Name: Behavioral phénotypage de modèles de maladies murin avec la station intégrée comportementale (INBEST) (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-23T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 18 s
Description: Découvrez le phénotypage comportemental de modèles murins de maladies cérébrales avec la station INBEST. Ce système modulaire permet un suivi continu en cage d'accueil pour améliorer la reproductibilité des analyses.

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Ce travail a été soutenu par une subvention de la Fondation pour la santé mentale de l’Ontario à B.S, et une bourse d’études supérieures de l’Ontario à M.K.

Toutes les procédures sont approuvées par le Comité de protection des animaux de l&#39;Université McMaster et effectués conformément aux lignes directrices définies par le Conseil canadien de protection des animaux. 1. Procédures générales <ol><li> Habituer souris pour 1-2 semaines à un 12 h cycle lumière / obscurité existante (par exemple, huit heures-20 heures). Effectuer toutes les procédures et les tests pendant le cycle sombre, avec RT, l&#39;humidité et l&#39;intensité de la lumière étant relativement constante. </li><li> Mark ou de la queue-de tatouage pour toutes les souris, identification numérique facile sur une période prolongée et de les manipuler 1-2 heures par jour pendant 5-7 jours. </li><li> Répéter les mesures quotidiennes de la température rectale, le poids corporel et la consommation / eau alimentaire pour détecter la fièvre et / ou à la malnutrition potentiel induite par le vieillissement ou la progression de la maladie. Critères d&#39;exclusion standard incluent un faible poids corporel due à des aliments réduite / prise d&#39;eau, une posture voûtée avec fourrure ébouriffée, hydrocéphalie, porphyrine décharge autour des yeux, etc. </li><li> Pour identifdéficits neurologiques qui peuvent y confondre l&#39;activité globale et de performance, d&#39;effectuer des tests sensori-motrices standard tels que la patte postérieure accrochage reflex 13, mise réflexe visuel 14, géotaxie essai de 15, panier essai 16, faisceau test de marche de 17 à 19, 20 Rotarod, et des tests olfactifs 21. Note: Les résultats peuvent également aider dans l&#39;analyse de corrélation avec les mesures de INBEST, sélection plus rigoureuse des autres procédures (par exemple, labyrinthe aquatique de Morris si les souris sont aveugles, nouveau test de l&#39;objet si les souris sont hyposmic / anosmique), réduction de la variabilité intra-groupe, et l&#39;exclusion de souris avec des déficits ou une infection naissance. </li><li> Nettoyez le plastique et un appareil de verre avec un désinfectant pour éliminer les sentiers urinaires tout en testant les souris des groupes expérimentaux et de contrôle dans un mode alternatif. </li></ol> 2. intégré de stations comportementale (INBEST) Procédure <ol><li> Home-cage configuré <ol><li> Remplissez distributeur de nourritures avec 20 mg pastilles chow de la souris. </li><li> Remplir les bouteilles avec de l&#39;eau du robinet. Remarque: Une deuxième flacon peut être rempli avec une solution de l&#39;intérêt, tel que le saccharose ou la saccharine solution pour un test de préférence. </li><li> Peser bouteilles pour calculer le volume consommé à la fin de la session. </li><li> Insérez becs de bouteilles dans les lickometers. Assurez-vous que la buse ne bloque pas le capteur infrarouge; si ce est le cas, réduire la longueur du bec. </li><li> Placez abris dans le coin choisi de la maison-cage. </li></ol></li><li> Set Computer jusqu&#39;à Remarque: Les commandes de logiciels fournis dans les étapes 2.2 à 2.11 sont pertinentes pour le logiciel 8,5 Ethovision XT (spécifié dans la Liste des Matériaux / Équipement) et des conditions de test dans notre laboratoire. <ol><li> Illuminez la salle avec diffuse, faible lumière qui est suffisant pour la vidéo-suivi, mais ne reflète pas la case, sol ou les murs. </li><li> Ouvrez un projet par défaut de suivi vidéo et configurer les paramètres de l&#39;expérience, en tapantdans les détails pertinents (par exemple, date / heure d&#39;étude, travail de groupe, des conditions de salle etc.). Ensuite, choisissez la source vidéo appropriée (Picolo Diligent grabber), le nombre d&#39;arènes (4), suivi de points (centre-, nose- et la queue points), et les unités de mesure (centimètres, secondes et degrés). </li><li> Après avoir sélectionné l&#39;onglet Liste de première instance en vertu de configuration, de définir le nombre de procès en cliquant sur le bouton Ajouter des essais (1). Ensuite, spécifier les variables indépendantes (par exemple, ID de la souris, le sexe, travail de groupe, déformation) en utilisant le bouton Ajouter une variable. </li><li> Cliquez sur l&#39;onglet Paramètres Arena et capturer l&#39;image d&#39;arrière-plan de la vidéo en direct. Définir les paramètres de l&#39;arène individuelle en décrivant le périmètre extérieur en utilisant l&#39;outil de dessin approprié (comme créer rectangle / polyligne / ellipse). </li><li> Ensuite, ajouter des zones d&#39;intérêt en cliquant sur ​​le bouton Ajouter groupe Zone et exposant les différentes zones (par exemple, sol, lickometers, distributeur de nourriture, maille escalade <em&gt; etc.) d&#39;une manière identique. Ajouter zones cachées pour les zones où la souris ne peut pas être vu (par exemple, le logement et la roue de roulement, Figure 2) en cliquant sur ​​le bouton Ajouter Invisible Groupe Zone. Veiller à ce qu&#39;une entrée / sortie est spécifié et liée à chaque zone cachée. </li><li> Répétez les étapes 2.4 à 2.5 pour chaque arène. Effectuer le calibrage de l&#39;aréna en soulignant étalonnage et en utilisant l&#39;outil approprié (créer une échelle d&#39;étalonnage / axes) pour fournir la largeur et la longueur de l&#39;aréna. Enfin, valider les réglages Arena en cliquant sur le bouton Paramètres Valider Arena. </li><li> Sélectionnez l&#39;onglet Paramètres de contrôle de première instance et spécifiez start / stop conditions et la durée du procès. Réglez la condition de démarrage pour commencer lorsque la durée de la point central dépasse 1 sec dans l&#39;arène. Manipuler la durée du procès en élargissant la zone de condition d&#39;arrêt et la mise en procès de résiliation après un délai, comme 10 heures. </li><li> Sous l&#39;onglet Paramètres de détection, mettre en évidence les méthodes de détection appropriées (par exemple,, Soustraction dynamique et fondée sur un modèle-). </li><li> Ensuite, prendre l&#39;image de référence de l&#39;arène vide en cliquant sur le bouton Paramètres dans l&#39;onglet Détection et en appuyant sur le bouton actuel Grab. </li><li> Réglez la plage de contraste tels que le centre, le nez et la détection basée queue pour chaque souris sont fiables, précis et continu. Pour les souris albinos, précise que la souris est plus lumineux que l&#39;arrière-plan, et plus sombre que l&#39;arrière-plan si vous utilisez une souche pigmentée. Remarque: La taille d&#39;objet et la fréquence d&#39;échantillonnage vidéo peuvent être changés en fonction de la distance entre l&#39;appareil de tête et l&#39;objet, ainsi que la vitesse de traitement de l&#39;ordinateur utilisé (par exemple, 14,9 images / s). </li><li> Se assurer que toutes les modifications sont enregistrées avant de quitter le module de paramètres de détection. </li><li> Allumez le dispositif d&#39;interface, qui est responsable de la conversion des événements analogiques enregistrées à partir de périphériques d&#39;entrée (par exemple, l&#39;interruption du faisceau infrarouge, le mouvement de la roue de roulement, etc.) dans diGital journaux. </li></ol></li><li> L&#39;Acquisition Des Données Remarque: Les commandes de logiciels suivants sont pertinents pour le Med PC IV de routine sur-mesure (&quot;magicien&quot;) qui fournit entrée étape par étape de paramètres de session (par exemple, la durée de 10 heures d&#39;essai, ID de la souris, affectation de groupe, etc.). <ol><li> Placez chaque souris dans la boîte attribué. </li><li> Synchroniser paquets vidéo et de l&#39;événement de suivi en appuyant simultanément sur les boutons &#39;records&#39;. </li><li> Quittez la pièce expérimentale tranquillement. </li><li> Lorsque la période d&#39;enregistrement expire (par exemple, quelques heures, jours ou semaines), supprimer les souris et les retourner à leurs maisons-cages. </li><li> Mesurer le poids des bouteilles et enregistrer tous les enregistrements numériques sur support numérique (disque dur, clé USB portable, DVD). </li><li> Transfert des données brutes dans un tableur. </li><li> Enregistrer les fichiers MPG pour la notation ultérieure des actes de comportement peu fréquents (par exemple, stéréotypies, convulsions). </li></ol></li></ol>

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</ol>

Open publication d&#39;accès de cet article est sponsorisé par Med Associates, Inc. (St. Albans, VT).

La détection des effets fonctionnels chez l&#39;animal dépend largement de la capacité du chercheur de limiter la variabilité inhérente à des études comportementales. Par conséquent, il est important de contrôler minutieusement et de minimiser les éventuels facteurs de confusion qui peuvent réduire la fiabilité et la reproductibilité des données comportementales. Dans le même temps, il est important de reconnaître que pas de test reflète un seul domaine de comportement, que la connaissance de la fonction neurologique est obligatoire, et que le comportement est très sensible à des facteurs de stress externes. Si les postulats ci-dessus sont appréciés, on peut conclure que l&#39;analyse comportementale globale doit inclure le cours du temps de la réponse mesurée, ainsi que, impliquer les traits et les paradigmes qui puisent dans les aspects comportementaux spécifiques fonctionnels de base. Beaucoup de ces critères peuvent être satisfaites en utilisant évaluation informatisée des mouvements et des actes de comportement dans un environnement home-cages aménagées. Jusqu&#39;à présent, il a été emphasized phénotypage que comportementale des modèles murins de maladies humaines mandats d&#39;Considérations supplémentaires. Cette notion est basée sur la prémisse que l&#39;homéostasie fonctionnelle est contestée par les facteurs de stress internes et externes lors de l&#39;apparition de la maladie. Bien que tous les facteurs de confusion potentiels ne peuvent pas être éliminés par l&#39;introduction de automatisé, la maison-cage phénotypage, les questions relatives aux paramètres incompatibles environnementales, le stress du transport et des manipulations répétées sont minimisés. Cela améliore considérablement la cohérence et la précision dans les études; même de petites réductions de la variabilité peuvent améliorer la détection des effets induits par une maladie naissante. En effet, INBEST fournit une mine d&#39;informations, ce qui permet une évaluation plus précise de l&#39;apparition, la cinétique et la gravité des changements de comportement, ainsi que des relations importantes entre les divers déficits comportementaux induits par la maladie. Vidéo suivi fiable dépend de deux conditions d&#39;éclairage. Tout d&#39;abord, la lumière diffuse est requise dans la chambre de test pour empêcherobjets à partir d&#39;objets à proximité réfléchissante. Deuxièmement, le contraste de couleur élevée peut être obtenue en choisissant une couleur de plancher appropriée pour différer de la couleur de l&#39;objet le plus possible. Dans notre laboratoire, ceci est réalisé en utilisant des crues feux positionnés en dessous des boîtes de INBEST et plateaux de sol noir lors du contrôle de souris albinos (fond blanc ou gris serait suffisant si l&#39;essai souches pigmentées). En ce qui concerne l&#39;aspect de l&#39;enregistrement des événements de INBEST, le réglage du matériel actuel (1 Piccolo de la carte vidéo avec 4 entrées) limite quatre cases pour être simultanément utilisées par PC. Ce est un assez petit nombre de boîtes, tout un set-up plus adapté exigerait 8 ou même 16 cages, et donc 2 ou 4 PC, respectivement. De préférence, INBEST peut être utilisé en continu pendant 24 heures comme la maison-cage. Ce serait permettre aux animaux de se habituent pleinement à l&#39;environnement et à établir, comportements circadiens stables, qui peuvent être analysés d&#39;une manière impartiale. Pour éviter toute perte de données informatiques en raison de panne de courant, une puissance continue suppliquer (ou au moins une source d&#39;alimentation sans coupure) doivent être sécurisés. Enfin, pour assurer une évaluation correcte de la ration alimentaire quotidienne, il convient de noter que la taille des boulettes de nourriture ne doit pas dépasser la taille des trous dans le distributeur de produits alimentaires (la taille recommandée d&#39;une seule pastille alimentaire est de 20 mg). Il ne est pas à négliger, toutefois, que cette analyse devrait également intégrer la façon dont différentes mesures de INBEST peuvent interagir les uns avec les autres. Par exemple, les souris qui passent plus de temps dans la roue de roulement sont susceptibles d&#39;ingérer de plus grandes quantités de nourriture et d&#39;eau pour répondre à leurs demandes croissantes en calories. De même, les souris ayant ingéré plus d&#39;une solution de saccharose peuvent diminuer leur consommation de nourriture. L&#39;interprétation de ces résultats peut être en outre compliquée par l&#39;amélioration générale de la performance au fil du temps, en particulier en ce qui concerne l&#39;ingestion activité roues comportement et le fonctionnement. Compte tenu de leurs propriétés incitatives, les expérimentateurs peuvent également envisager de limiter l&#39;accès à une solution de saccharose et til courir roue pour contrer la probabilité d&#39;effets post-ingestifs et perte de poids excessive, respectivement. Cependant, ces préoccupations peuvent être plus pertinents dans certaines souches que d&#39;autres parce que les différentes souches de souris ont des profils comportementaux dissemblables. Bien que réalisant à la fois de base et des contrôles d&#39;évaluation expérimentales pour la plupart des questions ci-dessus, les expérimentateurs doivent reconnaître que ces variables doivent être prises en compte lors de l&#39;interprétation des données INBEST. Dans le même temps, certains aspects du comportement ne peuvent être étudiés dans l&#39;environnement maison-cage, nécessitant ainsi une combinaison avec des tests standard pour compléter le profil comportemental des sujets. Suivi informatisé au sein normalisée, mais les environnements flexibles semble être la prochaine étape logique dans l&#39;analyse comportementale contemporaine. Une telle approche non invasive, basée éthologiquement-permettra aux chercheurs d&#39;observer le répertoire complet des réponses comportementales sur une période de temps prolongée. Leoretically, ceci peut être accompli par l&#39;étude du comportement dans un environnement &quot;virtuel&quot; enrichi qui ressemble étroitement à un habitat naturel. Plusieurs groupes de recherche ont décrit des outils de suivi basés sur la vision qui prennent en charge le phénotypage du comportement des souris dans leur cage 22-25 domicile, en dyades 26, 27, ou dans le contexte des 28 grands groupes sociaux. De haute précision et une résolution spatiale peuvent être obtenus par l&#39;intégration de poursuite vidéo avec la technologie de micropuce pour la collecte simultanée et synchronisée des données comportementales dans un groupe de souris 28. Caméras thermographiques capable de détecter la chaleur signatures peuvent être combinés avec des puces ou des transpondeurs implantables pour fournir l&#39;emplacement relatif et les fonctions physiologiques de base de chaque souris (par exemple, la température du corps, le cœur / fréquence respiratoire). En outre, un système de suivi 3D avancée produirait une reconnaissance plus précise et quantitative des actes de comportement. Afin d&#39;exécuter plusieurs reprises une variety de tests, un tel système devrait être automatisé, télécommandé, et modulaire. Par exemple, la mémoire spatiale peut être étudiée dans des environnements plus grands en programmant l&#39;apparition d&#39;indices distales sur les murs LCD, ou en présentant / cacher distributeurs avec de la nourriture savoureuse de planchers mobiles. D&#39;une manière similaire, les nouveaux objets pourraient être présentées / caché à des moments spécifiques pendant toute l&#39;étude. Cette phénotypage informatique peut aider à élucider les déterminants génétiques du comportement, des modèles de mécanismes pathogènes de maladies sous-jacentes, et le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Si un consensus est atteint par rapport aux conditions de test, séquence de tests, ainsi que le matériel et les logiciels utilisés, on peut se attendre que la normalisation tant attendue améliorer la reproductibilité des études comportementales et d&#39;élever la psychométrie expérimentales à un nouveau niveau.

Les progrès rapides dans le génie génétique au cours des dernières décennies ont conduit à une prolifération sans précédent de modèles animaux de maladies humaines. Souris ont acquis le statut de sujets expérimentaux primaires en sciences biomédicales pour plusieurs raisons. D&#39;un point de vue pratique, ils ont un taux de reproduction élevé, sont relativement peu coûteux, et sont faciles à loger. D&#39;un point de vue conceptuel, ils sont génétiquement proches des humains, peuvent être génétiquement modifiés avec une relative facilité, et ont endocrinien, immunitaire et nerveux très développé. En plus des lésions à des niveaux génétiques et cellulaires, les études contemporaines de troubles du cerveau exigent la démonstration de déficits fonctionnels reproductibles ce visage de surbrillance, construire, ou la validité prédictive d&#39;un nouveau modèle de la souris 1. Une infection aiguë chez un mammifère homéothermes se traduit souvent par la réponse fébrile, qui, conjointement avec le comportement de la maladie, constitue l&#39;un desdes mécanismes de survie deux principaux. Profondément animaux malades présentent des modifications significatives dans les aliments / prise d&#39;eau et la performance dans des tâches qui reflètent la réactivité émotionnelle, comportement exploratoire, et la capacité d&#39;apprentissage / mémoire. Ces changements expliquent en grande partie l&#39;activité / social déficient sexuelle et la conservation de l&#39;énergie pour les réactions immunitaires défensives. Toutefois, lorsque les conditions aiguës tournent chronique (comme on le voit dans de nombreux immunologique, maladies endocriniennes et neurologiques), performance comportementale peut encore se détériorer en raison des dommages structurels de divers organes, dont le cerveau 3. Maladies neurodégénératives humaines et animales sont souvent accompagnés par une constellation de déficits neurologiques et comportementaux. Par conséquent, un objectif clé dans les études comportementales des animaux malades chroniques est de distinguer les effets centraux des déficits induits par la symptomatologie périphérique. Toutefois, la durée relativement courte de tâches comportementales standards limite la collecteions d&#39;informations concernant les mesures fonctionnelles de base, tels que l&#39;olfaction, repos, sommeil, de nourriture / prise d&#39;eau, ou des épisodes épileptiques. L&#39;inclusion de ces mesures améliore profilage comportemental et permet une meilleure interprétation de la performance dans des tâches d&#39;activité exigeant. Les améliorations apportées à phénotypage comportemental des souris malades Les insuffisances dans l&#39;évaluation du profil comportemental des souris malades ont nécessité une surveillance continue de souris seuls logés par les PC-traitement rapide. Bien que les piles comportementales diverses peuvent être conçus 4, 5, ci-dessous sont les procédures qui ont été utilisées pour établir avec succès un modèle animal du lupus neuropsychiatrique 6. Cette batterie est appliquée de façon répétée dans les deux modèles sub-chronique et chronique de la maladie (figure 1), tels que la déficience cognitive légère et de la maladie d&#39;Alzheimer 7. Après une série de tests neurologiques 8-10, acAppareil ustom fait, conçu pour répondre aux exigences ci-dessus en utilisant une surveillance continue de plusieurs sorties de comportement dans un environnement home-cage enrichi, peut être utilisé. Une telle approche éthologique base à l&#39;évaluation de l&#39;activité exploratoire spontanée et le comportement motivé fournit une compréhension plus globale des déficits de performance dans d&#39;autres paradigmes, tels que ceux de réflexion de l&#39;apprentissage et de la mémoire. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig1.jpg" /> Figure 1. Représentation schématique de phénotypage comportemental longitudinale dans notre laboratoire. La batterie de comportement est conçu pour évoluer à partir de moins: vers plus- tâches stressantes, qui se répètent à différents points de temps pour évaluer les effets de facteurs durables tels que la progression de la maladie, le traitement pharmacologique ou les réponses immunologiques. Essais INBEST et individuelles sont effectuées au cours de la p sombrehase, souvent plus de 10 et 2 h, respectivement abréviations:. R - réflexes; BW - Poutre test de marche; RR - Rotarod; OT - des tests olfactifs; SP - test de préférence saccharose; SD - Step Down essai; NO - essai de nouveaux objets; DE - essai sur le champ; SAB - spontanée Alternance Comportement; FS - test de la nage forcée; MWM - labyrinthe aquatique de Morris. * - Les aspects de l&#39;essai (par exemple, l&#39;emplacement, le contexte, couleur, forme) qui doivent être modifiés dans les essais ultérieurs au long du parcours de l&#39;expérience. Enregistrement vidéo et l&#39;analyse du comportement continu dans un environnement home-cage ont été rapportées en 2007 11. Un appareil automatisé plus complexe qui intègre des tests comportementaux utilisés dans les études avec des souris auto-immune a été présenté à la «Comportement de mesure &#39;répondant un an plus tard 12. La station comportementale intégrée (INBEST, figure 2A) est un système modulaire, qui comprises d&#39;un stimulus lumineux abri, contrôlé par ordinateur, deux lickometers cellules photoélectriques contrôlée (une pour l&#39;eau, une pour une solution d&#39;intérêt), un distributeur automatique de nourriture, une roue qui tourne informatisé, et un filet d&#39;escalade numérisé. Latences, les fréquences et durées de comportements particuliers sont examinés en utilisant un logiciel personnalisé. Activité locomotrice et exploratoire (par exemple, d&#39;un nouvel objet ou un congénère connaissent pas) peut être évaluée avec le logiciel vidéo-tracking (Liste des Matériaux / Équipement), pendant le sommeil et du comportement moins fréquents, tels que le comportement et les saisies automutilation, peut être marqué manuellement avec le logiciel de suivi vidéo ou des paquets événement enregistrement dédiés. Huit configurations complètes INBEST / vidéo sont utilisés, ce qui permet la surveillance simultanée de quatre animaux témoins expérimentaux et 4 (figure 2B). <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig2.jpg" /&gt; Figure 2. gare comportementale intégrée. (A) Représentation schématique du matériel et des logiciels utilisés dans la conception d&#39;une boîte de INBEST (L = 39 x W x H = 53 = 50 cm). (B) de huit boîtes de INBEST complètes fournissent une opportunité pour la maison concurrente surveillance cage de quatre souris expérimentales et quatre témoins. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig2large.jpg" target="_blank">Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> Les variables dépendantes comprennent des mesures de l&#39;apport alimentaire / de l&#39;eau, la réactivité à la stimulation agréable au goût, l&#39;activité ambulatoire spontanée, escalade, course volontaire, les comportements liés à l&#39;anxiété (par exemple, l&#39;exploration du roman objet), le toilettage, la saisie et dormir. En outre, des stimuli visuels peuvent être présentées pour le conditionnement et d&#39;apprentissage paradigmes. Les avantages de INBEST plus de tests comportementaux norme comprennent l&#39;élimination des effets de confusion Induced par le stress du transport, ainsi que continue, la collecte automatisée des mesures de réflexion de l&#39;activité nocturne, l&#39;exploration, l&#39;anxiété liée et comportements dépressifs-comme. L&#39;intégration de composants matériels sensibles avec un paquet de suivi vidéo donne une foule de renseignements, ce qui permet une meilleure évaluation du comportement par rapport à la progression des maladies chroniques dans des modèles animaux divers. INBEST peut être utilisé pour étudier d&#39;autres troubles chroniques du système nerveux central (par exemple, l&#39;autisme, la dépression majeure, la schizophrénie), ainsi que dans des études longitudinales portant sur ​​le développement neurologique, les effets comportementaux des troubles systémiques / néoplasique, et la pharmacothérapie prolongée.

<table><tbody><tr><td>Ensemble d’exploitation de l’interface de contrôle</td><td>de l’alimentation Med Associates Inc.</td><td>MED-SYST-8</td><td>Boîtier d’interface et carte PCI qui gèrent toutes les entrées et sorties de données A/N</td></tr><tr><td>Stimulus light</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-221M</td><td>28 V CC, 100 mA, 2,5 pouces cm de diamètre de la lumière (pour la présentation d’un stimulus conditionné)Détecteur d’entrée</td></tr> <tr><td>de tête</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-254-CB</td><td>Permet la détection de l’entrée de la tête dans le récipient à granulés</td></tr><tr><td>Léchomètre à faisceau photométrique</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-351W</td><td>Système de capteur infrarouge pour la détection de l’interception du faisceau par le museau</td></tr><tr><td>Granulés alimentaires</td><td>Bio-Serv</td><td>F0163</td><td>Granulés alimentaires de précision sans poussière (20 mg de rongeurs à base de céréales)</td></tr><tr><td>Distributeur de nourriture</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-203-20</td><td>Système automatisé de distribution d’aliments composé d’un récipient en plastique surélevé et d’un tube de distribution</td></tr><tr><td>Récipient alimentaire</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-303R2W</td><td>Base sensible aux infrarouges pour signaler la distribution ou la collecte de granulés alimentaires</td></tr><tr><td>Maille d’escalade</td><td>Med Associates Inc.</td><td>Échelons</td><td>métalliques durables, dimensions</td></tr><tr><td>Med PC IV logiciel</td><td>Med Associates Inc.</td><td>SOF-735</td><td>Intègre l’acquisition de données à partir de tous les appareils électroniques</td></tr><tr><td>MPC2XL v1.4</td><td>Med Associates Inc.</td><td>SOF-731</td><td>Utilitaire de transfert de données brutes</td></tr><tr><td>Soft CR Pro v1.05</td><td>Med Associates Inc.</td><td>SOF-722</td><td>Logiciel de surveillance à distance en ligne</td></tr><tr><td>Roue de roulement</td><td>Med Associates Inc.</td><td>CT-MSUB-ENV-3042-X1</td><td>Roue d’activité pour souris</td></tr><tr><td>Compteur numérique</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ESUB-ENV-3000</td><td>Compteur LCD (4 points = 1 tour = 54,6 cm de longueur)</td></tr><tr><td>Picolo Diligent Frame grabber</td><td>Euresys Carte d’acquisition</td><td></td><td>vidéo PCI haute résolution</td></tr><tr><td>Ethovision XT 8.5</td><td>Noldus Information Technology</td><td></td><td>Logiciel de suivi vidéo</td></tr><tr><td>Caméra</td><td>Panasonic</td><td>WV-BP334</td><td>Caméra vidéo numérique à faible luxure suspendue à un support métallique sur mesure</td></tr><tr><td>Vidéo Splitter</td><td>American Dynamics</td><td>ADQUAD87</td><td>Intègre et numérise les entrées de 4 caméras vidéo</td></tr></tbody></table>

behavioral phénotypage de modèles de maladies murin avec la station intégrée comportementale (inbest)

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

En raison des progrès rapides dans le génie génétique, les petits rongeurs sont devenus les sujets de prédilection dans de nombreuses disciplines de la recherche biomédicale. Dans les études de troubles chroniques du système nerveux central, il ya une demande croissante pour les modèles murins avec une haute validité au niveau comportemental. Cependant, les mécanismes pathogènes multiples et les déficits fonctionnels complexes imposent souvent des défis pour mesurer de manière fiable et interpréter le comportement de souris malades chroniques. Par conséquent, l&#39;évaluation de la pathologie périphérique et un profil comportemental à plusieurs points dans le temps en utilisant une batterie de tests sont nécessaires. Vidéo-suivi, la spectroscopie de comportement, et l&#39;acquisition à distance des mesures physiologiques sont les technologies qui permettent l&#39;analyse comportementale complète, exacte et impartiale dans un cadre maison de base comme le jour. Ce rapport décrit un protocole de phénotypage raffinée, qui comprend un dispositif de surveillance sur mesure (Station comportementale intégrée, INBEST) qui met l&#39;accent sur des mesures prolongées de basic sorties fonctionnels, tels que l&#39;activité spontanée, la nourriture / prise d&#39;eau et le comportement motivé dans un environnement relativement sans stress. Les améliorations techniques et conceptuelles dans la conception INBEST peuvent en outre promouvoir la reproductibilité et la normalisation des études comportementales.

Figure 3 illustre différents lecture-out dans une étude comportementale prolongé avec souris CD1. Les données représentent la performance de base (jours 6-2 avant la chirurgie), la récupération post-chirurgicale (jours 2-4) et les effets comportementaux induits par soutenue administration intra-cérébro-ventriculaire d&#39;anticorps du cerveau réactive (jours 6 à 10, où 0 représente le jour de l&#39;intervention). Analyse avec le logiciel événement d&#39;enregistrement révèle que le groupe expérimental présente des déficiences dans le comportement alimentaire, comme en témoigne une fréquence inférieure de lèche bouteille d&#39;eau (A), augmentation de la latence d&#39;approcher la solution de saccharose (B), et une diminution de la consommation alimentaire (C) pendant la période expérimentale. Coïncidant avec ces changements, ils présentent également une activité de roue de roulement diminuée par rapport aux souris témoins (D). Tel que mesuré par un logiciel de vidéo-tracking, le groupe expérimental ambulates aussi moins à la maison-cage (E) et préfère passer plus de temps dans l&#39;abri (F). Ces différences de comportement d&#39;unre illustrée sur éthogrammes de l&#39;échantillon (g). <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig3.jpg" /> Figure 3. variables représentatives dans une série de 10 hr séances quotidiennes illustrant le pouvoir discriminant du système de INBEST. Souris expérimentale (exposés à des anticorps du cerveau réactive plus de deux semaines) boire moins d&#39;eau (A), prendre plus de temps pour aborder solution de saccharose ( B) et consomment moins de nourriture (C) au cours de la période de test. Coïncidant avec ces changements, ils présentent également une activité altérée, comme en témoigne la réduction nombre de roue de roulement (D), une diminution de la marche (E) et un séjour prolongé à l&#39;abri (F). Ces différences de comportement sont illustrés sur éthogrammes l&#39;échantillon (g). Le panneau supérieur affiche le comportement d&#39;une souris expérimentale le jour 6, caractérisé par un comportement d&#39;ingestion réduite,la baisse d&#39;activité de la roue de roulement et une augmentation du temps de l&#39;abri par rapport à une souris de commande recevant un véhicule (panneau inférieur). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig3large.jpg" target="_blank">Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>

Surveillance prolongée et complète de souris dans un environnement home-cage fournit une compréhension plus profonde de comportement aberrant dans des modèles murins de maladies du cerveau. Ce document décrit la station comportementale intégrée (INBEST) comme composant clé de l&#39;analyse comportementale contemporaine.

Behavioral phénotypage de modèles de maladies murin avec la station intégrée comportementale (INBEST)

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

L'objectif général de cette méthodologie est d'améliorer la reproductibilité et la standardisation du phénotypage comportemental des souris expérimentales par une surveillance continue de mesures comportementales de base dans un environnement familier. Ce système modulaire est composé d'une roue de course informatisée munie d'un treillis grimpant numérisé, d'un distributeur automatique de nourriture, de deux TER commandés par cellules photoélectriques, d'un stimulus lumineux contrôlé par ordinateur, ainsi que d'un abri. Des composants tiers et la technologie infrarouge MPEG quatre, intégrées à des logiciels de suivi vidéo et d'enregistrement d'événements, sont interfacées pour créer huit arènes, permettant la surveillance simultanée de quatre animaux expérimentaux et de quatre animaux témoins. Les latences, fréquences et durées de comportements spécifiques sont analysées à l'aide du logiciel MED PC quatre.Bien que l'activité locomotrice et la topographie des trajectoires de déplacement soient évaluées à l'aide du logiciel ETH ovision XT 8.5 en utilisant une analyse statistique complète. Les données étaient souvent traitées afin de révéler les modifications comportementales induites par la progression de la maladie dans divers modèles murins. La nature complexe et sensible du comportement rend souvent les mesures fiables chez les souris chroniquement malades très difficiles.En utilisant de nouvelles technologies permettant une analyse comportementale précise et impartiale, nous décrivons un système de surveillance sur mesure appelé Inves ou station comportementale intégrée. Cet appareil est conçu pour fournir des mesures prolongées de paramètres fonctionnels de base tels que l'activité spontanée, la consommation de nourriture et d'eau, la réactivité émotionnelle et le comportement motivé, le tout dans un environnement proche du domicile et à faible stress.Les principaux avantages de l'invest par rapport aux tests comportementaux uniques incluent une surveillance continue, une réduction du stress lié au transport et une collecte rapide de plusieurs séries de données, immédiatement transmises à une analyse informatisée objective. Bien que la surveillance continue permette de pallier les facteurs de confusion fréquents dans les études traditionnelles, il est important de noter que certains domaines du comportement, tels que la fonction neurologique et l'apprentissage spatial, ne peuvent pas être étudiés dans l'environnement de la cage d'habitation, ce qui rend nécessaire la réalisation de tests supplémentaires. Pour compléter l'évaluation du profil comportemental, habituez les souris à un cycle lumineux de 12 heures d'obscurité pour 12 heures de lumière une à deux semaines avant le début de l'expérience. Les souris sont le plus actives pendant la nuit.Régler la période de cycle sombre de manière à ce qu'elle corresponde aux heures de travail de l'expérimentateur. Tous les autres facteurs environnementaux, tels que la température et la ventilation, doivent rester constants pendant cette période. Pour une identification numérique permanente, tatouer la queue des souris cinq à sept jours avant les tests.Manipulez régulièrement les souris jusqu'à deux heures par jour, afin de les habituer à la mesure du stress, et enregistrez le poids corporel, la température rectale, ainsi que des notes sur leur aspect général. Excluez des études les souris présentant des anomalies évidentes telles qu'une consommation réduite de nourriture ou d'eau, une perte de poids, une posture voûtée, un pelage ébouriffé ou taché, une hydrocéphalie, ou un écoulement de porphyrine autour des yeux. En outre, une grande variété de tests comportementaux, comme le champ ouvert, peut être réalisée pendant cette période, permettant une compréhension plus complète des déficits de performance.Pour une étude comportementale prolongée, le distributeur de nourriture doit être muni d’un approvisionnement complet de granulés d’aliment pour souris. Chaque granulé pesant 20 milligrammes. Une bouteille doit toujours être remplie d’eau du robinet fraîche.Dans un test de préférence, une deuxième bouteille peut contenir une solution alternative d'intérêt, comme une solution contenant du sucre. Peser les bouteilles pour estimer le volume consommé entre les séances. Pour mesurer la latence et la fréquence des épisodes de boisson, les becs verseurs des bouteilles doivent être reliés à des TER.Un capteur infrarouge détecte les léchages ; veillez donc à ce que le capteur ne soit pas obstrué par la buse du bec verseur. Dans ce cas, modifiez la longueur du bec afin qu’il s’adapte correctement dans la cage. Un abri doit être placé dans un coin éloigné de la roue de course.Pour le suivi vidéo, il est nécessaire que la pièce soit éclairée avec une lumière diffuse faible qui ne se reflète pas sur le sol ou les murs de l'arène. Une fois l'éclairage correctement réglé, l'arène d'essai peut être numérisée pour le logiciel de test. Pour cette démonstration, le logiciel ETH Ovision XT 8.5 est utilisé pour configurer l'arène.Commencez par ouvrir un projet de suivi par défaut et saisissez les paramètres expérimentaux. Ensuite, sélectionnez la source vidéo, dans ce cas le capteur Piccolo Diligent. Réglez le nombre d'arènes de suivi à quatre.Choisissez le centre du museau et la queue comme points de suivi, puis sélectionnez les unités de mesure dans la liste des essais. Dans le menu de configuration, définissez le nombre d'essais en cliquant sur le bouton ajouter des essais. Ensuite, activez l'option ajouter une variable pour spécifier les variables indépendantes telles que l'identifiant de la souris, le sexe, le groupe, l'affectation et la souche.Capturez maintenant une image de fond de l'arène en cliquant sur l'onglet des paramètres de l'arène et en définissant le périmètre de l'arène à l'aide des outils de dessin disponibles. Une fois l'arène définie, utilisez l'option « ajouter une zone » pour délimiter les zones d'intérêt telles que le sol, les TER, le distributeur de nourriture, etc. Ensuite, ajoutez des zones où la souris ne peut pas être vue en utilisant l'option « ajouter un groupe de zones cachées ». Cela inclut l'abri et la roue de course.Chaque zone cachée doit également posséder un point d'entrée et de sortie spécifié. Après avoir défini le périmètre et les zones de chaque arène, effectuez des tests d'étalonnage à l'aide de l'option d'étalonnage dans le logiciel. Utilisez l'outil d'échelle pour déterminer la largeur et la longueur de chaque arène.Validez ensuite les paramètres de chaque arène à l'aide du bouton de validation, puis passez à la configuration des paramètres de l'essai et à la collecte des données. Pour effectuer l'acquisition de données, les paramètres d'acquisition doivent d'abord être définis dans le programme. Commencez par accéder à l'onglet des paramètres de contrôle de l'essai et spécifiez les intervalles de temps pour la série d'essais.La condition de départ consiste à commencer lorsque la durée du point central dépasse une seconde dans l'arène ; la durée de l'essai est définie en élargissant la zone de la condition d'arrêt et en configurant la fin de l'essai après un délai prédéfini, par exemple 10 heures. Sélectionnez ensuite une option parmi les méthodes de détection disponibles sous l'onglet des paramètres de détection. Ensuite, saisissez l'image de référence de l'arène vide à l'aide du bouton de paramètres et en choisissant « Saisir l'image actuelle », tout en restant dans le module de détection, puis ajustez la plage de contraste pour les points de détection du nez central et de la queue. Réglez la plage sur continue.Indiquez ensuite si la souris est plus claire ou plus foncée que le fond. Réglez maintenant la taille du sujet, qui est basée sur le champ de vision de la caméra. Puis, si nécessaire, ajustez le nombre d'images par seconde de l'analyse en fonction des capacités de l'ordinateur.Traitement de 14,9 images. Une seconde est généralement suffisante. Une fois toutes les modifications apportées aux options du module de détection, veillez à les enregistrer avant de passer à la mesure de la latence, de la fréquence et de la durée des actes comportementaux.Une routine personnalisée dans MED PC IV est utilisée pour saisir étape par étape les paramètres de la session, tels que l'identifiant de la souris, la durée de l'essai, les séquences de course sur la roue, etc. Une fois tous ces paramètres saisis et tous les équipements de test allumés, placer la souris dans l'arène. Ensuite, synchroniser les logiciels de suivi vidéo et des événements en appuyant simultanément sur les boutons d'enregistrement, puis quitter discrètement la pièce. Lorsque la période d'enregistrement est terminée, ramener les souris dans leurs cages d'origine, mesurer le poids des bouteilles et sauvegarder toutes les données enregistrées sur un support numérique.Les données brutes peuvent être exportées vers un tableur pour analyse, et les fichiers vidéo bruts peuvent être analysés pour des comportements rares tels que les stéréotypies ou les crises convulsives. Une étude prolongée avec des souris CD1 utilisant l'in best a été réalisée sur plusieurs jours précédant la chirurgie. Des données de base ont été recueillies, suivies de données postopératoires incluant une administration prolongée par voie intracérébro-ventriculaire d'anticorps réactifs au cerveau.À partir du cinquième jour, les groupes expérimentaux ont présenté divers troubles, notamment une diminution du léchage des bouteilles d’eau. Ils ont également montré un temps de latence accru pour s’approcher des bouteilles contenant une solution de sucralose, ainsi qu’une consommation alimentaire réduite. Concomitamment à ces modifications, les souris ayant reçu des anticorps réactifs au cerveau ont également présenté une activité réduite sur la roue de course par rapport aux souris témoins ; l’ambulation mesurée par le logiciel de suivi vidéo était également diminuée.Dans le groupe expérimental, les souris traitées préféraient passer du temps dans les abris. À partir de ces données, un programme simple a été conçu pour illustrer ces différences comportementales. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment installer un dispositif de surveillance personnalisé pour une analyse comportementale impartiale.Dans un environnement similaire à un cadre domiciliaire, le phénotypage automatisé en cage domestique fournit une multitude d'informations permettant une évaluation plus précise de la cinétique d'apparition et de la gravité des déficits comportementaux induits par la maladie, liés au comportement locomoteur spontané, à la motivation et à la réactivité émotionnelle, en minimisant les problèmes liés à des conditions environnementales variables, au transport, au stress et à la manipulation répétée. Des dispositifs comme InVes peuvent ainsi considérablement améliorer la cohérence et la précision des résultats comportementaux entre différentes études.

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Comportement

l'activité locomotrice (LMA) est une mesure simple et facile à réaliser de comportement chez la souris. Couplage d'un logiciel de suivi vidéo (VTS) et LMA permet l'amélioration de la spécificité et de la sensibilité, surtout en comparaison avec le manuel, la ligne de méthode de franchissement d'analyse LMA. En outre VTS permet un suivi à long terme des souris LMA.

Souris à court et à long terme de l&#39;activité locomotrice analysées par un logiciel de suivi de la vidéo

Système entièrement automatisé pour mesurer les propriétés physiologiquement significatives des mécanismes de médiation localisation spatiale, la localisation temporelle, la durée, le taux et estimation de la probabilité, l'évaluation des risques, l'impulsivité et l'exactitude et la précision de la mémoire, afin d'évaluer les effets des manipulations génétiques et pharmacologiques sur mécanismes fondamentaux de la cognition chez les souris.

Automatisé, quantitative cognitive / comportementale dépistage de souris: pour la génétique, la pharmacologie, la Cognition Animale et de formation de premier cycle

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