Name: ההתנהגות phenotyping של מודלי Murine מחלות עם ההתנהגות המשולבת התחנה (INBEST) (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-23T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 18 s
Description: למדו פנוטיפינג התנהגותי במודלי מחלות עכברים באמצעות מערכת INBEST. שיטה זו מאפשרת ניטור רציף בסביבת כלוב ביתית לשיפור אמינות הנתונים והפחתת מתח.

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

playerTrialDesktop

עבודה זו נתמכה על ידי מענק של קרן בריאות הנפש של אונטריו ל-B.S, ומלגת אונטריו לתואר שני ל-M.K.

כל ההליכים אושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי חיים אוניברסיטת מקמאסטר ובוצעו בהתאם להנחיות שנקבעו על ידי המועצה הקנדית של טיפול בבעלי חיים. 1. נהלים כלליים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרגיל עכברים במשך 1-2 שבועות לשעת אור 12 / מחזור קיימים כהה (למשל, 8:00-08:00). לבצע את כל הנהלים ובדיקות במהלך המחזור הכהה, עם RT, לחות ועוצמת אור להיות קבועות יחסית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מארק או זנב-קעקוע כל העכברים לזיהוי קל, מספרי על פני תקופה ממושכת ולטפל בהם 1-2 שעות מדי יום על 5-7 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידות יומיות חוזרות של חום בפי טבעת, משקל גוף וצריכת מים / מזון כדי לזהות חום פוטנציאלי ו / או תת-תזונה הנגרם על ידי הזדקנות או התקדמות מחלה. קריטריוני הדרה סטנדרטיים כוללים משקל גוף נמוך בשל מזון מופחת / צריכת מים, יציבה כפופה עם פרווה הפרועה, הידרוצפלוס, פריקת פורפירין סביב עיניים, וכו &#39; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לidentifגירעונות נוירולוגיות y שעשוי לבלבל את הפעילות וביצועים הכוללים, לבצע בדיקות הסנסורית סטנדרטית כגון רפלקס הגפיים האחורי צְבִיטָה 13, רפלקס הצבת החזותי 14, geotaxis מבחן 15, מבחן סל 16, מבחן הליכה קרן 17-19, Rotarod 20, ובדיקות חוש הריח 21. הערה: התוצאות עשויות גם לסייע בניתוח מתאמים עם אמצעי INBEST, בחירה זהירה יותר של הליכים אחרים (לדוגמא, מבוך מים של מוריס אם עכברים הם מבחן עיוור, רומן אובייקט אם עכברי hyposmic / תתרנים), ירידה של השתנות בתוך הקבוצה, ו הרחקה של עכברים עם גירעונות לידה או זיהום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הפלסטיק ומכשירי זכוכית עם חומר חיטוי להסרת שבילי שתן בזמן בדיקת עכברים מקבוצות ניסוי ובקרה באופנה מתחלף. </li></ol> 2. משולבת התנהגות תחנת נוהל (INBEST) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בית-כלוב להגדיר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא מנפק מזוןים עם כדורי צ&#39;או עכבר 20 מ&quot;ג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא בקבוקים במים ברז. הערה: בקבוק שני יכול להיות מלא עם פתרון של עניין, כגון סוכרוז או פתרון סכריני לבדיקת העדפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל בקבוקים כדי לחשב את הנפח שנצרך בסוף הפגישה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס פיות בקבוק לתוך lickometers. ודא הזרבובית אינה חוסמת את חיישן אינפרא אדום; אם כן, להפחית את אורכו של הזרבובית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח מקלטים בפינה הנבחרת של הכלוב-הבית. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחשב להגדיר הערה: פקודות התוכנה המסופקות בצעדים 2.2-2.11 רלוונטיות לחבילת 8.5 תוכנת Ethovision XT (שצוינה ברשימה של חומרים / ציוד) ותנאי בדיקה במעבדה שלנו. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להאיר את החדר עם מפוזר, אור עמום שמספיק לוידאו-מעקב, אך אינו משקף את התיבה, רצפה או קירות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח פרויקט וידאו-מעקב ברירת מחדל ולקבוע הגדרות הניסוי, על ידי הקשתבפרטים רלוונטיים (למשל, תאריך / שעה של לימוד, הקצאת קבוצה, תנאי חדר וכו &#39;). בהמשך לכך, לבחור את מקור וידאו המתאים (חוטף חרוץ פיקולו) מספר, של זירות (4), מעקב נקודות (center-, חוטם ובזנב-נקודה), ויחידות מדידה (סנטימטרים, שניות, ומעלות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הבחירה בכרטיסייה רשימת המשפט תחת הגדרה, להגדיר את מספר הניסויים על ידי לחיצה על כפתור Add משפטים (1). בשלב הבא, ציינו משתנים בלתי תלויים (למשל, זיהוי עכבר, מין, משימה קבוצתית, זן) באמצעות הלחצן הוסף משתנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על כרטיסיית הגדרות זירה וללכוד את תמונת רקע מהווידאו החי. להגדיר את הפרמטרים של זירת הפרט על ידי המפרט את ההיקף החיצוני באמצעות כלי הציור המתאימים (כגון ליצור מלבן / polyline / אליפסה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, להוסיף אזורים של עניין על ידי לחיצה על כפתור הקבוצה להוסיף אזור ומתאר את האזורים השונים (לדוגמא, רצפה, lickometers, מנפק מזון, רשת טיפוס <eמ &#39;&gt; וכו&#39;.) באופן זהה. הוספת אזורים נסתרים לאזורים שבם העכבר לא ניתן לראות (למשל, מחסה וגלגל ריצה, איור 2) על ידי לחיצה על כפתור קבוצת Zone מוסתר להוסיף. ודא שכניסה / יציאה מצוינת וצמודה לכל אזור נסתר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 2.4-2.5 לכל זירה. לבצע כיול זירה על ידי הדגשת כיול ושימוש בכלי המתאים (ליצור בקנה מידה כיול / צירים) כדי לספק רוחב זירה ואורך. לבסוף, לאמת הגדרות זירה על ידי לחיצה על כפתור הגדרות אימות זירה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמן את כרטיסיית בקרת משפט הגדרות וציין התחלה / סיום תנאים ואורך משפט. הגדר את המצב כדי להתחיל כאשר משך מרכז הנקודה עולה על 1 שניות בזירה. מניפולציות משך המשפט על ידי הרחבת תיבת מצב עצירה והגדרת המשפט לסיים באיחור, כגון 10 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בכרטיסיית הגדרות איתור, סמן את שיטות זיהוי המתאימות (לדוגמא, חיסור ודינמי מודל מבוסס). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הבא, לתפוס את תמונת ההתייחסות של הזירה הריקה על ידי לחיצה על כפתור הגדרות בכרטיסייה באיתור ובלחיצה על לחצן הנוכחי גזל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את הטווח של ניגוד כזה שהמרכז, האף וזיהוי מבוסס זנב לכל עכבר הם אמין, מדויקים ורציפים. לעכברים לבקן, לציין כי העכבר הוא בהיר יותר מהרקע, וכהה יותר מהרקע אם באמצעות מתח פיגמנט. הערה: גודל הנושא וקצב דגימת וידאו ניתן לשנות בהתאם למרחק בין המצלמה מעל והנושא, כמו גם את מהירות העיבוד של המחשב משמש (למשל, 14.9 מסגרות / sec). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להבטיח את כל השינויים יישמרו לפני יציאת מודול הגדרות זיהוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את מכשיר הממשק, האחראית על המרת אירועים אנלוגיים נרשמו מהתקני קלט (למשל, הפרעה של קרן אינפרא אדום, תנועה של וכו &#39;גלגל ריצה) לdiיומני gital. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Data Acquisition הערה: פקודות התוכנה הבאות רלוונטיות לשגרת מחוייט Med PC IV (&quot;אשף&quot;) המספק קלט צעד-אחר-צעד של פרמטרים הפעלה (למשל, משך 10 שעות משפט, זיהוי עכבר, משימה קבוצתית וכו &#39;). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים כל עכבר לתוך התיבה שהוקצתה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסנכרן חבילות וידאו ואירוע מעקב על ידי לחיצה על לחצנים בו זמנית &quot;השיא&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעזוב את החדר הניסיוני בשקט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר תקופת ההקלטה תפוג (למשל, כמה שעות, יום, או שבועות), להסיר את העכברים ולהחזיר אותם לבית כלובים-. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד משקולות בקבוק ולשמור את כל ההקלטות הדיגיטליות במדיה הדיגיטליים (כונן קשיח, מקל USB נייד, DVD). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את הנתונים גולמיים לגיליון אלקטרוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור לניקוד הבא של מעשים נדירים התנהגות (למשל, סטריאוטיפיים, פרכוסים) קבצי MPG. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Henn, F. A., McKinney, W. T. Ch. 67. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHenn%2C+FA+%22Psychopharmacology%3A+The+Third+Generation+of+Progress+%22">Psychopharmacology: The Third Generation of Progress </a>. Meltzer, H. Y. , Raven Press. 687-695 (1987).</li>
<li>Hart, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+behavior+of+sick+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Vet.+Clin.+North+Am.+Small+Anim.+Pract%22%5BJournal%5D)">The behavior of sick animals.</a> Vet. Clin. North Am. Small Anim. Pract. 21, 225-237 (1991).</li>
<li>Kapadia, M., Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autoimmune+and+inflammatory+mechanisms+of+CNS+damage%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Autoimmune and inflammatory mechanisms of CNS damage.</a> Prog. Neurobiol. 95, 301-333 (2011).</li>
<li>Rogers, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+and+functional+analysis+of+mouse+phenotype%3A+SHIRPA%2C+a+proposed+protocol+for+comprehensive+phenotype+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Mamm.+Genome%22%5BJournal%5D)">Behavioral and functional analysis of mouse phenotype: SHIRPA, a proposed protocol for comprehensive phenotype assessment.</a> Mamm. Genome. 8, 711-713 (1997).</li>
<li>Moy, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+behavioral+tasks+relevant+to+autism%3A+phenotypes+of+10+inbred+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Mouse behavioral tasks relevant to autism: phenotypes of 10 inbred strains.</a> Behav. Brain Res. 176, 4-20 (2007).</li>
<li>Gulinello, M., Putterman, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+MRL%2Flpr+mouse+strain+as+a+model+for+neuropsychiatric+systemic+lupus+erythematosus%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">The MRL/lpr mouse strain as a model for neuropsychiatric systemic lupus erythematosus.</a> J. Biomed. Biotechnol. 2011, 207504(2011).</li>
<li>Marchese, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autoimmune+manifestations+in+the+3xTg-AD+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Alzheimers.+Dis%22%5BJournal%5D)">Autoimmune manifestations in the 3xTg-AD model of Alzheimer's disease.</a> J. Alzheimers. Dis. 39, 191-210 (2014).</li>
<li>Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+behavioral+profile+of+autoimmune+lupus-prone+MRL+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Behav.+Immun%22%5BJournal%5D)">A behavioral profile of autoimmune lupus-prone MRL mice.</a> Brain Behav. Immun. 6, 265-285 (1992).</li>
<li>Sakic, B., Szechtman, H., Denburg, S. D., Carbotte, R. M., Denburg, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+learning+during+the+course+of+autoimmune+disease+in+MRL+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Spatial learning during the course of autoimmune disease in MRL mice.</a> Behav. Brain Res. 54, 57-66 (1993).</li>
<li>Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disturbed+emotionality+in+autoimmune+MRL-lpr+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">Disturbed emotionality in autoimmune MRL-lpr mice.</a> Physiol. Behav. 56, 609-617 (1994).</li>
<li>Visser, L., van den Bos, R., Kuurman, W. W., Kas, M. J., Spruijt, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+approach+to+the+behavioural+characterization+of+inbred+mice%3A+automated+home+cage+observations%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Novel approach to the behavioural characterization of inbred mice: automated home cage observations.</a> Genes Brain Behav. 5, 458-466 (2006).</li>
<li>Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+integrated+behavioral+station+in+chronic+behavioral+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Measuring+Behavior%22%5BJournal%5D)">The use of integrated behavioral station in chronic behavioral studies.</a> Measuring Behavior. , Maastricht, Netherlands. 328(2008).</li>
<li>Shinzawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuroaxonal+dystrophy+caused+by+group+VIA+phospholipase+A2+deficiency+in+mice%3A+a+model+of+human+neurodegenerative+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neuroaxonal dystrophy caused by group VIA phospholipase A2 deficiency in mice: a model of human neurodegenerative disease.</a> J. Neurosci. 28, 2212-2220 (2008).</li>
<li>Quintana, A., Kruse, S. E., Kapur, R. P., Sanz, E., Palmiter, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+I+deficiency+due+to+loss+of+Ndufs4+in+the+brain+results+in+progressive+encephalopathy+resembling+Leigh+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Complex I deficiency due to loss of Ndufs4 in the brain results in progressive encephalopathy resembling Leigh syndrome.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107, 10996-11001 (2010).</li>
<li>Irwin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comprehensive+observational+assessment%3A+Ia.+A+systematic%2C+quantitative+procedure+for+assessing+the+behavioral+and+physiologic+state+of+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacologia%22%5BJournal%5D)">Comprehensive observational assessment: Ia. A systematic, quantitative procedure for assessing the behavioral and physiologic state of the mouse.</a> Psychopharmacologia. 13, 222-257 (1968).</li>
<li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCrawley%2C+JN+%22What%27s+Wrong+With+My+Mouse%3F%3A+Behavioral+Phenotyping+of+Transgenic+and+Knockout+Mice%22">What's Wrong With My Mouse?: Behavioral Phenotyping of Transgenic and Knockout Mice</a>. , Wiley-Liss. (2007).</li>
<li>Feeney, D. M., Gonzales, A., Law, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphetamine%2C+haloperidol+and+experience+interact+to+affect+rate+of+recovery+after+motor+cortex+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Amphetamine, haloperidol and experience interact to affect rate of recovery after motor cortex injury.</a> Science. 217, 855-857 (1982).</li>
<li>Stanley, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mouse+beam+walking+assay+offers+improved+sensitivity+over+the+mouse+rotarod+in+determining+motor+coordination+deficits+induced+by+benzodiazepines%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Psychopharmacol%22%5BJournal%5D)">The mouse beam walking assay offers improved sensitivity over the mouse rotarod in determining motor coordination deficits induced by benzodiazepines.</a> J. Psychopharmacol. 19, 221-227 (2005).</li>
<li>Gulinello, M., Chen, F., Dobrenis, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+deficits+in+motor+coordination+and+cognitive+dysfunction+in+a+mouse+model+of+the+neurodegenerative+lysosomal+storage+disorder%2C+Sandhoff+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Early deficits in motor coordination and cognitive dysfunction in a mouse model of the neurodegenerative lysosomal storage disorder, Sandhoff disease.</a> Behav. Brain Res. 193, 315-319 (2008).</li>
<li>Rustay, N. R., Wahlsten, D., Crabbe, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+task+parameters+on+rotarod+performance+and+sensitivity+to+ethanol+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Influence of task parameters on rotarod performance and sensitivity to ethanol in mice.</a> Behav. Brain Res. 141, 237-249 (2003).</li>
<li>Kapadia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+olfactory+function+in+the+MRL+model+of+CNS+lupus%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Altered olfactory function in the MRL model of CNS lupus.</a> Behav. Brain Res. 234, 303-311 (2012).</li>
<li>Jhuang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+home-cage+behavioural+phenotyping+of+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Automated home-cage behavioural phenotyping of mice.</a> Nat. Commun. 1, 68(2010).</li>
<li>Steele, A. D., Jackson, W. S., King, O. D., Lindquist, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+power+of+automated+high-resolution+behavior+analysis+revealed+by+its+application+to+mouse+models+of+Huntington%27s+and+prion%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">The power of automated high-resolution behavior analysis revealed by its application to mouse models of Huntington's and prion.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104, 1983-1988 (2007).</li>
<li>Zarringhalam, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+open+system+for+automatic+home-cage+behavioral+analysis+and+its+application+to+male+and+female+mouse+models+of+Huntington%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">An open system for automatic home-cage behavioral analysis and its application to male and female mouse models of Huntington's disease.</a> Behav. Brain Res. 229, 216-225 (2012).</li>
<li>Chaumont, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computerized+video+analysis+of+social+interactions+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">Computerized video analysis of social interactions in mice.</a> Nat. Methods. 9, 410-417 (2012).</li>
<li>Kabra, M., Robie, A. A., Rivera-Alba, M., Branson, S., Branson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((JAABA%3A+interactive+machine+learning+for+automatic+annotation+of+animal+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">JAABA: interactive machine learning for automatic annotation of animal behavior.</a> Nat. Methods. 10, 64-67 (2013).</li>
<li>Weissbrod, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+long-term+tracking+and+social+behavioural+phenotyping+of+animal+colonies+within+a+semi-natural+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Automated long-term tracking and social behavioural phenotyping of animal colonies within a semi-natural environment.</a> Nat. Commun. 4, 2018(2013).</li>
</ol>

פרסום גישה פתוח של מאמר זה הוא בחסות מד Associates, Inc (סנט אלבנס, VT).

זיהוי של השפעות פונקציונליות בבעלי חיים תלויים במידה רבה ביכולתו של החוקר להגביל את השוני הפנימי למחקרים התנהגותיים. לכן, חשוב בקפדנות שליטה ולמזער בלבול פוטנציאלי שעלולות להפחית את האמינות ושחזור של נתונים התנהגותיים. במקביל, חשוב להכיר בכך שאין בדיקה משקפת תחום אחד של התנהגות, ידע זה של תפקוד נוירולוגים הוא חובה, וההתנהגות שהיא רגישה מאוד ללחצים חיצוניים. אם עקרונות היסוד הנ&quot;ל זוכים להערכה, ניתן להסיק כי ניתוח התנהגות מקיף צריך לכלול את מהלך התגובה נמדדה הזמן, כמו גם, כרוך בתכונות פונקציונליות בסיסיות ופרדיגמות שרז להיבטים התנהגותיים ספציפיים. רבים מקריטריונים אלה יכולים להתממש באמצעות הערכה ממוחשבת של תנועות ופעולות התנהגותיות בסביבת כלוב-הבית מועשר. עד כה, זה כבר emphasized phenotyping שההתנהגות של מודלים עכבריים של כתבי מחלה אנושיים שיקולים נוספים. רעיון זה מבוסס על ההנחה שהומאוסטזיס פונקציונלי הוא קרא תיגר על ידי גורמי לחץ פנימיים וחיצוניים בתחילת מחלה. למרות כל הבלבול הפוטנציאלי עשוי לא יבוטל על ידי ההקדמה של phenotyping האוטומטי, כלוב-בית, סוגיות הנוגעות להגדרות עקביות סביבתיות, לחץ תחבורה, וטיפול חוזר ונשנה הן מזעריות. זה משפר באופן משמעותי את עקביות ודיוק על פני לימודים; אפילו ירידה קטנה בשונות יכולה לשפר את זיהוי של תופעות הנגרמות על ידי מחלה התחלי. ואכן, INBEST מספק שפע של מידע, המאפשר הערכה מדויקת יותר של ההופעה, קינטיקה, וחומרה של שינויים התנהגותיים, כמו גם מערכות יחסים חשובות בין גירעונות התנהגות מושרה מחלה שונות. וידאו-מעקב אמין תלוי בשני תנאי תאורה. ראשית, אור מפוזר נדרש בחדר הבדיקות כדי למנועממצאים מעצמים קרובים המשקפים. שנית, עם ניגודיות גבוהה צבע יכולה להיות מושגת על ידי בחירת צבע רצפה מתאימה לשונים מצבע הנושא עד כמה שניתן. במעבדה שלנו, זו מושגת על ידי שימוש במבול-אורות ממוקמים מתחת לתיבות INBEST ומגשי רצפה שחורות כאשר ניטור עכברים לבקן (רקע לבן או אפור יהיה הולם אם בדיקת זני פיגמנט). עם כל כבוד להיבט אירוע הקלטה של ​​INBEST, ההגדרה הנוכחית החומרה (כרטיס מסך פיקולו 1 עם 4 כניסות) מגבילה 4 קופסות לשימוש במקביל למחשב אישי. זהו מספר לא קטנים של תיבות, ואילו הגדרה מתאימה יותר תדרוש 8 או אפילו 16 כלובים, וכך 2 או 4 מחשבים, בהתאמה. רצוי, INBEST יכול לשמש ברציפות מעל 24 שעות כפי שהכלוב-הבית. הדבר זה יאפשר לבעלי החיים להרגיל באופן מלא לסביבה ולהקים דפוסים יציבים, היממה התנהגות, אשר ניתן לנתח באופן בלתי משוחד. כדי למנוע אובדן נתונים מחשב עקב הפסקת חשמל, כוח רציף supply (או לפחות מקור חשמל פסק) חייב להיות מאובטח. לבסוף, כדי להבטיח הערכה נכונה של צריכת מזון יומית, יש לציין כי הגודל של כדורי מזון לא יעלה על הגודל של החורים במתקן המזון (הגודל המומלץ של גלולה מזון יחידה הוא 20 מ&quot;ג). הוא לא יוזנח, עם זאת, כי ניתוח זה צריך גם לשלב כמה צעדי INBEST שונים עלולים ליצור אינטראקציה אחד עם השני. לדוגמא, עכברים שמבלים יותר זמן בגלגל הריצה עלולים להבלע כמויות גבוהות יותר של מזון ומים כדי לעמוד בדרישות הקלוריות מוגברות שלהם. באופן דומה, עכברי בליעה יותר פתרון סוכרוז עלולים להפחית את הצריכה של מזון. הפרשנות של תוצאות אלה עשויים להיות מסובכות עוד יותר על ידי השיפור הכללי של ביצועים לאורך זמן, במיוחד בכל הקשור לפעילות ingestive גלגל התנהגות וריצה. בהתחשב בתמריץ-הנכסים שלהם, הנסיינים יכולים לשקול גם הגבלת גישה לפתרון ולא סוכרוזהוא פועל גלגל כדי לנטרל את הסיכון לתוצאות פוסט-ingestive וירידה במשקל מוגזם, בהתאמה. עם זאת, חששות אלה עשויים להיות רלוונטיים יותר בכמה זנים יותר מאחרים, כי יש לי זנים שונים של עכברי פרופילים התנהגותיים שונים. למרות שביצוע שני בסיסי ובקרות הערכה ניסיוניות עבור רבים מהנושאים הנ&quot;ל, הנסיינים צריכים להכיר בכך שמשתנים אלה צריכים להילקח בחשבון בעת ​​פירוש נתוני INBEST. באותו הזמן, היבטים מסוימים של התנהגות לא ניתן למדו בסביבת כלוב-הבית, לכן יש צורך בשילוב עם בדיקות סטנדרטיים כדי להשלים את פרופיל ההתנהגות של נושאים. מעקב ממוחשב בתוך סטנדרטי, אבל סביבות גמישות נראה הצעד ההגיוני הבא בניתוח התנהגות עכשווי. כגון גישה לא פולשנית, המבוססת על ethologically תאפשר לחוקרים לבחון את הרפרטואר המלא של תגובות התנהגותיות על פני תקופה ממושכת של זמן.oretically, זה יכול להיות מושלם על ידי לימוד התנהגות בסביבה &quot;וירטואלית&quot;, העשירה דומה גידול טבעי באופן הדוק. מספר קבוצות מחקר מתואר כלי מעקב המבוסס על חזון שתומך phenotyping התנהגותם של עכברים בכלוב-22-25 בביתם, בצמדי 26, 27, או בהקשר של קבוצות חברתיות גדולות 28. דיוק גבוה ורזולוציה מרחבית יכולים להיות מושגת על ידי שילוב וידאו-מעקב עם טכנולוגיית שבבים עבור אוסף בו זמנית ומסונכרן של נתוני התנהגות בקבוצה של עכברים 28. ניתן לשלב מצלמות תרמוגרפיות מסוגלים לזהות חום חתימות עם שבבים או משיבים מושתלים לספק את המיקום היחסי ופונקציות פיסיולוגיות בסיסיות של כל עכבר (למשל טמפרטורת גוף, לב / שיעור, נשימה). בנוסף, מערכת מעקב מתקדמת 3D תפיק הכרה מדויקת יותר וכמותי של מעשי התנהגות. כדי להפעיל שוב ושוב ואריאתי של בדיקות, מערכת כזו צריכה להיות אוטומטית, מרחוק בשליטה, ומודולרי. לדוגמא, זיכרון מרחבי ניתן ללמוד בסביבות גדולות יותר על ידי תכנות המראה של רמזי דיסטלי על קירות LCD, או על ידי הצגה / הסתרת מכשירי עם אוכל טעים מקומתי מטלטלין. באופן דומה, אובייקטי רומן יכולים להיות מוצגים / חבוי בזמנים מסוימים לאורך כל תקופת המחקר. phenotyping הממוחשב כאלה עשויים לעזור בהבהרת הגורמים הגנטיים של התנהגות, מודלים מחלה בסיסי מנגנונים פתוגניים, ופיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשניות. אם לא תושג הסכמה לגבי תנאי בדיקה, רצף של בדיקות, כמו גם את החומרה ותוכנה המשמשת, ניתן לצפות שהתקינה המיוחלת תשפר שחזור של מחקרים התנהגותיים ולרומם psychometrics הניסיוני לרמה חדשה.

התקדמות מהירה בהנדסה גנטית בעשורים האחרונים הובילה לשגשוג חסר תקדים של מודלים של בעלי החיים של מחלות בבני אדם. עכברים זכו למעמד של נתינים ניסיוניים ראשוניים במדעים ביו-רפואיים מכמה סיבות. מבחינה מעשית, יש להם שיעור רבייה גבוה, זולים יחסית, וקלים לבית. מנקודת המבט רעיונית, הם קרובים גנטיים לבני אדם, יכולים להיות מהונדסים גנטי בקלות יחסית, ויש לי מפותחים האנדוקרינית, מערכת חיסון, ומערכת עצבים. בנוסף לנגעים ברמות גנטיות ותאיות, מחקרים עכשוויים של הפרעות במוח דורשים ההפגנה של גירעונות שכפול פונקציונליים שהפנים גולת הכותרת, לבנות, או תוקף ניבוי של מודל עכבר חדש 1. זיהום חריף ביונק homoeothermic לעתים קרובות תוצאות תגובת החום, אשר יחד עם מחלה התנהגות, מהווה את אחד ממנגנוני הישרדות עיקריים 2. בחריפות בעלי חיים חולים להציג שינויים משמעותיים במזון / צריכת מים וביצועים במשימות רעיוני של תגובתיות רגשית, התנהגות גישוש, ויכולת למידה / זיכרון. שינויים אלו אחראים במידה רבה לפעילות לקויה חברתית / מינית ושימור האנרגיה לתגובות חיסוניים הגנתיות. עם זאת, כאשר מצבים אקוטיים להפוך כרוניים (כפי שניתן לראות בהרבה חיסוני, המערכת האנדוקרינית ומחלות נוירולוגיות), ביצועים התנהגותיים יכולים להידרדר עוד יותר בשל נזק מבני של איברים שונים, כולל המוח 3. מחלות ניווניות אדם ובעלי חיים לעתים קרובות מלוות בקבוצת כוכבים של גירעונות נוירולוגיות והתנהגותיות. לכן, מטרה מרכזית במחקרים התנהגותיים של בעלי חיים חולים כרוני היא להבחין השפעות מרכזיות מהגירעונות הנגרמים על ידי סימפטומים היקפיים. עם זאת, משך הזמן הקצר יחסית של משימות התנהגותיות סטנדרטיים מגביל את האיסוףיון של מידע הנוגע לפעולות פונקציונליות בסיסיות, כגון olfaction, מנוחה, שינה, אוכל / צריכת מים, או פרקי אפילפטי. הכללה של אמצעים אלה משפר את פרופיל התנהגות ומאפשרת פרשנות טובה יותר של ביצועים במשימות תובעניות-פעילות. חידודים בphenotyping התנהגותם של עכברים חולים הליקויים בהערכת הפרופיל התנהגותי של עכברים חולים חייבו ניטור רציף של עכברים ביחידות-שוכנו על ידי מחשבי עיבוד מהירים. למרות שיכולות להיות מתוכננים סוללות התנהגות מגוונות 4, 5, להלן הנהלים שכבר שימשו להקמת מודל חיה של זאבת נוירו-פסיכיאטרית 6 בהצלחה. סוללה זו מיושמת שוב ושוב בשני דגמי המשנה כרוניים והכרוניים של מחלה (איור 1), כגון ליקוי קוגנטיבי מתון ומחלת אלצהיימר 7. לאחר סדרה של בדיקות נוירולוגיות 8-10, acמנגנון ustom תוצרת, שנועד לענות על הדרישות הנ&quot;ל, תוך ניצול ניטור רציף של פלטים התנהגותיים מרובים בסביבה דמוית כלוב-בית מועשר, יכול להיות מועסק. גישה כזו המבוססת על ethologically להערכת פעילות גישוש ספונטנית והתנהגות מוטיבציה מספקת הבנה מקיפה יותר של גירעונות ביצועים בפרדיגמות אחרות, כגון אלה רעיוני של למידה וזיכרון. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig1.jpg" /> איור 1. ייצוג סכמטי של phenotyping התנהגות האורך במעבדה שלנו. הסוללה ההתנהגות נועדה להתפתח מפחות-למשימות מלחיצות עוד-, שחוזרים על עצמם בנקודות זמן שונות על מנת להעריך את ההשפעות של גורמים מתמשכים כגון התקדמות מחלה, טיפול תרופתי , או תגובות חיסוניות. בדיקות INBEST ובודדות שבוצעו בעמ &#39;הכההhase, לעתים קרובות מעל 10 ושעה 2, בהתאמה קיצורים:. R - רפלקסים; BW - מהלך בדיקת Beam; RR - Rotarod; OT - בדיקות חוש הריח; SP - בדיקת העדפות סוכרוז; SD - Step Down בדיקה; NO - בדיקת אובייקט רומן; OF - מבחן שטח פתוח; SAB - התנהגות לסירוגין ספונטנית; FS - מבחן לשחות בכפייה; MWM - מבוך מוריס מים. * - היבטים של הבדיקה (לדוגמא, מיקום, הקשר, צבע, צורה) שיהיה צורך לשנות בניסויים הבאים בכל מהלך הניסוי. הקלטת וידאו רציפה וניתוח של התנהגות בסביבה דמוית כלוב-בית דווחו לראשונה בשנת 2007 11. מנגנון מורכב יותר אוטומטי המשלב בדיקות התנהגותיות המשמשות במחקרים עם עכברי אוטואימוניות הוצג ב&#39;התנהגות המדידה &quot;פגישה שנה אחת מאוחר יותר 12. התנהגות התחנה המשולבת (INBEST, איור 2 א) היא מערכת מודולרית, שגomprises של גירוי אור מקלט, מבוקר מחשב, שתי lickometers שליטת photocell (אחד למים, אחד לפתרון של עניין), מנפק אוטומטי מזון, גלגל ריצה ממוחשב, ורשת טיפוס דיגיטציה. שיהוי, תדרים, ומשכי זמן של התנהגויות ספציפיות נבחנו באמצעות תוכנה מותאמת אישית. של תנועה ופעילות גישוש (למשל, של אובייקט רומן או conspecific מוכר) ניתן להעריך עם תוכנת מעקב וידאו (רשימת חומרים / ציוד), בזמן השינה ודפוסי התנהגות שכיחים פחות, כגון התנהגות של פציעה עצמית והתקפים, יכול להיות הבקיע ידני עם תוכנת וידאו-מעקב או חבילות אירוע הקלטה ייעודיות. שמונה setups INBEST / וידאו מלא נמצא בשימוש, ובכך מאפשר ניטור בו-זמני של 4 חיות ניסוי ו -4 שליטה (איור 2). <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig2.jpg" /&gt; איור 2. משולבת התנהגות תחנה. (א) ייצוג סכמטי של חומרה, ותוכנה המשמש בעיצוב תיבת INBEST (L = 39 x = 53 x H = 50 סנטימטרים W). שמונה תיבות INBEST מלאה (B) מספקות הזדמנות לניטור כלוב-הבית מקביל של ארבעה עכברי ניסוי וארבע שליטה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> משתנים תלויים כוללים מדידות של צריכת מזון / מים, היענות לגירוי טעים, פעילות אמבולטורי ספונטנית, טיפוס, ריצה מרצון, התנהגויות הקשורות לחרדה (למשל, בדיקה של אובייקט רומן), טיפוח, תפיסה ושינה. בנוסף, ניתן להציג גירויים חזותיים לפרדיגמות אוויר ולמידה. היתרונות של INBEST על בדיקות התנהגותיות סטנדרטיים כוללים את חיסול induc תופעות של הבלבולאד על ידי לחץ תחבורה, כמו גם אוסף רציף ואוטומטי של אמצעים רעיוני של פעילות לילית, חקר, הקשורות לחרדה והתנהגויות כמו דיכאון. האינטגרציה של רכיבי חומרה רגישים עם חבילת וידאו מעקב מניבה שפע של מידע, המאפשר הערכה טובה יותר של התנהגות ביחס להתקדמות של מחלה כרונית במודלים של בעלי חיים שונים. INBEST יכול לשמש כדי ללמוד הפרעות אחרות במערכת העצבים המרכזית כרוניות (למשל, אוטיזם, דיכאון, סכיזופרניה), כמו גם במחקרים ארוכי טווח מתמקדות בהתפתחות נוירולוגית, תופעות התנהגותיות של הפרעות מערכתיות / גידולים, וטיפול תרופתי ממושך.

<table><tbody><tr><td>חבילת הפעלה של ממשק בקרת הספק</td><td>Med Associates Inc.</td><td>MED-SYST-8</td><td>קופסת ממשק וכרטיס PCI המנהלים את כל הכניסות והיציאות של נתוני A/D</td></tr><tr><td>אור גירוי</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-221M</td><td>28 וולט DC, 100 mA, 2.5&nbsp; אור בקוטר ס"מ (להצגת גירוי מותנה)</td></tr><tr><td>גלאי כניסת ראש</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-254-CB</td><td>מאפשר זיהוי כניסת ראש לתוך שקע הגלולה</td></tr><tr><td>Photobeam lickometer</td><td>Med Associates Inc.</td>מערכת חיישן אינפרא אדום <td>ENV-351W</td><td>לזיהוי יירוט קרן על ידי חוטם</td></tr><tr><td>כדורי מזון</td><td>Bio-Serv</td><td>F0163</td><td>כדורי מזון מדויקים ללא אבק (20 מ"ג תזונה מבוססת דגנים של מכרסמים)</td></tr> <tr><td>מתקן מזון</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-203-20</td><td>מערכת אוטומטית לחלוקת מזון המורכבת ממיכל פלסטיק מוגבה וצינור חלוקת</td></tr><tr><td>מזון</td> Med <td>Associates Inc.</td><td>ENV-303R2W</td><td>בסיס רגיש לאינפרא אדום כדי לאותת כאשר כדור מזון מחולק או נאסף</td></tr><tr><td>רשת טיפוס</td><td>Med Associates Inc.</td><td>רשת טיפוס CT</td><td>מדרגות מתכת עמידות, מידות</td></tr><tr><td>תוכנת Med PC IV Med</td><td>Associates Inc.</td><td>SOF-735</td><td>משלב איסוף נתונים מכל המכשירים האלקטרוניים</td></tr><tr><td>MPC2XL v1.4</td><td>Med Associates Inc.</td><td>SOF-731</td><td>כלי העברת נתונים גולמיים</td></tr><tr><td>Soft CR Pro v1.05</td><td>Med Associates Inc.</td><td>SOF-722</td><td>תוכנת ניטור מקוונת מרחוק</td></tr><tr><td>גלגל ריצה</td><td>Med Associates Inc.</td><td>CT-MSUB-ENV-3042-X1</td><td>גלגל פעילות לעכברים</td></tr><tr><td>מונה דיגיטלי</td><td>Med Associates Inc.</td><td>מונה LCD ESUB-ENV-3000</td><td>(4 ספירות = 1 סיבוב = אורך 54.6 ס"מ)</td></tr><tr><td>תופס מסגרת פיקולו חרוץ</td><td>Euresys</td><td></td><td>כרטיס לכידת וידאו PCI ברזולוציה גבוהה</td></tr><tr><td>Ethovision XT 8.5</td><td>Noldus טכנולוגיית</td><td></td> מידע <td>תוכנה למעקב וידאו</td></tr><tr><td>מצלמה</td><td>Panasonic</td><td>WV-BP334</td><td>מצלמת וידאו דיגיטלית נמוכה תלויה על מעמד מתכת בהתאמה אישית</td></tr><tr><td>וידאו מפצל</td><td>אמריקן דיינמיקס</td><td>ADQUAD87</td><td>משלב ומבצע דיגיטציה של כניסות מ-4 מצלמות וידאו</td></tr></tbody></table>

ההתנהגות phenotyping של מודלי murine מחלות עם ההתנהגות המשולבת התחנה (inbest)

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

בשל התקדמות מהירה בהנדסה גנטית, מכרסמים קטנים הפכו נושאים המועדפים בתחומים רבים של מחקר ביו-רפואי. במחקרים של הפרעות במערכת העצבים המרכזית כרוניות, יש ביקוש הולך וגובר לדגמים עכבריים עם גבוה תוקף ברמת ההתנהגות. עם זאת, מנגנונים פתוגניים מרובים וגירעונות תפקודיים מורכבים לעתים קרובות להטיל אתגרים למדוד באופן מהימן ומפרשים את התנהגותם של עכברים חולים כרוני. לכן, ההערכה של פתולוגיה ההיקפית ופרופיל התנהגות במספר נקודות זמן שימוש בסוללה של בדיקות נדרשות. וידאו-מעקב, ספקטרוסקופיה התנהגות, ורכישה מרחוק של מדדים פיסיולוגיים הם מתעוררים טכנולוגיות המאפשרות ניתוח התנהגות מקיף, מדויק, ומשוחד בסביבה כמו בית-בסיס. דו&quot;ח זה מתאר פרוטוקול phenotyping מעודן, הכולל מנגנון ניטור מחוייט (Integrated התנהגות תחנה, INBEST) המתמקד במדידות ממושכות של baפלטים כך במקור פונקציונלי, כגון פעילות ספונטנית, מזון / צריכת מים והתנהגות מוטיבציה בסביבה יחסית ללא מתח. שיפורים טכניים ורעיוניים בעיצוב INBEST עלולים נוספים לקדם שחזור וסטנדרטיזציה של מחקרים התנהגותיים.

איור 3 מדגים לקריאה פסקי שונים במחקר התנהגות ממושך עם עכברי CD1. הנתונים מייצגים את ביצועי בסיס (ימים 6-2 לפני הניתוח), התאוששות לאחר הניתוח (ימים 2-4) והשפעות ההתנהגותיות הנגרמות על ידי ממשל התוך Cerebro-חדרית המתמשכת של נוגדני מוח-reactive (ימים 6 עד 10, שבו 0 מציינים יום הניתוח). ניתוח עם תוכנת אירוע הקלטה מגלה כי קבוצת הניסוי מציגה ליקויים בהתנהגות ingestive, כפי שמעיד תדירות נמוכה יותר של מלקק בקבוק מים (), הגדילו את חביון להתקרב לפתרון סוכרוז (B), והירידה בצריכת מזון (C) ב תקופת הניסוי. בד בבד עם שינויים אלה, הם גם מראים פעילות גלגל ריצה מופחתת בהשוואה לעכברים לשלוט (D). כפי שנמדד על ידי תוכנת מעקב וידאו, קבוצת הניסוי גם ambulates פחות בבית הכלוב (E) ומעדיפה לבלות יותר זמן במקלט (F). הבדלי התנהגות אלהמחדש מאויר על ethograms מדגם (G). <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig3.jpg" /> איור 3. משתני נציג בסדרה של מפגשים יומיים של 10 שעות הממחישים את כוח המבחין של מערכת INBEST. עכברי ניסוי (חשופים לנוגדני מוח-reactive מעל 2 שבועות) לשתות פחות מים (), תיקח זמן רב יותר להתקרב פתרון סוכרוז ( B), ולצרוך פחות מזון (C) במהלך תקופת הבדיקה. בד בבד עם שינויים אלה, הם גם מראים פעילות לקויה, כפי שהודגם על ידי ספירה מופחתת גלגל ריצה (D), ירידה בניידות (E) ושהות ממושכת במקלט (F). הבדלי התנהגות אלה באים לידי הביטוי בethograms מדגם (G). הפנל העליון מציג את ההתנהגות של עכבר ניסיוני ביום 6, מאופיינת בהתנהגות מופחתת ingestive,פעילות גלגל ריצה נמוכה יותר וזמן מקלט גדל בהשוואה לעכבר שליטת קבלת רכב (פנל תחתון). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

ניטור ממושך והמקיף של עכברים בסביבת כלוב-הבית מספק הבנה עמוקה יותר של התנהגות חריגה במודלים עכבריים של מחלות מוח. מאמר זה מתאר את ההתנהגות המשולבת התחנה (INBEST) כמרכיב המרכזי בניתוח התנהגות עכשווי.

ההתנהגות phenotyping של מודלי Murine מחלות עם ההתנהגות המשולבת התחנה (INBEST)

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

המטרה הכללית של מתודולוגיה זו היא לשפר את השחזוריות והסטנדרטיזציה של פנוטיפיקה התנהגותית ועכברים ניסיינים באמצעות ניטור רציף של מדדי התנהגות בסיסיים בסביבה מוכרת. מערכת מודולרית זו מורכבת מגלגל ריצה ממוחשב עם רשת טיפוס דיגיטלית, מתחן מזון אוטומטי, שני TERs המבוקרים על ידי תאי פוטו, גירוי אור מבוקר מחשב ומחסה; רכיבים מצד שלישי וטכנולוגיית MPEG 4 באינפרא-אדום משולבים עם חבילות תוכנה למעקב וידאו והקלטת אירועים. המערכת מחוברת ליצירת שמונה זירות, המאפשרות ניטור בו-זמני של ארבעה בעלי חיים ניסיינים וארבעה בעלי חיים מקבוצת ביקורת. השהיות, תדירויות ומשכי זמן של התנהגויות ספציפיות מנותחים באמצעות תוכנת MED PC 4.בעוד שפעילות לוקומטורית וטופוגרפיה של נתיבי תנועה מוערכות באמצעות תוכנת ETH ovision XT 8.5 תוך שימוש בניתוח סטטיסטי מקיף, הנתונים עובדו לעיתים קרובות כדי לחשוף שינויים התנהגותיים שנובעים מהתקדמות המחלה במודלים שונים של עכברים. הטבע המורכב והרגיש של ההתנהגות הופך לעיתים קרובות את המדידות המהימנות בעכברים חולים באופן כרוני לקשות מאוד.שימוש בטכנולוגיות חדשות המאפשרות ניתוח התנהגותי מדויק ובלתי מוטה. אנו מתארים מערכת ניטור בהתאמה אישית הנקראת Inves או תחנה התנהגותית משולבת (Integrated behavioral station). מכשיר זה תוכנן לספק מדידות ממושכות של תפוקות תפקודיות בסיסיות כגון פעילות ספונטנית, צריכת מזון ומים, תגובתיות רגשית והתנהגות מונעת, וכל זאת בסביבה דמוית בית עם רמות מתח נמוכות.היתרונות העיקריים של מערכת invest על פני בדיקות התנהגותיות בודדות כוללים ניטור רציף, הפחתת סטרס הנובע מהובלה, ואיסוף מהיר של מספר סטים של נתונים המועברים באופן מיידי לניתוח ממוחשב לא מוטה. למרות שניטור רציף מטפל במשתנים מתערבים הנפוצים במחקרים מסורתיים, חשוב לציין כי תחומים מסוימים של התנהגות, כגון תפקוד נוירולוגי ולמידה מרחבית, אינם ניתנים לבדיקה בסביבת כלוב הבית, דבר המצריך בדיקות נוספות להשלמת הערכת הפרופיל ההתנהגותי. שבוע עד שבועיים לפני תחילת הניסוי, יש להתחיל בהגשמת העכברים למחזור של 12 שעות אור ו-12 שעות חושך. העכברים פעילים ביותר בלילה.הגדירו את מסגרת הזמן של מחזור החשיכה כך שתהיה מקבילה לשעות העבודה של החוקר. שאר הגורמים הסביבתיים, כגון טמפרטורה ואוורור, צריכים להישאר קבועים במהלך תקופה זו. לצורך זיהוי מספרי קבוע, בצעו קעקוע בזנב העכברים חמישה עד שבעה ימים לפני הבדיקה.טפלו בעכברים באופן קבוע למשך עד שעתיים ביום, ובכך הרגילו אותם למדד העקה, ורשמו את משקל הגוף ואת טמפרטורת הרקטום, וכן תעדו את מראהם הכללי. הסירו מהמחקר עכברים המראים חריגות גסות כגון צריכת מזון או מים נמוכה, ירידה במשקל הגוף, תנוחה שפופה, פרווה מקומטת או מוכתמת, הידרוצפלוס, או הפרשת פורפירין מסביב לעיניים. בנוסף, ניתן לבצע במהלך פרק זמן זה מגוון רחב של מבחנים התנהגותיים, כגון מבחן השטח הפתוח (open field), המאפשרים הבנה מקיפה יותר של ליקויים בתפקוד.עבור מחקר התנהגותי ממושך, יש לוודא שבמפיץ המזון ישה אספקה מלאה של כופתיות מזון לעכברים. כל כופת שוקלת 20 milligrams. בקבוק אחד צריך להיות מלא תמיד במי ברז טריים.במבחן העדפה, בקבוק שני יכול לספק תמיסה חלופית בעלת עניין, כגון תמיסה המכילה סוכר. שקלו את הבקבוקים כדי להעריך את הנפח שנצרך בין המפגשים. כדי למדוד את זמן ההמתנה (latency) ואת תדירות פרקי השתייה, יש לחבר את פיות הבקבוקים ל-TERs.חיישן אינפרא-אדום מזהה ליקוק, לכן יש לוודא שהחיישן אינו חסום על ידי פיית הנתמך. אם הדבר קורה, שנו את אורך הנתמך כך שיתאים לכלוב. יש להציב מחסה בפינה מרוחקת מגלגל הריצה.לצורך מעקב וידאו, יש לוודא שהחדר מואר בתאורה עמומה ומפוזרת שאינה משתקפת מהרצפה או מהקירות. לאחר שהתאורה הוגדרה נכונה, ניתן לבצע דיגיטציה של זירת הבדיקה עבור תוכנת הבדיקה. בהדגמה זו, נעשה שימוש בחבילת התוכנה ETH Ovision XT 8.5 להגדרת הזירה.התחילו בפתיחת פרויקט מעקב ברירת מחדל והזנת הגדרות הניסוי. לאחר מכן בחרו את מקור הווידאו, ובמקרה זה ה-piccolo diligent grabber. הגדירו את מספר זירות המעקב לארבע.בחרו את מרכז האף והזנב כנקודות המעקב, ובחרו את יחידות המדידה Next מרשימת הניסויים. תחת תפריט ההגדרות (setup), הגדירו את מספר הניסויים על ידי לחיצה על כפתור הוספת ניסויים (add trials). לאחר מכן, הפעילו את אפשרות הוספת המשתנה (add variable) כדי לציין משתנים בלתי תלויים כגון מזהה העכבר, קבוצת מגדר, הקצאה וזן.כעת צלמו תמונת רקע של הזירה על ידי לחיצה על לשונית הגדרות הזירה (arena settings) והגדרת היקף הזירה באמצעות כלי השרטוט הזמינים. לאחר הגדרת הזירה, השתמשו באפשרות הוספת אזור (add zone) כדי לתחום אזורי עניין כגון הרצפה, ה-TERs, מתקן המזון וכדומה. לאחר מכן, הוסיפו אזורים שבהם העכבר אינו נראה באמצעות אפשרות קבוצת הוספת אזור נסתר (add hidden zone group). זה כולל את המחסה ואת גלגל הריצה.לכל אזור נסתר צריכה להיות נקודת כניסה ויציאה מוגדרת. לאחר הגדרת ההיקף והאזורים של כל זירה, בצעו בדיקות כיול באמצעות אפשרות הכיול בתוכנה. השתמשו בכלי גישת קנה המידה (scale access tool) כדי לקבוע את הרוחב והאורך של כל זירה.לאחר מכן, יש לאמת את ההגדרות של כל זירה באמצעות כפתור האימות (validate) ולהמשיך בהגדרת פרמטרי הניסוי ובאיסוף הנתונים. כדי לרכוש נתונים, יש להגדיר תחילה את פרמטרי רכישת הנתונים בתוכנית. התחל בגישה ללשונית הגדרות בקרת הניסוי והגדר את מסגרות הזמן עבור מערך הניסויים.תנאי ההתחלה הוא להתחיל כאשר משך השהות של נקודת המרכז בזירה עולה על שנייה אחת; משך הניסוי נקבע על ידי הרחבת תיבת תנאי העצירה והגדרת סיום הניסוי לאחר השהיה קבועה מראש, כגון 10 שעות. כעת, בחרו אפשרות מתוך שיטת הזיהוי תחת לשונית הגדרות הזיהוי. לאחר מכן, קבלו תמונת ייחוס של הזירה הריקה באמצעות כפתור ההגדרות ובחירה ב-Grab current בעודכם במודול הזיהוי, והתאימו את טווח הניגודיות עבור נקודות הזיהוי של קצה האף והזנב. הגדירו את הטווח להיות רציף.לאחר מכן, ציינו האם העכבר בהיר יותר או כהה יותר מהרקע. כעת כוון את הגדרת גודל הסובייקט, המבוססת על שדה הראייה של המצלמה. לאחר מכן, במידת הצורך, כוון את מספר הפריימים לשנייה (frames per second) של הניתוח, בהתאם ליכולות המחשב.עיבוד של 14.9 פריימים. בדרך כלל שנייה אחת מספיקה. לאחר ביצוע כל השינויים באפשרויות של מודול הזיהוי, ודאו שהם נשמרים לפני שתמשיכו למדידת השהיה, תדירות ומשך זמן של פעולות התנהגותיות.שגרה מותאמת אישית ב-MED PC four משמשת להזנה שלב-אחרי-שלב של פרמטרי הסשן, כגון מזהה העכבר, משך הניסוי, מקצים של גלגל ריצה וכדומה. כאשר כל הפרמטרים הוזנו וכל ציוד הבדיקה הופעל, יש להמשיך בהנחת העכבר לתוך הזירה. לאחר מכן, סנכרנו את חבילות הווידאו ומעקב האירועים על ידי לחיצה סימולטנית על כפתורי ההקלטה ועזבו את החדר בשקט; עם סיום תקופת ההקלטה, החזירו את העכברים לכלוביהם, מדדו את משקלי הבקבוקים ושמרו את כל הנתונים שהוקלטו במדיה דיגיטלית.ניתן להוציא את הנתונים הגולמיים לגיליון אלקטרוני לצורך ניתוח, ואת קובצי הווידאו הגולמיים ניתן לדרג עבור התנהגויות נדירות כגון סטריאוטיה או פרכוסים. מחקר ממושך עם עכברי CD one באמצעות ה-in best בוצע מספר ימים לפני הניתוח. נתוני בסיס נאספו, ולאחריהם נאספו נתונים לאחר הניתוח הכוללים מתן ממושך של נוגדנים תגובתיים למוח בדרך תוך-חדרית (intra cerebro ventricular).החל מהיום החמישי, קבוצות הניסוי הראו ליקויים שונים, כולל הפחתה בליקוק בקבוקי מים. הן הראו גם עלייה בזמן התגובה (latency) בהגעה לבקבוקים המכילים תמיסת סוקרלוז, וכן ירידה בצריכת המזון. במקביל לשינויים אלה, העכברים שקיבלו נוגדנים רב-סוגיים (reactive antibodies) למוח הראו גם ירידה בפעילות בגלגל הריצה בהשוואה לעכברי ביקורת; גם הניידות שלהם, כפי שנמדדה באמצעות תוכנת המעקב בווידאו, הייתה מופחתת.בקבוצה הניסויית, העכברים שעברו טיפול העדיפו לבלות את זמנם במקלטים. באמצעות נתונים אלו, נבנתה תוכנית פשוטה כדי להמחיש את ההבדלים התנהגותיים אלו. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה לגבי האופן שבו ניתן להקים מערך ניטור בהתאמה אישית לצורך ניתוח התנהגותי לא מוטה.בסביבה הדומה למסגרת ביתית, פנוטיפיקה אוטומטית של כלוב ביתי מספקת שפע של מידע המאפשר הערכה מדויקת יותר של קינטיקת ההתחלה וחומרת הליקויים ההתנהגותיים המושרים על ידי המחלה, הקשורים ללוקומוציה ספונטנית, התנהגות מונעת ותגובתיות רגשית; זאת על ידי מזעור בעיות הקשורות להגדרות סביבתיות לא עקביות, הובלה, סטרס וטיפול חוזר. מכשירים מסוג inves יכולים לשפר משמעותית את העקביות והדיוק של תוצאות התנהגותיות במחקרים נפרדים.

behavioral-phenotyping-murine-disease-models-with-integrated

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

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.

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

מערכת אוטומטית לחלוטין למדידת נכסים משמעותיים מבחינה פיזיולוגית של מנגנוני תיווך לוקליזציה המרחבית, לוקליזציה זמנית, משך, קצב והערכת הסתברות, הערכת סיכונים, אימפולסיביות, ואת הדיוק ואת הדיוק של זיכרון, כדי להעריך את ההשפעות של מניפולציות גנטיות ותרופתיות על מנגנונים בסיסיים של הכרה בעכברים.

אוטומטי, כמותי קוגניטיבי / הקרנת התנהגות של עכברים: לגנטיקה, פרמקולוגיה, בעלי החיים קוגניציה והוראה לתואר ראשון

רמות פעילות השדה פתוחות נמצאות בשימוש על מנת להעריך את רמות פעילות קטר והתנהגותיים. פרוטוקול זה מספק פרוטוקול מעוצב היטב, סטנדרטי לשימוש בניסויים בבעלי הפרעות תוקפת.

מדידות התנהגות ושל תנועה באמצעות מערכת ניטור פעילות שדה פתוחה למחלות שריר שלד

פרוטוקול זה מתאר את לוח החורים ששונה, שהוא מערך מבחן התנהגותי הכולל את המאפיינים של שדה פתוח ולוח חורים מסורתי. מערך זה מאפשר ניתוח דיפרנציאלי של התנהגות בלתי מותנית של יונקים קטנים במעבדה כמו גם ניתוח של יכולות קוגניטיביות.

מועצת החור השתנה - מדידת התנהגות, קוגניציה ואינטראקציה חברתית בעכברים וחולדות

מאמר זה מתאר פרוטוקול עבור הערכות קוגניטיביות של דגמים גנטיים של אלצהיימר באמצעות מערכת IntelliCage, אשר הוא מערכת התנהגותית תפוקה גבוהה אוטומטית ניטור עם התניה אופרנטית.

אוטומטית, וזמינותו התנהגות לטווח ארוך עבור פונקציות קוגניטיביות במודלים גנטיות מרובות של מחלת אלצהיימר, באמצעות IntelliCage

אנו מתארים הקמת מודל מאתר מחלת פרקינסון באמצעות MPTP, הערכות התנהגותיות באמצעות גליל ובדיקות שדה פתוח כדי למדוד המוטורית. ואז נשתמש בסדר גמור. בתור דוגמה אחת להראות כיצד ליישם את מודל זה במחקר של משטרת...

הערכות התנהגותיות של גפיים ספונטנית במודל מאתר MPTP-induced מחלת פרקינסון

ניתוח טביעת רגל הוא חלופה בעלות נמוכה לניתוח הילוך ההילוך הדיגיטלי עבור החוקרים הפרעות בתנועה של עכברים. בשל המהירות שלה, פשטות, ופוטנציאל האורך, הוא אידיאלי עבור פנוטיפים התנהגותיים של מודלים של העכבר.

בעלות נמוכה ניתוח הילוך עבור פנוטיפים התנהגותיים של מודלים של עכבר של מחלות נוירוסקולריות

מודלים של מכרסמים הם כלים רבי ערך לחקר התנהגויות ליבה הקשורות להפרעת הספקטרום האוטיסטי (ASD). במאמר זה, אנו מסבירים על שני מבחנים התנהגותיים למידול מאפייני הליבה של ASD בעכברים: טיפוח עצמי, המעריך התנהגות חוזרת, ומבחן אינטראקציה חברתית בן שלושה חדרים, המתעד ליקויים חברתיים.

אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

מאמר זה מציג פרוטוקול לאינדוקציה של מודל עכברוש ייחודי של הפרעה דו קוטבית הלוכד התנהגות דמוית מאניה ודיכאון.

פיתוח מודל חולדות להפרעה דו קוטבית

פרוטוקול זה מספק מסגרת להערכת שינויים התנהגותיים הנגרמים מלחץ ב-Drosophila melanogaster. שילוב בדיקות משלימות מאפשר כימות של פעילות, חקר וקבלת החלטות עבור זבובים בודדים. הגישה גמישה וניתנת להתאמה למגוון רחב של מחקרים החוקרים ביולוגיה של לחץ, חילוף חומרים ותפקוד נוירו-התנהגותי.

פנוטיפ התנהגותי רב-מודלי של מצבים דמויי דיכאון הנגרם מלחץ בדרוזופילה מלנגסטר

למדו פנוטיפינג התנהגותי במודלי מחלות עכברים באמצעות מערכת INBEST. שיטה זו מאפשרת ניטור רציף בסביבת כלוב ביתית לשיפור אמינות הנתונים והפחתת מתח.

ההתנהגות phenotyping של מודלי Murine מחלות עם ההתנהגות המשולבת התחנה (INBEST)

גלה סרטונים נוספים