Name: מעקב סי אלגנס ומדידת התנהגות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: חקור מעקב וידאו וניתוח התנהגות של C. elegans באמצעות מיקרוסקופ מהיר ותוכנה מותאמת אישית. שיטת הפחתת ממדים מאפשרת הבנה מעמיקה של תבניות התנועה וההשפעות הגנטיות והנוירונליות על ההתנהגות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

1. תיאור של מיקרוסקופ מעקב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צלחת אגרה היא מואר על ידי מקור אור סיבים וצלמה עם מצלמה. מערכת זו היא רכובה על X, Y שלב תרגום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השלב מועבר על ידי stepper מנועים סטנדרטיים, אשר מחוברים לבקר מנוע צעד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הבקר והמצלמה מחוברים למחשב ונשלטו על ידי תוכניות מותאמות אישית שנכתבו בLabVIEW. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמונות המצלמה את פני השטח של צלחת אגרה ומזהה עצמים כהים על רקע בהיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> איכות התמונה היא מותאמת כך תכנית מחשב יכולה לכמת עצמים בזמן אמת. הרווח, הבהירות, ואת מהירות תריס של המצלמה יכולים להיות מותאם כדי לספק אובייקט כהה על רקע לבן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סימן כיול עבור תהליך הכיול האוטומטי שעל ידי חדירת המשטח אגר במכוש תולעת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התמונה המסוננת, ינארי המשמש את תכנית המעקב ניתן לבדוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כךftware יש תכונה אוטומטי כיול המחשבת את מטריצת הכיול על ידי הזזת אובייקט מבחן מרחק קבוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מרחקים בפיקסלים מכוילים לצעדים שננקטו על ידי מנוע הצעד שמטריצת הכיול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר כיול, המערכת מוכנה ללכת ולא צריכה להיות recalibrated אלא אם הגדלתו השתנתה או שהמצלמה משנה את מיקומו. </li></ol> 2. הכנת צלחות מעקב וג elegans למעקב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טבעת נחושת משמשת לכלוא את התולעים ולשמור אותם לנדוד לשולי הצלחת. הנחושת מספקת מחסום כימי מקומי ואינו משפיעה על התנועה של התולעת אחרת לתקופת הניסוי (&lt;1 שעות). מחמם את הטבעת ראשונה על ידי הצבתו על בלוק חום או שוות ערך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טבעת מקום על גבי צלחת אגרה טריה (1.7% אגר Bacto, 0.25% Bacto-Peptone, 0.3% NaCl, 1 mM CaCl 2, 1 4 המ&quot;מ MgSO, חיץ פוספט אשלגן 25 מ&quot;מ, 5 מיקרוגרם / מ&quot;לכולסטרול) ולחץ כלפי מטה מעט כדי להטביע אותו למשטח אגר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיק L4 במה או תולעים צעירים על צלחת אגרה מלאה בכמה חיץ NGM (0.3% NaCl, 1 mM CaCl 2, 1 4 המ&quot;מ MgSO, חיץ פוספט אשלגן mM 25) כדי לשטוף מהם את שאריות מזון. תן את התולעים לשחות במשך כמה דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זהירות למקם תולעת אחת לצלחת המעקב בסמוך למרכז הזירה. ולאחר מכן הנח את הלוח על גשש התולעת. </li></ol> 3. מעקב תולעת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את תכנית LabVIEW ולבחור אפשרויות במידת צורך (מיקום לתמונות, סוגים של תמונות, מדידות, הגדרות מצלמה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות הג&#39;ויסטיק להזיז את המיקרוסקופ עד תמונה של התולעת הוא בשדה הראיה (מסך מחשב). לחץ על &quot;מסלול&quot; לעסוק בתכנית המעקב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תכנית המחשב למעשה מודדת את התנועות של תמונות מסוננות בינאריות כמוצגת, ויכולה לבצע מדידות על התמונה בזמן אמת </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בירכתי הספינהאה מעקב שחזור של המסלול הגלובלי יכול להיות עשויים מתנועות stepper המנוע, ואילו שינויי הצורה המקומיות של התולעת שניתן לראות בפירוט. </li></ol> 4. ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את הסקריפט skeletonizing (MATLAB) לparameterize צורות של התולעת. (איור 2) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב eigenmodes של נתוני skeletonized. (איור 3,4) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צג איור 5. קראו אגדת דמות או תוצאות מייצגות. </li></ol>

<ol><li>Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genetics+of+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77 (1), 71-79 (1974).</li>
<li>de Bono, M., Maricq, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+substrates+of+complex+behaviors+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neuronal substrates of complex behaviors in C. elegans.</a> Annu. Rev. Neurosci. (28), 451-501 (2005).</li>
<li>Pierce-Shimomura, J. T., Morse, T. M., Lockery, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fundamental+role+of+pirouettes+in+Caenorhabditis+elegans+chemotaxis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The fundamental role of pirouettes in Caenorhabditis elegans chemotaxis.</a> J. Neurosci. 19 (21), 9557-9569 (1999).</li>
<li>Gray, J. M., Hill, J. J., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+circuit+for+navigation+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">A circuit for navigation in Caenorhabditis elegans.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (9), 3184-3191 (2005).</li>
<li>Baek, J. H., Cosman, P., Feng, Z., Silver, J., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+machine+vision+to+analyze+and+classify+Caenorhabditis+elegans+behavioral+phenotypes+quantitatively%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Using machine vision to analyze and classify Caenorhabditis elegans behavioral phenotypes quantitatively.</a> J. Neurosci. Methods. 118 (1), 9-21 (2002).</li>
<li>Stephens, G. J., Johnson-Kerner, B., Bialek, W., Ryu, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dimensionality+and+Dynamics+in+the+Behavior+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Comput.+Biol%22%5BJournal%5D)">Dimensionality and Dynamics in the Behavior of C. elegans.</a> PLoS Comput. Biol. 4 (1), e1000028(2008).</li>
<li>Stephens, G. J., Johnson-Kerner, B., Bialek, W., Ryu, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+modes+to+movement+in+the+behavior+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">From modes to movement in the behavior of C. elegans.</a> PLoS One. 5 (11), e13914(2010).</li>
<li>Feng, Z., Cronin, C. J., Wittig, J. H. Jr, Sternberg, P. W., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+imaging+system+for+standardized+quantitative+analysis+of+C.+elegans+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">An imaging system for standardized quantitative analysis of C. elegans behavior.</a> BMC Bioinformatics. (5), 115(2004).</li>
<li>Ramot, D., Johnson, B. E., Berry, T. L. Jr, Carnell, L., Goodman, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Parallel+Worm+Tracker%3A+A+Platform+for+Measuring+Average+Speed+and+Drug-Induced+Paralysis+in+Nematodes%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The Parallel Worm Tracker: A Platform for Measuring Average Speed and Drug-Induced Paralysis in Nematodes.</a> PLoS One. 3 (5), e2208(2008).</li>
<li>Swierczek, N. A., Giles, A. C., Rankin, C. H., Kerr, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+behavioral+analysis+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">High-throughput behavioral analysis in C. elegans.</a> Nat. Methods. 8 (7), 592-598 (2011).</li>
<li>Leifer, A. M., Fang-Yen, C., Gershow, M., Alkema, M. J., Samuel, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetic+manipulation+of+neural+activity+in+freely+moving+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">Optogenetic manipulation of neural activity in freely moving Caenorhabditis elegans.</a> Nat. Methods. 8 (2), 147-152 (2011).</li>
<li>Stirman, J. N., Crane, M. M., Husson, S. J., Wabnig, S., Schultheis, C., Gottschalk, A., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+multimodal+optical+control+of+neurons+and+muscles+in+freely+behaving+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">Real-time multimodal optical control of neurons and muscles in freely behaving Caenorhabditis elegans.</a> Nat. Methods. 8 (2), 153-158 (2011).</li>
<li>Ben Arous, J., Tanizawa, Y., Rabinowitch, I., Chatenay, D., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+imaging+of+neuronal+activity+in+freely+behaving+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Automated imaging of neuronal activity in freely behaving Caenorhabditis elegans.</a> J Neurosci Methods. 187 (2), 229-234 (2010).</li>
<li>Wittenburg, N., Baumeister, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+avoidance+in+Caenorhabditis+elegans%3A+an+approach+to+the+study+of+nociception%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Thermal avoidance in Caenorhabditis elegans: an approach to the study of nociception.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96 (18), 10477-10482 (1999).</li>
</ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

המחקר של תנועה והתנהגות טבעית דורש טכניקות מעקב בלתי פולשניות בשותף עם טכניקות הפחתת נתונים. כאן יש לנו הפגנו קל לשימוש מערכת מעקב שמתעדת תמונות מפורטות של ג elegans התנהגות כפי שהוא זוחל על פני השטח של צלחת אגרה. כמות המידע שנמצאה בתמונות האלה היא עצומה וגבוה ממדים, וכך גם פתחנו שיטות לצמצום הממדי של הנתונים לתוך רק ארבעה צעדים בסיסיים. צעדים אלו הם מקיפים וקלים לפרש ביחס להתנהגות תולעת. עבור עבודה זו אנו מראים מעבר תולעים שבין קדימה ואחורה קובע מועדף בנקודות שונות במחזו...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שמו של החלק </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות (אופציונלי) </td></tr><tr><td> מצלמת CCD </td><td> Basler </td><td> A601f </td><td></td></tr><tr><td> עדשה </td><td> אופטיקה אדמונד </td><td> MMS סדרה </td><td></td></tr><tr><td> תאורת סיבים </td><td> דולן ג&#39;נר </td><td> DC-950H </td><td></td></tr><tr><td> שלב תרגום </td><td> Deltron </td><td> LS3-4 </td><td></td></tr><tr><td> מנוע צעד </td><td> דיגיטלי בארה&quot;ב </td><td> MS23C </td><td></td></tr><tr><td> מנוע צעדי כונן </td><td> שממית </td><td> G201 </td><td></td></tr><tr><td> מנוע צעדי שליטה </td><td> SimpleStep </td><td> SSXYZ </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> כל קוד תכנות זמין. נא לשלוח הודעת דוא&quot;ל עם בקשה למחבר המתאים. </td></tr></tbody></table>

מעקב סי אלגנס ומדידת התנהגות

C. elegans Tracking and Behavioral Measurement

פתחנו מכשור, עיבוד תמונה, וטכניקות ניתוח נתונים לכמת את התנהגות locomotory של ג elegans כפי שהוא זוחל על פני השטח של צלחת אגרה. לצורך המחקר של בסיס הגנטי, הביוכימי והעצבי של התנהגות, ג elegans הוא אורגניזם אידיאלי כי זה גנטי צייתן, נוח למיקרוסקופיה, ומציג מספר ההתנהגויות מורכבות, כולל מוניות, למידה ו1,2 אינטראקציה חברתיות. ניתוח התנהגותי המבוסס על המעקב אחר התנועות של תולעים כפי שהם זוחלים על צלחות אגרו היה שימושי במיוחד בחקר התנהגות חושית 3, נידות 4, וphenotyping מוטציוני כללי 5. המערכת שלנו פועלת על ידי העברת מערכת המצלמה ותאורה כתולעים זוחלים על צלחת אגר נייחת, מה שמבטיח שאף גירוי מכאני מועבר לתולעת. מערכת המעקב שלנו היא קלה לשימוש וכוללת תכונת כיול אוטומטית למחצה. צ&#39;הllenge של כל מערכות מעקב וידאו הוא שהוא מייצר כמות עצומה של נתונים שבמהותו גבוהה ממדי. עיבוד התמונה שלנו ותוכניות ניתוח נתונים להתמודד עם אתגר זה על ידי הפחתת צורת תולעים לקבוצה של רכיבים עצמאיים, שמשחזרים באופן מקיף את התנהגות התולעים כפונקציה של מידות 3-4 רק 6,7. כדוגמה לתהליך שאנו מראים כי התולעת נכנסה ויוצאת מצב היפוכה באופן ספציפי שלב.

דוגמה: כשהם מחפשים מזון, ג מעברי elegans מקדימה כדי להפוך תנועה, לעתים קרובות ביצוע ארגון מחדש (תור אומגה) לפני ההחזרה למצב התנועה קדימה. כימות המעבר הזה הוא חשוב בהבנת דפוסי האיסוף של תנועה וגם בשליטה המוטורית של התולעת. הכח לחשוף פרטים עדינים של התנהגות תנועה ניתן לראות באמצעות מכשיר המעקב שלנו. כדוגמה אנחנו מסתכלים קדימה כדי להפוך ולהפוך להעביר מעבר על ידי לכידת תמונות ברזולוציה גבוהה של תולע...

פתחנו מערכת מיקרוסקופ מעקב וידאו שיעור שיכול להקליט ולכמת<em&gt; ג elegans</em&gt; התנהגות ברזולוציה גבוהה ומהירויות גבוהות. יש לנו גם פתחו שיטות חישוביות לצמצום הממדי של תמונות תולעת למערכת יסודית של מדידות המתארות את הצורה של התולעת לחלוטין.

פיתחנו מיכשור, עיבוד תמונות וטכניקות לניתוח נתונים כדי לכמת את התנהגות התנועה של *C. elegans* בעת זחילה על ה...

פנוטיפיקה. תנועת ה-sea elegance היא כלי חשוב בגילוי גנים ונוירונים המעורבים בהתנהגות של sea elegance. sea elegance מבצעים התנהגויות תנועתיות סטריאוטיפיות, כגון תנועות קדימה ואחורה וסוגים שונים של סיבובים על ידי שינוי צורתם. כדי לכמת תנועות אלו לאורך מרחקים גדולים וברזולוציה מרחבית וזמנית גבוהה, בנינו מעקב תולעים (worm tracker) כדי ללכוד את תנועת ה-sea elegance בעת זחילה על פני שטח של פלטת אגר.פיתחנו גם תוכנה לבידוד וניתוח כמותי של תנועות אלו באמצעות תוכניות מותאמות שנכתבו ב-LabVIEW וב-MATLAB. אתגר המשותף לכל מערכות המעקב בווידאו הוא שהן מייצרות כמות עצומה של נתונים בעלי ממדיות גבוהה. תוכנית עיבוד התמונה וניתוח הנתונים שלנו מתמודדת עם אתגר זה על ידי צמצום צורות התולעת לקבוצה של רכיבים בלתי תלויים, ובכך שחזרנו באופן מקיף את התנהגות התולעת כפונקציה של שלושה עד ארבעה ממדים בלבד.צלוחית אגר מוארת על ידי מקור אור סיב אופטי ומצולמת באמצעות מצלמה. מערכת זו מותקנת על במת הזזה XY. הבמה מונעת על ידי מנועי פולס (stepper motors) סטנדרטיים, המחוברים לבקר מנועי פולס.הבקר והמצלמה מחוברים למחשב ונשלטים על ידי תוכנות מותאמות אישית שנכתבו ב-LabVIEW. המצלמה מצלמת את פני הפלטה של האגר ומזהה אובייקטים כהים על רקע בהיר. סימן כיול לתהליך הכיול האוטומטי נוצר על ידי דקירה של פני האגר.בעזרת בחירה של תולעת (worm pick), מתאימים את איכות התמונה כך שתוכנת המחשב תוכל לכמת אובייקטים בזמן אמת. ניתן לכוונן את ההגבר (gain), הבהירות ומהירות התריס של המצלמה כדי להשיג אובייקט כהה על רקע לבן. ניתן לבדוק את התמונה הבינארית המסוננת, המשמשת את תוכנת המעקב.בתוכנה קיימת תכונת כיול אוטומטי המחשבת את מטריצת הכיול באמצעות הזזת אובייקט בדיקה למרחק קבוע. המרחקים בפיקסלים מכוילים לצעדים שביצע מנוע הפסע על ידי מטריצת הכיול.לאחר הכיול, המערכת מוכנה לשימוש ואין צורך בכיול חוזר, אלא אם כן שונתה ההגדלה או שהמצלמה מוקמה מחדש. טבעת נחושת תשמש לריכוז התולעים כדי למנוע מהן לנדוד לקצה הפיתח. חממו תחילה את הטבעת על ידי הנחתה על בלוק חימום או אביזר שווה ערך.יש לחמם את הטבעת למשך כדקה. הניחו את הטבעת על צלחת אגר רעננה ולחצו קלות כדי להטמיע אותה במשטח האגר. צלחת אגר מלאה בבופר NGM תשמש לשטיפת שאריות מזון מתולעים בשלבי L4 ובשלב הבוגר הצעיר.לאחר העברת התולעים לתוך בופר NGM, הנח להן לשחות במשך מספר דקות. מקם בזהירות אחת מהתולעים השטופות על לוח המעקב, סמוך למרכז הטבעת. לוח זה ישמש מאוחר יותר עבור מעקב התולעים.הניחו את הפלטה המוכנה על במת מעקב התולעים. הפעילו את תוכנת ה-lab view ובחרו באפשרויות במידת הצורך, כגון מיקום לשמירת תמונות, סוגי תמונות, מדידות והגדרות מצלמה. בעזרת הג'ויסטיק, הזיזו את המיקרוסקופ עד שדמות התולעת תופיע בשדה הראייה על מסך המחשב.לאחר מכן, לחצו על track כדי להפעיל את תוכנית המעקב. כאן אנו מראים תולעת הנעקבת בזמן אמת. תוכנת המחשב מודדת את התנועות של תמונות שעברו סינון בינארי, כפי שמוצג, ויכולה לבצע מדידות של תמונה זו בזמן אמת.לאחר המעקב, ניתן לבצע שחזור של המסלול הגלובלי מתוך תנועות מנוע הפסוע (stepper motor), בעוד ששינויי הצורה המקומיים של התולעת נראים בפירוט. תולעתים זוחלות באמצעות תנועות גליות. אנו לוכדים תנועות אלו על ידי הפיכת התולעת לשלד (skeletonizing) בצורת עקומת מרכז אחת, ולאחר מכן תיאור עקומה זו כמערכת של זוויות.לאחר מכן נפרק את השלדים לצורות הבסיס שלהם, הידועות גם כווקטורים עצמיים (eigen vectors). באמצעות אופני העצמיים (eigen modes) הללו, נוכל לשחזר את צורות התולעת ולכמת את תנועותיה. באמצעות שני האופנים הראשונים, נוכל ללכוד באופן ספציפי את מיקום הפאזה של מחזור הגליות של התולעת, כפי שניתן לראות בלוח השני.הפאנל הראשון מציג את ההתפלגות המשותפת של אופני (modes) אחת ושתיים, תוך הדגשת מחזור גבולי מעגלי. תנועת הפאזה בכיוון אחד תואמת לתנועה קדימה, ותנועת הפאזה בכיוון השני תואמת לתנועה לאחור. לפיכך, מהירות הפאזה תואמת למהירות התולעת.במרחב הממשי, ניתן לראות בלוח האחרון את המתאם החזק בין הפאזה לבין המהירות בעולם האמיתי. באמצעות מהירות הפאזה הנגזרת ממצב העצמי (Eigen mode), נוכל לחשוף פרטים דקים של התנהגות אלגנטית של תולעי הים שעלולים להיוותר ללא הבחנה בעין. לדוגמה, ההתפלגות המשותפת של מהירות הפאזה והפאזה מצביעה בבירור על כך שהתולעים עוזבות ונכנסות למצב התקדמות באופן מועדף בפאזות ספציפיות של התנועה.כאן הדגמנו מערכת מעקב קלה לשימוש המתעדת תמונות מפורטות של התנהגות תולעי סיליקון בזמן שהן זוחלות על פני לוחיות ACA. כמות המידע הכלולה בתמונות אלו היא רבה ובעלת ממד גבוה, ולכן יצרנו גם שיטה להפחתת ממדיות הנתונים לארבעה מדדים בסיסיים. מדדים אלו קלים לפירוש ביחס להתנהגות התולעת.עבודה זו נועדה למדוד את התנהגות התולעים בשינויים נמוכים, וניתן להשתמש במערכת גם למדידת פעילות נוירונלית באמצעות אזורים מושפעים גנטית ומצופים. המערכת ככלל היא גמישה בתכנונה וניתן להשתמש בה עם מערכות זחילה אחרות כגון Doof law ו-LOEs.

c-elegans-tracking-and-behavioral-measurement

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

חוקרים יכולים להפעיל תנועה לפי דרישה ב-C. elegans על ידי הפעלת שדה חשמלי שתולעים חשות בו ומגיבות אליו. סרטון זה מציג התנהגות אלקטרוטקטית ומציג פרוטוקול דגימה שנעשה במכשיר מיקרופלואידי.

בדיקת Electrotaxis: שיטה לצפייה בתנועה ב- C. elegans

סרטון זה מתאר את השימוש בתוכנת וידאו ומעקב כדי להקליט תנועת תולעים בזירה. הפרוטוקול לדוגמה מודד את ההשפעה של חשיפה לאתנול על תנועת תולעים.

ג. אלגנס מעקב אחר תנועה: שיטה להערכת תנועה בתולעים

סרטון זה מדגים את השימוש בבדיקת תנועה רדיאלית כדי להעריך תפקוד לקוי של מוטוריקה ב-C. elegans המבטא חלבון TDP-43 אנושי מסוג פרא או מוטנטי ALS. תולעים עם רמות שונות של ביטוי TDP-43 מסוג בר או מוטנטי מורשות לזחול, ותנועתן נמדדת על ידי המרחק הרדיאלי שעובר מהנקודה המרכזית על לוחית הבדיקה. הבדיקה מבחינה בין ליקויים מוטוריים קלים, בינוניים וחמורים על סמך המרחק שעברו הזנים השונים C. elegans.

הערכת ליקוי מוטורי במודלים של C. elegans באמצעות בדיקת תנועה רדיאלית

C. elegans הוא מודל שימושי לחקר ההשפעות של אתנול על ההתנהגות. אנו מציגים בדיקת התנהגותית שמכמתת את ההשפעות של אתנול על מהירות התנועה של תולעים זוחלות; ניתן למדוד עם הבדיקה הזו גם את הרגישות הראשונית וגם את התפתחות הסובלנות התפקודית החריפה לאתנול.

Assay למדידת ההשפעות של אתנול במהירות התנועה של<em&gt; Elegans Caenorhabditis</em

כאן מוצג כיצד לעקוב ולכמת תהליכי התפתחות ב-C. elegans. השיטות המוצגות מבוססות על כלי קוד פתוח הניתנים ליישום בקלות. הוא מודגם כיצד לשחזר מודלים תלת מימדיים בצורת תא, כיצד לעקוב באופן ידני אחר מבנים תת-תאיים וכיצד לנתח זרימת התכווצות קליפת המוח.

מעקב וכימות תהליכים התפתחותיים ב<em&gt; C. elegans</em&gt; שימוש בכלי קוד פתוח

מתודולוגיה יעילה ופשוט לניתוח במחשב מבוסס התנהגות שחי נמטודות בנוזל מתוארת. השיטה מחייבת לא מעט על מנת השקעה למעבדות C. elegans. החומרה בשימוש הוא רגיל, ואת תוכנת מחשב עבור ניתוח התנהגותי (CeleST) הוא קוד פתוח אחד.

ניתוח אוטומטי של<em&gt; C. elegans</em&gt; התנהגות שח שימוש CeleST תוכנה

אנו מציגים התנהגות הקלטה הקלטה ופרוטוקול המאפשר ניתוח אוטומטי של נמטודות, Caenorhabditis elegans 'העדפת תרכובות מסיסות באסאי מבוסס האוכלוסייה. מאמר זה מתאר את הבנייה של תא התנהגות, פרוטוקול assay התנהגותי, וניתוח וידאו השימוש בתוכנה.

ניתוח אוטומטי של אוכלוסיה מבוססת נמטודות מבוססי Assay העדפה

אנו מתארים פרוטוקולים עבור באמצעות פלטפורמת מעקב נמטודות רחב שדה-of-view (WF-NTP), המאפשרת אפיון פנוטיפי תפוקה גבוהה של אוכלוסיות גדולות של Caenorhabditis elegans. פרוטוקולים אלה ניתן לאפיין שינויים התנהגותיים עדינים זנים מוטציה או בתגובה טיפול תרופתי באופן מדרגי במיוחד.

אוטומטיות התנהגותית ניתוח של גדול C. elegans אוכלוסיות שימוש רחב שדה-of-view מעקב פלטפורמה

מחקר זה מציג פרוטוקולים עבור שתי גישות ניתוח פעילות לוקומוטור חצי אוטומטי ב C. elegans קומפלקס I מחלות גז-1(fc21) תולעים, כלומר, ZebraLab (בדיקת תפוקה בינונית) ו- WormScan (בדיקה בעלת תפוקה גבוהה) ומספקים ניתוח השוואתי בין מגוון רחב של שיטות מחקר לכימות התנהגות נמטודה ותפקוד עצבי שרירי משולב.

ניתוח השוואתי של שיטות ניסיוניות לכימות פעילות בעלי חיים בקאנורבדיטיס אלגנס מודלים של מחלות מיטוכונדריאליות

פרוטוקול זה מתאר שתי בדיקות רגישות להפלות בין ליקויים מוטוריים קלים, בינוניים וחמורים בדגמי C. elegans של טרשת אמיוטרופית לרוחב, עם תועלת כללית לזני C. elegans , עם תנועתיות שונה.

הערכה של ליקוי מוטורי בדגמי C. elegans של טרשת אמיוטרופית לרוחב

מאמר זה מתאר שיטה פשוטה וזולה לתיעוד התנהגות הימנעות מדשאה של Caenorhabditis elegans, באמצעות פריטים זמינים כגון טלפון חכם וקופסת אור פולטת אור (LED). אנו מספקים גם סקריפט Python לעיבוד קובץ הווידאו לפורמט נוח יותר לספירה.

שיטת הדמיה מבוססת סמארטפון עבור C. elegans Lawn Avoidance Assay

חקור מעקב וידאו וניתוח התנהגות של C. elegans באמצעות מיקרוסקופ מהיר ותוכנה מותאמת אישית. שיטת הפחתת ממדים מאפשרת הבנה מעמיקה של תבניות התנועה וההשפעות הגנטיות והנוירונליות על ההתנהגות.

מעקב סי אלגנס ומדידת התנהגות

גלה סרטונים נוספים