Évaluation expérimentale de la souris Sociabilité L'utilisation d'un traitement automatisé Approche d'image

L’objectif global de ces expériences comportementales associées à l’analyse automatique est de quantifier la sociabilité des souris de manière efficace en termes de temps. Cette méthode peut aider au dépistage rapide de médicaments pour augmenter la sociabilité dans des modèles murins validés de troubles du spectre autistique. Le principal avantage de l’introduction de l’analyse automatisée est qu’elle accélère le processus et rend le dépistage plus efficace.

Le besoin d’une méthode automatisée pour évaluer le comportement social de la souris s’est fait sentir parce que le dépistage visuel en temps réel d’une dose unique d’un composé candidat prend plus de 50 heures. Plus tard dans la vidéo, mon étudiante diplômée Frency Varghese fera la démonstration de l’analyse automatisée. Commencez par installer la cage à trois compartiments à parois noires.

Pour la première séance, placez un gobelet en fil inversé vide dans chaque compartiment d’extrémité de la cage. Préparez maintenant la caméra vidéo pour voir la cage d’en haut. Les trois compartiments doivent être vus avec une résolution d’au moins 720 par 480 pixels.

Ensuite, éclairez la cage avec un éclairage indirect à incandescence de sorte que l’intérieur de la cage, mesuré depuis le sol, n’ait pas plus de 3,5 Lux. Fournissez également une lumière infrarouge pour éclairer la cage à un niveau que la caméra peut détecter. Prenez une image unique de la cage vide pour référence.

Pour la première session, placez la souris de test dans la cage. Ensuite, pour mettre en file d’attente l’analyse automatisée de la vidéo, passez une main sur la cage une seule fois. Laissez la souris explorer la cage d’essai pendant 10 minutes.

Remettez-le ensuite dans sa cage d’origine. Pour la deuxième séance, placez la souris stimulus sous l’une des deux coupelles inversées. Sélectionnez la tasse en contrepoids.

Dans le logiciel, indiquez sous quelle tasse la souris stimulus a été placée. Pour les conventions de nommage, la coupe contenant la souris enfermée est la coupe sociale, tandis que l’autre tasse est la coupe non sociale. Les compartiments sont nommés de la même manière.

Mettez en file d’attente le début de la deuxième session avec un geste de la main comme la première session. À la fin de la deuxième session, retirez les coupelles inversées pour libérer la deuxième souris. Utilisez un autre geste de la main pour indiquer le début de la troisième session et laissez les deux souris interagir dans la cage de test pendant 10 minutes.

Après 10 minutes, renvoyez les deux souris dans leurs cages domestiques. Cette section explique comment traiter les films à l’aide de l’interface utilisateur. Cependant, une analyse rapide en mode batch sans intervention de l’utilisateur est également possible.

Commencez par charger le film à l’aide du bouton Charger. Sélectionnez ensuite la configuration de la cage. Le programme d’analyse localise les limites des cages, les compartiments et les tasses.

Sélectionnez l’une des quatre configurations prédéfinies ou ajustez manuellement les coordonnées. Maintenant, pour chaque image du film, exécutez les étapes de traitement suivantes. Convertissez d’abord les images en niveaux de gris.

Deuxièmement, soustrayez l’image de référence en niveaux de gris réalisée lors des préparations, mettant ainsi à zéro les valeurs de pixels partout sauf à la position de la souris. Troisièmement, binariser les images en réglant tous les pixels au-dessus d’un seuil de luminosité sur blanc et en rendant tous les autres noirs. Ajustez ce paramètre en fonction des conditions d’éclairage.

Supprimez maintenant la queue des images à l’aide de la fonction Erode/Dilate. Tout d’abord, érodez l’image binarisée trois fois. Ensuite, dilatez le cadre six fois.

Ensuite, érodez les cadres trois fois de plus. Cela peut nécessiter un ajustement si une résolution de pixels différente est utilisée. Les ondes de la main sont facilement identifiables comme d’énormes sauts dans le volume des pixels blancs.

Cela permet la détection automatique des démarrages et de l’ordre des sessions. Au cours de chaque session, détectez la plus grande composante de pixels blancs à l’aide de la commande L/Comp. Cela élimine les pixels qui n’appartiennent pas à la souris.

Utilisez ensuite la fonction Rechercher les extrémités pour déterminer les deux pixels les plus éloignés dans la plus grande composante de pixels blancs. Il s’agit du nez et de la queue. Le logiciel détermine le centre de gravité ou COG de l’objet pixel blanc et calcule sa direction de mouvement d’une image à l’autre.

Pour les sessions avec deux souris, deux objets doivent être suivis. Sélectionnez et orientez les deux plus grands objets à pixels blancs à l’aide du même jeu de commandes. Le logiciel vérifie automatiquement les COG d’une image à l’autre.

Si la taille d’un objet change de plus de 20 % ou si un COG se déplace plus loin que possible pour une souris, le seuil de binarisation est automatiquement augmenté jusqu’à ce que ces critères soient remplis. Le logiciel vérifie automatiquement les centres de gravité d’une image à l’autre. Si la taille d’un objet change de plus de 20 % ou si le centre de gravité se déplace plus loin que possible pour une souris, le seuil de binarisation est automatiquement ajusté jusqu’à ce que ces critères soient remplis.

Les interactions sont automatiquement détectées lorsque les objets se trouvent à moins de deux centimètres. Ces segments sont lus pour être saisis par l’utilisateur. Pour chaque segment, indiquez que la perspective de la souris de test est Évitement social, Approche sociale ou Ni l’un ni l’autre.

Pour vérifier l’analyse automatique, chargez le film à l’aide du bouton Charger. Cliquez ensuite sur Démarrer la session 1 pour afficher la première image de cette session. Utilisez la commande Lecture/Arrêt pour contrôler la lecture.

Les films traités montrent chaque souris avec un cercle de couleur différent sur leur tête et leur queue. De plus, les mesures de sociabilité sont affichées à l’écran et mises à jour pendant la lecture. Corrigez les erreurs rencontrées lors de l’analyse automatisée.

L’erreur la plus courante est un retournement tête-queue qui peut être corrigé avec un outil sur l’interface. Cela se produit dans environ 20 % des vidéos. Dans les rares cas d’erreur plus compliquée, elles peuvent généralement être résolues en indiquant manuellement l’emplacement du nez de la souris sur une certaine série d’images vidéo.

Une fois vérifiées, exportez les données de sociabilité dans un format de feuille de calcul à l’aide de la fonction d’exportation. Pour exporter les données de plusieurs films dans une seule feuille de calcul, les films doivent être regroupés dans un seul dossier, et la fonction Compiler les données effectue l’opération. Lors de la première session, une souris de test BALB/c âgée de quatre semaines a été suivie se déplaçant entre les compartiments 59 fois en 10 minutes.

Le temps passé dans chaque compartiment est considéré comme une base de référence pour la préférence de compartiment sans stimulus social. Au cours de la deuxième session, une tasse sociale et non sociale a été présentée avec une souris ICR cachée âgée de quatre semaines. Il y avait un biais évident en faveur du fait de passer du temps dans le compartiment social.

Plus précisément, la souris a passé plus de temps avec la tasse sociale que la tasse non sociale. Lors de la troisième séance, les tasses ont été soulevées et les souris ont été autorisées à interagir. Au total, 35 approches sociales ont été réalisées sur 10 minutes.

Après son développement, cette technique facilite le dépistage plus rapide de médicaments prometteurs afin d’améliorer le domaine symptomatique central de la sociabilité altérée dans des modèles murins validés de troubles du spectre autistique. Le traitement automatisé peut être adapté à différents modèles de cages et à différentes espèces. Tout comportement d’intérêt peut être évalué à condition qu’un algorithme permettant de le détecter de manière fiable puisse être développé.