Un sistema para el seguimiento de la dinámica del comportamiento de las preferencias sociales en pequeños roedores

Explorar los mecanismos neurobiológicos del comportamiento social requiere pruebas de comportamiento que se pueden aplicar a los modelos animales de una manera imparcial e independiente del observador. Nuestro sistema permite una investigación detallada de los comportamientos sociales y su dinámica en pequeños modelos de roedores y apoya comparaciones precisas entre cepas, condiciones y tratamientos. Este sistema se puede utilizar para cualquier tipo de pruebas de discriminación social, como discriminar entre hombres y mujeres.

Además, no hay límites para el tamaño de los sujetos. El análisis requiere cierta experiencia para seleccionar los parámetros óptimos para el seguimiento. Para los nuevos usuarios recomiendo supervisar el seguimiento en la pantalla del ordenador para la evaluación inicial.

Al menos una hora antes del análisis coloque las jaulas caseras de todos los ratones en la sala experimental para la aclimatación. Al final del período de aclimatación inserte dos cámaras vacías en la arena en dos esquinas opuestas de la arena. A continuación, localice la arena dentro de la cámara acústica y coloque los ratones sujetos en el centro de la arena durante 15 minutos de habituación.

Durante este período, coloque los dos ratones estímulos sociales en diferentes cámaras ubicadas fuera de la arena para la habituación. Y un juguete de plástico de 5x5x5 centímetros con una forma y color distintos en otra cámara. Para realizar la prueba SP, comience a grabar con una cámara de vídeo.

Retire inmediatamente las dos cámaras vacías y coloque las cámaras de estímulo sociales y de objetos en las esquinas de la arena que habían estado vacías durante la habituación. Permita que los sujetos interactúen con los estímulos durante cinco minutos antes de detener la grabación, y eliminar los estímulos que contienen cámaras de la arena. Luego, deja al sujeto en la arena vacía durante 15 minutos.

Para realizar una prueba de preferencia de novedad social iniciar la grabación de vídeo, e insertar la cámara que contiene el mismo estímulo social animales que se utilizaron para la prueba SP y la cámara que contiene el nuevo ratón de estímulo social en las dos esquinas de la arena que no se utilizaron para la prueba SP. Permita que los sujetos interactúen con los estímulos durante cinco minutos antes de detener la grabación y retirar los sujetos y cámaras de la arena. Luego, limpie la arena y las cámaras con agua corriente y 10%etanol.

Para utilizar la interfaz de usuario gráfica de roedores de pista para analizar el comportamiento del ratón, abra MATLAB y elija el Directorio de roedores de pista, haga clic con el botón derecho para seleccionar Agregar a ruta, Carpetas seleccionadas y Subcarpetas para agregar todas las subcarpetas a la ruta de trabajo. Introduzca TrackRodent en la ventana de comandos y pulse Intro.

Un inspector de películas que permite una inspección fotograma a fotograma del clip de vídeo se abrirá inmediatamente para el primer archivo de la lista. Para inspeccionar archivos de vídeo adicionales, haga clic en Inspeccionar película para abrir el inspector de vídeo y seleccionar un archivo de vídeo específico de interés en cualquier momento. Seleccione la especie probada si es necesario y haga clic en Excluir área para excluir todas las áreas que interrumpa el seguimiento de acuerdo con los colores del sujeto y la arena.

Para definir cada cámara como un área de estímulo para la detección automática de su investigación por el sujeto, marque el polígono o la caja elíptica y haga clic en Estímulo X para permitir que se marquen las áreas de estímulo. A continuación, seleccione el algoritmo deseado de la lista e introduzca los números de fotograma inicial y final para el análisis en los cuadros de edición correspondientes. Para evaluar la detección automática de los bordes de sujeto para un umbral determinado, introduzca un valor en el campo de umbral correspondiente y pulse Intro.

Para iniciar un análisis de comportamiento de todos los archivos seleccionados, desplácese al primer archivo y haga clic en Inicio. Encontrar el umbral correcto es fundamental y requiere experiencia. Se recomienda que los nuevos usuarios utilicen los algoritmos no rápidos y supervisen el análisis en línea para asegurarse de que funcionan correctamente.

Al final del análisis se guardará un archivo de resultados para cada película en el mismo directorio de los archivos de película. Para inspeccionar los resultados de cada archivo de película, haga clic en Cargar archivo de resultados y seleccione los archivos MAT generados por el análisis de comportamiento. Mueva entre los botones de alternancia para examinar el seguimiento de ubicación del ratón, la exploración de estímulos a lo largo de la sesión y el tiempo total de exploración de estímulos.

Para el análisis de población en la carpeta TrackRodent en MATLAB, escriba TrackRodentPopulationSummary como una palabra en la ventana de comandos. Haga clic en Intro y elija Archivos de resultados para cargar varios archivos de resultados de TrackRodent. Rellene los números del último fotograma para el análisis, el nombre de la prueba, el nombre del estímulo y el nombre de los dos estímulos y seleccione todos los cuadros apropiados para los análisis deseados de la lista opcional.

Active la casilla Exportar para extraer los resultados en una hoja de cálculo en un único archivo. A continuación, haga clic en Inicio y espere hasta que el programa informe en la línea de estado los parámetros de análisis y los datos se han guardado. En este experimento, el tiempo medio de investigación total de la población de sujetos hacia cada uno de los dos estímulos representa una clara preferencia de los sujetos hacia el estímulo social.

El tema mantuvo la preferencia social durante toda la sesión, aunque la preferencia parecía un poco más fuerte al comienzo de la sesión. El tiempo de investigación para cada estímulo se puede clasificar de acuerdo con la duración de la pelea en episodios cortos, medianos y largos, además del tiempo total de investigación. Como se observó, no hubo diferencia entre los estímulos en los combates cortos, mientras que los episodios medios y largos mostraron claras preferencias sociales, lo que sugiere que en C57 Black 6J ratones cortos episodios reflejan curiosidad, mientras que los episodios largos reflejan una interacción entre el sujeto y los estímulos.

Además, se pueden generar mapas de calor de los episodios de investigación hacia el estímulo social y el objeto durante el curso de la prueba para toda la población de sujetos con los colores que codifican la duración de la pelea. Es importante destacar que la tasa de transiciones realizadas por los sujetos de un estímulo a otro fue mayor durante los dos primeros minutos de la prueba antes de disminuir gradualmente. La misma tendencia fue evidente en la distribución de la tasa de transición media a lo largo del tiempo.

Este método se puede utilizar con cualquier ratón conectado a la grabación electrofisiológica o sistemas de estimulación optogenética por un cable. Para ello, usamos un algoritmo especial. Nuestro sistema está actualmente en uso por varios laboratorios en todo el mundo para diversos paradigmas que requieren un seguimiento de pequeños roedores.

Se puede utilizar para evaluar la dinámica conductual en cualquier prueba de discriminación.