخروطية (كورنينج)، وسدادة مطاطية 1 حفرة (فيشر) الذي هو أكثر من حفر للسماح لإدخال أي بالتنقيط أنبوب sipper (نظم ستا نقي). تأمين زجاجة الماء إلى قفص مع الشريط الفيلكرو (3M) وإدراج أنبوب sipper من خلال شبكة افتتاح تغطيتها.
    4. أثناء اختبار LMA طويلة الأجل، تغطية الأقفاص مع ¼ واضحة في زجاجي مع 11 × ¼ في ثقوب قطرها إلى دعم التهوية المناسبة.
  2. غرفة طويلة الأجل اختبار LMA
    1. غرفة الاختبار LMA على المدى الطويل إعداد مطابق لLMA على المدى القصير. انظر القسم 1.2 لإجراء.
  3. على المدى الطويل LMA بالفيديو
    1. مركز ووضع سقف محمولة على الأشعة تحت الحمراء، على غرار الأمن، وكاميرا مرتبطة مباشرة إلى جهاز كمبيوتر فوق منطقة تسجيل في غرفة الاختبار. فقط تسجيل عدد من الأقفاص في آن واحد أن النتائج في قرار قفص الفردية ضمن قدرة حركة السفن المستخدمة (على سبيل المثال Ethovision XT 7 في وقت واحد يمكن أن تتبع 8 الفئران في الوقت الحقيقي).
  4. إجراءات طويلة الأجل اختبار LMA
    1. اختبار LMA طويلة الأجل خلال المرحلة النشطة / الظلام من دورة ضوء. تأكد من الوقت بالنسبة للدورة الضوء هي نفسها في جميع الفئات، كما LMA يتبع نمطا شفقي مع أكثر نشاط خلال الفترات المبكرة، وبعد دورة الظلام 1. اختبار كل المواضيع التجريبية والضابطة في كل مجموعة من الفئران سجلت لضمان التقليل إلى أدنى حد من إمكاناتآثار الاختلافات الزمنية في LMA.
    2. فردي منزل ويتأقلم على الفئران الاختبار في أقفاص تعديل لمدة 24 ساعة على الأقل.
    3. وضع فواصل القفص والأقفاص (التي تحتوي على الفئران الفردية) مباشرة تحت الكاميرا. إزالة جميع المواد التعشيش / تخصيب من الأقفاص لضمان دون عائق نظر الماوس. سوف الماوس تختبئ في مواد التعشيش تتداخل مع قدرة VTS لتتبع الماوس. وضع غطاء زجاجي واضحة على كل من الأقفاص التي سيتم تسجيلها.
    4. عند تسجيل عدة أقفاص دفعة واحدة، تأكد من أن القرار متوافق مع خدمة حركة السفن الذي تم اختياره. لتخفيف VTS أقفاص التحليل، موقف مماثل داخل كل مقسم (أي الزاوية اليمنى العليا).
    5. ويتم تحليل اختبار LMA على المدى الطويل عموما في الوقت الحقيقي، وعادة لا يتم إنشاء تسجيل الفيديو. سجل الفيديو يمكن تسجيلها باستخدام الكاميرا الثانوية أو عن طريق مسجل دي في دي مرتبطة كاميرا الأولية. تأكد للحفاظ على سجلات مفصلة لفردالماوس والمعلومات المجموعة.
    6. إعداد VTS لتحليلها في الوقت الحقيقي. وينبغي أن يشمل الطابق القفص بأكمله العائد على الاستثمار لتتبع. إعداد رويس لجميع الأقفاص يجري تسجيلها. استخدام خدمة حركة السفن لحساب نقل المسافة الإجمالية (سم)، وسرعة التنقل (سم / ثانية) ومدة الحركة (ثانية). في الشكل 2، كانت المتغيرات الكشف: 2 سم / ثانية يبدأ التتبع؛ 1.75 سم / ثانية توقف تتبع.
    7. بدء تسجيل الماوس LMA على المدى الطويل. مراقبة المدة من التجارب LMA على المدى الطويل عن طريق مدار الساعة مرتبطة مع جهاز الكمبيوتر تحليل.
    8. أثناء الاختبار، والحفاظ على جميع المجربون بعيدا عن الأنظار من الفئران حتى لا تكون بمثابة جديلة البصرية الخارجية.
    9. عندما يتم الانتهاء من الاختبار، والعودة / استبدال التعشيش / تخصيب المواد، للحد من احتمالات تطور القلق مثل السلوك 8.
  5. تحليل LMA طويلة الأجل
    1. يحدث تحليل LMA طويلة الأجل في الوقت الحقيقي دون جيل من تسجيل الفيديو. تصدير البيانات إلى Microsoft Excel لتخزين وتحليل، إذا كان استخدام Ethovision XT 7.
    2. لإنشاء سجل الفيديو لLMA على المدى الطويل، واستخدام الكاميرا الثانوية. تأكد من أن الكاميرا الثانوية لديه القدرة على التخزين وافرة تكفي لتخزين تسجيل يحتمل أن تكون طويلة (ق).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

مثال على النتائج من التدابير المتكررة، ويظهر اختبار LMA قصيرة الأجل في الشكل 1. هذا الرقم يدل أنه بعد عديد السكاريد الشحمي (LPS) إدارة والفئران الموجودة في حبس التهوية بشكل فردي (IVC) استعادة النشاط الحركي على المدى القصير بشكل أسرع من الفئران الموجودة في المحيط حبس بيئة (AEC) 6. في حين أن الخسارة الأولي من النشاط الحركي هو مماثلة بين الجماعات LPS حقن، فإن الانتعاش إلى LMA القاعدية أكثر سرعة في IVC تسكينهم الفئران كما كان سرعة التنقل (1B الشكل)<...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

وتشمل أعراض المرض في الفئران الخمول، وفقدان الاهتمام في محيط الاجتماعية والبيئية، والشعور بالضيق وفقدان الشهية 2-3. في الفئران وغيرها من القوارض، LMA يمكن استخدامها لتقييم المرض بعد المناعي التنشيط 4-5. بالإضافة إلى ذلك، LMA طويل الأجل يوفر القدرة على تتبع حركة أكثر من 24 ساعة (أو أكثر) فترة، مما يتيح تحليل التعديلات التي يسببها العلاج في السلوك اليومي أو اضطرابات في أنماط النوم / ويك. LMA يقدم العديد من المزايا أكثر من غيرها من التجارب للمرض لأنه من غير الغا...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

الدعم: وأيد هذا البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة (DK064862، NS058525 وAA019357 إلى GGF).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
كاميرا فيديوSonyHDR-XR500Vقد تعمل كاميرات الفيديو المماثلة الأخرى أيضا. يجب أن يكون تنسيق تخزين الملفات (برنامج الترميز/الحاوية) متوافقا مع VTS المستخدم. يوصى عند إنشاء VTS في البداية باختيار VTS أولا والعمل مع البائع في اختيار الكاميرا المناسبة ، خاصة فيما يتعلق بتنسيق الملف وتوافق دقة الفيديو.
قفص غير شفافةملفقة حسب الطلب بناء على أبعاد قفص محددة. لتسهيل تحليل الصور ، يجب أن تكون الفواصل ذات لون مشابه لفراش القفص. يفضل استخدام الفواصل الثابتة هيكليا لأنها تسرع الإعداد بين تجارب الفئران المتعددة ، مثل تلك التي تنطوي على قياسات متكررة. يمكن تصنيع فواصل قفص متينة قابلة للنقل من البلاستيك غير الشفاف 1/2 بوصة وربطها عبر سلسلة من اللفات المتقاطعة.
فراش فاتح أو داكن (عكس لون معطف الفأر)متوفر من العديد من موزعي مستلزمات المختبر ، حسب الموقع.
قمم قفص زجاجي شفافة ملفقةحسب الطلب بناء على أبعاد القفص.
برنامج تتبع الفيديو الآلي (EthoVision XT 7)Noldus Information Technologyتوجد مجموعة متنوعة من الشركات المصنعة ل VTS ، وقد يكون استخدام البرامج الأخرى كافيا.
الكمبيوتر الشخصيديل شركةانظر موفري برامج VTS الحد الأدنى من متطلبات الكمبيوتر
مولد الضوضاء البيضاءDohmDSتتوفر مجموعة متنوعة من مولدات الضوضاء البيضاء ، حسب الحاجة.
أضواء المشبك الحاضنة مع مصابيحعدة أحجام وأنماط متاحة. يعتمد العدد المطلوب على حجم الغرفة / احتياجات الإضاءة. لا تتجاوز 125 لومن في غرفة الاختبار.
مقعد المختبر أو ورقيجب أن يتطابق الورق أو يكون مشابها جدا في اللون مع فراش القفص.
فواصل الشخصي الإضاءة الحمراء الجزار

المراجع

  1. Goulding, E. H., Schenk, A. K., Juneja, P., MacKay, A. W., Wade, J. M., Tecott, L. H. A robust automated system elucidates mouse home cage behavioral structure. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 20575-20582 (2008).
  2. Kent, S., Bluthé, R. M., Kelley, K. W., Dantzer, R. Sickness behavior as a new target for drug development. Trends Pharmacol. Sci. 13, 24-28 (1992).
  3. Dantzer, R. Cytokine, sickness behavior, and depression. Immunol. Allergy Clin. North Am. 29, 247-264 (2009).
  4. Godbout, J. P., et al. Exaggerated neuroinflammation and sickness behavior in aged mice following activation of the peripheral innate immune system. FASEB J. 19, 1329-1331 (2005).
  5. York, J. M., et al. The biobehavioral and neuroimmune impact of low-dose ionizing radiation. Brain Behav. Immun. 26, 218-227 (2012).
  6. York, J. M., et al. Individually ventilated cages cause chronic low-grade hypoxia impacting mice hematologically and behaviorally. Brain Behav. Immun. 26, 951-958 (2012).
  7. Jennings, M., et al. Refining rodent husbandry: the mouse. Report of the Rodent Refinement Working Party. Lab. Anim. 32, 233-259 (1998).
  8. York, J. M., Blevins, N. A., Baynard, T., Freund, G. G. Mouse testing methods in psychoneuroimmunology. Methods in Molecular Biology. 934, 243-276 (2012).
  9. Dantzer, R., O'Connor, J. C., Freund, G. G., Johnson, R. W., Kelley, K. W. From inflammation to sickness and depression: when the immune system subjugates the brain. Nat. Rev. Neurosci. 9, 46-56 (2008).
  10. Crawley, J. N. Behavioral phenotyping of rodents. Comp. Med. 53, 140-146 (2003).
  11. Karelina, K., et al. Social isolation alters neuroinflammatory response to stroke. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 5895-5900 (2009).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة