جمع البيانات السلوكية للفئران ذاتية لتوصيف العجز بعد السكتة الدماغية
مارس 15, 2024
يتم تقديم نظام للحصول على البيانات من جلسات السلوك الفردي التي بدأت ذاتيا داخل إعداد قفص مستعمرة اجتماعية. يتم إثبات فعالية هذا النظام باستخدام تقييم الوصول الآلي الماهر ، مما يتيح توصيف الإعاقات الحركية بعد السكتة الدماغية ، والتغيرات السلوكية المحتملة المتعلقة بالتحفيز ، والاختلافات اليومية ، وغيرها من المتغيرات التابعة المبتكرة.
يهدف هذا البحث إلى معالجة القيود النموذجية في التجارب القائمة على السلوك من خلال تمكين من العيش في مساكن مستعمرة مخصبة. الهدف هو تسهيل الاختبار السلوكي والتدريب الذاتي ، وإظهار كيف يمكن لهذا النهج أن يولد بيانات فردية صالحة ، بما في ذلك المتغيرات المعتمدة على ما بعد السكتة الدماغية ، النموذجية والجديدة. هناك العديد من التحديات التي تواجه الباحثين الذين يجرون تجارب سلوكية ، بما في ذلك قضاء الوقت في التدريب السلوكي وتقليل أي إرباك محتمل مرتبط إما بالتعامل البشري مع القوارض والحرمان من الطعام وممارسة الرياضة والتفاعل الاجتماعي.
نأمل أن تظهر نتائج هذا البروتوكول فائدة اتباع مناهج آلية وخالية من الإنسان و / أو غنية بيئيا لجمع البيانات السلوكية. نأمل أن يشجع هذا الباحثين الآخرين على استخدام مثل هذه الأساليب عالية الإنتاجية لاستكشاف متغيرات جديدة ومجموعة من النماذج التجريبية. للبدء ، احصل على باب دوار للفئران أو ORT تم تجميعه مسبقا.
قم بتوصيل تعريف تردد الراديو ، أو قارئ RFID ، ب ORT ثم قم بتثبيت هوائي RFID بأنبوب ORT. نعلق ORTs بين الجهاز السلوكي وقفص مستعمرة. قم بتثبيت نظام RFID لقراءة أثناء مرورها عبر ORT.
أدخل مجموعة من الفئران بنفس الحجم في قفص المستعمرة. تدريب الفئران على دخول الجهاز السلوكي بانتظام عبر ORT. بعد ذلك ، أدخل مقبض الاستطلاع في جهاز الوصول الماهر.
في برنامج Arduino ، لضبط مقبض السحب على أعلى حساسية ، انتقل إلى RAT. H وتحديد عتبة القوة المطلوبة لبدء السحب. اسحب الرافعة يوميا بمقدار 0.25 إلى 0.5 ملم حتى تصل إلى الموضع النهائي من واحد إلى 1.25 سم خارج الغرفة.
ابدأ برنامج تدريب مئوي لزيادة قوى السحب المطلوبة تدريجيا لتنشيط المقبض. بمجرد أن يصل الجرذ بشكل موثوق إلى نطاق المعيار النهائي البالغ 120 جراما ، قم بإزالة برنامج التدريب المئوي وحدد معيار تنشيط المقبض إلى 120 جراما. استعادة الفئران التي يسببها السكتة الدماغية في قفص تقليدي لمدة ثلاثة إلى سبعة أيام.
بعد الشفاء ، أعد الجرذ إلى قفص المستعمرة مع توصيل ORT بجهاز الوصول الماهر. أكمل الاختبار السلوكي عند متطلبات السحب البالغة 120 جراما حتى يتم جمع بيانات كافية لتقييم العجز بعد السكتة الدماغية. في تقييمات الوصول الماهر ، لوحظت اختلافات كبيرة في معدل النجاح ، ومتوسط القوة لكل سحب وسحب لكل نوبة من الفئران بعد إغراء السكتة الدماغية.
لم تؤثر السكتة الدماغية على بدء الجلسة. بدأت الإناث باستمرار جلسات أكثر من الذكور دون تغيير في المعدل بعد السكتة الدماغية. في المقابل ، أظهرت معظم الفئران زيادة في مدة الغرفة ، ربما بسبب انخفاض معدلات نجاح النوبة.
أثرت السكتة الدماغية على النمط اليومي لتوزيعات الجلسة على مدار اليوم في كل من الذكور والإناث. قبل السكتة الدماغية ، انخرطت في المهمة بشكل أساسي في وقت مبكر من دورة الضوء وفي الإناث قبل بداية الدورة المظلمة مباشرة. بعد السكتة الدماغية ، تحول كل من الذكور والإناث نحو زيادة المشاركة تدريجيا طوال دورة الضوء.
تستخدم أبحاث السكتة الدماغية الانتقالية حاليا العديد من فحوصات السلوك الحاسمة ، لكن الغالبية تتطلب اختبارا كثيف العمالة واختبارا فرديا وتدريبا عرضيا مع. أيضا ، نادرا ما يتم التقاط متغيرات البدء الذاتي لأن المقايسات تتميز في الغالب بتجربة أو جلسات ومهام بدأت. بالمقارنة مع أساليب التدريب والاختبار السلوكي النموذجية ، يوفر هذا البروتوكول العديد من المزايا.
إنه يعالج الإرباك المرتبط بالتعامل البشري ، ويقلل من العمل اليومي للباحثين ، ويمكن من العديد من مصادر الإثراء ، بل ويوفر مقاييس جديدة لمتغيرات الساعة البيولوجية والبدء.
نظرة عامة
يقدم هذا البحث نظاماً للحصول على البيانات من جلسات السلوك ذاتي المبادرة في بيئة أقفاص المستعمرات الاجتماعية. وهو يوضح فعالية تقييم الوصول الماهر الآلي في توصيف القصور الحركي ما بعد السكتة الدماغية والتغيرات السلوكية الأخرى.
المكونات الرئيسية للدراسة
مجال العلم
- علوم الأعصاب
- العلوم السلوكية
- الجمع الآلي للبيانات
خلفية علمية
- غالباً ما تواجه التجارب التقليدية القائمة على السلوك بعض القيود.
- يمكن أن يسهل الإسكان في مستعمرات غنية ظهور سلوكيات أكثر طبيعية.
- يمكن أن يؤدي التعامل البشري إلى إدخال عوامل مربكة في الدراسات السلوكية.
- قد تؤدي الطرق المؤتمتة إلى تعزيز صحة البيانات ومعدل الإنتاجية.
الغرض من الدراسة
- لتمكين الاختبارات السلوكية ذاتية المبادرة في القوارض.
- لتوليد بيانات فردية صالحة تتعلق بمتغيرات ما بعد السكتة الدماغية.
- لتشجيع طرق الإنتاجية العالية في الأبحاث السلوكية.
الطرق المستخدمة
- استخدام بوابة دوارة للجرذان (ORT) مُجمعة مسبقاً.
- تقييم آلي لمهارة الوصول لجمع البيانات.
- اختبار سلوكي في بيئة غنية بيئياً.
- تقليل التعامل البشري أثناء التجارب.
النتائج الرئيسية
- إثبات جدوى التقييمات السلوكية المؤتمتة.
- تحديد التغيرات السلوكية المحتملة المرتبطة بالدافعية.
- توصيف الاختلافات اليومية في السلوك.
- إظهار فائدة طرق جمع البيانات الخالية من التدخل البشري.
الاستنتاجات
- يمكن للأنظمة المؤتمتة أن تعزز من صلاحية البيانات السلوكية.
- يمكن للاختبارات ذاتية المبادرة أن تكشف عن رؤى سلوكية جديدة.
- تشجيع الباحثين على اعتماد طرق ذات إنتاجية عالية.
الأسئلة الشائعة
الأهمية التنفيذية في الصناعة
يتيح الاختبار السلوكي الآلي والمبادر ذاتياً في مساكن المستعمرات المخصبة تقييماً كمياً عالي الإنتاجية وغير منحاز للعجز الذي يلي السكتة الدماغية في النماذج قبل السريرية للجرذان. ويقلل هذا النهج من العوامل المربكة الناتجة عن التدخل البشري ومن الجهد المبذول، مما يدعم بيانات أكثر تنبؤاً وذات صلة ترجمية باكتشاف أدوية الجهاز العصبي المركزي. وتعزز هذه الطريقة عملية اتخاذ القرار في مجموعة المشاريع من خلال توفير نقاط نهاية سلوكية فردية وقوية للتحقق من الأهداف وتقليل المخاطر الميكانيكية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يتيح التقييم الموضوعي للعجز الحركي والسلوكي بعد السكتة الدماغية للتحقق من الأهداف الوظيفية.
- يدعم تقليل المخاطر الآلية من خلال قياس المتغيرات السلوكية التقليدية والحديثة على حد سواء.
- يسهل الثقة التنبؤية في تفاعل أهداف الجهاز العصبي المركزي من خلال بيانات فردية عالية الدقة.
الفحص وتطوير المقايسة
- يجهز أنظمة سلوكية مُحققة وقابلة للتكرار لعمليات فحص المركبات اللاحقة.
- يوحد المخرجات الكمية مثل قوة السحب، وتحليل النوبات، ومعدلات البدء.
- يتيح جمع بيانات مؤتمت وقابل للتوسع لتقييم موثوق للمرشحات العلاجية.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- يوائم النقاط النهائية السلوكية مع النماذج ذات الصلة بالمرض لتطوير المؤشرات الحيوية الانتقالية.
- يضمن الاستمرارية من مرحلة الاكتشاف المبكر وصولاً إلى التحقق قبل السريري عن طريق تقليل التحيز البشري.
- يدعم قرارات التقدم المعدلة حسب المخاطر من خلال مجموعات بيانات سلوكية قوية وشاملة لمختلف الحالات.
تكامل تدفق العمل ومسار المعالجة
يدمج نظام اختبار السلوك المؤتمت هذا جميع المراحل بدءاً من الاكتشاف المبكر، ووصولاً إلى تحديد المركبات الرائدة والتحقق من الصلاحية في مرحلة ما قبل السريرية ضمن مسارات أبحاث الجهاز العصبي المركزي (CNS).
- بيولوجيا الاكتشاف: توفر اختباراً قائماً على الفرضيات للعجز الوظيفي ومسارات التعافي بعد السكتة الدماغية.
- الفحص: يقدم قراءات سلوكية كمية قابلة للتكرار لتقييم المركبات.
- التحليلات: تتيح المقارنة الإحصائية لمعدلات النجاح، ومقاييس القوة، والأنماط اليوماوية عبر المجموعات.
- الأبحاث traslational: تربط النتائج قبل السريرية بالنهايات السريرية من خلال نمذجة السلوك والتعافي الطبيعيين.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: توفر منصة قابلة للتوسع وإعادة الاستخدام لنماذج سلوكية متنوعة ودواعي عصبية مختلفة.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية وتقلل من الغموض الميكانيكي في التحقق من صحة أهداف الجهاز العصبي المركزي (CNS).
- القيمة التشغيلية: توحد وتؤتمت عملية جمع البيانات السلوكية، مما يحسن من قابلية التكرار والإنتاجية.
- القيمة الاستراتيجية: تدعم اتخاذ قرارات مستنيرة بالمضي قدماً أو التوقف، وتعزز كفاءة رأس المال من خلال تقليل المتغيرات البشرية المربكة.
- تأثير المحفظة: تتيح تحديد الأولويات لأصول الجهاز العصبي المركزي (CNS) وفقاً للمخاطر المعدلة بناءً على نقاط نهاية سلوكية قوية.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في العلوم العصبية السلوكية وأنظمة الحصول على البيانات الآلية.
- يحتاج إلى مساكن للمستعمرات مزودة بتقنية RFID وجهاز وصول ماهر مزود بإمكانيات قياس القوة.
- يتطلب توحيداً قياسياً بين الفرق لبروتوكولات السلوك وتحليلات البيانات.
- قابل للتكيف مع مختلف نماذج القوارض والمؤشرات العصبية مع إجراء تعديلات على البروتوكول.
- يقتصر بضعف التحكم التجريبي في التعرض والتوقيت، كما لوحظ في دراسات التحقق من الصلاحية.
