هذا البروتوكول تفاصيل المنهجية للتحديد الكمي للسلوك الحركي والنوم في كافيفيش المكسيكية. يتم توسيع التحليلات السابقة لقياس هذه السلوكيات في الأسماك يضم اجتماعيا. يمكن تطبيق هذا النظام على نطاق واسع لدراسة النوم والنشاط في الأنواع الأخرى.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
القياسات التلقائية للنوم والنشاط الحركي في كافيفيش المكسيكية
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
عبر يعج، يتميز النوم يحافظ على درجة عالية من الخصائص السلوكية التي تشمل عتبة الاستثارة مرتفعة، وانتعاش بعد الحرمان من النوم، وتوحيد فترات الجمود السلوكي. كافيفيش المكسيكية، أستياناكس مكسيكي (مكسيكي) أ ()، نموذج لدراسة تطور سمة استجابة لاضطراب البيئة. ألف-مكسيكي موجودة كما هو الحال في أشكال سطح المسكن العينين ومتعددة من السكان تعيش في كهف الأعمى التي لديها اختلافات مورفولوجية والسلوكية قوية. فقدان النوم حدث في متعددة، تطورت بشكل مستقل كافيفيش السكان. ويصف هذا البروتوكول منهجية للتحديد الكمي للنوم والنشاط الحركي في كهف مكسيكي (أ) وأسماك السطح. فيديو فعالة من حيث التكلفة نظام مراقبة يسمح لتصوير السلوكية من الأسماك اليرقات أو الكبار مساكن منفردة لمدة أسبوع أو أكثر. يمكن تطبيق النظام الصيد الذين تتراوح أعمارهم بين 4 أيام بعد الإخصاب من خلال مرحلة البلوغ. يمكن تكييفها مع النهج أيضا لقياس آثار التفاعلات الاجتماعية في النوم عن طريق تسجيل الأسماك متعددة في ساحة واحدة. وبعد التسجيلات السلوكية، يتم تحليل البيانات باستخدام الآلي تتبع البرامج وتحليل السكون هو معالجتها باستخدام البرامج النصية المخصصة التي قياس متغيرات النوم متعددة بما في ذلك مدة وطول نوبة ونوبة عدد. يمكن تطبيق هذا النظام لتدبير النوم والسلوك الإيقاعية والنشاط الحركي في تقريبا أي الأنواع السمكية بما في ذلك الزرد وستيكليباكس.
المقدمة
النوم هو المحافظة عاليا في جميع أنحاء المملكة الحيوانية في المستويات الفسيولوجية والوظيفية والسلوكية1،،من23. في حين يتم تقييم النوم في الحيوانات المختبرية الثدييات عادة باستخدام اليكترونسيفالوجرامس، التسجيلات الكهربية عملية أقل في نظم نموذجية قابلة وراثيا صغيرة وهكذا يقاس استناداً إلى السلوك3 عادة النوم , 4-الخصائص السلوكية المرتبطة بالنوم هي المحافظة جداً في جميع أنحاء المملكة الحيوانية وتشمل زيادة الاستثارة العتبة، عكس مع التحفيز، والتتابع سلوكية مطول5. يمكن استخدام هذه الإجراءات لتوصيف النوم في الحيوانات التي تتراوح من الدودة السلكية، C. ايليجانس، عن طريق البشر6.
يتطلب استخدام التتابع السلوكية لتوصيف النوم برامج التتبع الآلي. مع تتبع البرامج، يتم تحديد فترات النشاط والجمود على مدى عدة أيام، وفترات طويلة من الخمول تصنف النوم7،8. في السنوات الأخيرة، وضعت عدة نظم التتبع للحصول على بيانات نشاط بين مجموعة متنوعة نظم نموذجية قابلة جينياً الصغيرة؛ بما في ذلك الديدان وذبابة الفاكهة والأسماك9،،من1011. وتقترن هذه البرامج بالبرمجيات التي تسمح للتتبع الآلي لسلوك الحيوانات، بما في ذلك مجانية المصدر المفتوح والبرمجيات المتاحة تجارياً7،،من1213،14 . هذه الأنظمة تختلف في مرونتها وتسمح بفحص كفاءة وتوصيف للنوم تعمل في العديد من النماذج تنظيمي وراثيا.
التحقيق الوراثي للنوم في الزرد، دانيو rerio، أدى إلى تحديد العديد من الجينات والدوائر العصبية التي تنظم النوم15،16. في حين أن هذا قد وفرت نظاما قويا للتحقيق على أساس العصبية للنوم في الحيوانات الفقارية مختبر، أقل بكثير معروفة حول كيفية تطور النوم وكيف الطبيعية يسهم الاختلاف النوم التنظيم. كافيفيش المكسيكية، أستياناكس مكسيكي (A. مكسيكي)، تطورت الاختلافات الهائلة في النوم والنشاط الحركي وايقاعات circadian17،18. وتوجد هذه الأسماك كما أيد الأسماك السطحية التي تعيش في الأنهار في جنوب تكساس والمكسيك ومالا يقل عن 29 الكهف السكان في جميع أرجاء منطقة سييرا ديل العبرة من شمال شرق المكسيك19،،من2021. بشكل ملحوظ، تظهر العديد من الفوارق السلوكية، بما في ذلك فقدان النوم، قد ظهر بشكل مستقل في عدة كافيفيش السكان14،22. ولذلك، توفر cavefish نموذجا للتحقيق في تطور متقاربة من النوم، الإيقاعية، والسلوكيات الاجتماعية.
ويصف هذا البروتوكول نظام لقياس النوم والسلوك الحركي في A. يرقات مكسيكي والكبار. نظام تسجيل مبنية على أساس الأشعة تحت الحمراء يسمح لتسجيل الفيديو من الحيوانات تحت ظروف الضوء والظلام. يمكن استخدام البرمجيات المتاحة تجارياً لقياس النشاط وتستخدم وحدات الماكرو المخصصة لقياس جوانب عدة من الخمول، وتحديد فترات للنوم. ويصف هذا البروتوكول أيضا التعديلات التجريبية لتعقب نشاط الحيوانات متعددة داخل خزان، وتوفير القدرة على دراسة التفاعلات بين النوم والسلوكيات الاجتماعية. يمكن تطبيق هذه النظم لتدبير النوم والسلوك الإيقاعية والنشاط الحركي في الأنواع السمكية إضافية بما في ذلك الزرد وستيكليباكس.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
ملاحظة: إعداد نظم لتتبع السلوكية في اليرقات والكبار.
1-بناء نظام لنوم لليرقات
ملاحظة: ويتطلب نظام الرصد لتتبع اليرقات عن طريق الأسماك الأحداث الذين تتراوح أعمارهم بين 4 أيام بعد الإخصاب (إدارة الشرطة الاتحادية) من خلال إدارة الشرطة الاتحادية 30 ألف مكسيكي الآلي أجزاء متعددة من المعدات بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء (IR) الإضاءة، وضوء الناشرون اﻷكريليك الأشعة تحت الحمراء، الضوء عناصر التحكم (توقيت) وأجهزة الكمبيوتر والكاميرات والمواد الثانوية مثل الأسلاك ووحدات التحكم بالطاقة (الشكل 1A). وسيطلع الإرشادات التالية كيفية بناء نظام لتتبع بدقة السلوك الحركي لدراسة النوم وايقاعات circadian في اليرقات مكسيكي أ.
- بناء نظام إضاءة تتكون من الأشعة تحت الحمراء والضوء الأبيض التي تنبعث منها الثنائيات (الصمام): وضع ثلاثة مصابيح الأشعة تحت الحمراء في مثلث تقريبا 7.62 سم من بعضها البعض في غرفة تبريد منصة معدنية رقيقة 30.5 x 30.5 سم. سلك الأنوار في سلسلة بأسلاك كهربائية، والاتصال بمصدر طاقة.
- ضع ضوء أبيض واحد الصمام في وسط ثلاثة مصابيح الأشعة تحت الحمراء وإرفاقها بمصدر الطاقة.
- قم بتوصيل مصدر الطاقة للصمام بجهاز توقيت خفيفة لوقت الإيقاعية قياسية.
- بناء منصة لنظام تتبع اليرقات. استخدام سم 0.33 علامة بيضاء سميكة اﻷكريليك لجميع العناصر المكونة لمنهاج العمل.
- وضع منهاج تسجيل أعلى غرفة التبريد مربعة مضاءة في الساحات التي تحتوي على الأسماك تتواجد أثناء تعقب السلوكية.
-
مكان اكريليك ثانية داخل مربع بين الأضواء والحيوانات لنزع فتيل الأشعة تحت الحمراء للأمثل الإضاءة والتباين.
ملاحظة: أبعاد مربع الخفيفة اليرقات كما يلي: اثنان 18 × 8.5 سم وهما 17 سم × 8.5 سم المصابيح التي كيميائيا المستعبدين معا إلى النموذج 18 سم × 18 سم مربع هو 8.5 سم. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون اﻷكريليك بسهولة قطع أو حفر باستخدام الأدوات المناسبة لتعيين حجم مخصص.- وضع المرحلة تتبع اليرقات كاملة وإعداد الإضاءة داخل أنبوب بلاستيكي مغلق، وثم ضع الكاميرا على رأس الأنبوب.
ملاحظة: من المهم أن تبقى انعكاسات الإضاءة من الظهور في الفيديو التتبع، كهذا سيضر بدقة التعقب. ويحسن وضع الكاميرات على رأس أنبوب الذي يحيط بمنصة الإضاءة والحدة للكاميرات التي تستخدم لهذه التجارب.
- وضع المرحلة تتبع اليرقات كاملة وإعداد الإضاءة داخل أنبوب بلاستيكي مغلق، وثم ضع الكاميرا على رأس الأنبوب.
- التعامل مع كاميرا ويب (انظر الجدول للمواد) لتسجيل المستندة إلى الأشعة تحت الحمراء. إزالة العدسة الشركة المصنعة باستخدام أداة دوارة (انظر الجدول للمواد).
- إزالة مسامير فضية صغيرة على الأوجه الخلفية من الكاميرا لإزالة السكن الداخلي.
- إزالة مسامير سوداء صغيرة داخل جسم الكاميرا لتخفيف ما تبقى العدسة. استخدام مفك صغير لإزالة أي أجزاء من الإسكان العدسة التي تركت بعد قطع العدسة.
- إزالة قيادة الأزرق في الجزء العلوي من التهمة الموجهة إليه بالإضافة إلى الإسكان الجهاز (CCD).
- وضع الكاميرا مرة أخرى معا بوضع السكن الداخلي إلى اتجاه الأصلي الخاص به والشد اثنين المسامير الفضية مرة أخرى إلى موضعها الأصلي.
- وشهد الطريق داخل الكاميرا باستخدام صغيرة لتتناسب مع قليلاً توجيه بلاستيكية دائرية. السلس إلى أسفل البلاستيك إضافية حتى يمكن أن يصلح محول عدسة.
- قم بتثبيت عامل تصفية الأشعة تحت الحمراء-تمرير داخل الكاميرا قريبة من اتفاقية مكافحة التصحر قدر الإمكان دون إجراء اتصالات مباشرة مع الكاميرا.
ملاحظة: الحرص على عدم تلف رقاقة اتفاقية مكافحة التصحر ضمن الإسكان للكاميرا. يجب التأكد من الحفاظ على الخفض مستوى كما قدر الإمكان. ختم أي مساحة مفتوحة بين السطح الخارجي لتصفية الأشعة تحت الحمراء، وجسم الكاميرا لإبقاء الضوء من الوصول إلى اتفاقية مكافحة التصحر دون تصفيتها. - إرفاق الكاميرا بعدسة 35 ملم الثابتة (انظر الجدول للمواد) بالشد على محول الجزء الأمامي من الكاميرا في الجزء الخلفي العدسة.
- مكان الكاميرا والعدسة في الحفرة حفرت في الغطاء رأس الأنبوب الذي يضم المرحلة والأضواء وإرفاق USB بالكمبيوتر سيتم تسجيل الحيوانات من.
ملاحظة: ضع السمك في سلوك غرفة منفصلة حيث يتم إيواء تخزين الأسماك لضمان الحد الأدنى من الاضطرابات خلال التسجيلات السلوكية. العناية للحد من التقلبات في درجات الحرارة والتهوية التي يمكن الخلط بين التجارب السلوكية.
2-نظام النوم للكبار
- بناء نظام إضاءة الأشعة تحت الحمراء لتعقب الأسماك الكبار عن طريق قطع شرائط الأشعة تحت الحمراء إلى حوالي 46 سم الفواصل. واحد 46 سم قطاع غير كافية لكل صهريج السلوك 10 لتر.
- سلك كل قطاع معا في سلسلة، كل قطاع بأسلاك كهربائية DC لحام وإرفاق مصدر طاقة الخامس 9.
- إرفاق كل قطاع الأشعة تحت الحمراء إلى قطعة 51 سم x 5.1 سم من الألومنيوم التي ستكون بمثابة بالوعة الحرارة.
- ضع 46 سم × 5 سم، سم 0.32 سميكة 9% علامة مرور الضوء أبيض اكريليك ورقة مباشرة أمام كل قطاع ضوء الأشعة تحت الحمراء لنزع فتيل الأشعة تحت الحمراء الخفيفة.
- ضع جميع الدبابات على رف أن تدعم الإضاءة الخلفية التي شنت الأشعة تحت الحمراء.
- استخدام فواصل بلاستيكية غير شفافة في خزانات زجاجية ل 10 لإنشاء الساحات الفردية.
ملاحظة: يمكن أن تختلف حجم الساحة على أساس عدد المقسمات المستخدمة وحجم الخزان. ويؤثر حجم الساحة النشاط الحركي والنوم في الكهف والأسماك السطحية23. - جبل الكاميرات تقريبا 4-6 متر من الدبابات. يمكن تسجيل كل كاميرا عادة من ثلاث دبابات في وقت لتوفير دقة كافية لتتبع.
ملاحظة: تسجيلات السلوكية الكبار عموما لا تتطلب نظام إضاءة أبيض منفصلة للتحكم في التغييرات نهاراً. ببساطة استخدام أضواء علوية القياسية في غرفة سلوكية متصلة بجهاز توقيت من المرجح أن تكون كافية.
3-تسجيل النشاط الحركي
ملاحظة: وتبذل جميع التسجيلات السلوكية استخدام الكمبيوتر المحمول القياسية أو سطح المكتب مع مصدر بطارية احتياطية. نظراً لحجم ملف كبير ح 24 تسجيل (60-100 غيغابايت)، حفظ جميع التسجيلات على محركات الأقراص الصلبة الخارجية.
- تأقلم الأسماك تتراوح أعمارهم 4-30 إدارة الشرطة الاتحادية ح 18-24 قبل الشروع في التسجيلات. تغذية اليرقات السمكية مع حية الماء المالح الجمبري عندما وضعت أولاً في دائرة التسجيل، وح 1 قبل بداية التسجيل. تأقلم الأسماك الكبار 4-5 أيام قبل تسجيل السلوك وتغذية مرة واحدة يوميا مع الطعام فليك أو بلاكوورمس العيش.
ملاحظة: تأكد من وضع اليرقات السمكية في المياه العذبة قبل التسجيل، كما سيؤدي بقايا الماء المالح الروبيان تتبع القضايا أثناء تحليلها في وقت لاحق. استزراع يشترك مع الروتيفر يوفر خيار بديل، كما أن صغر حجمها لا تتداخل مع تتبع. - مكان الأسماك الذين تتراوح أعمارهم بين 4-6 إدارة الشرطة الاتحادية في لوحات زراعة الأنسجة 24-جيدا. بيت الأسماك الذين تتراوح أعمارهم بين 20-30 إدارة الشرطة الاتحادية في زراعة الأنسجة 12-جيدا لوحات تسجيل.
- سجل الكبار في خزانات ل 10 تناسب مع فواصل لاستيعاب الأسماك خمسة مساكن منفردة، أو بدون فواصل لسجل النوم والنشاط في إعداد اجتماعية.
ملاحظة: الحرص على تركيز الكاميرا قبل الشروع في التسجيل من أجل تحقيق أقصى قدر من الدقة التعقب. لا تقم بفتح القزحية عدسة الكاميرا بعيداً جداً، كما جذريا وهذا سوف يقلل من حدة الصورة. وهناك توازن، ومع ذلك؛ إذا تم إغلاق القزحية بعيداً جداً، وسوف تقل معدل الإطارات للفيديو 15.00 fps. من الضروري لتحليلها في وقت لاحق أن معدل الإطار لا يزال 15.00 أطر لكل ثانية للاستخدام مع بعض23،برنامج نصي مخصص مكتوب النوم24. - تعيين الإضاءة/السطوع اضاءات خلفية.
- تحسين الإضاءة قبل بدء التسجيل. دائماً الاحتفاظ التباين على أعلى مستوى ممكن، واستخدام السطوع و الإضاءة الخلفية لضبط السطوع حتى الحيوانات الأكثر واضحة.
- سجل الأسماك 24 أو 48 ساعة.
ملاحظة: ينبغي شراء حزم بطارية احتياطية طارئة أن قوة جميع الإضاءة وأجهزة الكمبيوتر، والكاميرات في حالة انقطاع التيار الكهربائي. جميع حزم البطارية يجب أيضا توصيل منافذ الطاقة في حالات الطوارئ، إذا كان ذلك ممكناً. حزم البطارية لن عموما السلطة المعدات لأكثر من بضع دقائق إلى ساعة على الأكثر، وتعمل على جسر يربط بين فقدان الطاقة الرئيسي ونقلها إلى نظام الطاقة في حالات الطوارئ.
4-تحليل "النشاط الحركي" في "فردي مساكن الأسماك استخدام الآلي" تتبع البرمجيات
- للبدء في تحليل السلوك، فتح تتبع البرامج، حدد التجربة الجديدة من القالب، ثم حدد تطبيق "قالب بريديفينيد".
- كما سوف يطلب البرنامج الآن ما هي الأنواع المسار، حدد الأسماك. استخدم مربع القائمة المنسدلة لتحديد أما اليرقات الزرد الزرد الكبار اعتماداً نموذج تجريبي.
- قم بإعداد الساحات التي سوف تتبع كل الحيوانات. بالنسبة لليرقات، حدد أيضا لوحة وجولة جيدا و لا منطقة قالب. للبالغين، استخدم حقل مفتوح، وساحة مع قالب منطقة لا. ثم تحديد عدد مناسب من الساحات، واحدة لكل الحيوانات التي يتم تعقبها في الفيديو.
- حدد النموذج لتعقب الأمثل، انقر فوق تتبع نقطة مركز ، ، وتأكد من أن يتم تحديد لون الحيوان ليكون أغمق من الخلفية. تطبيق معدل الإطارات التي تم اقتناؤها الفيديو. وينبغي أن تتبع البرمجيات تلقائياً الكشف عن هذا.
- رسم مقياس لمعايرة المسافة العالم الحقيقي للكائن لتحديد دقة السلوك الحركي للأسماك باستخدام إعدادات الساحة.
- تحرير الساحات للتأكد من أنه سيتم تعقب المنطقة بأكملها أن الأسماك؛ وإلا ستفقد أثناء اقتناء العينات.
ملاحظة: توخ الحذر عند إعداد المناطق. الأسماك اليرقات حساسة خاصة لتعقب أخطاء إذا كانت الساحات أما كبيرة جداً أو صغيرة. كما يمكنك إنشاء الإضاءة سيئة في التجربة الظلال على الجدران لوحات جيدا، والتي أعتقد البرنامج قد يكون حيوان، خلق إيجابية كاذبة. - انقر فوق متقدم. في إطار الأسلوب في الكشف عن الإعداد، حدد الطرح الحيوي، ثم انقر فوق الخلفية وحدد بدء التعلم. ضبط نسبة إشارة/الضوضاء على النقيض المظلم حتى يتم تعقب الحيوانات جيدا، ولا يسبب الخلفية تتبع للقفز.
ملاحظة: يمكن أن تختلف جودة الفيديو بين التجارب، حيث أن كل محاكمة قد تحتاج إلى استخدام إعدادات مختلفة، تبعاً لذلك. استخدام ميزات كفاف الموضوع و حجم هذا الموضوع يمكن أن تحسن إلى حد كبير تتبع النتائج. - حدد قائمة المحاكمة وتحميل المعلمات الصحيحة قبل البدء في تسجيل البيانات في البرنامج.
- انقر فوق في علامة التبويب اقتناء وحدد المسار المخطط جميع المحاكمات وانقر فوق الزر السجل.
- إطار تحليل الشخصية، تأكد من تحديد المسافة والوقت والحركة .
ملاحظة: من أجل تحليلها النوم في وقت لاحق، من الأهمية بمكان أن هذه الإعدادات بشكل صحيح، يجب قراءة ملف .perl هذه البيانات بالترتيب الصحيح لحساب النوم. - وفي إطار تصدير، حدد البيانات الخام، تصدير البيانات كنص Unicode.
5-تتبع اجتماعيا يضم الأسماك
- اتبع الخطوات 4.1-4.4 إعداد هذه التجربة في تتبع البرمجيات.
- في القائمة المنسدلة، حدد كم عدد الحيوانات لتعقب للتجربة.
- في إعدادات الساحة ، رسم الجدول الصحيح لمعايرة المسافة في العالم الحقيقي.
- في الكشف عن الإعدادات، استخدم الطرح الحيوي، وضبط التباين الظلام لتعقب أفضل الحيوان.
- ضبط حجم الموضوع تحت إعدادات الكشف، بحيث يتم تعقب إلا جزء صغير جداً من الحيوان.
ملاحظة: من خلال تتبع سوى جزء صغير من الحيوان، هذا سوف يقلل من الكمية من التبديل بين الحيوانات عند عبورهم المسارات أثناء اقتناء. - حالما يتم الحصول على المسارات، استخدم محرر المسار يدوياً تحديد مرات حيث الأسماك قد عبر مسارات.
6-استخراج البيانات النوم من النشاط الحركي
ملاحظة: تعريف السلوكية للنوم في اليرقات والكبار على حد سواء مكسيكي (أ) هو 1 دقيقة أو أكثر من الهدوء. كان يحدد هذا التعريف باستخدام تجارب عتبة الاستثارة، حيث حافز حسي أكبر مطلوب لبدء استجابة سلوكية في حالة نوم (> 60 s) مقارنة بالاستيقاظ14،17. على حساب الحركات الصغيرة والانجراف الشائعة الأنواع، هناك يتم تطبيق عتبات السرعة فصل حركة حقيقية من الضوضاء أو الانجراف. هذه العتبات اشتقاق حسابياً عن طريق مقارنة الارتباطات بين المسافة ومدة النوم البحث عن قيم التربيعي أعلى؛ وبالتالي تحديد السرعة الأكثر دقة للحركة والسكون. للأسماك اليرقات والحدود العليا والسفلي معا 12 مم/s كما أن هناك قليلاً للا الانجراف. للأسماك الكبار الحد الأدنى 2 سم/ثانية مع حد أعلى 4 سم/s لحساب الانجراف.
- تثبيت Cygwin لتحليل الكمبيوتر للقيام بتنفيذ البرامج النصية المكتوبة بمخصص لاستخراج الحركي والسلوك من النوم.
- قم بإنشاء مجلد تجربة جديدة داخل الدليل الرئيسي Cygwin.
- استيراد بيانات Unicode الخام من تتبع البرامج وتنفيذ الملف.sh في Cygwin لتحويل الترميز من UTF-16 إلى utf-8.
- تنفيذ ملف.perl في Cygwin لاستخراج البيانات النوم.
- فتح ملف الماكرو واتبع الإرشادات التي تظهر في جدول البيانات وضع الصيغة النهائية لتحليل البيانات كما هو مطلوب.
ملاحظة: مستوى أساسي من الترميز سطر الأوامر سيكون من الضروري القيام بهذا الجزء من التحليل. أوامر لينكس العامة تكفي. إذا كانت هناك مشكلات مع برامج قراءة البيانات بشكل صحيح، تحقق من البيانات من تتبع البرمجيات في أي محرر نص متاحة بحرية للتأكد الترميز والترتيب الصحيح للملفات التنفيذية الكتابة بشكل صحيح.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
يرقات الإعمار 4-30 إدارة الشرطة الاتحادية يمكن أن تسجل موثوق في نظام مغلق مخصص-البناء المبين في الشكل 1. ويشمل النظام بالأشعة تحت الحمراء والإضاءة واضحة للسماح بالحصول على تسجيلات تحت ظروف الضوء والظلام، تحت مختلف ظروف الإضاءة المرئية (الشكل 1A). أشرطة الفيديو ثم تحليلها باستخدام برامج التتبع (الشكل 1، ج) وبعد معالجتها باستخدام ماكرو نوم مخصصة (انظر تحميل إضافي). عرض...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
ويصف هذا البروتوكول نظام مخصص للتحديد الكمي للنوم والنشاط الحركي في cavefish اليرقات والكبار. كافيفيش ظهرت كنموذج رائد لدراسة تطور النوم التي يمكن استخدامها للتحقيق أساسا الوراثية والعصبية من النوم البند1. وتشمل الخطوات الحاسمة في هذا البروتوكول الأمثل للإضاءة وجوده الفيديو لضمان دقة التعقب التي ضرورية لتحديد وضع السكون. نظام اقتناء وتحليل ووصف هنا تعمل بكامل طاقتها، وكذلك العديد من النظم الأخرى، على حد سواء التجارية والمواصفات، تحديد حجم الحركة والسلوك28،،<...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
الكتاب يعلن لديهم لا تضارب في المصالح.
شكر وتقدير
وأيده هذا العمل جائزة NIGMS GM127872 ACK، وجائزة NINDS 105072 للشعبة و ACK، وجبهة الخلاص الوطني جائزة 1656574 إلى ack.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| محول طاقة 12 فولت | أضواء بيئية | 24 وات 12 فولت تيار مستمر فواصل | |
| الطاقة (للبالغين) | صنبور بلاستيك | طلب صفائح بأحجام حسب الحاجة | |
| مصدر طاقة ضوء الأشعة تحت الحمراء للبالغين | أضواء بيئية 24 وات 12 فولت تيار مستمر | ||
| حزمة بطارية | CyberPower | CP850PFCLCD | |
| عدسة الكاميرا (للبالغين) | Navitar Zoom 7000 | Zoom 7000 | |
| عدسة الكاميرا (يرقة) | فوجيان 35 مم f / 1.7 | B01CHX7668 | الشراء على |
| محول عدسة كاميرا | أمازون د | 1524219 | |
| حامل الكاميرا | CowboyStudio Super | Clamp B002LV7X1K | الشراء على |
| خزان الأسماك | الأمازون ديب بلو احترافي | ADB11006 | |
| بالوعة الحرارة (للبالغين) | MD منتجات البناء | كود التخزين التعريفي: 61085 | قطع ليناسب |
| المشتت الحراري (اليرقات) | MD منتجات البناء | كود التخزين التعريفي: 57000 | قطع ليناسب |
| أضواء الأشعة تحت الحمراء (للبالغين) | أضواء بيئية الأشعة تحت الحمراء 850 نانومتر 5050 شريط LED | irrf850-5050-60-reel | قطع ليناسب |
| أضواء الأشعة تحت الحمراء (اليرقات) | LED World | B00MO9H7H4 | الشراء على أمازون |
| أكريليك TAP بلاستيك | اطلب الأوراق بأحجام حسب الحاجة | ||
| كمبيوتر محمول / كمبيوتر | غير | / أ | أي كمبيوتر محمول. |
| ضوء LED | Chanzon 10 رقاقة LED عالية الطاقة 3 واط أبيض (6000K-6500K / 600mA-700mA / DC 3V-3.4V / 3 Watt) | B06XKTRSP7 | استخدم مع Chanzon 25 قطعة 1 واط ، 3 واط ، 5 واط LED بالوعة حرارية (2 دبوس أسود) لوحة لوحة قاعدة الألومنيوم |
| مؤقت ضوء | القرن 24 ساعة مؤقت ميكانيكي إضافي مثبت | ||
| على الحائط البلاستيكي للأشعة تحت | الحمراء Everbilt البلاستيك pegboard | نموذج # 17961 | |
| كابل | الطاقةBNTECHGO 22 مقياس سلك سيليكون | B01K4RPE0Y | |
| مصدر طاقة | سريع LED | MOONLIGHT DRIVER (350MA) | |
| لوحات زراعة الأنسجة | Fisherbrand | 12 بئر (FB012928) 24 بئر (FB012929) رأس | |
| كروي ثلاثي القوائم | شيطان DB-44 | B00TQ54CZO | الشراء على Amazon |
| USB Hardrive | Seagate 3TB STDT3000100 | ||
| USB كاميرا ويب | Microsoft LifeCam | Q2F-00014 | شراء على أمازون |
| حامل حائط للكاميرا | LDR Industries 1/2 "أنابيب فولاذية | 307 12X36 | مثبتة على الحائط مع شفة و 90 درجة ؛ كوع الأنابيب. يمكن أيضا استخدام حامل ثلاثي القوائم لحمل الكاميرا. |
المراجع
- Keene, A. C., Duboue, E. R. The origins and evolution of sleep. The Journal of Experimental Biology. , (2018).
- Joiner, W. J. Unraveling the Evolutionary Determinants of Sleep. Current Biology. 26 (20), R1073-R1087 (2016).
- Allada, R., Siegel, J. M. Unearthing the phylogenetic roots of sleep. Current biology. 18, R670-R679 (2008).
- Sehgal, A., Mignot, E. Genetics of sleep and sleep disorders. Cell. 146, 194-207 (2011).
- Campbell, S. S., Tobler, I. Animal sleep: a review of sleep duration across phylogeny. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 8, 269-300 (1984).
- Raizen, D. M., et al. Lethargus is a Caenorhabditis elegans sleep-like state. Nature. 451, 569-572 (2008).
- Geissmann, Q., Rodriguez, L. G., Beckwith, E. J., French, A. S., Jamasb, A. R., Gilestro, G. Ethoscopes: An Open Platform For High-Throughput Ethomics. bioRxiv. , 113647(2017).
- Garbe, D. S., et al. Context-specific comparison of sleep acquisition systems in Drosophila. Biology Open. 4 (11), (2015).
- Branson, K., Robie, A. A., Bender, J., Perona, P., Dickinson, M. H. High-throughput ethomics in large groups of Drosophila. Nature Methods. 6 (6), 451-457 (2009).
- Gilestro, G. F., Cirelli, C. PySolo: A complete suite for sleep analysis in Drosophila. Bioinformatics. 25, 1466-1467 (2009).
- Swierczek, N. A., Giles, A. C., Rankin, C. H., Kerr, R. A. High-throughput behavioral analysis in C. elegans. Nature Methods. 8 (7), 592-598 (2011).
- Branson, K., Robie, A. A., Bender, J., Perona, P., Dickinson, M. H. High-throughput ethomics in large groups of Drosophila. Nature Methods. 6, 451-457 (2009).
- Rihel, J., et al. Zebrafish behavioral profiling links drugs to biological targets and rest/wake regulation. Science (New York, N.Y.). 327, 348-351 (2010).
- Yoshizawa, M., et al. Distinct genetic architecture underlies the emergence of sleep loss and prey-seeking behavior in the Mexican cavefish. BMC Biology. 13, (2015).
- Chiu, C. N., Prober, D. A. Regulation of zebrafish sleep and arousal states: current and prospective approaches. Frontiers in Neural Circuits. 7 (April), 58(2013).
- Elbaz, I., Foulkes, N. S., Gothilf, Y., Appelbaum, L. Circadian clocks, rhythmic synaptic plasticity and the sleep-wake cycle in zebrafish. Frontiers in Neural Circuits. 7, (2013).
- Duboué, E. R., Keene, A. C., Borowsky, R. L. Evolutionary convergence on sleep loss in cavefish populations. Current Biology. 21, 671-676 (2011).
- Beale, A., et al. Circadian rhythms in Mexican blind cavefish Astyanax mexicanus in the lab and in the field. Nature Communications. 4, 2769(2013).
- Keene, A. C., Yoshizawa, M., McGaugh, S. E. Biology and Evolution of the Mexican Cavefish. , (2015).
- Jeffery, W. R. Regressive evolution in Astyanax cavefish. Annual Review of Genetics. 43, 25-47 (2009).
- Gross, J. B. The complex origin of Astyanax cavefish. BMC Evolutionary Biology. 12, 105(2012).
- Aspiras, A., Rohner, N., Marineau, B., Borowsky, R., Tabin, J. Melanocortin 4 receptor mutations contribute to the adaptation of cavefish to nutrient-poor conditions. Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (31), 9688(2015).
- Jaggard, J., et al. The lateral line confers evolutionarily derived sleep loss in the Mexican cavefish. Journal of Experimental Biology. 220 (2), (2017).
- Jaggard, J. B., Stahl, B. A., Lloyd, E., Prober, D. A., Duboue, E. R., Keene, A. C. Hypocretin underlies the evolution of sleep loss in the Mexican cavefish. eLife. , e32637(2018).
- Hinaux, H., et al. A Developmental Staging Table for Astyanax mexicanus Surface Fish and Pacho ´n Cavefish. Zebrafish. 8 (4), 155-165 (2011).
- Bill, B. R., Petzold, A. M., Clark, K. J., La Schimmenti,, Ekker, S. C. A primer for morpholino use in zebrafish. Zebrafish. 6 (1), 69-77 (2009).
- Bilandzija, H., Ma, L., Parkhurst, A., Jeffery, W. A potential benefit of albinism in Astyanax cavefish: downregulation of the oca2 gene increases tyrosine and catecholamine levels as an alternative to melanin synthesis. Plos One. 8 (11), e80823(2013).
- Yokogawa, T., et al. Characterization of sleep in zebrafish and insomnia in hypocretin receptor mutants. PLoS Biology. 5, 2379-2397 (2007).
- Appelbaum, L., et al. Sleep-wake regulation and hypocretin-melatonin interaction in zebrafish. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 21942-21947 (2009).
- Singh, C., Oikonomou, G., Prober, D. A. Norepinephrine is required to promote wakefulness and for hypocretin-induced arousal in zebrafish. eLife. 4 (September), (2015).
- Elipot, Y., Hinaux, H., Callebert, J., Rétaux, S. Evolutionary shift from fighting to foraging in blind cavefish through changes in the serotonin network. Current Biology. 23 (1), 1-10 (2013).
- Bell, M. A., Foster, S. A. The evolutionary biology of the threespine stickleback. 584, Oxford University Press. Available from: http://books.google.com/books?hl=de&lr=&id=uxC0lN-Z3FIC&pgis=1 (1994).
- Seehausen, O. African cichlid fish: a model system in adaptive radiation research. Proceedings of Biological Sciences/The Royal Society. 273 (1597), 1987-1998 (1597).
- Basolo, A. L. Female preference predates the evolution of the sword in swordtail fish. Science. 250, 808-810 (1990).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
