Name: Geautomatiseerde, Kwantitatieve Cognitieve / Behavioral Screening van Muizen: Voor Genetica, Farmacologie, Animal Cognition and Undergraduate Instructie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-26T22:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 23 s
Description: Leer hoe je cognitieve functies in muizen automatisch kwantitatief screent met een high-throughput gedragssysteem. Deze methode analyseert geheugen en impulsiviteit in quasi-realtime voor genetica en farmacologie.

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

De oprichting van dit systeem werd ondersteund door 5RO1MH77027.

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 <ol><li> Stel de testomgeving in de kasten (zie figuur 1). </li><li> Installeer de experiment-control software die bij de testomgevingen op het protocol-controle computers. Opmerking: Gebruik deze computers niet gebruiken voor andere doeleinden! </li></ol> 2. Opstellen van de Software System <ol><li> Stel de LAN (local area network) zodat de server waarop data-analyse software geïnstalleerd toegang tot de harde schijf van de computer (s) regelen de testomgeving (zie figuur 1). </li><li> Stel een-bestand synchroniseren rekening voor data opslag in de &quot;cloud&quot;. </li><li> Put de map TSsystem en de submappen op het zoekpad van de commerciële programmeertaal in een cloud-gesynchroniseerde map. Opmerking: De TSsystem is een software toolbox, dat is, een bibliotheek van meer dan 30 high-level functies die het maken van complexe data-analyse en data-grafische code te vergemakkelijken die automatisch verwerkt de gegevens wanneer het wordt geoogst uit de output bestanden gegenereerd door de proef-besturingsprogramma. Alle commando werken op gegevens in velden van het experiment structuur zet de resultaten in andere velden in dezelfde structuur (zie figuur 2). Deze open-source commando&#39;s zijn geschreven in een van de meest gebruikte commerciële wetenschappelijke programmering en grafische talen. Het heeft vele andere &quot;gereedschapskisten&quot;, waaronder de meeste nuttig een statistische toolbox. </li></ol> 3. Het starten van een experiment <ol><li> Bel TSbegin (zie figuur 3). Opmerking: TSbegin is een interactive GUI (G raphic U ser I nterface) in de TSsystem toolbox. Het leidt de gebruiker door het maken van de hiërarchische gegevensstructuur waarin de ruwe gegevens en alle resultaten afgeleid door andere functies van de TSsystem toolbox worden geplaatst. </li><li> Bel TSaddprotocol (zie figuur 4). Opmerking: TSaddprotocol is een GUI in de TSsystem toolbox. Het leidt de gebruiker door het proces van het opgeven van controle parameters voor een experimenteel protocol, met vermelding van de beslissing code dat de beslissing om het protocol te beëindigen en ga naar de volgende zal automatiseren, en vermelding van de beslissing te hanteren criteria. </li><li> Plaats muizen in de 24/7 live-in testomgevingen, een muis per omgeving. Opmerkingen: Zorg ervoor dat de ID-nummer van de muis dat gaat in elk van de genummerde experimentele omgevingen (Box 1, Box 2, enz.) mee. Let ook op de brief die het experiment-control identificeertcomputer op het Local Area Network (LAN) en het IP-adres. </li><li> Bel TSstartsession (figuur 5). Opmerking: TSstartsession is een GUI in de TSsystem toolbox. Het leidt de gebruiker door het proces van het starten van een experimentele sessie. Experimentele sessies duren een of twee weken, waarin verschillende gedrags testprotocollen worden uitgevoerd. TSstartsession slaat de informatie dat gaat in de macro die de protocol-control software leest wanneer een sessie wordt gestart. Inbegrepen is het pad naar en de naam van de code-bestand dat de protocol-control software leest. TSsystem&#39;s analytische software leest deze code in de hiërarchische datastructuur, dus er is nooit twijfel over de precieze protocol van kracht is op elk moment. </li><li> Naar het regelcomputers en bel de macro geschreven naar de map MedPC, om de sessie voor de vakken die door deze computer te starten. </li></ol> 4. Data Analysis <ol><li> Als u een nieuw protocol hebt gemaakt, schrijf passende data-analyses en grafieken code met behulp van de opdrachten in het TSsystem toolbox, die sterk te vereenvoudigen het maken van complexe data-analyses. Opmerking: Data-analyse en grafische code voor de drie protocollen waarvan de resultaten worden hierna beschreven in de TSsystem gereedschapskist. Omdat ze open source, kunnen zij worden aangepast naar wens. De code voor deze analyses wordt uitvoerig ingegaan, wat het makkelijker maakt om code te creëren voor het analyseren van de resultaten van de gebruiker opgegeven protocollen. </li><li> Voor de duur van het experiment (24 uur tot vele weken), monitor e-mail voor waarschuwingen van de server aangeeft mogelijke storingen in de apparatuur (stroomstoringen, spontane, controle-computer herstart, pellet feeder storingen, enz.), die de TSsystem data-analyse detecteert. </li><li> Bestudeer de percelen van de prestaties die de data-analyse code geschreven in TSsystem produceert elke keer dat het wordt genoemd door the analyse timer (typisch 2-4 keer / dag). Opmerking: De analyse timer noemt de data-analyse en grafische programma op door de gebruiker gespecificeerde intervallen. De opgeroepen programma is geschreven met functies in TSsystem. Het leest in de hiërarchische datastructuur de ruwe data geoogst van het bestand waarnaar de protocol-control software schrijft. Vervolgens analyseert de gegevens en grafieken de resultaten van de analyses. Het bestand met de hiërarchische datastructuur wordt opgeslagen in een map-synchronisatie in de cloud. Dit zorgt voor automatische off-site back-up. De automatische file-synchronisatie slaat kopieën van de structuur bestand op de computers van alle medewerkers en medewerkers die al toegang hebben verleend. Gespecificeerde grafieken worden automatisch gemaild naar gespecificeerde personeel en medewerkers. Een hoofdonderzoeker kan de voortgang van het testen van overal in de wereld op elk gewenst moment, en, indien nodig, een herziening van de experimentele protocol, on line, op afstand van de site wanneer de muizen worden getest. </li><li> Gebruik TSbrowser tot de gegevens en samenvattende statistieken in de hiërarchische datastructuur bestuderen zodra ze beschikbaar zijn, in quasi real time (zie figuur 2). </li></ol>

<ol><li>Gallistel, C. R., Shizgal, P., Yeomans, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+portrait+of+the+substrate+for+self-stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol.+Rev%22%5BJournal%5D)">A portrait of the substrate for self-stimulation.</a> Psychol. Rev. 88, 228-273 (1981).</li>
<li>Takahashi, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+neurobiology+and+genetics+of+circadian+rhythms+in+mammals%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Molecular neurobiology and genetics of circadian rhythms in mammals.</a> Ann. Rev. Neurosci. 18, 531-553 (1995).</li>
<li>Mackay, T. F. C., Stone, E. A., Ayroles, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genetics+of+quantitative+traits%3A+challenges+and+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">The genetics of quantitative traits: challenges and prospects.</a> 10, 565-577 (2009).</li>
<li>Weber, J. N., Peterson, B. K., Hoekstra, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discrete+genetic+modules+are+responsible+for+complex+burrow+evolution+in+Peromyscus+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Discrete genetic modules are responsible for complex burrow evolution in Peromyscus mice.</a> Nature. 493, 402-405 (2013).</li>
<li>Balsam, P. D., Drew, M. R., Gallistel, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time+and+Associative+Learning%5BTitle%5D)+AND+%22Compar.+Cogn.+Behav.+Rev%22%5BJournal%5D)">Time and Associative Learning.</a> Compar. Cogn. Behav. Rev. 5, 1-22 (2010).</li>
<li>Gallistel, C. R., Gibbon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychol+Rev%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol+Rev%22%5BJournal%5D)">Psychol Rev.</a> Psychol Rev. 107, 289-344 (2000).</li>
<li>Ward, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conditional+Stimulus+Informativeness+Governs+Conditioned+Stimulus%E2%80%94Unconditioned+Stimulus+Associability%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Psychol.+Animal+Behav.+Process%22%5BJournal%5D)">Conditional Stimulus Informativeness Governs Conditioned Stimulus—Unconditioned Stimulus Associability.</a> J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 38, 217-232 (2012).</li>
<li>Gallistel, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Is+matching+innate%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Anal.+Behav%22%5BJournal%5D)">Is matching innate.</a> J. Exp. Anal. Behav. 87, 161-199 (2007).</li>
<li>Herrnstein, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Derivatives+of+matching%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Derivatives of matching.</a> Psychol. Rev. 86, 486-495 (1979).</li>
<li>Mark, T. A., Gallistel, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+matching%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Psychol.+Animal+Behav.+Process%22%5BJournal%5D)">Kinetics of matching.</a> J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 20, 79-95 (1994).</li>
<li>Brandeis, R., Brandys, Y., Yehuda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+the+Morris+water+maze+in+the+study+of+memory+and+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The use of the Morris water maze in the study of memory and learning.</a> Int. J. Neurosci. 48, 29-69 (1989).</li>
<li>Foucaud, J., Burns, J. G., Mery, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+spatial+information+and+search+strategies+in+a+water+maze+analog+in+Drosophila+melanogaster%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Use of spatial information and search strategies in a water maze analog in Drosophila melanogaster.</a> PLoS ONE. 5, (2010).</li>
<li>Logue, S. F., Paylor, R., Wehner, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+lesions+cause+learning+deficits+in+inbred+mice+in+the+Morris+water+maze+and+conditioned-fear+task%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Hippocampal lesions cause learning deficits in inbred mice in the Morris water maze and conditioned-fear task.</a> Behav. Neurosci. 111, 104-113 (1997).</li>
<li>Upchurch, M., Wehner, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differences+between+inbred+strains+of+mice+in+Morris+water+maze+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Genet%22%5BJournal%5D)">Differences between inbred strains of mice in Morris water maze performance.</a> Behav. Genet. 18, 55-68 (1988).</li>
<li>Zilles, K., Wu, J., Crusio, W. E., Schwegler, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+maze+and+radial+maze+learning+and+the+density+of+binding+sites+of+glutamate%2C+GABA%2C+and+serotonin+receptors+in+the+hippocampus+of+inbred+mouse+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Water maze and radial maze learning and the density of binding sites of glutamate, GABA, and serotonin receptors in the hippocampus of inbred mouse strains.</a> Hippocampus. 10, 213-225 (2000).</li>
<li>Chen, G., King, J. A., Burgess, N., O'Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+vision+and+movement+combine+in+the+hippocampal+place+code%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">How vision and movement combine in the hippocampal place code.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110, 378-383 (2013).</li>
<li>Gallistel, C. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGallistel%2C+CR+%22The+organization+of+learning%22">The organization of learning</a>. , Bradford Books/MIT Press. (1990).</li>
<li>Wittlinger, M., Wehner, R., Wolf, H. The desert ant odometer: a stride integrator that accounts for stride length and walking speed. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWittlinger%2C+M+%22J.+Exp.+Biol%22">J. Exp. Biol</a>. 210, (2007).</li>
<li>Challet, E., Mendoza, J., Dardente, H., Pevet, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurogenetics+of+food+anticipation%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neurogenetics of food anticipation.</a> Eur. J. Neurosci. 30, 1676-1687 (2009).</li>
<li>Arcediano, F., Miller, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Some+constraints+for+models+of+timing%3A+A+temporal+coding+hypothesis+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Learn.+Mot%22%5BJournal%5D)">Some constraints for models of timing: A temporal coding hypothesis perspective.</a> Learn. Mot. 33, 105-123 (2002).</li>
<li>Denniston, J. C., Blaisdell, A. P., Miller, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+Coding+in+Conditioned+Inhibition%3A+Analysis+of+Associative+Structure+of+Inhibition%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Psychol.+Animal+Behav.+Process%22%5BJournal%5D)">Temporal Coding in Conditioned Inhibition: Analysis of Associative Structure of Inhibition.</a> J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 30, 190-202 (2004).</li>
<li>Balci, F., Freestone, D., Gallistel, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Risk+assessment+in+man+and+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Risk assessment in man and mouse.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 2459-2463 (2009).</li>
<li>Kheifets, A., Gallistel, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mice+take+calculated+risks%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Mice take calculated risks.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 8776-8779 (2012).</li>
<li>Fetterman, J. G., Killeen, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Categorical+scaling+of+time%3A+Implications+for+clock-counter+models%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Psychol.+Animal+Behav.+Process%22%5BJournal%5D)">Categorical scaling of time: Implications for clock-counter models.</a> J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 21, 43-63 (1995).</li>
<li>Luby, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food+anticipatory+activity+behavior+of+mice+across+a+wide+range+of+circadian+and+non-circadian+intervals%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Food anticipatory activity behavior of mice across a wide range of circadian and non-circadian intervals.</a> PLoS One. 7, (2012).</li>
<li>Lee, S. A., Vallortigara, G., Ruga, V., Sovrano, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Independent+effects+of+geometry+and+landmark+in+a+spontaneous+reorientation+task%3A+a+study+of+two+species+of+fish%5BTitle%5D)+AND+%22Animal+Cogn%22%5BJournal%5D)">Independent effects of geometry and landmark in a spontaneous reorientation task: a study of two species of fish.</a> Animal Cogn. 15, 861-870 (2012).</li>
<li>Rodriguiz, R., Wetsel, W. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRodriguiz%2C+R+%22Animal+Models+of+Cognitive+Impairment+Ch.+12%22">Animal Models of Cognitive Impairment Ch. 12</a>. Levin, E. D., Buccafusco, J. J. , CRC Press. (2006).</li>
<li>Gallistel, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fully+Automated+Cognitive+Assessment+of+Mice+Strains+Heterozygous+for+Cell--Adhesion+Genes+Reveals+Strain--Specific+Alterations+in+Timing+Precision%5BTitle%5D)+AND+%22Philosoph.+Trans.+Royal+Soc.+B%22%5BJournal%5D)">Fully Automated Cognitive Assessment of Mice Strains Heterozygous for Cell--Adhesion Genes Reveals Strain--Specific Alterations in Timing Precision.</a> Philosoph. Trans. Royal Soc. B. , (2013).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

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&#39;s. Het maakt gebruik van minimaal gewijzigd off-the-shelf hardware (test dozen en nest t...

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, vrijlopende periode van de circadiane klok, en de refractaire periode van beloning axonen in de mediale voorhersenen bundel 1,2. Psychofysische metingen die kunnen worden vergeleken met de cellulaire en moleculaire metingen leggen een basis voor het koppelen van cellulaire en moleculaire mechanismen aan psychologische mechanismen via kwantitatief correspondentie. Voor example, dat de in situ absorptiespectrum van de rhodopsine in de buitenste segmenten staven superponeert op de menselijke scotopic spectrale gevoeligheid functie is sterk bewijs dat de foton geactiveerd isomerisatie van rhodopsine is de eerste stap in Scotopic. De kwantitatieve aspecten van complexe gedragspatronen ook centraal in het gebruik van QTL methoden gedragsgenetica 3,4. De prestaties van muizen (en ratten) op gevestigde instrumentale en Pavlov leren protocollen is afhankelijk van de hersenen mechanismen die abstracte grootheden, zoals het meten van tijd, aantal, duur, snelheid, waarschijnlijkheid, risico-, en ruimtelijke locatie. Bijvoorbeeld, de snelheid van de verwerving van Pavlov geconditioneerde responsen afhankelijk van de verhouding tussen de gemiddelde interval tussen de versterkende gebeurtenissen (typisch voedsel leveringen) en de gemiddelde latentie wapening na het begin van het signaal voor naderende versterking 5-7. Voor een tweede voorble, de verhouding van de gemiddelde duur van de bezoeken twee vultrechters in bijpassende protocol ongeveer gelijk aan de verhouding van de tarieven van wapening die twee hoppers 8-10. De gedrags-testmethoden momenteel veel gebruikt door neurologen geïnteresseerd in de onderliggende mechanismen zijn, voor het grootste deel, een laag volume, lage doorzet, en arbeidsintensief 26. Bovendien zijn ze niet grootheden worden vergeleken met de hoeveelheden berekend door elektrofysiologische en biochemische assays meten, zoals bijvoorbeeld de gedragsmatig gemeten perioden en fasen van circadiane oscillatoren kan worden vergeleken met elektrofysiologische en biochemische maatregelen van circadiane periode en fase. Huidige gedrags testmethoden richten op categorieën van leren, zoals ruimtelijke leren, tijdelijke leren, of angst leren, in plaats van op de onderliggende mechanismen. De veel gebruikte water maze test van de ruimtelijke leren 11-15 is een voorbeeld van deze shortcomings. Ruimtelijke leren is een categorie. Leren in die categorie afhankelijk van veel mechanismen, waarvan het mechanisme van gegist bestek 16,17. Gegist bestek hangt weer op de teller, het mechanisme dat de afgelegde afstand 18 meet. Evenzo, temporele leren is een categorie. Een circadiane klok is een van de mechanismen waarop leren in die categorie afhangt, omdat een oscillator met een ongeveer 24 uur wordt verlangd dat dieren het tijdstip waarop gebeurtenissen 17,19 leren. De klok die eten kunnen anticiperen moet nog worden ontdekt 19. Een klok is een tijdmeting mechanisme. Endogene oscillatoren met een breed scala aan periodes kan de hersenen om gebeurtenissen in de tijd te lokaliseren door het opnemen van de fasen van die klokken 16,17. De mogelijkheid om locaties te nemen in de tijd maakt het meten van lengtes, dat wil zeggen de afstanden tussen locaties in de tijd. Associatief leren hangt af van thij metingen van duur 5,6,20,21 hersenen. Tellers zijn nummer meten mechanismen. Aantal metingen maakt waarschijnlijkheid schatten, omdat een kans is de verhouding tussen de numerosity van een deelverzameling en numerosity van de superset. Aantal meet-en duur meten stellen tarief schatting, omdat een percentage is het aantal gebeurtenissen gedeeld door de duur van het interval waarover dat aantal werd gemeten. Metingen van duur, aantal, percentage, en de waarschijnlijkheid staat gedragsmatige aanpassingen aan veranderende risico&#39;s. 22,23 Onze methode richt zich op het meten van de nauwkeurigheid en precisie van deze fundamentele mechanismen. Nauwkeurigheid is de mate waarin het meten van de hersenen overeen met een objectieve maat. Precisie is de variatie of onzekerheid mate van vaste objectieve waarde van de hersenen, bijvoorbeeld, een vaste duur. Weber&#39;s Law is de oudste en meest veilig gevestigde resultaat in psychofysica. Zij stelt dat de precisie van demaatregel van een hoeveelheid hersenen is een vaste fractie van die hoeveelheid. De Weber Fraction, dat is variatiecoëfficiënt de statisticus in een distributiecentrum (σ / μ), meet precisie. De verhouding van de psychofysische gemiddelde (bijv. gemiddelde duur geacht) de doelstelling gemiddelde (gemiddelde doelstelling duur) is de mate van nauwkeurigheid. De hier gepresenteerde methode maximaliseert volume (aantal dieren worden gescreend op een bepaald moment in een bepaalde hoeveelheid laboratoriumruimte) en debiet (hoeveelheid informatie die gedeeld door de gemiddelde duur van de screening van een dier) met een minimale hoeveelheid menselijke arbeid nodig is om de metingen en het maximaliseren van de directheid waarmee de resultaten van het onderzoek bekend worden. De data-analyse software architectuur hier gepresenteerde zet automatisch de ruwe data en alle beknopte resultaten en statistieken afgeleid uit de gegevens samen in een enkele data structuur, met veldkoppen dat begrijpelijk de grote zeeën van getallen maken daarin. De analytische software werkt alleen op gegevens in die structuur, en slaat altijd de resultaten van haar verrichtingen op gebieden binnen die dezelfde structuur. Dit verzekert een intacte parcours van ruwe gegevens tot gepubliceerde overzichten en grafieken. Schrijft de software automatisch in de structuur van de experiment-controleprogramma&#39;s die het volledig geautomatiseerd testen beheerst, en het automatisch aangegeven welke ruwe gegevens afkomstig van welk programma. Zo, het bewaart een onberispelijke data parcours, zonder twijfel bestaat welke experimentele omstandigheden van kracht waren voor elk dier op elk punt in het testen en geen twijfel over hoe de samenvattende statistieken zijn afgeleid van de ruwe data. Deze methode gegevensbevriezing vergemakkelijkt aanzienlijk de ontwikkeling van gestandaardiseerde gedrags screening gegevensbanken, waardoor het voor andere laboratoria om deze rijke datasets verder te analyseren. <p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Deze methode minimaliseert het risico van verlies van de steun voor de firmware en software waarvan het afhankelijk is. De testapparatuur wordt triviaal gewijzigd van een reeds lang gevestigde commerciële bron. De programmeertalen zijn de aangepaste taal die door de hardwarefabrikant, voor protocol controle, en voor data-analyse en grafieken, een speciaal gebouwde, niet-commercieel, open-source toolbox (TSsystem) geschreven in een zeer breed gedragen commerciële wetenschappelijke programmering, data analyses en grafieken taal. De toolbox bevat high-level commando&#39;s voor het extraheren van structurele informatie en samenvattende statistieken van lange-tijdstempel gebeurtenisrecords. De-protocol uitvoeren van programma&#39;s en de data-analyse programma&#39;s zijn open source en grondig gedocumenteerd. Het bewakingssysteem is schematisch in figuur 1. Tien kasten, kan elk met 8 testomgevingen worden opgezet in een 10 ft x 15 ft laboratoriumruimte, waardoor 80 t muizeno worden uitgevoerd in een keer. Kabels die door een poort in een partij muur moet de omgevingen aan te sluiten op de elektronische / elektrische interface-kaarten en pc in een andere kamer. De PC&#39;s draaien de protocol-controleprogramma&#39;s. Een computer is vereist voor elke 2 kasten (16 testomgevingen). De PC&#39;s worden verbonden via een Local Area Network met een server waarop de data-analyse en grafische software.

```html
<table><tbody><tr><td>SmartCtrl Connection Panel</td><td>Med Associates</td><td>SG-716B (115)</td><td>besturingspaneel voor ingangen/uitgangen</td></tr><tr><td>SmartCtrl Interface Module</td><td>Med Associates</td><td>DIG-716B (114)</td><td>smartcard voor elke kamer</td></tr><tr><td>Universal Cable</td><td>Med Associates</td><td>SG-210CB (115)</td><td>kabel van smartcard naar besturingspaneel</td></tr><tr><td>Tabletop Interface Cabinet</td><td>Med Associates</td><td>SG-6080C (109)</td><td>kast voor het plaatsen van smartcards</td></tr><tr><td>Rack Mount Power Supply</td><td>Med Associates</td><td>SG-500 (112)</td><td>28 volt voeding</td></tr><tr><td>Wide Mouse Test Chamber</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W (31)</td><td>testkamer</td></tr><tr><td>Filler Panel Package</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W-FP (32)</td><td>panelen van verschillende maten voor testkamer</td></tr><tr><td>Wide Mouse Modular Grid Floor</td><td>Med Associates</td><td>ENV-307W-GF (31)</td><td>testkamer vloer raster</td></tr><tr><td>Head Entry Detector</td><td>Med Associates</td><td>ENV-303HDW (62)</td><td>hoofd ingang/pellet ingang in de trechter</td></tr><tr><td>Pellet Dispenser</td><td>Med Associates</td><td>ENV-203-20 (73)</td><td>voeder</td></tr><tr><td>Pellet Receptacle</td><td>Med Associates</td><td>ENV-303W (61)</td><td>trechter</td></tr><tr><td>Pellet Receptacle Light</td><td>Med Associates</td><td>ENV-303RL (62)</td><td>trechterlicht</td></tr><tr><td>House Light</td><td>Med Associates</td><td>ENV-315W (43)</td><td>huislicht</td></tr><tr><td>IR Controller</td><td>Med Associates</td><td>ENV-253B (77)</td><td>ingangsdetector voor de buis tussen nest en test</td></tr><tr><td>Fan</td><td>Med Associates</td><td>ENV-025F28 (42)</td><td>afzuigventilator voor elke kamer</td></tr><tr><td>Polypropylene Nest Tub</td><td></td><td></td><td>nestbox</td></tr><tr><td>Acrylic Connection Tube</td><td></td><td></td><td>verbinding tussen nest en testgebieden</td></tr><tr><td>Steel Cabinet</td><td></td><td></td><td>kast voor het plaatsen van testkamers (78"H, 48"B, 24"D)</td></tr><tr><td>Windows computer</td><td></td><td></td><td>draait MedPC experiment-besturingssoftware</td></tr><tr><td>Server</td><td></td><td></td><td>draait Matlab, verbonden met exper-besturingscomputer via LAN</td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MedPC software</td><td>Med Associates</td><td></td><td>eigen procesbesturingsprogrammeertaal</td></tr><tr><td>Matlab w Statistics Toolbox</td><td>Matlab</td><td></td><td>eigen data-analyse en grafische programmeringsysteem</td></tr><tr><td>TSsystem</td><td></td><td>in Supplementary Material w updates van senior auteur</td><td>Open-source Matlab Toolbox</td></tr><tr><td>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</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>
```

geautomatiseerde, kwantitatieve cognitieve / behavioral screening van muizen: voor genetica, farmacologie, animal cognition and undergraduate instructie

Automated, Quantitative Cognitive/Behavioral Screening of Mice: For Genetics, Pharmacology, Animal Cognition and Undergraduate Instruction

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 &quot;cloud&quot; 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.

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...

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.

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

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and ...

Het algemene doel van het volgende experiment is om genetisch en farmacologisch gemanipuleerde muizen te screenen op defecten en basismechanismen van cognitie. Dit wordt bereikt door psychofysische metingen te verrichten van fysiologisch betekenisvolle kwantitatieve eigenschappen in een volledig geautomatiseerd high-throughput 24/7 gedragstypeneringssysteem. De volgende stap is om de binnenkomende gegevens in quasi-realtime te analyseren en te grafisch weer te geven, wat een geautomatiseerde realtime controle van de tests op basis van individuele muizen mogelijk maakt.Vervolgens worden de ruwe gegevens, de code van het testprotocol en alle tussenliggende statistieken gearchiveerd in één enkele datastructuur. Om de gegevens publiekelijk beschikbaar te maken en verdere analyse te stimuleren, tonen de resultaten stam-specifieke veranderingen in de temporele dampfractie op basis van de switch-taak. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van andere methoden, zoals het waterdoolhof, is dat het fysiologisch betekenisvolle resultaten oplevert, een zeer hoge doorvoer biedt en geen handmatige manipulatie van de muizen vereist.Deze methode kan dus helpen bij het beantwoorde

automated-quantitative-cognitivebehavioral-screening-mice-for

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

Dit artikel presenteert een protocol voor een contextuele en cued vreesconditionering test met een video-analysesysteem om angst leren en geheugen in muizen te beoordelen.

Contextuele en cued Fear Conditioning Test Met behulp van een video analysesysteem in Muizen

Langdurige en uitgebreide monitoring van muizen in een home-kooi-omgeving biedt een dieper begrip van afwijkend gedrag in muismodellen van hersenziekten. Dit artikel beschrijft de Integrated Behavioral Station (INBEST) als de belangrijkste component van de hedendaagse gedragsanalyse.

Behavioral Fenotypering van Muriene Disease Modellen met de Integrated Behavioral Station (INBEST)

De mogelijkheid om executieve functies zoals gedragsflexibiliteit bij ratten te beoordelen, is nuttig voor het onderzoeken van de neurobiologie van cognitie bij zowel intacte dieren als bij ziektemodellen. Hier beschrijven we geautomatiseerde taken voor het beoordelen van strategieverschuiving en omgekeerde leerprocessen, die bijzonder gevoelig zijn voor verstoringen in prefrontale corticale netwerken.

Operante procedures voor het evalueren Behavioral Flexibiliteit in Ratten

Dit protocol beschrijft een werkwijze voor muis sociability kwantificeren. Muizen worden gefilmd als ze bewegen en interactie in een speciale kooi. Filmbewerking maakt de automatische kwantificering van sociability met uitstekende nauwkeurigheid en betrouwbaarheid.

Experimentele Evaluatie van de muis Gezelligheid behulp van een geautomatiseerd Beeldverwerking Approach

Stereotactische injectie van lentivirussen uiten cDNAs of shRNAs kan genexpressie moduleren in specifieke hersengebieden van muizen. Hier presenteren we een protocol om stereotactische injecties te combineren met gedragsproblemen taken, zoals het open veld Test (OFT) en de Gedwongen Swim Test (FST).

Het toepassen van stereotactische injectie techniek om genetische effecten op Animal Gedrag Studie

Gecompliceerdere, beperkte, repetitieve gedragingen (RRB's) verstoren het leven van getroffen individuen. Dit gedrag is moeilijk te modelleren bij knaagdieren, waardoor fundamenteel biomedisch onderzoek naar mogelijke behandelingen of interventies voor RRB's moeilijk wordt. Hier beschrijven we de exploratie van nieuwe objecten als een potentiële test voor complexere RRB's bij muizen.

Novel Object Exploration als een potentiële test voor hogere orde repetitief gedrag in Muizen

Testen van de gedragsmatige wordt gebruikt in pre-klinische proeven de fenotypische effecten van een ziekte of de behandeling op het welzijn van het dier. Teneinde wereldwijd motor werking, wij tests voor algemene motoriek, spierkracht en coördinatie geselecteerd: het open veld testen, de mesh-test en de test van de rotarod, respectievelijk.

Batterij van gedrags test evaluatie algemene motoriek, spierkracht en coördinatie in muizen

Hier beschreven is een gestage, gedrags screening aanpak die kan worden gebruikt om te screenen voor verbindingen die in vivo werkzaamheid vertonen op cognitief en functioneel motorisch gedrag bij transgene muismodellen van β-amyloïdose en tauopathie. Deze methoden zijn geoptimaliseerd om verbindingen te screenen voor activiteit in kort- en werkgeheugen taken.

Evaluatie van spontane alternatie, herkenning van nieuwe objecten en limb clasping in transgene muismodellen van Amyloid-B en Tau Neuropathology

Dit witboek beschrijft een protocol voor cognitieve evaluaties voor genetische modellen de de ziekte van Alzheimer met behulp van het IntelliCage systeem, dat een hoge-doorvoer geautomatiseerde gedrags controlesysteem met Operante conditionering is.

Geautomatiseerd, op lange termijn gedrags Assay voor cognitieve functiestoornissen bij meerdere genetische modellen de ziekte van Alzheimer, met behulp van IntelliCage

Een uitgebreide gedrags testbatterij van motorische vaardigheden, stemming — met inbegrip van sociale interactie, depressie en angst — en cognitie is ontworpen voor de herhaalde beoordeling van neurodegeneratie-gerelateerde gedragsveranderingen bij muizen.

Een gedrags testbatterij voor de herhaalde beoordeling van motorische vaardigheden, humeur en cognitie bij muizen

Knaagdiermodellen zijn waardevolle hulpmiddelen voor het bestuderen van kerngedrag dat verband houdt met autismespectrumstoornis (ASS). In dit artikel gaan we dieper in op twee gedragstests voor het modelleren van de kernkenmerken van ASS bij muizen: zelfverzorging, die repetitief gedrag beoordeelt, en de driekamertest voor sociale interactie, die sociale beperkingen documenteert.

Strategieën voor het beoordelen van autistisch-achtig gedrag bij muizen

Leer hoe je cognitieve functies in muizen automatisch kwantitatief screent met een high-throughput gedragssysteem. Deze methode analyseert geheugen en impulsiviteit in quasi-realtime voor genetica en farmacologie.

Geautomatiseerde, Kwantitatieve Cognitieve / Behavioral Screening van Muizen: Voor Genetica, Farmacologie, Animal Cognition and Undergraduate Instructie (Video) | JoVE Journal

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

Meer video's verkennen