C. elegans Monitoraggio e valutazione del comportamento

Summary

Abbiamo sviluppato un sistema di tassi di video-microscopio di monitoraggio in grado di registrare e quantificare C. elegans ad alta risoluzione e velocità elevate. Abbiamo anche sviluppato metodi computazionali per ridurre la dimensionalità dei vermi immagini ad un insieme fondamentale di misurazioni che descrivono completamente la forma del verme.

Abstract

Abbiamo sviluppato tecniche di analisi della strumentazione, elaborazione delle immagini, e dati per quantificare il comportamento motorio di C. elegans come striscia sulla superficie di una piastra di agar. Per lo studio della genetica, basi biochimiche, e neuronali del comportamento, C. elegans è un organismo ideale perché è geneticamente trattabile, suscettibili di microscopia, e mostra un certo numero di comportamenti complessi, compresi i taxi, di apprendimento, e ^1,2 interazione sociale. Analisi comportamentale basata sul monitoraggio dei movimenti di vermi che strisciano sulle piastre di agar sono stati particolarmente utili nello studio del comportamento sensoriale ^3, locomozione ^4, e la fenotipizzazione generale mutazionale ^5. Il nostro sistema funziona spostando il sistema di telecamere e illuminazione come i vermi striscia su una piastra di agar stazionaria, che garantisce l'assenza di stimolo meccanico viene trasmessa alla vite senza fine. Sistema di tracciamento è facile da usare e comprende un semi-automatico funzione di calibrazione. Un challenge di video di tutti i sistemi di inseguimento è che genera una quantità enorme di dati che è intrinsecamente dimensionale. Nostra elaborazione delle immagini e programmi di analisi dei dati affrontare questo problema riducendo la forma vermi in un insieme di componenti indipendenti, che globalmente ricostruire il comportamento vermi come funzione di solo dimensioni 3-4 ^6,7. Come esempio del processo si dimostra che il verme entra ed esce allo stato inversione in maniera specifica fase.

Protocol

1. Descrizione del Microscopio monitoraggio

1. Una piastra di agar è illuminato da una sorgente di luce in fibre e ripreso con una telecamera. Questo sistema è montato un, traduzione Y X stadio.
2. Lo stadio è mosso da motori passo-passo standard, che sono collegati ad un controllore motore passo-passo.
3. Il controllore e fotocamera sono collegati al computer e controllati da programmi personalizzati scritti in LabVIEW.
4. La telecamera le immagini della superficie di una piastra di agar e identifica gli oggetti scuri su sfondo chiaro.
5. La qualità dell'immagine viene regolata in modo che il programma di computer può quantifi....

Results

Esempio: Quando foraggiamento, C. transizioni elegans da avanti a indietro movimento, spesso l'esecuzione di un nuovo orientamento (omega giro) prima di tornare allo stato di avanzamento. Quantificare questo passaggio è importante per la comprensione dei modelli di foraggiamento di movimento e anche nel controllo motorio del worm. Il potere di rivelare i dettagli sottili di comportamento locomozione può essere visualizzato utilizzando il nostro dispositivo tracker.

A titolo.......

Discussion

Lo studio della locomozione e il comportamento naturale richiede tecniche di rilevamento non invasive nei paesi partner e con le tecniche di riduzione dei dati. Qui abbiamo dimostrato un facile da usare sistema di tracciamento che registra le immagini dettagliate di C. elegans comportamento come striscia sulla superficie di una piastra di agar. La quantità di informazioni contenute in queste immagini è vasto e alto-dimensionali, e così abbiamo anche sviluppato metodi per ridurre la dimensionalità dei dati in so.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Nome della parte	Azienda	Numero di catalogo	Commenti (opzionale)
Telecamera CCD	Basler	A601f
Lente	Edmund Optics	MMS serie
Illuminazione a fibre	Dolan Jenner	DC-950H
Traduzione fase	Deltron	LS3-4
Motore passo-passo	US digitale	MS23C
Passo-passo motore	Geco	G201
Motore passo-passo di controllo	SimpleStep	SSXYZ
			Tutto il codice di programmazione è disponibile. Si prega di inviare una email di richiesta al autore corrispondente.