Methodenartikel

Geautomatiseerde, Kwantitatieve Cognitieve / Behavioral Screening van Muizen: Voor Genetica, Farmacologie, Animal Cognition and Undergraduate Instructie

DOI:

10.3791/51047

⸱

26 februari 2014

 ,  ,  ,  , 
1Department of Psychology, Rutgers University, 2Department of Psychology, Koç University, 3Center for Neural Science, New York University, 4Department of Mathematics & Computer Science, Fairfield University

In dit artikel

Samenvatting

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

Volledig geautomatiseerd systeem voor het meten fysiologisch zinvolle eigenschappen van de mechanismen bemiddelende ruimtelijk lokaliseren, temporele lokalisatie, duur, snelheid en waarschijnlijkheid schatting risicobeoordeling, impulsiviteit, en de nauwkeurigheid en precisie van het geheugen, om de effecten van genetische en farmacologische manipulaties op beoordelen fundamentele mechanismen van cognitie bij muizen.

Samenvatting

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

We beschrijven een high-throughput, high-volume, volledig geautomatiseerde, inwonende 24/7 gedrags testen systeem voor de beoordeling van de effecten van genetische en farmacologische manipulaties op fundamentele mechanismen van cognitie en leren in muizen. Een standaard polypropyleen muis behuizing bad is aangesloten via een acrylbuis een standaard commerciële muis test box. De test doos heeft 3 hoppers, waarvan er 2 zijn aangesloten op feeders pellet. Allen zijn intern verlichtbaar met een LED en gecontroleerd op hoofd inzendingen via infrarood (IR) stralen. Muizen wonen in de omgeving, die behandeling elimineert tijdens de screening. Zij krijgen hun voedsel tijdens twee of meer dagdelen voeding door het uitvoeren van in operant (instrumental) en Pavlov (klassieke) protocollen, waarvoor wij hebben geschreven protocol-besturingssoftware en quasi-real-time data-analyse en grafische software. De data-analyse en grafische routines zijn geschreven in een MATLAB-gebaseerde taal gecreëerd aanzienlijk te vereenvoudigen de analyse van grote tijd-saangestampt gedrags-en fysiologische event verslagen en een volledige gegevens spoor te bewaren van ruwe data door alle tussenliggende analyses aan de gepubliceerde grafieken en statistieken binnen een datastructuur. De data-analyse code oogst meerdere malen per dag en onderwerpen aan statistische en grafische analyses, die automatisch worden opgeslagen in de "cloud" en de in-laboratoriumcomputers gegevens. Aldus wordt de voortgang van de afzonderlijke muizen gevisualiseerd en dagelijks gekwantificeerd. De data-analyse code praat met de protocol-controle code, waardoor het automatische voorschot van protocol tot protocol van afzonderlijke onderwerpen. De gedragsprotocollen geïmplementeerd zijn bijpassende, autoshaping, getimede hopper-switching, risicobeoordeling in getimede hopper-switching, impulsiviteit meet, en de circadiane afwachting van de beschikbaarheid van voedsel. Open-source-protocol-controle en data-analyse code maakt de toevoeging van nieuwe protocollen simpel. Acht testomgevingen passen in een 48 cm x 24 cm x 78 in de kast; twee van dergelijke cabineinets (16 omgevingen) kunnen worden bestuurd door een computer.

Inleiding

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

Om de krachtige technieken van de genetica, moleculaire genetica, moleculaire biologie, en neurofarmacologie uit te oefenen op het ophelderen van de cellulaire en moleculaire mechanismen die fundamentele mechanismen van cognitie bemiddelen, high-volume, high-through zetten psychofysische screeningsmethoden die fysiologisch zinvol te kwantificeren moeten we eigenschappen van cognitieve mechanismen. Een psychofysisch meetbare, fysiologische zinvolle kwantitatieve eigenschap van een mechanisme is een eigenschap die kan worden gemeten door gedrags-middelen en ook door elektrofysiologische of biochemische middelen. Voorbeelden zijn het absorptiespectrum van rhodopsin, vri....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

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

De drie volledig geautomatiseerde protocollen in de TSsystem (matching, appetitieve instrumentaal en klassieke conditionering) en de schakelaar protocol werden door het Comite Animal Care en de faciliteiten van Rutgers New Brunswick goedgekeurd.

1. Het opzetten van het fysieke systeem

  1. Stel de testomgeving in de kasten (zie figuur 1).
  2. Installeer de experiment-control software die bij de testomgevingen op het protocol-controle computers.
    Opmerking: Gebruik deze computers niet gebruiken voor andere doeleinden!

2. Opstellen van de Software System

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

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

Het systeem kan en moet worden gebruikt om protocollen afgestemd op de doelstellingen van de individuele onderzoeker of docent draaien. De bijbehorende protocol, de 2-hopper autoshaping protocol, en de schakelaar protocol: Maar we hebben een suite van 3 protocols die nuttig zijn bij grootschalige screening van genetisch gemanipuleerde muizen en grootschalige farmacologische testen moeten bewijzen uitgewerkt. De bijpassende protocol meet de capaciteit van de muis om de inkomens (voedsel pellets per tijdseenheid) schatten.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

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

Onze methode levert een groot aantal fysiologische betekenis, kwantitatieve resultaten van de werking van verscheidene verschillende mechanismen van cognitie, leren en geheugen, vele muizen tegelijkertijd in een minimum van tijd, met een minimum aan menselijke arbeid en zonder behandeling van de proefpersonen gedurende dagen, weken of maanden testen. Deze kenmerken passen het voor genetische en farmacologische screeningprogramma's. Het maakt gebruik van minimaal gewijzigd off-the-shelf hardware (test dozen en nest t.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

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

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

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

De oprichting van dit systeem werd ondersteund door 5RO1MH77027.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

```html

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
SmartCtrl Connection PanelMed AssociatesSG-716B (115)besturingspaneel voor ingangen/uitgangen
SmartCtrl Interface ModuleMed AssociatesDIG-716B (114)smartcard voor elke kamer
Universal CableMed AssociatesSG-210CB (115)kabel van smartcard naar besturingspaneel
Tabletop Interface CabinetMed AssociatesSG-6080C (109)kast voor het plaatsen van smartcards
Rack Mount Power SupplyMed AssociatesSG-500 (112)28 volt voeding
Wide Mouse Test ChamberMed AssociatesENV-307W (31)testkamer
Filler Panel PackageMed AssociatesENV-307W-FP (32)panelen van verschillende maten voor testkamer
Wide Mouse Modular Grid FloorMed AssociatesENV-307W-GF (31)testkamer vloer raster
Head Entry DetectorMed AssociatesENV-303HDW (62)hoofd ingang/pellet ingang in de trechter
Pellet DispenserMed AssociatesENV-203-20 (73)voeder
Pellet ReceptacleMed AssociatesENV-303W (61)trechter
Pellet Receptacle LightMed AssociatesENV-303RL (62)trechterlicht
House LightMed AssociatesENV-315W (43)huislicht
IR ControllerMed AssociatesENV-253B (77)ingangsdetector voor de buis tussen nest en test
FanMed AssociatesENV-025F28 (42)afzuigventilator voor elke kamer
Polypropylene Nest Tubnestbox
Acrylic Connection Tubeverbinding tussen nest en testgebieden
Steel Cabinetkast voor het plaatsen van testkamers (78"H, 48"B, 24"D)
Windows computerdraait MedPC experiment-besturingssoftware
Serverdraait Matlab, verbonden met exper-besturingscomputer via LAN
Software
MedPC softwareMed Associateseigen procesbesturingsprogrammeertaal
Matlab w Statistics ToolboxMatlabeigen data-analyse en grafische programmeringsysteem
TSsystemin Supplementary Material w updates van senior auteurOpen-source Matlab Toolbox
Opmerking: Dit is de apparatuur die nodig is voor één kast, met 8 testomgevingen. Hardware moet worden gerepliceerd voor elke dergelijke kast. Echter, één computer kan 2 kasten (16 testomgevingen) besturen
```

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gallistel, C. R., Shizgal, P., Yeomans, J. S. A portrait of the substrate for self-stimulation. Psychol. Rev. 88, 228-273 (1981).
  2. Takahashi, J. S. Molecular neurobiology and genetics of circadian rhythms in mammals. Ann. Rev. Neurosci. 18, 531-553 (1995).
  3. M....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Geautomatiseerde gedragstestencognitieve screening bij muizenhigh throughput fenotyperingoperante conditioneringsprotocollenPavloviaanse conditioneringsprotocollenMATLAB data analyseinfrarood monitoring van voerbakkenpelletvoersystemenmeting van circadiane anticipatieprotocollen voor de beoordeling van impulsiviteit

Gerelateerde artikelen