Method Article

מעקב אחר חולדות בתאי מיזוג אופרנט באמצעות מצלמת וידאו רב-תכליתי ביתית ו-DeepLabCut

DOI:

10.3791/61409

⸱

June 15th, 2020

 ,  ,  ,  , 
1Basal Ganglia Pathophysiology Unit, Dept. Experimental Medical Science, Lund University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מתאר כיצד לבנות מצלמת וידאו קטנה ומגוונת, וכיצד להשתמש בסרטוני וידאו שהושגו ממנו כדי להכשיר רשת עצבית כדי לעקוב אחר מיקומו של בעל חיים בתוך תאי מיזוג אופרנט. זהו ערך המשלים לניתוחים סטנדרטיים של יומני נתונים שהתקבלו מבדיקות אופרנט מיזוג.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

תאי מיזוג אופרנט משמשים לביצוע מגוון רחב של בדיקות התנהגותיות בתחום מדעי המוח. הנתונים המוקלט מבוססים בדרך כלל על הפעלה של מנוף וחיישנים האף הנמצאים בתוך התאים. בעוד זה מספק תצוגה מפורטת של מתי ואיך בעלי חיים לבצע תגובות מסוימות, אין אפשרות להשתמש בו כדי להעריך התנהגויות שאינן מפעיל חיישנים. כך, להעריך כיצד בעלי חיים למקם את עצמם ולנוע בתוך החדר הוא לעתים רחוקות אפשרי. כדי להשיג מידע זה, החוקרים בדרך כלל צריכים להקליט ולנתח קטעי וידאו. יצרני תאי מיזוג אופרנט יכולים בדרך כלל לספק ללקוחותיה הגדרות מצלמה באיכות גבוהה. עם זאת, אלה יכולים להיות יקרים מאוד לא בהכרח להתאים לתאים מיצרנים אחרים או אחרים הגדרות בדיקה התנהגותית. הפרוטוקול הנוכחי מתאר כיצד לבנות מצלמת וידאו זולה ורב-תכליתית באמצעות רכיבים אלקטרוניים תחביב. זה עוד מתאר כיצד להשתמש בניתוח תמונה חבילת תוכנה deeplabcut כדי לעקוב אחר הסטטוס של אות אור חזק, כמו גם את המיקום של עכברוש, בקטעי וידאו שנאספו מחדר התניה תניה אופרנטית. הראשון הוא עזר רב בעת בחירת קטעים קצרים של עניין בקטעי וידאו המכסה את כל הבדיקות הבדיקה, והאחרון מאפשר ניתוח של פרמטרים שאין אפשרות לקבל מיומני הנתונים המיוצרים על ידי האופרנט תאי.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בתחום של מדעי ההתנהגות, החוקרים בדרך כלל להשתמש בתאי התניה תניה אופרנטית כדי להעריך מגוון רחב של תכונות קוגניטיביות ופסיכיאטריות שונות במכרסמים. בעוד יש כמה יצרנים שונים של מערכות כאלה, הם בדרך כלל חולקים תכונות מסוימות יש עיצוב כמעט סטנדרטית1,2,3. התאים בדרך כלל מרובעים או בצורת מלבן, עם קיר אחד שניתן לפתוח להצבת בעלי חיים בפנים, ואחד או שניים מהקירות הנותרים המכילים רכיבים כגון ידיות, פתחים מהאף, מגשי תגמול, גלגלי תגובה ואורות מסוגים שונים1,2,3. האורות והחיישנים המצויים בתאי משמשים....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל ההליכים הכוללים טיפול בבעלי חיים אושרו על ידי ועדה אתית מאלמו-Lund לחקר בעלי חיים.

1. בניית מצלמת וידאו

הערה: רשימה של הרכיבים הנחוצים לבניית המצלמה מסופקת בטבלת החומרים. התייחס גם לאיור 1, איור 2, איור 3, איור 4, איור 5.

  1. חברו את טבעת המתכת המגנטית (המלווה את חבילת העדשה של הפישאי) סביב הפתיחה של מעמד המצלמה (איור 2 א). זה יאפשר עדשה פישאי להיות ממוקם מול המצלמה.
  2. חבר את מודול המצלמה למעמד המצלמה (....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ביצועי מצלמת וידאו

התוצאות הייצוגיות נאספו בתאי מיזוג אופרנט עבור חולדות עם אזורים הרצפה של 28.5 ס"מ x 25.5 ס"מ, וגבהים של 28.5 ס"מ. כאשר העדשה הפישאי מחוברת, המצלמה לוכדת את שטח הרצפה המלא ואת החלקים הגדולים של הקירות המקיפים, כאשר ממוקמים מעל לחדר (איור 7A). ככזה, ניתן להשיג תצוגה טובה, גם אם המצלמה ממוקמת מחוץ למרכז על החלק העליון של החדר. זה אמור לשמור על האמת. לתאי האופרנט הדומים נוריות IR מסוגלות להאיר את החדר כולו (איור.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מתאר כיצד לבנות מצלמת וידאו זולה וגמישה שניתן להשתמש בה כדי להקליט קטעי וידאו מתאי מיזוג אופרנט והגדרות אחרות של בדיקות התנהגותיות. זה עוד מדגים כיצד להשתמש DeepLabCut כדי לעקוב אחר אות אור חזק בתוך קטעי וידאו אלה, ואיך זה יכול לשמש כדי לסייע בזיהוי קטעי וידאו קצרים של עניין קבצי וידאו המכסה הפעלות בדיקה מלאה. לבסוף, הוא מתאר כיצד להשתמש במעקב אחר ראש חולדה כדי להשלים את ניתוח התנהגויות במהלך בדיקות אופרנט מיזוג.

הפרוטוקול מציג חלופה לפתרונות הקלטת וידאו הזמינים מסחרית עבור תאי התנ.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בעוד שנעשה שימוש בחומרים ובמשאבים מקרן פטל פאי בכתב היד הזה, הקרן לא הייתה מעורבת באופן פעיל בהכנה או בשימוש בציוד ובנתונים בכתב יד זה. הדבר נכון גם לגבי היצע הפאי. . למחברים אין מה לגלות

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכת על ידי מענקים מקרן המוח השבדי, קרן פרקינסון השוודית, וקרנות הממשלה השבדית למחקר קליני (מאק), כמו גם היסודות של ווננר-גרן (M. A. C, E. K. H. C), הקרן של ווירן (M. A. C) והקרן לבילופלור בונקומפס, בילדט (ש. פ).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
כרטיס מיקרו SD בנפח 32 ג'יגה-בייט עם תוכנת הקופסה החדשה שלנו (NOOBS) מותקנת מראשנגד ה-Pi hut (https://thpihut.com)32GB
330-Ohm ה-Pihut (https://thpihut.com)100287מאמר זה מיועד לחבילה עם נגדים מעורבים, שבה כלולים נגדים של 330 אוהם.
מודול מצלמה (מצלמת Raspberry Pi NoIR v.2)בקתת Pi (https://thpihut.com)100004
כבל סרט מצלמה (בדל כבל מצלמה Raspberry Pi Zero)בקתת Pi (https://thpihut.com)MMP-1294זה נחוץ רק אם נעשה שימוש באפס Raspberry Pi. אם נעשה שימוש בלוח Raspberry Pi אחר, כבל סרט מצלמה מתאים מלווה את רכיב המצלמה
נוריות LED צבעוניותבקתת ה-Pi (https://thpihut.com)ADA4203מאמר זה מיועד לחבילה עם צבעים מעורבים של נוריות LED. ניתן להשתמש בכל צבע.
כבלי מגשר נקבה-נקבהבקתת ה-Pi (https://thpihut.com)מודול LED IR ADA266
(Bright Piאספקת Pi (https://uk.pi-supply.com)PIS-0027
(לוח Raspberry Pi Zero עם כותרות מולחמות מראש)בקתתה-Pi (https://thpihut.com)102373ניתן להשתמש גם בלוחות Raspberry Pi אחרים, אם כי השיטה להפעלה אוטומטית של סקריפט Python עובדת רק עם Raspberry Pi zero. אם משתמשים במודלים אחרים, יש להפעיל את סקריפט ה-python באופן ידני.
מתג כפתור לחיצהבקתת ה-Pi (https://thpihut.com)ADA367
כבל אספקת החשמל של Raspberry PiHutt (https://thpihut.com)102032
מארז Raspberry Pi Zeroבקתת ה-Pi (https://thpihut.com)102118
Raspberry Pi, Mod my pi, מעמד למצלמה עם עדשת עין דג מגנטית וחיבור טבעת מתכת מגנטיתבקתת ה-Pi (https://thpihut.com)MMP-0310-קיט
)לוח אם למיקרו-מחשב

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Pritchett, K., Mulder, G. B. Operant conditioning. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 43 (4), (2004).
  2. Clemensson, E. K. H., Novati, A., Clemensson, L. E., Riess, O., Nguyen, H. P. The BACHD rat model of Huntington dise....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Operant Conditioning ChambersVideo Camera SetupDeepLabCut TrackingRat Head TrackingVideo Frame AnalysisInfrared IlluminationProtocol Step IndicatorNeural Network TrainingCSV File OutputBehavioral Test Analysis

Related Articles