מאמר שיטה

לטווח ארוך והקצרה של תנועה פעילות עכבר נותחה על ידי תוכנה למעקב וידאו

20K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/50252

⸱

20 ביוני 2013

 ,  ,  , 
1Department of Animal Sciences, University of Illinois at Urbana-Champaign, 2Department of Pathology, Integrative Immunology and Behavior Program, University of Illinois at Urbana-Champaign

במאמר זה

סיכום

הפעילות של תנועה (אה"ע) היא מדידה פשוטה ומתבצע בקלות בהתנהגות בעכברים. צימוד של תוכנת מעקב וידאו (VTS) ואה"ע מאפשר השיפור של ייחוד ורגישות, במיוחד בהשוואה לשימוש, שיטת חציית קו אה"ע הניתוח. בנוסף VTS מאפשר מעקב ארוך טווח של העכבר אה"ע.

תקציר

הפעילות של תנועה (אה"ע) היא מדידה פשוטה ומתבצע בקלות בהתנהגות בעכברים ומכרסמים אחרים. שיפורים בתוכנת מעקב וידאו (VTS) שאפשרו לה להיות בשילוב לאה"ע בדיקות, שיפור משמעותי סגוליות ורגישות בהשוואה לשיטת מעברי הקו עם ניקוד ידני. בנוסף, מאפשר VTS ניסויים תפוקה גבוהה. אמנם דומה למעקב וידאו אוטומטי המשמש לבדיקת השדה הפתוחה (OFT), אה"ע בדיקות היא ייחודית בכך שהיא מאפשרת לעכברים להישאר בכלוב בבית שלהם ולא לנצל את גירוי anxiogenic של תאורה בהירה במהלך השלב הפעיל של אור בחושך מחזור. באופן מסורתי, אה"ע שימש במשך פרקי זמן (דקות) קצרים, ואילו מחקרי תנועה ארוכות יותר (HRS-ימים) השתמשו לעתים קרובות מושתלים משדרים וbiotelemetry. עם האפשרות למעקב בזמן אמת, ארוכה, כמו בדיקות אה"ע לטווח קצר, יכול כעת להתבצע באמצעות צילום וידאו. בדיקות אה"ע לטווח ארוך דורשת מיוחדות, אך נבנה בקלות, כך שכלוב מזון ומים (שהוא בדרך כלל ממוקם בראש הכלוב) אינו מסתיר videography. חשוב מכך, צילום הווידאו וVTS מאפשרים כימות של פרמטרים, כגון נתיב של תנועת עכבר, שקשים או בלתי אפשריים למדוד עם קו חצייה ו / או biotelemetry. לסיכום, בדיקות אה"ע מצמידים VTS מעניקה תיאור מלא יותר של תנועת עכבר ואת היכולת לבחון את התנועה על פני תקופה ממושכת של זמן.

פרוטוקול

1. סט אה"ע לטווח קצר עד ונוהל

  1. לטווח קצר אה"ע כלוב להגדיר
    1. בדוק אה"ע לטווח קצר בתוך הכלוב בבית של עכבר בודד שוכנו. כדי להקל על ניתוח תמונת VTS תלוי, להשתמש במצעים בניגודיות גבוהה בצבע עכבר (מצעים בצבע כהים כלומר לעכברים לבנים ומצעים בצבע בהירים לעכברים שחורים).
    2. במהלך בדיקת אה"ע לטווח קצר, לכסות כלובים עם ¼ ברור בפרספקס עם 11 x ¼ בקוטר חורים כדי לתמוך באוורור מתאים.
  2. חדר בדיקות אה"ע לטווח קצר
    1. בדוק עכברים בסביבה נקיות שבו הם כבר הסתגלו ללפחות 24 שעות 8.
    2. כדי להאיר את סביבת הבדיקות, השתמש אורות מהדק אומנת עם נורות אדומות (<125 לומן). לפני צילום וידאו, להתאים את הזווית ומיקום של האורות בוהק או להסיר השתקפויות מצמרות כלוב פרספקס.
    3. להסיר או להימנע מרעש בחדריםמעל 70 דציבלים. השתמש במחולל רעש לבן אם רעש רקע לסירוגין הוא בלתי נמנע במהלך בדיקת עכבר.
    4. לכסות את פני השטח בדיקות שעליו הכלובים ממוקמים בחדר הבדיקות עם הקצב או נייר ספסל מעבדה של צבע דומה לכלוב במצעים, במקרה רצפת הכלוב חשופה במהלך צילום וידאו.
  3. לטווח קצר אה"ע videography
    1. מרכז ולמקם את מצלמת וידאו שמסוגל להריץ ראיית לילה תקרה רכוב עם לפחות 120 GB של זיכרון מעל אזור ההקלטה בחדר הבדיקה. לא יעלה על יכולת הרזולוציה של VTS בשימוש על ידי הצבת כלובים רבים מדי בתוך מסגרת תצוגת מצלמת וידאו (לדוגמא Ethovision XT 7 על ידי Noldus טכנולוגיית מידע (Leesburg VA) בו זמנית יכול לעקוב אחר 8 עכברים בזמן אמת).
  4. הליך בדיקת אה"ע לטווח קצר
    1. בדוק אה"ע לטווח קצר בשלב הפעיל / אפל של מחזור האור. ודא את הזמן ביחס למחזור האור הוא הדואר זהה בכל הקבוצות, כאה"ע כדלקמן דפוס אפלולי, עם יותר פעילות בתקופות המוקדמות ומאוחר יותר של המחזור 1 הכהה. כולל שני נושאים ניסיוניים ושליטה בכל קבוצה של עכברים שנרשמו על מנת להבטיח השפעות אפשריות של הבדלים זמניים באה"ע הם מזעריות.
    2. בנפרד עכברי בית ולאקלם לפחות 24 שעות לפני תחילתו של אה"ע בדיקות 8.
    3. מניחים את החוצצים כלוב וכלובים (המכיל עכברים בודדים) ישירות מתחת למצלמה. הסר את כל חומר הקינון / העשרה מהכלובים, מכיוון שהדבר עלול להסתיר את שדה הראייה של העכבר (למשל, אם המחילות / העכבר מכסה את עצמו עם חומר קינון) ולהפריע לדיוק VTS. מניחים מכסה פרספקס ברור על כל כלוב נרשם.
    4. כאשר videoing כמה כלובים בו זמנית, כדי להיות בטוח שההחלטה תואמת לVTS שנבחר. כדי להקל על ניתוח VTS, מקם את הכלובים זהים בתוך כל מחיצה (פינה ימנית העליונה כלומר).
    5. להתחיל בהקלטה. בגין כל סרטון עם דף המזהה את כל המידע הרלוונטי על מנת להבטיח ניסיוני זיהוי נכון של וידאו העצמאי של כל תיעוד שאינו וידאו נוסף. השתמש בטיימר או שעון עצר כדי לעקוב אחר משך זמן של בדיקות אה"ע (5-10 דקות). אם מידע עיתוי הוא איבד, לשחזר אותו מלהקליט וידאו.
    6. לצעדים חוזרים ונשנים בשיטת אה"ע לטווח קצר, יאפשר לעכברי גישה למזון ומים במרווחי הזמן שאינם המדידה.
    7. במהלך בדיקה, לשמור על כל הנסיינים מחוץ לטווח ראייה של העכברים כדי שלא לפעול כרמז חזותי חיצוני.
    8. כאשר הבדיקה תסתיים, תחזור / להחליף חומר קינון / העשרה, כדי להפחית את הפוטנציאל להתפתחות של התנהגות דמוית חרדה 8.
  5. ניתוח אה"ע לטווח קצר
    1. אחסן את קלטות וידאו מפגישת הבדיקות לתקשורת ארכיוניים התואמת את VTS בשימוש. לEthovision 7 XT, כונן דיסק קשיח (HDD) משמש.
    2. להפעיל שוב את קטעי וידאו בVTS באמצעות נגן המדיה הקשור אליו, לנתח את קטעי וידאו בזמן אמת. באיור 1, משתני זיהוי היו: 2 ס"מ / שני מתחיל מעקב; מעקב עוצר 1.75 ס"מ / שנייה.
    3. בתחילה, לבחור את רצפת כלוב כולו כאזור של עניין (ROI) למעקב. עבור ניתוחים מתקדמים, כגון הערכת thigmotaxis, ליצור ROIs התוך כלוב מרובה.
    4. ללימודי תפוקה גבוהה, לנתח את כל הכלובים בתוך הווידאו בו זמנית עם כל ROIs רצפת כלוב פרט.
    5. השתמש בVTS כדי לחשב את המרחק הכולל עבר (ס"מ), מהירות תנועה (ס"מ / שנייה) ומשך זמן של תנועה (SEC). לEthovision XT 7, לייצא את הנתונים שנוצרו לתוך Microsoft Excel לאחסון וניתוח נוסף.

2. בדיקת אה"ע לטווח ארוך והגדרת הנוהל

  1. בניית כלוב בדיקות אה"ע לטווח ארוך
    1. לחתוך חור בקוטר 5.5 סמ בקיר קצר הסוףמכלוב עכבר רגיל. יצירת כיסוי לחור עם ¼ ברשת פלדה מגולוונת. חותכים את הרשת, ויוצר כמה ½ בפתחים כדי לאפשר גישה עכבר לאוכל. הברקת רשת כלשהי חתך כדי להסיר קצוות חדים.
    2. השתמש ברשת נוספת כדי ליצור הופר חיצוני מחובר ישירות לרשת משמשת לכיסוי פתיחת ס"מ 5.5. חבר את הופר לרשת משמשת כדי לכסות את החור, ולצרף את המכלול לכלוב באמצעות מסמרות אלומיניום.
    3. לבנות מבקבוק מים 50 מיליליטר חרוטי סטנדרטי (Corning) ופקק גומי 1 חור (פישר) כי הוא מעל קדח-, כדי לאפשר כניסה של שום טפטוף צינור קשית (מערכות Sta-טהורות). אבטח את בקבוק המים לכלוב עם קלטת סקוטש (3M) ולהכניס את צינור הקשית דרך הפתח המכוסה הרשת.
    4. במהלך בדיקת אה"ע לטווח ארוך, לכסות את הכלובים עם ¼ ברור בפרספקס עם 11 x ¼ בקוטר חורים כדי לתמוך באוורור מתאים.
  2. חדר בדיקות אה"ע לטווח ארוך
    1. חדר בדיקות אה"ע טווח ארוך להגדיר זהה לאה"ע לטווח קצר. סעיף 1.2 לנוהל לראות.
  3. לטווח ארוך אה"ע videography
    1. מרכז ולמקם את תקרה רכוב אינפרא אדום, בטחון בסגנון, מצלמה קשורה ישירות למחשב מעל אזור ההקלטה בחדר הבדיקה. להקליט רק את מספר הכלובים מייד שהתוצאות ברזולוציה כלוב בודדות בתוך היכולת של VTS בשימוש (למשל Ethovision XT 7 יכולים בו זמנית מסלול 8 עכברים בזמן אמת).
  4. הליך בדיקת אה"ע לטווח ארוך
    1. בדוק אה"ע ארוך הטווח במהלך השלב הפעיל / אפל של מחזור האור. ודא את הזמן ביחס למחזור האור הוא זהה בכל הקבוצות, כאה"ע כדלקמן דפוס אפלולי עם יותר פעילות בתקופות המוקדמות ומאוחר יותר של המחזור 1 הכהה. בדוק את שני הנושאים ניסיוניים ושליטה בכל קבוצה של עכברים שנרשמו על מנת להבטיח מזעור הפוטנציאלהשפעות של הבדלים זמניים באה"ע.
    2. בנפרד בית ולהסתגל לעכברים הניסוי בכלובים שונה במשך לפחות 24 שעות.
    3. מניחים את החוצצים כלוב וכלובים (המכיל עכברים בודדים) ישירות מתחת למצלמה. הסר את כל החומרים / העשרת קינון מהכלובים על מנת להבטיח בלא הפרעה מבט של העכבר. עכבר מתחפר לתוך חומר הקינון יפריע ליכולת של VTS למעקב אחר העכבר. מניחים מכסה פרספקס ברור על כל אחד מהכלובים שיירשמו.
    4. בעת ההקלטה כמה כלובים בפעם אחת, כדי להיות בטוח בהחלטה תואמת לVTS שנבחר. כדי להקל VTS כלובי ניתוח, עמדה זהה בתוך כל מחיצה (פינה ימנית העליונה, כלומר).
    5. בדיקות אה"ע לטווח ארוך היא בדרך כלל מנותחות בזמן אמת, ולהקליט וידאו הוא בדרך כלל לא נוצרה. להקליט וידאו ניתן להקליט באמצעות מצלמה משנית או באמצעות צורב DVD צמוד למצלמה הראשית. הקפד לשמור תיעוד מפורט של פרטעכבר ומידע קבוצה.
    6. הגדר את VTS לניתוח בזמן אמת. רצפת הכלוב כולו צריכה להקיף את ההחזר על ההשקעה עבור מעקב. הגדרת ROIs לכל הכלובים מתועדים. השתמש בVTS כדי לחשב את המרחק הכולל עבר (ס"מ), מהירות תנועה (ס"מ / שנייה) ומשך זמן של תנועה (SEC). באיור 2, משתני זיהוי היו: 2 ס"מ / שני מתחיל מעקב; מעקב עוצר 1.75 ס"מ / שנייה.
    7. להתחיל בהקלטת העכבר אה"ע לטווח ארוך. לפקח על משך הזמן של בדיקות אה"ע ארוכות טווח באמצעות השעון הקשורים למחשב ניתוח.
    8. במהלך בדיקה, לשמור את כל הנסיינים מחוץ לטווח ראייה של העכברים כדי שלא לפעול כרמז חזותי חיצוני.
    9. כאשר הבדיקה תסתיים, תחזור / להחליף חומר קינון / העשרה, כדי להפחית את הפוטנציאל להתפתחות של התנהגות דמוית חרדה 8.
  5. ניתוח אה"ע לטווח ארוך
    1. ניתוח אה"ע ארוך טווח מתרחש בזמן אמת ללא הדור של להקליט וידאו. לייצא את הנתונים ל-Microsoft Excel לאחסון וניתוח, אם באמצעות Ethovision XT 7.
    2. כדי ליצור להקליט וידאו לאה"ע לטווח ארוך, יש להשתמש במצלמה משנית. הקפד יש המצלמה המשנית קיבולת אחסון בשפע מספיק כדי לאחסן את ההקלטה שעלול להיות הממושכת (ים).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

דוגמה לתוצאות מצעדים חוזרים ונשנים, בדיקת אה"ע טווח קצר מוצגת באיור 1. נתון זה מראה כי לאחר lipopolysaccharide ממשל (LPS), עכברים שוכנו בcaging מאוורר בנפרד (IVC) לשחזר את הפעילות של תנועה לטווח קצר מהירים יותר מעכברים שוכנו בcaging סביבת הסביבה (AEC) 6. בעוד האובדן הראשוני של פעילות של תנועה הוא דומה בין קבוצות הוזרקו LPS, ההתאוששות לאה"ע הבסיסי היא יותר מהירה בעכברים שוכנו IVC כפי שהיה מהירות תנועה (איור 1) ומשך זמן של תנועה...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

סימפטומים של מחלה בעכברים כוללים עייפות, אובדן העניין בסביבה חברתית וסביבתית, תחושת חולי ואנורקסיה 2-3. בעכברים ומכרסמים אחרים, ניתן להשתמש בו כדי להעריך אה"ע מחלה לאחר חיסון הפעלה 4-5. בנוסף, אה"ע לטווח ארוך מציע את היכולת לעקוב אחר תנועה על פני 24 שעות (או יותר) התקופה, המאפשר ניתוח של שינויים המושרה טיפול בהתנהגות או הפרעות בדפוסי שינה / בעקבות היממה. אה"ע מציע מספר יתרונות על פני בדיקות אחרות למחלה שכן הוא אינו פולשני, מבוצע בקלות כאמצעי חו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

מחברים מצהירים שום ניגוד עניינים.

תודות

תמיכה: מחקר זה נתמך על ידי המכונים הלאומי לבריאות (DK064862, NS058525 וAA019357 לGGF).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מצלמת וידאוSonyHDR-XR500Vמצלמות וידאו אחרות דומות עשויות לעבוד גם כן. פורמט אחסון הקבצים (codec/container) חייב להיות תואם ל-VTS בו נעשה שימוש. מומלץ בעת הקמת VTS תחילה לבחור תחילה את ה-VTS ולעבוד עם הספק בבחירת מצלמה מתאימה, במיוחד בכל הנוגע לפורמט הקובץ ותאימות רזולוציית הווידאו.
כלוב אטומותבהתאמה אישית על סמך מידות כלוב ספציפיות. כדי להקל על ניתוח התמונה, המחיצות צריכות להיות בצבע דומה למצעי הכלוב. מחלקים קבועים מבנית עדיפים מכיוון שהם מאיצים את ההתקנה בין ניסויים מרובי עכברים, כגון אלה הכוללים מדידות חוזרות. ניתן לבנות מחיצות כלוב ניידות יציבות מפלסטיק אטום בגודל 1/2 אינץ' ולחבר אותן באמצעות סדרה של הקפות צולבות.
מצעים בהירים או כהים (הפוכים לצבע מעיל העכבר)זמין ממספר מפיצי אספקה לחיות מעבדה, בהתאם למיקום.
כלוב פרספקס שקופותמיוצר בהתאמה אישית על סמך מידות הכלוב.
תוכנת מעקב וידאו אוטומטית (EthoVision XT 7)טכנולוגיית מידעקיימים מגוון יצרני VTS, שימוש בתוכנות אחרות עשוי להספיק.
PCDell Inc.ראה ספקי תוכנה של VTS מינימום דרישות מחשב
מחולל רעש לבןDohmDSמגוון מחוללי רעש לבן זמינים, בהתאם לצורך.
אורות מהדק ברודר עם נורותאדומות מספר גדלים וסגנונות זמינים. המספר הנדרש תלוי בגודל החדר / צרכי התאורה. אין לחרוג מ-125 לומן בחדר הבדיקה.
ספסל מעבדה או ניירנייר צריך להתאים או להיות דומה מאוד בצבעו למצעי הכלוב.
מחיצות חולצות של Noldus קצבים

מקורות

  1. Goulding, E. H., Schenk, A. K., Juneja, P., MacKay, A. W., Wade, J. M., Tecott, L. H. A robust automated system elucidates mouse home cage behavioral structure. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 20575-20582 (2008).
  2. Kent, S., Bluthé, R. M., Kelley, K. W., Dantzer, R. Sickness behavior as a new target for drug development. Trends Pharmacol. Sci. 13, 24-28 (1992).
  3. Dantzer, R. Cytokine, sickness behavior, and depression. Immunol. Allergy Clin. North Am. 29, 247-264 (2009).
  4. Godbout, J. P., et al. Exaggerated neuroinflammation and sickness behavior in aged mice following activation of the peripheral innate immune system. FASEB J. 19, 1329-1331 (2005).
  5. York, J. M., et al. The biobehavioral and neuroimmune impact of low-dose ionizing radiation. Brain Behav. Immun. 26, 218-227 (2012).
  6. York, J. M., et al. Individually ventilated cages cause chronic low-grade hypoxia impacting mice hematologically and behaviorally. Brain Behav. Immun. 26, 951-958 (2012).
  7. Jennings, M., et al. Refining rodent husbandry: the mouse. Report of the Rodent Refinement Working Party. Lab. Anim. 32, 233-259 (1998).
  8. York, J. M., Blevins, N. A., Baynard, T., Freund, G. G. Mouse testing methods in psychoneuroimmunology. Methods in Molecular Biology. 934, 243-276 (2012).
  9. Dantzer, R., O'Connor, J. C., Freund, G. G., Johnson, R. W., Kelley, K. W. From inflammation to sickness and depression: when the immune system subjugates the brain. Nat. Rev. Neurosci. 9, 46-56 (2008).
  10. Crawley, J. N. Behavioral phenotyping of rodents. Comp. Med. 53, 140-146 (2003).
  11. Karelina, K., et al. Social isolation alters neuroinflammatory response to stroke. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 5895-5900 (2009).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

LMALMA

מאמרים קשורים