Name: Comportamiento Fenotipificación de modelos murinos de enfermedades con la Estación Integrada Comportamiento (InBest) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-23T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 18 s
Description: Aprende a realizar fenotipificación conductual en modelos murinos de enfermedades cerebrales utilizando la Estación Integrada de Comportamiento INBEST. Este sistema modular permite monitoreo continuo en ambiente familiar, reduciendo el estrés y mejorando la reproducibilidad de los datos obtenidos.

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Este trabajo fue apoyado por una beca de la Fundación de Salud Mental de Ontario para B.S, y una beca de posgrado de Ontario para M.K.

Todos los procedimientos son aprobados por el Comité de Cuidado de Animales de la Universidad de McMaster y realizan de acuerdo con las directrices establecidas por el Consejo Canadiense de Cuidado de Animales. 1. Procedimientos Generales <ol><li> Habituar a los ratones durante 1-2 semanas a un 12 horas de luz / oscuridad ciclo existente (por ejemplo, 08 a.m.-8 p.m.). Realizar todos los procedimientos y pruebas durante el ciclo de oscuridad, con RT, la humedad y la intensidad de la luz que es relativamente constante. </li><li> Marcar o cola-tatuaje todos los ratones para una fácil, identificación numérica durante un período prolongado y manejarlos 1-2 horas al día durante 5-7 días. </li><li> Repetir las mediciones diarias de la temperatura rectal, peso corporal y la ingesta de alimentos / agua para detectar la fiebre y / o desnutrición potencial inducida por el envejecimiento o progreso de la enfermedad. Criterios de exclusión estándar incluyen bajo peso corporal debido a la reducción de alimentos / la ingesta de agua, postura encorvada con pelaje rizado, hidrocefalia, porfirina descarga de alrededor de los ojos, etc. </li><li> Para identifdéficits neurológicos Y que pueden confundir la actividad y el rendimiento general, realizar pruebas sensoriomotoras estándar, tales como la extremidad posterior que abrocha reflejo 13, visual reflejo colocación 14, geotaxis prueba 15, cesta de prueba 16, haz de prueba de marcha de 17 a 19, de Rotarod 20, y las pruebas olfativas 21. Nota: Los resultados también pueden ayudar en el análisis de correlación con medidas InBest, más cuidadosa selección de otros procedimientos (por ejemplo, laberinto de agua de Morris si los ratones son ciegos, nuevo test objeto si los ratones son hiposmia / anosmic), la reducción de la variabilidad dentro del grupo, y la exclusión de los ratones con déficit de nacimiento o infección. </li><li> Limpie el aparato de vidrio plástico y con un desinfectante para eliminar rastros urinarios mientras prueba los ratones de los grupos experimentales y de control de forma alternada. </li></ol> 2. Integrado de Estaciones Behavioral Procedimiento (InBest) <ol><li> Inicio de jaula creó <ol><li> Rellene dispensador de comidas con 20 mg pastillas de perro chino del ratón. </li><li> Llenar botellas con agua del grifo. Nota: una segunda botella puede ser llenado con una solución de interés, tal como sacarosa o sacarina solución para una prueba de preferencia. </li><li> Pesar botellas para calcular el volumen consumido en el final de la sesión. </li><li> Inserte caños de botella en los lickometers. Asegúrese de que la boquilla no bloquee el sensor de infrarrojos; si lo hace, reducir la longitud de la boquilla. </li><li> Coloca los refugios en la esquina seleccionada de la casa-jaula. </li></ol></li><li> Configuración del equipo Nota: Los comandos de software suministrados en los pasos 2.2 a 2.11 son relevantes para el paquete de software 8.5 Ethovision XT (especificado en la Lista de Materiales / Equipos) y las condiciones de prueba en nuestro laboratorio. <ol><li> Ilumine la habitación con difusa, luz tenue que sea suficiente para vídeo-seguimiento, pero no se reflejan en el cuadro, el suelo o las paredes. </li><li> Abra un proyecto predeterminado vídeo-seguimiento y establecer la configuración del experimento, tecleandoen detalles pertinentes (por ejemplo, la fecha / hora del estudio, la asignación de grupos, las condiciones ambientales, etc.). Posteriormente, seleccione la fuente de vídeo apropiado (Picolo capturador diligente), número de arenas (4), el seguimiento de puntos (centro-, nariz- y cola-punto), y las unidades de medida (centímetros, segundos y grados). </li><li> Después de seleccionar la pestaña Lista de Cuestiones en Configuración, defina el número de ensayos haciendo clic en el botón Añadir Ensayos (1). A continuación, especifique las variables independientes (por ejemplo, ID de ratón, el género, la asignación de grupos, cepa) utilizando el botón Agregar Variable. </li><li> Haga clic en la ficha Configuración del estadio y la captura de la imagen de fondo del vídeo en directo. Definir los parámetros de la arena individuo delineando el perímetro exterior utilizando la herramienta de dibujo adecuado (como crear rectángulo / polilínea / elipse). </li><li> A continuación, añadir zonas de interés haciendo clic en el botón Añadir grupo de zonas y se expongan las distintas zonas (por ejemplo, el suelo, lickometers, dispensador de comida, malla de escalada <em&gt; etc.) de una manera idéntica. Añadir zonas ocultas para las áreas en las que el ratón no se puede ver (por ejemplo, la vivienda y la rueda para correr, Figura 2) haciendo clic en el botón Añadir Ocultos Grupo de la Zona. Asegúrese de que se especifica una entrada / salida y vinculado a cada zona oculta. </li><li> Repita los pasos 02.04 a 02.05 para cada escenario. Realice la calibración arena resaltando calibración y el uso de la herramienta adecuada (crear escala de calibración / ejes) para proporcionar ancho de arena y longitud. Por último, validar la configuración Arena haciendo clic en el botón Configuración Validar Arena. </li><li> Marque la ficha Configuración de control de prueba y especificar inicio / parada condiciones y duración del ensayo. Establezca la condición de inicio para comenzar cuando la duración del punto central excede 1 seg en la arena. Manipular la duración del ensayo mediante la ampliación del cuadro de parada para el establecimiento del juicio para terminar después de un retraso, tal como 10 horas. </li><li> En la pestaña Configuración de detección, destacar los métodos de detección apropiados (por ejemplo,, Resta dinámico y basado en modelos). </li><li> A continuación, tomar la imagen de referencia de la arena vacía haciendo clic en el botón Configuración en la ficha Detección y pulsando el botón actual Grab. </li><li> Ajuste el rango de contraste de tal manera que el centro, la nariz y la detección basada en cola para cada ratón son fiables, precisos y continua. Para los ratones albinos, especifique que el ratón es más brillante que el fondo, y más oscuro que el fondo si se utiliza una cepa pigmentada. Nota: El tamaño del sujeto y la tasa de muestra de vídeo se pueden cambiar de acuerdo a la distancia entre la cámara encima de la cabeza y el sujeto, así como la velocidad de procesamiento del PC utilizado (por ejemplo, 14,9 cuadros / seg). </li><li> Asegúrese de que todos los cambios se guardan antes de salir del módulo de configuración de detección. </li><li> Encienda el dispositivo de interfaz, que es responsable de convertir eventos analógicas grabadas desde los dispositivos de entrada (por ejemplo, la interrupción del haz de luz infrarroja, el movimiento de la rueda de funcionamiento etc.) en diregistros GITAL. </li></ol></li><li> Adquisición De Datos Nota: Los siguientes comandos de software son relevantes a la rutina Med PC IV hechos a medida (&quot;mago&quot;) que proporciona la entrada paso a paso de los parámetros de sesión (por ejemplo, duración 10 horas de prueba, ID ratón, asignación de grupo, etc.). <ol><li> Coloque cada ratón en el cuadro asignado. </li><li> Sincronizar paquetes de toma de video y el evento de seguimiento pulsando simultáneamente los botones &#39;récord&#39;. </li><li> Sal de la habitación experimental en silencio. </li><li> Cuando el período de registro caduca (por ejemplo, unas horas, días o semanas), eliminar los ratones y los devuelven a su casa-jaulas. </li><li> Mida peso de las botellas y guardar todas las grabaciones digitales en soporte digital (disco duro, memoria USB portátil, DVD). </li><li> Transferir datos en bruto a una hoja de cálculo. </li><li> Guarde los archivos MPG para la posterior de puntuación de los actos de comportamiento poco frecuentes (por ejemplo, estereotipia, convulsiones). </li></ol></li></ol>

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Publicación en acceso abierto de este artículo es patrocinado por Med Associates, Inc. (St. Albans, VT).

La detección de los efectos funcionales en animales depende en gran medida de la capacidad del investigador para limitar la variabilidad inherente a los estudios de comportamiento. Por lo tanto, es importante meticulosamente control y minimizar los posibles factores de confusión que pueden reducir la fiabilidad y reproducibilidad de los datos de comportamiento. Al mismo tiempo, es importante reconocer que ninguna prueba refleja un único dominio de la conducta, que el conocimiento de la función neurológica es obligatoria, y que el comportamiento es muy sensible a los factores de estrés externos. Si se aprecian los postulados anteriores, se puede concluir que el análisis del comportamiento integral debe incluir la evolución temporal de la respuesta medida, así como, involucrar a los rasgos y paradigmas que aprovechan los aspectos conductuales específicas funcionales básicos. Muchos de estos criterios pueden cumplirse mediante la evaluación informatizada de los movimientos y actos de comportamiento en un ambiente en el hogar-jaulas acondicionadas. Hasta el momento, ha sido emphasized fenotipificación que la conducta de los modelos murinos de enfermedad justifica humanos Consideraciones adicionales. Esta idea se basa en la premisa de que la homeostasis funcional es desafiado por factores estresantes internos y externos durante la aparición de la enfermedad. Aunque todos los factores de confusión potenciales no pueden ser eliminados por la introducción de automatizado, el fenotipo casa-jaula, las cuestiones relativas a los ajustes inconsistentes ambientales, el estrés del transporte y la manipulación repetida se reducen al mínimo. Esto mejora significativamente la consistencia y precisión en todos los estudios; incluso pequeñas reducciones en la variabilidad puede mejorar la detección de los efectos inducidos por una enfermedad incipiente. De hecho, InBest proporciona una gran cantidad de información, que permite una evaluación más precisa de la aparición, la cinética, y la gravedad de los cambios de comportamiento, así como las relaciones importantes entre los diversos déficit de comportamiento inducida por la enfermedad. Fiable vídeo-seguimiento depende de dos condiciones de iluminación. En primer lugar, es necesaria la luz difusa en la sala de pruebas para prevenirartefactos de objetos cercanos que reflejan. En segundo lugar, el contraste de color alta se puede lograr mediante la elección de un color del piso apropiado para diferir de la de color sujetos tanto como sea posible. En nuestro laboratorio, esto se logra mediante el uso de inundación luces situadas debajo de las cajas y bandejas InBest suelo negro en el seguimiento de los ratones albino (fondo blanco o gris sería adecuado si las pruebas cepas pigmentadas). Con respecto al aspecto de grabación de eventos de InBest, la configuración de hardware actual (1 tarjeta de vídeo Piccolo con 4 entradas) limita 4 cajas para ser utilizados simultáneamente por PC. Esto es más bien un pequeño número de cajas, mientras que una más conveniente set-up requeriría 8 o incluso 16 jaulas, y por lo tanto 2 o 4 PCs, respectivamente. Preferiblemente, InBest puede usarse continuamente durante 24 horas como la casa-jaula. Esto permitiría que los animales se habitúan a plenamente al entorno y establecen, patrones de comportamiento circadiano estables, que pueden ser analizados de una manera imparcial. Para evitar la pérdida de datos de la computadora debido a un corte de energía, una energía continua Doplicar (o al menos una fuente de alimentación ininterrumpida) deben estar asegurados. Por último, para asegurar la correcta evaluación de la ingesta diaria de alimentos, debe tenerse en cuenta que el tamaño de gránulos de comida no debe exceder el tamaño de los agujeros en el dispensador de comida (el tamaño recomendado de una sola bola de comida es 20 mg). No se debe pasarse por alto, sin embargo, que este análisis debe incorporar también la forma en diferentes medidas InBest pueden interactuar entre sí. Por ejemplo, los ratones que pasan más tiempo en la rueda para correr son propensos a ingerir mayores cantidades de alimentos y agua para satisfacer sus crecientes demandas calóricas. De manera similar, los ratones que ingieren más solución de sacarosa pueden disminuir la ingesta de alimentos. La interpretación de estos resultados puede además ser complicado por la mejora general del rendimiento en el tiempo, sobre todo en lo que respecta a la actividad de ingestión rueda comportamiento y funcionamiento. Dadas sus incentivos-propiedades, los experimentadores pueden también considerar que limita el acceso a la solución de sacarosa ytque se ejecuta la rueda para contrarrestar la probabilidad de efectos post-ingestivas y pérdida excesiva de peso, respectivamente. Sin embargo, estas preocupaciones pueden ser más relevantes en algunas cepas que otros debido a que diferentes cepas de ratones tienen perfiles de comportamiento diferentes. Aunque funciona tanto basal y controles de evaluación experimentales para muchos de los aspectos mencionados anteriormente, los experimentadores tienen que reconocer que estas variables deben tenerse en cuenta al interpretar los datos InBest. Al mismo tiempo, algunos aspectos de la conducta no pueden ser estudiados en el entorno familiar de jaula, y necesitan de una combinación con las pruebas estándar para completar el perfil de comportamiento de los sujetos. Monitoreo electrónico en un plazo estándar, pero los entornos flexibles parece ser el siguiente paso lógico en el análisis del comportamiento contemporáneo. Este enfoque no invasivo, etológico-permitirá a los investigadores observar el repertorio completo de las respuestas de comportamiento durante un período prolongado de tiempo. Laoretically, esto se puede lograr mediante el estudio de comportamiento en un &quot;virtual&quot;, ambiente enriquecido que se asemeja a un hábitat natural. Varios grupos de investigación han descrito las herramientas de seguimiento basados ​​en la visión que apoyan el fenotipo conductual de los ratones en su casa 22-25-jaula, en díadas 26, 27, o en el contexto de los grandes grupos sociales 28. De alta precisión y resolución espacial se puede lograr mediante la integración de vídeo de seguimiento con la tecnología de microchip para la recogida simultánea y sincronizada de los datos de comportamiento en un grupo de ratones 28. Cámaras termográficas capaz de detectar las firmas de calor se pueden combinar con microchips o transpondedores implantables para proporcionar la ubicación relativa y las funciones fisiológicas básicas de cada ratón (por ejemplo, la temperatura del cuerpo, corazón / tasa de respiración). Además, un sistema de seguimiento 3D avanzada produciría un reconocimiento más preciso y cuantitativa de los actos de comportamiento. Con el fin de ejecutar repetidamente una variso- de pruebas, un sistema de este tipo debe ser automatizado, controlado de forma remota, y modular. Por ejemplo, la memoria espacial puede estudiarse en entornos más grandes mediante la programación de la aparición de señales distales en las paredes de LCD, o mediante la presentación / ocultar dispensadores de comida sabrosa de fondos móviles. De una manera similar, nuevos objetos podrían ser presentados / escondido en momentos específicos durante todo el estudio. Tal fenotipificación computarizada puede ayudar en el esclarecimiento de los determinantes genéticos de la conducta, los mecanismos patogénicos modelos de enfermedades subyacentes, y el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas. Si se llega a un consenso con respecto a las condiciones de las pruebas, de los ensayos, así como el hardware y el software utilizado, se puede esperar que la normalización esperada sería mejorar la reproducibilidad de los estudios de comportamiento y elevar la psicometría experimentales a un nuevo nivel.

Los rápidos avances en la ingeniería genética en los últimos decenios han conducido a una proliferación sin precedentes de modelos animales de enfermedades humanas. Los ratones han adquirido la condición de sujetos experimentales primarios en ciencias biomédicas por varias razones. Desde un punto de vista práctico, tienen una alta tasa de reproducción, son relativamente baratos, y son fáciles de casa. Desde un punto de vista conceptual, que son genéticamente cercanos a los humanos, pueden ser modificadas genéticamente con relativa facilidad, y han endocrino, inmune y nervioso altamente desarrollado. Además de las lesiones en los niveles genéticos y celulares, los estudios contemporáneos de trastornos cerebrales requieren la demostración de los déficits funcionales replicables que cara más destacado, construir, o validez predictiva de un nuevo modelo de ratón 1. Una infección aguda en un mamífero homeotermos a menudo resulta en la respuesta febril, que junto con comportamiento de la enfermedad, constituye una de lasprincipales mecanismos de supervivencia 2. Plenamente animales enfermos presentan alteraciones significativas en los alimentos / la ingesta de agua y el rendimiento en tareas de reflexión de la reactividad emocional, conducta exploratoria, y la capacidad de aprendizaje / memoria. Estos cambios explican en gran parte la actividad social / alteración sexual y la conservación de la energía para las reacciones inmunológicas defensivas. Sin embargo, cuando las condiciones agudas se convierten crónica (como se ve en muchos inmunológico, endocrino y enfermedades neurológicas), el rendimiento de comportamiento puede empeorar aún más debido al daño estructural de diversos órganos, incluyendo el cerebro 3. Enfermedades neurodegenerativas humanas y animales son a menudo acompañadas por una constelación de déficits neurológicos y de comportamiento. Por lo tanto, un objetivo clave en los estudios de comportamiento de los animales enfermos crónicos es distinguir los efectos centrales de los déficits inducidos por sintomatología periférica. Sin embargo, la relativamente corta duración de las tareas de comportamiento estándar limita el cobro revertidoion de la información relativa a las medidas funcionales básicos, como el olfato, el descanso, el sueño, la alimentación / consumo de agua, o episodios epilépticos. La inclusión de estas medidas de mejora de perfiles de comportamiento y permite una mejor interpretación de los resultados en las tareas de actividad exigente. Los refinamientos en el fenotipo conductual de los ratones enfermos Las deficiencias en la evaluación del perfil de comportamiento de los ratones enfermos han hecho necesario el monitoreo continuo de los ratones que viven solos por PC-rápido procesamiento. Aunque diversas baterías de comportamiento pueden ser diseñados 4, 5, se enumeran a continuación son los procedimientos que se han utilizado para establecer con éxito un modelo animal de lupus neuropsiquiátrico 6. Esta batería se aplica repetidamente en ambos modelos sub-crónicas y crónicas de la enfermedad (Figura 1), tales como deterioro cognitivo leve y la enfermedad de Alzheimer 7. Tras una serie de pruebas neurológicas 8-10, acaparatos ustom hecha, diseñado para satisfacer las demandas anteriores mediante la utilización de la monitorización continua de múltiples salidas de comportamiento en un ambiente en el hogar-jaula-como enriquecido, puede ser empleado. Tal enfoque etológico-a la evaluación de la actividad exploratoria espontánea y la conducta motivada proporciona una comprensión más completa de los déficits de rendimiento en otros paradigmas, tales como los reflectante del aprendizaje y la memoria. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig1.jpg" /> Figura 1. Representación esquemática de fenotipado conductual longitudinal en nuestro laboratorio. La batería de comportamiento está diseñado para evolucionar de menos- hacia más- tareas estresantes, que se repiten en diferentes momentos de la hora de evaluar los efectos de los factores sostenidos, como la progresión de la enfermedad, el tratamiento farmacológico o respuestas inmunológicas. Pruebas InBest e individuales se llevan a cabo durante el p oscurohase, a menudo más de 10 y 2 horas, respectivamente Abreviaturas:. R - reflejos; BW - Manga Corta prueba; RR - rotarod; OT - pruebas olfativas; SP - Prueba de Preferencia sacarosa; SD - De bajada de prueba; NO - prueba objeto de Novela; DE - prueba en campo abierto; SAB - Comportamiento alternancia espontánea; FS - prueba de natación forzada; MWM - laberinto acuático de Morris. * - Aspectos de la prueba (por ejemplo, la ubicación, el contexto, color, forma) que necesitan ser alterados en los ensayos posteriores a lo largo curso de experimento. Continua la grabación en vídeo y análisis de comportamiento en un ambiente en el hogar-jaula-como se informó por primera vez en 2007 11. Un aparato automático más complejo que integra las pruebas de comportamiento utilizados en estudios con ratones autoinmune fue presentado en el &#39;Comportamiento de medición&#39; cumplir un año más tarde 12. La estación de Behavioral integrado (InBest, Figura 2A) es un sistema modular, que comprises de un estímulo luminoso refugio, controlado por ordenador, dos lickometers fotocélulas controladas (uno para el agua, uno para una solución de interés), un dispensador automático de comida, una rueda para correr computarizado, y una malla de escalada digitalizada. Latencias, frecuencias y duraciones de comportamientos específicos son examinados usando software personalizado. Locomotor y la actividad exploratoria (por ejemplo, de un objeto de novela o una misma especie desconocida) se puede evaluar con el software de vídeo-seguimiento (Lista de Materiales / Equipo), durante el sueño y los patrones de comportamiento menos frecuentes, como el comportamiento y las convulsiones de auto-lesión, puede se marcarán manualmente con el software de vídeo de seguimiento de paquetes o evento de grabación dedicados. Se utilizan ocho ajustes InBest / vídeo completas, permitiendo así la supervisión concurrente de 4 animales control experimentales y 4 (Figura 2B). <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig2.jpg" /&gt; Figura 2. Estación Conductual Integrada. (A) Representación esquemática de hardware, y el software utilizado en el diseño de una caja InBest (L = 39 x W x H = 53 = 50 cm). (B) Ocho cajas InBest completas proporcionan una oportunidad para vigilancia de la casa-jaula concurrente de cuatro ratones experimentales y cuatro de control. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig2large.jpg" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> Las variables dependientes incluyen mediciones de la ingesta de alimentos / agua, la capacidad de respuesta a la estimulación agradable al paladar, la actividad ambulatoria espontánea, escalada, carrera voluntaria, los comportamientos relacionados con la ansiedad (por ejemplo, la exploración de la novela objeto), el aseo, la incautación y el dormir. Además, los estímulos visuales pueden ser presentados para el acondicionamiento y de aprendizaje paradigmas. Las ventajas de InBest más de las pruebas de comportamiento estándar incluyen la eliminación de induc efectos de confusióned por el estrés del transporte, así como continua colección, automatizado de medidas reflectantes de actividad nocturna, exploración, relacionado con la ansiedad y comportamientos depresivo-como. La integración de los componentes de hardware sensibles con un paquete de vídeo-seguimiento produce una gran cantidad de información, lo que permite una mejor evaluación de la conducta en relación con la progresión de la enfermedad crónica en diversos modelos animales. InBest se puede utilizar para estudiar otros trastornos crónicos del SNC (por ejemplo, autismo, depresión mayor, esquizofrenia), así como en estudios longitudinales centrados en el desarrollo neurológico, efectos conductuales de trastornos sistémicos / neoplásica, y la farmacoterapia prolongada.

<table><tbody><tr><td>Paquete operativo</td><td>de interfaz de control de potencia Med Associates Inc.</td><td>MED-SYST-8</td><td>Caja de interfaz y tarjeta PCI que gestiona todas las entradas y salidas de datos A/D</td></tr><tr><td>Stimulus light</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-221M</td><td>28 V CC, 100 mA, 2,5 mm; Luz de cm de diámetro (para la presentación de un estímulo condicionado)Detector de</td></tr> <tr><td>entrada de cabeza</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-254-CB</td><td>Permite la detección de entrada de la cabeza en el receptáculo de pellets</td></tr><tr><td>Ligometro de fotohaz</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-351W</td><td>Sistema de sensor de infrarrojos para detectar la intercepción del haz por el hocico</td></tr><tr><td>Pellets</td><td>de comida Bio-Serv</td><td>F0163</td><td>Pellets de alimentos de precisión sin polvo (20 mg de dieta a base de cereales para roedores)</td></tr><tr><td>Dispensador de alimentos</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-203-20</td><td>Sistema automatizado de dispensación de alimentos que consta de un recipiente de plástico elevado y un tubo dispensador</td></tr><tr><td>Receptáculo</td><td>de alimentos Med Associates Inc.</td><td>ENV-303R2W</td><td>Base sensible a los infrarrojos para señalar cuando se dispensa o recoge pellets de comida</td></tr><tr><td>Malla de escalada</td><td>Med Associates Inc.</td><td>Malla de escalada CT</td><td>Peldaños metálicos duraderos, dimensiones</td></tr><tr><td>Software Med PC IV</td><td>Med Associates Inc.</td><td>SOF-735</td><td>Integra la adquisición de datos de todos los dispositivos electrónicos</td></tr><tr><td>MPC2XL v1.4</td><td>Med Associates Inc.</td><td>SOF-731 Utilidad de</td><td>transferencia de datos sin procesar</td></tr><tr><td>Soft CR Pro v1.05</td><td>Med Associates Inc.</td><td>SOF-722</td><td>Software de monitoreo remoto en línea</td></tr><tr><td>Rueda de correr</td><td>Med Associates Inc.</td><td>CT-MSUB-ENV-3042-X1</td><td>Rueda de actividad para ratones Contador</td></tr><tr><td>digital</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ESUB-ENV-3000</td><td>Contador LCD (4 cuentas = 1 revolución = 54,6 cm de longitud)</td></tr><tr><td>Picolo Diligent frame grabber</td><td>Euresys</td><td>Tarjeta de captura de vídeo PCI</td>de <td></td> alta resolución</tr><tr><td>Ethovision XT 8.5</td><td>Noldus Information Technology</td><td></td><td>Software de seguimiento de vídeo</td></tr><tr><td>Cámara</td><td>Panasonic</td><td>WV-BP334</td><td>Cámara de vídeo digital de baja lux suspendida de un soporte metálico hecho a medida</td></tr><tr><td>Vídeo Splitter</td><td>American Dynamics</td><td>ADQUAD87</td><td>Integra y digitaliza las entradas de 4 cámaras de video</td></tr></tbody></table>

comportamiento fenotipificación de modelos murinos de enfermedades con la estación integrada comportamiento (inbest)

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station (INBEST)

Debido a los rápidos avances en la ingeniería genética, pequeños roedores se han convertido en los temas preferidos en muchas disciplinas de la investigación biomédica. En los estudios de trastornos crónicos del SNC, existe una creciente demanda de los modelos murinos con alta validez en el nivel de comportamiento. Sin embargo, varios mecanismos patogénicos y los déficits funcionales complejas a menudo imponen retos para medir de forma fiable e interpretar el comportamiento de los ratones enfermos crónicos. Por lo tanto, se requiere la evaluación de la patología periférica y un perfil de comportamiento en varios puntos de tiempo utilizando una batería de pruebas. Vídeo-tracking, la espectroscopia de comportamiento, y la adquisición remota de medidas fisiológicas son tecnologías que permiten el análisis del comportamiento integral, precisa e imparcial en un hogar-base-como surgiendo. Este informe describe un protocolo de fenotipos refinada, que incluye un aparato de monitorización del cliente (estación de comportamiento integrado, InBest) que se centra en las mediciones prolongadas de basalidas funcionales sic, como la actividad espontánea, la comida / toma de agua y la conducta motivada en un ambiente relativamente libre de estrés. Las mejoras técnicas y conceptuales en el diseño InBest pueden promover una mayor reproducibilidad y la estandarización de los estudios de comportamiento.

La Figura 3 es un ejemplo de diferentes lecturas en un estudio de comportamiento prolongado con ratones CD1. Los datos representan el rendimiento de referencia (6 a 2 días antes de la cirugía), la recuperación después de la cirugía (día 2 a 4) y efectos en el comportamiento inducidos por la administración sostenida intra-cerebro-ventricular de anticuerpos cerebrales reactiva (días 6 a 10 donde 0 denota; el día de la cirugía). Análisis con el software de grabación de evento revela que el grupo experimental muestra deficiencias en el comportamiento de ingestión, como se evidencia por una menor frecuencia de lame la botella de agua (A), aumento de la latencia de acercarse a la solución de sacarosa (B), y la disminución de consumo de alimentos (C) durante el período experimental. Coincidiendo con estos cambios, también muestran actividad rueda de rodadura disminuida en comparación con los ratones control (D). Como medida por el software de vídeo-seguimiento, el grupo experimental también deambula menos en la casa-jaula (E) y prefiere pasar más tiempo en el refugio (F). Estas diferencias de comportamiento are se ilustra en etogramas muestra (g). <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig3.jpg" /> Figura 3. Variables de representación en una serie de sesiones diarias de 10 hr que ilustran el poder discriminante del sistema InBest. Ratones Experimental (expuestos a anticuerpos cerebrales reactiva más de 2 semanas) beber menos agua (A), tomar más tiempo para acercarse a una solución de sacarosa ( B), y consumen menos alimentos (C) durante el periodo de prueba. Coincidiendo con estos cambios, también muestran actividad alterada, como se ejemplifica en el recuento de rueda de rodadura reducida (D), disminución de la deambulación (E) y la prolongación de su permanencia en el refugio (F). Estas diferencias de comportamiento se ilustran en etogramas muestra (g). El panel superior muestra el comportamiento de un ratón experimental en el día 6, que se caracteriza por un comportamiento de ingestión reducida,menor actividad de rueda para correr y aumento del tiempo de refugiarse en comparación con un control del ratón recibir un vehículo (panel inferior). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

Monitoreo prolongado y exhaustivo de los ratones en un ambiente en el hogar jaula proporciona una comprensión más profunda de la conducta aberrante en modelos murinos de enfermedades cerebrales. Este artículo describe la estación del Comportamiento Integrado (InBest) como componente clave del análisis del comportamiento contemporáneo.

Comportamiento Fenotipificación de modelos murinos de enfermedades con la Estación Integrada Comportamiento (InBest)

Due to rapid advances in genetic engineering, small rodents have become the preferred subjects in many disciplines of biomedical research. In studies of ...

El objetivo general de esta metodología es mejorar la reproducibilidad y la estandarización de la fenotipificación conductual y de los ratones experimentales mediante la monitorización continua de medidas conductuales básicas en un entorno familiar. Este sistema modular consta de una rueda para correr computarizada con malla para trepar digitalizada, un dispensador automático de alimento, dos TER controlados por células fotoeléctricas, un estímulo luminoso controlado por computadora y un refugio. Componentes de terceros y tecnología infrarroja MPEG-4 integrada con paquetes de software de rastreo de video y registro de eventos se interfazan para crear ocho áreas, permitiendo la monitorización simultánea de cuatro animales experimentales y cuatro controles. Las latencias, frecuencias y duraciones de comportamientos específicos se analizan utilizando el software MED PC 4.Aunque la actividad locomotora y la topografía de las trayectorias de movimiento se evalúan con el software ETH ovision XT 8.5 mediante un análisis estadístico exhaustivo. Los datos a menudo se procesaron para revelar cambios conductuales inducidos por la progresión de la enfermedad en diversos modelos de ratón. La naturaleza compleja y sensible de la conducta hace que las mediciones confiables en ratones crónicamente enfermos sean muy difíciles.Uso de nuevas tecnologías que permiten un análisis conductual preciso e imparcial. Describimos un sistema de monitoreo personalizado denominado Inves o estación conductual integrada. Este aparato está diseñado para proporcionar mediciones prolongadas de salidas funcionales básicas, como la actividad espontánea, la ingesta de alimento y agua, la reactividad emocional y el comportamiento motivado, todo en un entorno de baja tensión similar al hogar.Las principales ventajas de usar INVEST frente a pruebas conductuales individuales incluyen el monitoreo continuo, la reducción del estrés por transporte y la recopilación rápida de múltiples conjuntos de datos que se introducen instantáneamente para un análisis computarizado imparcial. Aunque el monitoreo continuo aborda factores de confusión comunes en estudios tradicionales, es importante señalar que algunos dominios del comportamiento, como la función neurológica y el aprendizaje espacial, no pueden estudiarse en el entorno de la jaula domiciliaria, lo que hace necesario realizar pruebas adicionales. Para completar la evaluación del perfil conductual, una o dos semanas antes del inicio del experimento, comience a habituar a los ratones a un ciclo de luz-oscuridad de 12 horas cada uno. Los ratones son más activos durante la noche.Establezca el período de ciclo oscuro para que coincida con las horas de trabajo del experimentador. Todos los demás factores ambientales, como la temperatura y la ventilación, deben mantenerse constantes durante este período. Para la identificación numérica permanente, marque con tatuaje en la cola a los ratones durante cinco a siete días antes de la prueba.Manipule regularmente a los ratones hasta dos horas al día, habituándolos así a la medida de estrés, registre la temperatura rectal y el peso corporal, y tome notas sobre su apariencia general. Excluya de estudio a los ratones que presenten anomalías evidentes, como bajo consumo de alimento o agua, pérdida de peso corporal, postura encorvada, pelaje erizado o manchado, hidrocefalia o secreción de porfirina alrededor de los ojos. Además, durante este período se puede realizar una amplia variedad de pruebas conductuales, como el campo abierto, lo que permite comprender de forma más completa las deficiencias en el desempeño.Para un estudio conductual prolongado, el dispensador de alimento debe tener un suministro completo de gránulos de alimento para ratones. Cada uno pesando 20 miligramos. Siempre debe haber una botella llena de agua corriente fresca.En una prueba de preferencia, una segunda botella puede proporcionar una solución alternativa de interés, como una que contenga azúcar. Pese las botellas para estimar el volumen consumido entre sesiones. Para medir la latencia y frecuencia de los episodios de bebida, las boquillas de las botellas deben conectarse a los TER.Un sensor infrarrojo detecta los lamidos, por lo que asegúrese de que el sensor no esté bloqueado por la boquilla del pico. De ser así, cambie la longitud del pico para que encaje dentro de la jaula. Se debe colocar un refugio en una esquina distal a la rueda giratoria.Para el seguimiento por video, es necesario que la habitación esté iluminada con una luz difusa tenue que no se refleje en el suelo ni en las paredes del recinto. Una vez que la iluminación se ha ajustado correctamente, se puede digitalizar la arena de prueba para el software de análisis. Para esta demostración, se utiliza el paquete de software ETH Ovision XT 8.5 para configurar la arena.Comience abriendo un proyecto de seguimiento predeterminado e ingresando la configuración experimental. Luego, seleccione la fuente de video, en este caso el grabador piccolo diligent. Establezca el número de áreas de seguimiento en cuatro.Seleccione el centro del hocico y la cola como puntos de seguimiento, y elija las unidades de medida a continuación de la lista de pruebas. En el menú de configuración, defina el número de pruebas haciendo clic en el botón agregar pruebas. Luego, active la opción agregar variable para especificar las variables independientes, como el identificador del ratón, el grupo de sexo, la asignación y la cepa.Ahora capture una imagen de fondo de la arena haciendo clic en la pestaña de configuración de la arena y definiendo el perímetro de la arena utilizando las herramientas de dibujo disponibles. Una vez definida la arena, use la opción agregar zona para delimitar zonas de interés, como el suelo, los TER, el dispensador de alimento, entre otras. Luego, agregue zonas donde el ratón no pueda ser visto utilizando la opción agregar grupo de zonas ocultas. Esto incluiría el refugio y la rueda giratoria.Cada zona oculta también debe tener un punto de entrada y salida especificado. Después de definir el perímetro y las zonas de cada arena, realice pruebas de calibración utilizando la opción de calibración en el software. Utilice la herramienta de escala para determinar el ancho y la longitud de cada arena.Luego, valide la configuración de cada área utilizando el botón de validación y continúe con la configuración de los parámetros del ensayo y la recopilación de datos. Para adquirir datos, primero deben establecerse los parámetros de adquisición en el programa. Comience accediendo a la pestaña de configuración de control del ensayo y especifique los marcos temporales para el conjunto del ensayo.La condición de inicio para comenzar cuando la duración del punto central supere un segundo en la arena; la duración del ensayo se establece ampliando el cuadro de condición de parada y configurando el ensayo para que finalice tras un retraso preestablecido, como 10 horas. A continuación, seleccione una opción del método de detección en la pestaña de configuraciones de detección. Luego, capture la imagen de referencia de la arena vacía utilizando el botón de configuración y seleccionando Capturar actual, mientras aún se encuentra en el módulo de detección; ajuste el rango de contraste para los puntos de detección del morro central y la cola. Establezca el rango como continuo.Luego indique si el ratón es más brillante u oscuro que el fondo. Ajuste ahora el tamaño del sujeto, que se basa en el campo de visión de la cámara. Luego, si es necesario, ajuste los fotogramas por segundo de análisis según las capacidades del ordenador.Procesando 14,9 cuadros. El segundo suele ser suficiente. Una vez que se hayan realizado todos los cambios en las opciones del módulo de detección, asegúrese de guardarlos antes de proceder a medir la latencia, frecuencia y duración de los actos conductuales.Se utiliza una rutina personalizada en MED PC IV para la introducción paso a paso de los parámetros de la sesión, como el id del ratón, la duración del ensayo, los episodios en la rueda giratoria, entre otros. Una vez que se han introducido todos estos parámetros y se ha encendido todo el equipo de prueba, coloque al ratón en la arena. A continuación, sincronice los paquetes de grabación de video y seguimiento de eventos pulsando simultáneamente los botones de grabación y abandone silenciosamente la habitación; cuando finalice el periodo de grabación, devuelva a los ratones a sus jaulas de alojamiento, mida los pesos de las botellas y guarde todos los datos grabados en soportes digitales.Los datos brutos pueden exportarse a una hoja de cálculo para su análisis, y los archivos de video originales pueden puntuarse para comportamientos infrecuentes, como estereotipias o convulsiones. Se realizó un estudio prolongado con ratones CD1 utilizando el dispositivo in vivo durante varios días previos a la cirugía. Se recopilaron datos basales, seguidos de datos posteriores a la cirugía que incluyen la administración sostenida intraventricular cerebral de anticuerpos reactivos al cerebro.A partir del día cinco, los grupos experimentales mostraron diversos deterioros, incluida la reducción del lamido de las botellas de agua. También mostraron un aumento en la latencia para acercarse a las botellas con solución de sucralosa, y presentaron una disminución en el consumo de alimento. Coincidiendo con estos cambios, los ratones que recibieron anticuerpos reactivos al cerebro también mostraron una actividad reducida en la rueda de correr en comparación con los ratones de control; la ambulación medida mediante el software de seguimiento por video también se encontró disminuida.En el grupo experimental, los ratones tratados prefirieron pasar tiempo en los refugios. Con estos datos, se construyó un programa sencillo para ilustrar estas diferencias conductuales. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo configurar un aparato de monitoreo personalizado para el análisis conductual imparcial.En un entorno similar al domiciliario, la fenotipificación automatizada en jaulas domésticas proporciona una gran cantidad de información que permite una evaluación más precisa de la cinética de aparición y la gravedad de los déficits conductuales inducidos por enfermedades, relacionados con la locomoción espontánea, la conducta motivada y la reactividad emocional, al minimizar problemas relacionados con entornos ambientales inconsistentes, transporte, estrés y manipulación repetida. Dispositivos como Inves pueden mejorar significativamente la consistencia y precisión de los resultados conductuales entre estudios independientes.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Behavior

Comportamiento

La actividad locomotora (LMA) es una medición simple y de fácil realización de comportamiento en ratones. Acoplamiento de software de seguimiento de vídeo (VTS) y LMA permite la mejora de la especificidad y la sensibilidad, especialmente cuando se compara con el manual, el método de cruce de línea de análisis LMA. Además VTS permite el seguimiento a largo plazo de ratón LMA.

Ratón de corto y largo plazo la actividad locomotriz analizados por el software de seguimiento de vídeo

Sistema totalmente automatizado para medir propiedades fisiológicamente significativas de los mecanismos que median la localización espacial, la localización temporal, la duración, la frecuencia y la estimación de la probabilidad, la evaluación de riesgos, la impulsividad y la exactitud y precisión de la memoria, con el fin de evaluar los efectos de las manipulaciones genéticas y farmacológicas sobre mecanismos fundamentales de la cognición en ratones.

Automatizado, cuantitativa Cognitiva / Screening de comportamiento de los ratones: Para Genética, Farmacología, Animal Cognition and Instruction Pregrado

Los niveles de actividad en campo abierto se utilizan para evaluar los niveles de actividad locomotora y de comportamiento. Este protocolo proporciona un bien diseñado, protocolo estandarizado para su uso en ensayos preclínicos de trastornos neuromusculares.

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Este protocolo describe el tablero de perforación modificado, que es una configuración de prueba de comportamiento que comprende las características de un campo abierto y un tablero de perforación tradicional. Esta configuración permite el análisis diferencial del comportamiento incondicionado de pequeños mamíferos de laboratorio, así como el análisis de las capacidades cognitivas.

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Este papel describe un protocolo para la evaluación cognitiva de modelos genéticos de la enfermedad de Alzheimer utilizando el sistema IntelliCage, que es un sistema de monitoreo conductual alto rendimiento automatizado con condicionamiento operante.

Automatizado, ensayo conductual a largo plazo para las funciones cognitivas en múltiples modelos genéticos de la enfermedad de Alzheimer, utilizando IntelliCage

Se describe el establecimiento de un modelo murino de la enfermedad de Parkinson con MPTP y evaluaciones conductuales usando el cilindro y abre campo de pruebas para medir función motora. Entonces utilizamos l-dopa como un ejemplo para mostrar cómo aplicar este modelo en el estudio de medicamentos PD.

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Los modelos de roedores son herramientas valiosas para estudiar los comportamientos básicos relacionados con el trastorno del espectro autista (TEA). En este artículo, exponemos dos pruebas de comportamiento para modelar las características principales del TEA en ratones: el autoacicalamiento, que evalúa el comportamiento repetitivo, y la prueba de interacción social de tres cámaras, que documenta las deficiencias sociales.

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Fenotipado conductual multimodal de estados depresivos inducidos por el estrés en Drosophila melanogaster

Aprende a realizar fenotipificación conductual en modelos murinos de enfermedades cerebrales utilizando la Estación Integrada de Comportamiento INBEST. Este sistema modular permite monitoreo continuo en ambiente familiar, reduciendo el estrés y mejorando la reproducibilidad de los datos obtenidos.

Comportamiento Fenotipificación de modelos murinos de enfermedades con la Estación Integrada Comportamiento (InBest)

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