מדידת Tameness פעילים וסבילים בנפרד בעכברים
10 באוגוסט 2018
Tameness בבעלי חיים כולל הפחתה של תגובות הימנעות בני אדם (tameness פסיבי) ועלייה גישות פעיל לבני (tameness פעיל). כאן, אנו מתארים פרוטוקולים מפורט עבור שלוש בדיקות התנהגותית (tameness פעיל tameness פסיבי, השהייה בבנמצא בדיקות) למדוד בנפרד את tameness פעיל וסביל של עכברים.
שיטה זו יכולה להעריך את רמת האילוף אצל כל עכבר, והנתונים יהיו שימושיים מאוד למחקרים נוספים על אילוף, כגון מיפוי גנטי של גנים הקשורים לאילוף. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא יכולה להעריך שני מרכיבים עיקריים של אילוף: אילוף אקטיבי ואילוף פסיבי, בנפרד, על ידי שימוש בשיטה זו. ידגימו את ההליך מר הירומיצ'י נגאיאמה, סטודנט לתואר שני, וגב' מוטוקו ניהיי, טכנאית מהמעבדה שלי.
כדי להתחיל, הפעל את המצלמה הדיגיטלית והתחל בהקלטה. לאחר מכן, השתמש בזוג פינצטה גדולה כדי להרים בעדינות את העכבר בזנב. העבר את העכבר מהכלוב הביתי שלו למרכז מנגנון השדה הפתוח.
לאחר הפעלת שעון העצר, הנח יד בפינה השמאלית התחתונה של המכשיר. כשכף היד פונה כלפי מעלה, נענעו את האצבעות, לאט וביציבות. לאט, הזז את היד לכיוון העכבר ועצור במרחק של 10 סנטימטרים מהצד של גוף העכבר.
שמור על מרחק זה אם העכבר מנסה להתרחק. אם העכבר מתקרב אל היד, השאר את היד באותה תנוחה והמשך להזיז את האצבעות לאט וביציבות. הסר את העכבר ביד החופשית אם הוא מנסה לטפס במעלה הזרוע.
לאחר דקה אחת, סיים את הבדיקה. לאחר מיקום העכבר במכשיר, הנח את יד שמאל במכשיר. לאחר מכן, הזז לאט ובהתמדה את היד לכיוון העכבר וגע בעדינות בעכבר בקצות האצבעות.
המשך לגעת בעכבר בקצות האצבעות עד שהוא מתרחק. כאשר העכבר מנסה לנתק מגע, עקוב אחריו עם היד והתחל מחדש את המגע. סיים את הבדיקה לאחר דקה אחת.
מיד לאחר סיום הבדיקה הקודמת, השתמש בזוג פינצטה גדולה כדי להרים את העכבר בזנב ולהניח אותו בעדינות על כף היד השמאלית. לטפו את העכבר בעדינות עם האגודל השמאלי, עד שהוא עוזב את היד. לאחר מכן, הנח את העכבר בחזרה על כף היד בעזרת הפינצטה.
לאחר הניסיון השלישי, הפסק את הקלטת הווידאו ושקול את העכבר. לאחר החזרת העכבר לכלוב הביתי שלו, רשום את כמות הצואה והשתן שנותרה בשדה הפתוח של המכשיר. לאחר מכן, נגב את המכשיר והכפפות במגבת נייר ספוגה בחומר חיטוי יודופור 0.2%, ונגב את המכשיר במגבת הנייר היבשה.
לאחר הקצאת מפתחות לכל אינדקס התנהגות, הפעל את תוכנת tanaMove. לאחר מכן, גרור ושחרר את קובץ הווידאו לניתוח לחלון. ודא שהקובץ נטען ושהמידע בקובץ הנתונים.
תיבת CSV נכונה. לחץ על הלחצן Ready והזן את המקשים שהוקצו לכל אינדקס התנהגות בחלון הבא. לאחר מכן, לחץ על לשחק כפתור כדי להפעיל את קובץ הווידאו ולעצור כדי להשהות אותו.
לחץ על A כאשר העכבר נצפה מתקרב אל היד או מתקרב אליה. לחץ על R כאשר העכבר נצפה מקטר מבלי לפנות לכיוון היד במהלך מבחן האילוף הפעיל. לחץ והחזק את W כאשר צליל הטיימר נשמע לאחר 60 שניות כדי לסמן את סיום מבחן האילוף הפעיל.
כאשר יד שמאל נכנסת לפריים, התחל את הניתוח עבור מבחן האילוף הפסיבי. לחץ על A כאשר העכבר נצפה מתקדם לכיוון היד ו-R כאשר העכבר נצפה נע מבלי לפנות לכיוון היד. לאחר מכן, לחץ והחזק את W כאשר צליל הטיימר נשמע ב-60 שניות.
התחל את ניתוח האילוף הפסיבי כאשר יד שמאל נצפית נכנסת לפריים. בזמן שהסרטון מתנגן, לחץ על A כאשר העכבר נצפה מתקרב ליד ו-R כאשר העכבר נצפה נע מבלי לפנות לכיוון היד. פעם נוספת, לחץ על W כאשר הטיימר נשמע ב-60 שניות.
לאחר מכן, לחץ על T בכל פעם שהעכבר נשאר על היד במהלך הבדיקה. לאחר סיום הבדיקה, לחץ על עצור. לאחר מכן, לחץ על הקודם כפתור כדי להפעיל חלון חדש והזן שם קובץ חדש עבור קלט נתוני ה-CSV.
לאחר מכן, לחץ על מוכן כפתור והזן את המקשים המתאימים בחלון החדש. לאחר מכן, לחץ על כפתור ההפעלה כדי להפעיל מחדש את הסרטון ולהתחיל ניתוח של מבחן האילוף הפעיל. בזמן שהסרטון מופעל, לחץ על T בכל פעם שהעכבר יוצר קשר עם המטפל מרצונו.
כאשר הטיימר נשמע ב-60 שניות, לחץ והחזק את W.במהלך מבחן האילוף הפסיבי, לחץ על T כאשר העכבר מאפשר למטפל לגעת בגופו. לאחר מכן, לחץ והחזק את W כאשר הטיימר נשמע לאחר 60 שניות. לאחר מכן, לחץ על תפסיק כפתור ולאחר מכן על חזרה כפתור לפני הזנת שם קובץ עבור פלט נתוני ה-CSV.
לאחר מכן, לחץ על מוכן כפתור כדי להפעיל חלון חדש להזנת המפתחות שהוקצו. לאחר מכן, לחץ על הפעל כדי להתחיל את מבחן האילוף הפעיל. כאשר העכבר נצפה קופץ, לחץ על J.לאחר מכן, לחץ על W כאשר הטיימר נשמע לאחר 60 שניות.
לחץ על תפסיק לחצן, כדי לעצור את תצפית הווידיאו והטיימר נשמע שוב ב-60 שניות. לאחר מכן, לחץ על חזרה כפתור והזן שם קובץ עבור פלט נתוני ה-CSV. לאחר מכן, שמור את כל קבצי הנתונים הגולמיים בתיקייה המכילה את הקובץ השני המשלים.
פתח את קובץ השניים המשלים ולחץ על כפתור סיכום. לבסוף, שמור את התוצאות כקובץ נפרד לניתוחים נוספים. באמצעות רבייה סלקטיבית, נוצרו עכברים עם אילוף פעיל ברמה גבוהה.
עכברים מקבוצות הרבייה הסלקטיביות קיבלו ציונים גבוהים יותר במבחן האילוף הפעיל, והפגינו משכי מגע ארוכים יותר עם היד האנושית מאשר עכברי הביקורת. עכברים משתי הקבוצות לא היו שונים באופן משמעותי בכיוון, בתנועה או במשך הקפיצה. עם זאת, העכברים שנבחרו אכן קיבלו ציונים גבוהים יותר במבחן האילוף הפסיבי.
בנוסף, העכברים שנבחרו נשארו על יד אנושית זמן רב יותר באופן משמעותי מאשר עכברי הביקורת במבחן ההישארות על היד. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור להימנע מטיפול בעכברים עד לביצוע מבחן האילוף, שכן חווית הטיפול עלולה להשפיע באופן משמעותי על האילוף של כל עכבר.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מציג פרוטוקולים להערכת רמות ביות בעכברים, תוך התמקדות בביות אקטיבי ופסיבי. השיטות המתוארות נועדו לספק הערכה מקיפה של האופן שבו עכברים מקיימים אינטראקציה עם בני אדם.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח ההתנהגותיים
- התנהגות בעלי חיים
- אתולוגיה
רקע
- ביות בבעלי חיים מאופיין בהפחתה של התנהגויות הימנעות ובעלייה בהתנהגויות גישה כלפי בני אדם.
- הבנת הביות יכולה לספק תובנות לגבי ביות בעלי חיים והתנהגותם.
- בדיקות התנהגותיות יכולות לסייע במיפוי גנטי של תכונות הקשורות לביות.
- ביות אקטיבי וביות פסיבי הם מרכיבים קריטיים שניתן למדוד בנפרד.
מטרת המחקר
- פיתוח ותיאור של פרוטוקולים למדידת אלופה (tameness) אקטיבית ופסיבית בעכברים.
- אספקת מסגרת למחקרים עתידיים על הבסיס הגנטי של אלופה.
- הדגמת היישום המעשי של פרוטוקולים אלו בסביבת מעבדה.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- מבחן אלףות פעיל
- מבחן אלףות סביל
- מבחן שהייה על היד
- שימוש במצלמה דיגיטלית להקלטת תגובות התנהגותיות
תוצאות עיקריות
- השיטות מאפשרות הערכה נפרדת של אלגות (tameness) אקטיבית ופסיבית בעכברים בודדים.
- הנתונים שנאספו יכולים לתרום להבנת הגורמים הגנטיים המשפיעים על אלגות.
- הדגמת הפרוצדורה על ידי כוח אדם מיומן משפרת את השחזוריות.
- התוצאות יכולות להוות בסיס למחקרים נוספים על התנהגות בעלי חיים וביות.
מסקנות
- הפרוטוקולים שנקבעו יעילים להערכת מידת האلفة בעכברים.
- שיטות אלו יכולות להקל על מחקרים עתידיים בנושא המיפוי הגנטי של אלופה.
- להבנת האلفة ישנן השלכות רחבות יותר על מחקרי התנהגות בעלי חיים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
הערכה של תכונות התנהגותיות, כגון רסון (tameness), במודלים פרה-קליניים תומכת בתיקוף של יעדים על ידי התרת סיכונים מכניסטיים של נתיבים נוירופסיכיאטריים ונתיבים של התפתחות נוירולוגית. כימות נפרד של מרכיבים פעילים וסבילים משפר את הביטחון החזוי בזיהוי סמנים ביולוגיים תרגומיים ובבחירת זנים לסריקה טיפולית.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות הקשורות להתנהגויות של גישה חברתית והימנעות במודלים של מחלות.
- ערך תפעולי: מספק מדדים התנהגותיים סטנדרטיים לתיקוף תפקודי של מטרות במחקרים גנטיים.
סריקה ופיתוח בדיקות (Assay Development)
- ערך מדעי: יוצר מדדים כמותיים מבוססי זמן עבור מגע פעיל, סבילות פסיבית ושימור אחיזה ביד, לצורך תמיכה בסטנדרטיזציה של הבדיקה.
- ערך תפעולי: מקל על מוכנות לסריקה בשקיפות גבוהה (high-throughput screening) הודות למשך בדיקה של 3 דקות ותהליך עבודה ממוטב של ניתוח וידאו אוטומטי.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: תומך במידול מערכות רלוונטי למחלות על ידי הפרדה בין ממדי המוטיבציה והסבילות באינטראקציה בין בני אדם לבעלי חיים.
- ערך תפעולי: מאפשר רציפות משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני באמצעות פנוטיפ התנהגותי עקבי לאורך דורות.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד
השיטה משתלבת בתהליכי עבודה של ביולוגיה של גילוי על ידי אספקת פלטים מדידים לבדיקת השערות ולהבהרה של מסלולים בגנטיקה התנהגותית.
- ביולוגיה של הגילוי: תומך בבדיקת היפותזות של גנים המשפיעים על מוטיבציה חברתית והכחדת פחד באמצעות מדדי ביות אקטיביים ופסיביים נפרדים.
- סריקה: מספק פלטי התנהגות כמותיים וניתנים לשחזור, המאפשרים השוואה בין תנאים גנטיים או פרמקולוגיים.
- אנליטיקה: מאפשר ניתוח סטטיסטי של משך המגע, השהיית הגישה וזמן הסובלנות, לצורך סיווג של קווי עכברים לריבוי או למחקרי התערבות.
- מחקר תרגומי: תואם פיתוח של סממנים ביולוגיים על ידי זיהוי אנדופנוטיפים התנהגותיים הקשורים לווריאנטים גנטיים.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה התנהגותית הניתנת לשימוש חוזר לאפיון זנים לאורך זמן ולהרמוניזציה של נתונים בין מחקרים שונים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון בחיזוי על ידי הפחתת סיכונים הנובעים מעמימות מכניסטית במסלולי התנהגות חברתית.
- ערך תפעולי: משפר את השחזוריות באמצעות מכשור סטנדרטי, פרוטוקולים בעלי תזמון קבוע ודירוג בסיוע תוכנה.
- ערך אסטרטגי: משפר קבלת החלטות מסוג go/no-go בתעדוף מטרות על ידי הפחתת תוצאות חיוביות כוזבות הנובעות משונות התנהגותית בלתי נשלטת.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר קידום מותאם סיכונים של זנים או תרכובות על בסיס פרופילים התנהגותיים מאושרים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות במדעי המוח ההתנהגותיים ובניתוח אתולוגי מבוסס וידאו.
- תלוי בציוד הקלטה דיגיטלי, במכשיר שטח פתוח (open field) ובתוכנה למעקב תנועה (tanaMove).
- מחייב סטנדרטיזציה בין צוותים להתנהגות המטפל, לרמזי תזמון ולקריטריוני ניקוד כדי למזער שונות בין צופים.
- כולל שיקולי התאמה בעת העברת פרוטוקולים בין זני עכברים שונים או תנאים סביבתיים שונים.
- מוגבל על ידי השפעת המטפל על ההתנהגות, דבר המחייב תקופות אקלמיטציה והערכה עיוורת להפחתת הטיות.
שאלות ותשובות בנושאי ביו-פארמה
Chapters in this video
0:04
Title
0:49
Procedures for Active Tameness Test
1:41
Procedures for Passive Tameness Test
2:10
Procedures for Stay-On-Hand Test and Post-Experimental Procedures
2:52
Assignment of Keys for Video Analysis
5:49
Summarize the Data
6:08
Results: Selective Breeding Successfully Produces Mice with High Levels of Active Tameness
6:48
Conclusion
