Name: Krótko- i długoterminowa aktywność ruchowa myszy analizowana przez oprogramowanie do śledzenia wideo (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-06-20T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 15 s
Description: Poznaj metodę analizy krótko- i długoterminowej aktywności ruchowej myszy za pomocą oprogramowania do śledzenia wideo. Technika ta umożliwia precyzyjne pomiar bez inwazyjnych zabiegów chirurgicznych.

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

Wsparcie: To badanie było wspierane przez National Institutes of Health (DK064862, NS058525 i AA019357 GGF).

1. Krótkoterminowa konfiguracja i procedura LMA
<ol>
	<li>Krótkoterminowa konfiguracja klatki LMA
	<ol>
		<li>Przetestuj krótkoterminowe LMA w klatce domowej myszy z pojedynczą obudową. Aby ułatwić analizę obrazu zależną od VTS, należy użyć ściółki o wysokim kontraście z kolorem myszy (tj. ciemnej ściółki dla białych myszy i jasnej ściółki dla czarnych myszy).</li>
		<li>Podczas krótkoterminowych testów LMA należy przykryć klatki przezroczystym pleksiglasem o średnicy 1/4 cala z otworami o średnicy 11 x 1/4 cala, aby zapewnić odpowiednią wentylację.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Sala do krótkoterminowych testów LMA
	<ol>
		<li>Przetestuj myszy w czystym środowisku, w którym były zaaklimatyzowane przez co najmniej 24 godziny 8.</li>
		<li>Aby oświetlić środowisko testowe, użyj lamp zaciskowych lęgowych z czerwonymi żarówkami (< 125 lumenów). Przed filmowaniem dostosuj kąt i położenie świateł, aby usunąć odblaski lub odbicia od blatów klatki z pleksiglasu.</li>
		<li>Usuń lub unikaj hałasu w pomieszczeniu powyżej 70 dB. Użyj generatora białego szumu, jeśli przerywany szum tła jest nieunikniony podczas testowania myszy.</li>
		<li>Powierzchnię badawczą, na której umieszcza się klatki w pomieszczeniu badawczym, należy przykryć papierem rzeźniczym lub laboratoryjnym o kolorze podobnym do ściółki klatki, w przypadku gdy podłoga klatki jest odsłonięta podczas filmowania.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Krótkoterminowe filmowanie LMA
	<ol>
		<li>Wyśrodkuj i umieść zamontowaną na suficie kamerę wideo z noktowizorem z co najmniej 120 GB pamięci nad obszarem nagrywania w pomieszczeniu testowym. Nie należy przekraczać możliwości rozdzielczości używanego VTS poprzez umieszczanie zbyt wielu klatek w ramce widoku kamery wideo (np. Ethovision XT 7 firmy Noldus Information Technology (Leesburg VA) może jednocześnie śledzić 8 myszy w czasie rzeczywistym).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Procedura krótkoterminowego testowania LMA
	<ol>
		<li>Przetestuj krótkoterminowe LMA podczas aktywnej/ciemnej fazy cyklu światła. Upewnij się, że czas względem cyklu światła jest taki sam we wszystkich grupach, ponieważ LMA podąża za wzorcem zmierzchowym, z większą aktywnością we wczesnych i późniejszych okresach cyklu ciemnego 1. Uwzględnij zarówno osoby eksperymentalne, jak i kontrolne w każdej grupie zarejestrowanych myszy, aby zminimalizować potencjalne skutki różnic czasowych w LMA.</li>
		<li>Myszy należy indywidualnie trzymać i aklimatyzować co najmniej 24 godziny przed rozpoczęciem testów LMA 8.</li>
		<li>Umieść przegrody i klatki (zawierające pojedyncze myszy) bezpośrednio pod kamerą. Usuń z klatek cały materiał zagnieżdżający/urozmaicający, ponieważ może to zasłaniać widok myszy (np. jeśli mysz zakopuje się/zakrywa materiałem do zagnieżdżania) i zakłócać dokładność VTS. Umieść przezroczystą pokrywę z pleksiglasu na każdej nagranej klatce.</li>
		<li>Podczas filmowania kilku klatek jednocześnie upewnij się, że rozdzielczość jest zgodna z wybranym VTS. Aby ułatwić analizę VTS, umieść koszyki identycznie w każdej przegrodzie (tj. w prawym górnym rogu).</li>
		<li>Rozpocznij nagrywanie. Rozpocznij każdy film od planszy, która identyfikuje wszystkie istotne informacje eksperymentalne, aby zapewnić prawidłową identyfikację filmu, niezależnie od jakiejkolwiek dodatkowej dokumentacji niezwiązanej z filmem. Użyj timera lub stopera, aby śledzić czas trwania testu LMA (5-10 min). Jeśli informacje o chronometrażu zostaną utracone, odzyskaj je z nagrania wideo.</li>
		<li>W przypadku powtarzanych pomiarów przy użyciu krótkoterminowej metody LMA, należy zapewnić myszom dostęp do pożywienia i wody w odstępach czasu niezwiązanych z pomiarem.</li>
		<li>Podczas testowania trzymaj eksperymentatorów poza zasięgiem wzroku myszy, aby nie działały jako zewnętrzna wskazówka wizualna.</li>
		<li>Po zakończeniu testów zwróć/wymień materiał zagnieżdżający/wzbogacający, aby zmniejszyć ryzyko rozwoju zachowań podobnych do lęku 8.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Krótkoterminowa analiza LMA
	<ol>
		<li>Zapis wideo z sesji testowej należy przechowywać na nośniku archiwalnym kompatybilnym z używanym VTS. W przypadku Ethovision XT 7 używany jest dysk twardy (HDD).</li>
		<li>Odtwarzaj ponownie filmy w VTS za pomocą powiązanego odtwarzacza multimedialnego, analizując filmy w czasie rzeczywistym. Na rysunku 1 zmienne wykrywania były następujące: 2 cm/s rozpoczyna śledzenie; 1,75 cm/s zatrzymuje śledzenie.</li>
		<li>Początkowo wybierz całą podłogę klatki jako obszar zainteresowania (ROI) do śledzenia. W przypadku zaawansowanych analiz, takich jak ocena tigmotaksji, utwórz wiele zwrotów z inwestycji wewnątrz klatki.</li>
		<li>W przypadku badań o wysokiej przepustowości należy przeanalizować wszystkie klatki w filmie jednocześnie z indywidualnymi zwrotami z inwestycji w podłogę we wszystkich klatkach.</li>
		<li>Użyj VTS, aby obliczyć całkowitą przebytą odległość (cm), prędkość ruchu (cm/s) i czas trwania ruchu (s). W przypadku Ethovision XT 7 wyeksportuj wygenerowane dane do programu Microsoft Excel w celu przechowywania i dodatkowej analizy.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Konfiguracja i procedura długoterminowego testowania LMA
<ol>
	<li>Długoterminowa konstrukcja koszyka do testów LMA
	<ol>
		<li>Wytnij otwór o średnicy 5,5 cm w krótkiej ściance standardowej klatki dla myszy. Utwórz pokrycie otworu za pomocą 1/4 cala ocynkowanej siatki stalowej. Przetnij siatkę, tworząc kilka otworów 1/2 cala, aby umożliwić myszowi dostęp do jedzenia. Wypoleruj przyciętą siatkę, aby usunąć ostre krawędzie.</li>
		<li>Użyj dodatkowej siatki, aby stworzyć zewnętrzny lej zasypowy bezpośrednio połączony z siatką służącą do zakrycia otworu o długości 5,5 cm. Podłącz lej do siatki służącej do zakrycia otworu i przymocuj zespół do klatki za pomocą aluminiowych nitów.</li>
		<li>Zbuduj butelkę na wodę ze standardowego stożka o pojemności 50 ml (Corning) i gumowego korka z 1 otworem (Fisher), który jest nadmiernie nawiercony, aby umożliwić włożenie rurki bez kapania (Sta-Pure Systems). Przymocuj butelkę z wodą do klatki za pomocą taśmy rzepowej (3M) i włóż rurkę sipper przez otwór zakryty siatką.</li>
		<li>Podczas długotrwałych testów LMA należy przykryć klatki przezroczystym 1/4 cala pleksiglasu z otworami o średnicy 11 x 1/4 cala, aby zapewnić odpowiednią wentylację.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Pomieszczenie do długoterminowych testów LMA
	<ol>
		<li>Konfiguracja długoterminowego pokoju testowego LMA jest identyczna z krótkoterminową LMA. Procedura opisana jest w sekcji 1.2.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Długoterminowa wideografia LMA
	<ol>
		<li>Wyśrodkuj i umieść zamontowaną na suficie kamerę na podczerwień z systemem zabezpieczeń bezpośrednio połączoną z komputerem nad obszarem nagrywania w pomieszczeniu testowym. Rejestruj tylko taką liczbę klatek na raz, która skutkuje indywidualną rozdzielczością klatki w ramach możliwości zastosowanego VTS (np. Ethovision XT 7 może jednocześnie śledzić 8 myszy w czasie rzeczywistym).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Procedura długoterminowego testowania LMA
	<ol>
		<li>Przetestuj długoterminowe LMA podczas aktywnej/ciemnej fazy cyklu światła. Upewnij się, że czas względem cyklu światła jest taki sam we wszystkich grupach, ponieważ LMA podąża za wzorcem zmierzchowym z większą aktywnością we wczesnym i późniejszym okresie cyklu ciemnego 1. Przetestuj zarówno osoby eksperymentalne, jak i kontrolne w każdej grupie zarejestrowanych myszy, aby zapewnić minimalizację potencjalnych skutków różnic czasowych w LMA.</li>
		<li>Myszy testowe należy indywidualnie trzymać i aklimatyzować w zmodyfikowanych klatkach przez co najmniej 24 godziny.</li>
		<li>Umieść przegrody i klatki (zawierające pojedyncze myszy) bezpośrednio pod kamerą. Usuń wszystkie materiały zagnieżdżające/wzbogacające z klatek, aby zapewnić niezakłócony widok myszy. Zagrzebanie się myszy w materiale zagnieżdżonym zakłóci zdolność VTS do śledzenia myszy. Umieść przezroczystą pokrywę z pleksiglasu na każdej z klatek, które mają być nagrywane.</li>
		<li>W przypadku nagrywania kilku klatek jednocześnie upewnij się, że rozdzielczość jest zgodna z wybranym VTS. Aby ułatwić analizę VTS, umieść klatki identycznie w każdej przegrodzie (tj. w prawym górnym rogu).</li>
		<li>Długoterminowe testy LMA są zazwyczaj analizowane w czasie rzeczywistym, a zapis wideo zwykle nie jest tworzony. Nagranie wideo można nagrać za pomocą dodatkowej kamery lub za pomocą nagrywarki DVD połączonej z główną kamerą. Pamiętaj, aby prowadzić szczegółowe zapisy informacji o poszczególnych myszach i grupach.</li>
		<li>Skonfiguruj VTS do analizy w czasie rzeczywistym. Cała podłoga klatki powinna obejmować zwrot z inwestycji w śledzenie. Ustaw zwrot z inwestycji dla wszystkich rejestrowanych klatek. Użyj VTS, aby obliczyć całkowitą przebytą odległość (cm), prędkość ruchu (cm/s) i czas trwania ruchu (s). Na rysunku 2 zmienne wykrywania były następujące: 2 cm/s rozpoczyna śledzenie; 1,75 cm/s zatrzymuje śledzenie.</li>
		<li>Rozpocznij nagrywanie długoterminowego LMA myszy. Monitoruj czas trwania długoterminowych testów LMA za pomocą zegara skojarzonego z komputerem analizującym.</li>
		<li>Podczas testowania trzymaj wszystkich eksperymentatorów poza zasięgiem wzroku myszy, aby nie działały jako zewnętrzna wskazówka wizualna.</li>
		<li>Po zakończeniu testów zwróć/wymień materiał zagnieżdżający/wzbogacający, aby zmniejszyć ryzyko rozwoju zachowań podobnych do lęku 8.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Długoterminowa analiza LMA
	<ol>
		<li>Długoterminowa analiza LMA odbywa się w czasie rzeczywistym bez generowania nagrania wideo. Wyeksportuj dane do programu Microsoft Excel w celu przechowywania i analizy, jeśli używasz Ethovision XT 7.</li>
		<li>Aby wygenerować nagranie wideo na potrzeby długotrwałego LMA, użyj dodatkowej kamery. Upewnij się, że dodatkowa kamera ma wystarczającą pojemność pamięci wystarczającą do przechowywania potencjalnie długich nagrań.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Goulding, E. H., Schenk, A. K., Juneja, P., MacKay, A. W., Wade, J. M., Tecott, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+robust+automated+system+elucidates+mouse+home+cage+behavioral+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">A robust automated system elucidates mouse home cage behavioral structure.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 20575-20582 (2008).</li>
<li>Kent, S., Bluthé, R. M., Kelley, K. W., Dantzer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sickness+behavior+as+a+new+target+for+drug+development%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Pharmacol.+Sci%22%5BJournal%5D)">Sickness behavior as a new target for drug development.</a> Trends Pharmacol. Sci. 13, 24-28 (1992).</li>
<li>Dantzer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cytokine%2C+sickness+behavior%2C+and+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Immunol.+Allergy+Clin.+North+Am%22%5BJournal%5D)">Cytokine, sickness behavior, and depression.</a> Immunol. Allergy Clin. North Am. 29, 247-264 (2009).</li>
<li>Godbout, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exaggerated+neuroinflammation+and+sickness+behavior+in+aged+mice+following+activation+of+the+peripheral+innate+immune+system%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Exaggerated neuroinflammation and sickness behavior in aged mice following activation of the peripheral innate immune system.</a> FASEB J. 19, 1329-1331 (2005).</li>
<li>York, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biobehavioral+and+neuroimmune+impact+of+low-dose+ionizing+radiation%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Behav.+Immun%22%5BJournal%5D)">The biobehavioral and neuroimmune impact of low-dose ionizing radiation.</a> Brain Behav. Immun. 26, 218-227 (2012).</li>
<li>York, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Individually+ventilated+cages+cause+chronic+low-grade+hypoxia+impacting+mice+hematologically+and+behaviorally%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Behav.+Immun%22%5BJournal%5D)">Individually ventilated cages cause chronic low-grade hypoxia impacting mice hematologically and behaviorally.</a> Brain Behav. Immun. 26, 951-958 (2012).</li>
<li>Jennings, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Refining+rodent+husbandry%3A+the+mouse.+Report+of+the+Rodent+Refinement+Working+Party%5BTitle%5D)+AND+%22Lab.+Anim%22%5BJournal%5D)">Refining rodent husbandry: the mouse. Report of the Rodent Refinement Working Party.</a> Lab. Anim. 32, 233-259 (1998).</li>
<li>York, J. M., Blevins, N. A., Baynard, T., Freund, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+testing+methods+in+psychoneuroimmunology%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Mouse testing methods in psychoneuroimmunology.</a> Methods in Molecular Biology. 934, 243-276 (2012).</li>
<li>Dantzer, R., O'Connor, J. C., Freund, G. G., Johnson, R. W., Kelley, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+inflammation+to+sickness+and+depression%3A+when+the+immune+system+subjugates+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">From inflammation to sickness and depression: when the immune system subjugates the brain.</a> Nat. Rev. Neurosci. 9, 46-56 (2008).</li>
<li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+phenotyping+of+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Comp.+Med%22%5BJournal%5D)">Behavioral phenotyping of rodents.</a> Comp. Med. 53, 140-146 (2003).</li>
<li>Karelina, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Social+isolation+alters+neuroinflammatory+response+to+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Social isolation alters neuroinflammatory response to stroke.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 5895-5900 (2009).</li>
</ol>

Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Objawy choroby u myszy obejmują letarg, utratę zainteresowania otoczeniem społecznym i środowiskowym, złe samopoczucie i anoreksję 2-3. U myszy i innych gryzoni LMA można wykorzystać do oceny choroby po aktywacji immunologicznej 4-5. Dodatkowo, długoterminowe LMA oferuje możliwość śledzenia ruchu przez okres 24 godzin (lub dłużej), umożliwiając analizę wywołanych leczeniem zmian w zachowaniu okołodobowym lub zaburzeń we wzorcach snu / czuwania. LMA ma kilka zalet w porównaniu z innymi testami na cho...

<table><tbody><tr><td>Kamera wideo</td><td>Sony</td><td>HDR-XR500V</td><td>Inne, podobne kamery wideo również mogą działać. Format przechowywania plików (kodek/kontener) musi być zgodny z używanym VTS. Zaleca się, aby przy początkowym tworzeniu VTS najpierw wybrać VTS i współpracować z dostawcą w celu wyboru odpowiedniej kamery, zwłaszcza w odniesieniu do kompatybilności formatu pliku i rozdzielczości wideo.</td></tr><tr><td>Nieprzezroczyste przegrody koszykowe</td><td></td><td></td><td>Produkowane na zamówienie w oparciu o określone wymiary koszyka. Aby ułatwić analizę obrazu, przegrody powinny być w kolorze zbliżonym do ściółki klatki. Strukturalnie stałe dzielniki są preferowane, ponieważ przyspieszają konfigurację między eksperymentami na wielu myszach, takimi jak te obejmujące powtarzające się pomiary. Solidne, przenośne przegrody klatkowe mogą być wykonane z nieprzezroczystego tworzywa sztucznego o średnicy 1/2 cala i połączone za pomocą szeregu zakładek krzyżowych.</td></tr><tr><td>Jasna lub ciemna ściółka (przeciwny kolor sierści myszy)</td><td></td><td></td><td>Dostępne w kilku dystrybutorach artykułów dla zwierząt laboratoryjnych, w zależności od lokalizacji.</td></tr><tr>Przezroczyste blaty <td></td><td></td><td>klatek z pleksiglasu</td><td>Wykonane na zamówienie w oparciu o wymiary klatki.</td></tr><tr><td>Oprogramowanie do automatycznego śledzenia wideo (EthoVision XT 7)</td><td>Noldus Information Technology</td><td></td><td>Istnieje wielu producentów VTS, wystarczy użycie innego oprogramowania.</td></tr><tr><td>Komputer PC</td><td>Dell Inc.</td><td></td><td>Zobacz minimalne wymagania dostawców oprogramowania VTS dla komputerów PC .generator</td></tr><tr><td>białego szumu</td><td>Dohm</td><td>DS</td><td>W zależności od potrzeb dostępne są różne generatory białego szumu.</td></tr><tr><td>Lampy zaciskowe do wylęgu z czerwonymi żarówkami Dostępnych</td><td></td><td></td><td>jest kilka rozmiarów i stylów. Wymagana liczba zależy od wielkości pomieszczenia/potrzeb oświetleniowych. Nie przekraczaj 125 lumenów w pomieszczeniu testowym.</td></tr><tr><td>Ławka laboratoryjna lub papier</td><td></td><td></td> rzeźniczy <td>Papier powinien pasować lub być bardzo podobny kolorystycznie do ściółki klatki.</td></tr></tbody></table>

krótko- i długoterminowa aktywność ruchowa myszy analizowana przez oprogramowanie do śledzenia wideo

Mouse Short- and Long-term Locomotor Activity Analyzed by Video Tracking Software

Aktywność lokomotoryczna (LMA) to prosty i łatwy do wykonania pomiar zachowania myszy i innych gryzoni. Ulepszenia w oprogramowaniu do śledzenia wideo (VTS) pozwoliły na połączenie go z testami LMA, co znacznie poprawiło swoistość i czułość w porównaniu z metodą przekraczania linii z ręcznym ocenianiem. Ponadto VTS umożliwia eksperymentowanie z wysoką przepustowością. Chociaż podobny do automatycznego śledzenia wideo używanego w teście otwartego pola (OFT), test LMA jest wyjątkowy, ponieważ pozwala myszom pozostać w klatce domowej i nie wykorzystuje przeciwlękowego bodźca jasnego oświetlenia podczas aktywnej fazy cyklu światło-ciemność. Tradycyjnie, LMA był używany przez krótkie okresy czasu (minuty), podczas gdy dłuższe badania ruchowe (godziny-dni) często wykorzystywały wszczepione nadajniki i biotelemetrię. Dzięki opcji śledzenia w czasie rzeczywistym, długoterminowe, podobnie jak krótkoterminowe testy LMA, mogą być teraz przeprowadzane za pomocą wideografii. Długoterminowe testy LMA wymagają specjalistycznej, ale łatwej w budowie klatki, tak aby żywność i woda (które zwykle znajdują się na górze klatki) nie przeszkadzały w filmowaniu. Co ważne, wideografia i VTS pozwalają na ilościowe określenie parametrów, takich jak ścieżka ruchu myszy, które są trudne lub niewykonalne do zmierzenia za pomocą przekroczenia linii i/lub biotelemetrii. Podsumowując, testy LMA w połączeniu z VTS zapewniają pełniejszy opis ruchu myszy i możliwość badania lokomocji przez dłuższy czas.

Przykład wyników krótkotrwałego testu LMA z powtarzanymi pomiarami przedstawiono na Rysunku 1. Rysunek ten pokazuje, że po podaniu lipopolisacharydu (LPS) myszy utrzymywane w klatkach z indywidualną wentylacją (IVC) szybciej odzyskują krótkotrwałą aktywność lokomotoryczną niż myszy utrzymywane w klatkach w środowisku otoczenia (AEC) 6. Choć początkowy spadek aktywności lokomotorycznej jest podobny w grupach po iniekcji LPS, powrót do podstawowego poziomu LMA jest szybszy u myszy z IVC, podobni...

Aktywność lokomotoryczna (LMA) to prosty i łatwy do wykonania pomiar zachowania u myszy. Sprzężenie oprogramowania do śledzenia wideo (VTS) i LMA pozwala na poprawę swoistości i czułości, zwłaszcza w porównaniu z ręczną metodą analizy LMA polegającą na przekraczaniu linii. Dodatkowo VTS umożliwia długoterminowe śledzenie LMA myszy.

Krótko- i długoterminowa aktywność ruchowa myszy analizowana przez oprogramowanie do śledzenia wideo

Locomotor  activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice  and other rodents. Improvements in video tracking software ...

Ogólnym celem następnego eksperymentu jest wykrycie różnic w krótkoterminowej i/lub długoterminowej aktywności lokomocyjnej pomiędzy różnymi grupami myszy poddanych działaniu czynników eksperymentalnych. Osiąga się to poprzez rejestrację wideo aktywności myszy w klatce domowej w czasie rzeczywistym. W drugim kroku aktywność lokomocyjna zwierzęcia jest analizowana w czasie rzeczywistym lub na podstawie nagrania przy użyciu oprogramowania do śledzenia wideo.Następnie punktowane parametry lokomocyjne są importowane do drugiego oprogramowania w celu przeprowadzenia analizy statystycznej. Procedura ta pozwala zatem wyjaśnić wpływ zabiegów lub warunków na krótkoterminową i długoterminową aktywność lokomocyjną w oparciu o oceniane parametry, takie jak przebyta odległość, prędkość ruchu oraz czas trwania ruchu. Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak liczenie przekroczeń linii czy implantacja emitera, jest zapewnienie dokładniejszego badania aktywności lokomocyjnej myszy bez konieczności przeprowadzania inwazyjnego i potencjalnie zakłócającego zabiegu chirurgicznego.Zazwyczaj osoby rozpoczynające pracę z tą metodą napotykają trudności, ponieważ przygotowanie klatek i sprzętu w sposób zapewniający optymalną jakość obrazu do późniejszego śledzenia wideo może być żmudne i wymaga czasu na naukę. Krótkotrwałą aktywność lokomotoryczną testuje się w klatkach domowych izolowanych myszy, stosując ściółkę o wysokim kontraście w stosunku do koloru kodu zwierzęcia. Przed eksperymentem zwierzęta muszą być aklimatyzowane do ściółki przez co najmniej 24 godziny.Aby przygotować pomieszczenie badawcze, należy rozpocząć od zamontowania powyżej obszaru rejestracji kamery wideo z funkcją widzenia nocnego i pamięcią o pojemności co najmniej 120 gigabajtów. W pomieszczeniu nie powinno występować dźwięków otoczenia przekraczających 70 decybeli. Jeśli okresowy hałas w tle jest nieunikniony, należy zastosować generator białego szumu w celu jego zagłuszenia.Ważne jest również, aby warunki środowiskowe w pomieszczeniu testowym były zbliżone do normalnych warunków utrzymania zwierząt. Przed umieszczeniem nowych obiektów należy oczyścić obszar rejestracji, a następnie pokryć powierzchnię papierem rzeźniczym lub papierem do blatów laboratoryjnych w kolorze zbliżonym do ściółki w klatce. Następnie należy ustawić nieprzezroczyste ścianki działowe do klatek wykonane z półcalowego plastiku. Ścianki działowe na powierzchni testowej muszą mieć kolor zbliżony do ściółki i być czyste.Następnie przenieś myszy do obszaru testowego i ustaw ich klatki pomiędzy przegrodami. Aby ułatwić analizę, zawsze ustawiaj klatki w ten sam sposób. Na czas testu przykryj klatki przezroczystym pleksiglasem o grubości 1/4 cala.Pleksiglas musi posiadać co najmniej 11 otworów o średnicy 1/4 cala, aby zapewnić odpowiednią wentylację. Następnie należy ustawić lampy grzewcze z czerwonymi żarówkami w celu oświetlenia klatek. Teraz należy wycentrować widok kamery na klatkach testowych, dbając o to, aby nie przekroczyć możliwości systemu śledzenia wideo.System ten jest ograniczony do śledzenia ośmiu myszy w czasie rzeczywistym. Teraz, obserwując obraz z kamery wideo, należy dostosować kąt i położenie lamp, aby usunąć odblaski lub refleksy z pleksiglasowych pokryw klatek. Uzyskanie przejrzystego obrazu myszy, wolnego od jakichkolwiek artefaktów wizualnych, jest najważniejszym krokiem w celu uzyskania dobrych wyników.W każdej grupie należy zawsze uwzględnić zarówno osobniki eksperymentalne, jak i kontrolne, aby zminimalizować potencjalny wpływ różnic czasowych w LMA. Bezpośrednio przed testem należy usunąć z klatek wszelkie materiały do gniazdowania i wzbogacenia środowiskowe, ponieważ mogą one zasłaniać widok myszy. W materiale wideo nagranie należy rozpocząć od tabliczki identyfikacyjnej zawierającej odpowiednie informacje eksperymentalne.Aby zapewnić prawidłową identyfikację nagrania, należy używać licznika czasu na wyświetlaczu kamery do śledzenia czasu trwania testu i pozostawać poza polem widzenia zwierzęcia podczas rejestracji. Po zakończeniu testu należy zwrócić wszystkie materiały do każdej klatki.Jeśli zwierzęta mają zostać poddane ponownym testom, przywróć im dostęp do pożywienia i wody pomiędzy próbami. Przechowuj nagrania wideo z sesji testowej na nośniku archiwalnym kompatybilnym z systemem śledzenia wideo, np. na dysku twardym. W systemie śledzenia wideo analizuj materiały w czasie rzeczywistym. Na początku wybierz całą powierzchnię dna klatki jako obszar zainteresowania (ROI) do śledzenia.W celu przeprowadzenia zaawansowanych analiz, takich jak ocena podatków Figma, należy utworzyć wiele obszarów zainteresowania (ROI) wewnątrz klatek dla badań o wysokiej przepustowości. Należy analizować jednocześnie wszystkie klatki w obrębie filmu, wykorzystując indywidualne ROI dla podłóg wszystkich klatek. Należy ustawić system VTS tak, aby obliczył całkowity dystans, prędkość przemieszczeń oraz czas trwania ruchów; po wykonaniu obliczeń dane należy wyeksportować do arkusza kalkulacyjnego w celu ich archiwizacji i dalszej analizy.Badania długoterminowe przeprowadza się w taki sam sposób jak badania krótkoterminowe. Wymagają one jednak zmodyfikowanej klatki z nowym punktem dostępu do pokarmu i wody. Najpierw należy wyciąć otwór o średnicy 5,5 centymetra w krótkiej ścianie końcowej standardowej klatki.Następnie w ocynkowanej siatce stalowej o oczkach 1/4 cala należy wyciąć otwory o średnicy 1/2 cala i wypolerować siatkę, aby usunąć ostre krawędzie, wykorzystując do tego fragment tej samej siatki; następnie należy zbudować zewnętrzny zasobnik na pelety z paszą, który można przymocować do siatki nad otworem. W kolejnym kroku należy wykonać otwory pod nity. Następnie otwór w klatce należy zakryć siatką oraz przymocowanym zasobnikiem, używając nitów aluminiowych i podkładek ze stali nierdzewnej.W celu zapewnienia nawodnienia, należy przygotować butelkę z wodą, wykorzystując standardową kolbę stożkową o pojemności 50 ml oraz jednodziurkowy korek gumowy z poszerzonym otworem. Pozwoli to na włożenie rurki do picia zapobiegającej wyciekom. Tak przygotowaną butelkę z wodą należy przymocować do klatki.Za pomocą taśmy rzepowej rurkę ssącą należy wprowadzić przez otwór osłonięty siatką. Teraz, gdy klatka jest przykryta pleksiglasową pokrywą, myszy zachowują dostęp do pożywienia i wody zgodnie z procedurami opisanymi dla krótkotrwałego testu lokomocyjnego. Test długoterminowy zazwyczaj trwa 12 godzin lub przez czas trwania aktualnej fazy cyklu światło-ciemność.Długoterminowe testowanie aktywności lokomotorycznej jest zazwyczaj analizowane w czasie rzeczywistym, bez sporządzania nagrania wideo. Można jednak wykonać nagranie, korzystając z dodatkowej kamery lub rejestratora DVD połączonego z kamerą główną. Myszy mogą być testowane tak długo, na ile pozwalają możliwości systemu śledzenia wideo, a podobnie jak w przypadku testów krótkoterminowych, z klatki usuwa się jedynie materiały wzbogacające służące do budowy gniazda, a nie ściółkę z kolb kukurydzy lub trocin.W systemie VTS skonfiguruj system śledzenia wideo do analizy w czasie rzeczywistym. Ustaw obszar zainteresowania (ROI) śledzenia tak, aby obejmował całą powierzchnię dna każdej rejestrowanej klatki. Podobnie jak w przypadku testu krótkoterminowego, ustaw system tak, aby obliczał całkowity dystans, prędkość poruszania się oraz czas trwania ruchu.Następnie, po przeprowadzeniu analizy, wyeksportuj dane do arkusza kalkulacyjnego w celu ich przechowywania i analizy z wykorzystaniem powtarzalnych testów lokomocyjnych w krótkim odstępie czasu. Stwierdzono, że po wstrzyknięciu lipopolisacharydu myszy utrzymywane w klatkach z indywidualną wentylacją (IVC) szybciej regenerowały utratę krótkoetapowej aktywności lokomocyjnej (LMA) wywołaną zastrzykiem niż mysze utrzymywane w klatkach w środowisku otoczenia (EC). Chociaż początkowy spadek aktywności lokomocyjnej był podobny w grupach po wstrzyknięciu LPS, powrót do podstawowej aktywności lokomocyjnej był szybszy u myszy w IVC, podobnie jak prędkość i czas trwania ruchów.W niniejszej analizie śledzenie rozpoczynało się po wykryciu ruchu o prędkości 2 cm/s i kończyło przy prędkości 1,75 cm/s, przy zastosowaniu zmiennych detekcji. Przeprowadzono krótki test lokomocji w dwóch następujących po sobie 12-godzinnych cyklach aktywności. U myszy zdrowych nie stwierdzono istotnych różnic w przebytej odległości, prędkości ruchów ani ich czasie trwania.Jeśli trend braku mierzalnych różnic utrzymałby się przy powtórzeniu badania na dużej próbie, dane sugerowałyby, że test ten mógłby zastąpić wszczepione nadajniki stosowane w długoterminowych badaniach lokomocji. Podczas przeprowadzania tej procedury ważne jest, aby zwrócić szczególną uwagę na warunki utrzymania zwierząt przed eksperymentem. Wszystkie zwierzęta doświadczalne i kontrolne powinny przebywać w podobnych warunkach środowiskowych, zwłaszcza w odniesieniu do cyklu świetlnego, temperatury w pomieszczeniu i wilgotności względnej.Ponadto, po przeprowadzeniu tej procedury należy zminimalizować ekspozycję zwierząt na bodźce dźwiękowe i zapachowe. Do odpowiedzi na dodatkowe pytania, takie jak to, czy traktowanie w konkretnym eksperymencie skutkuje zachowaniem podobnym do depresyjnego bez wpływu na ogólną aktywność lokomotoryczną, można wykorzystać inne metody, np. test wymuszonego pływania (four swim test).

mouse-short-long-term-locomotor-activity-analyzed-video-tracking

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Analiza krótko- i długoterminowej aktywności ruchowej myszy za pomocą oprogramowania do śledzenia wideo

Ten protokół opisuje elastyczny, tani system do pomiaru ruchu myszy w teście aktywności w otwartym polu. Pokazujemy, że 6-minutowy test ambulacyjny oparty na tym systemie wykrywa spadek dobrowolnego ruchu u myszy mdx i dokładnie rozróżnia poprawę w ratowaniu tych zwierząt specyficznym dla mięśni.

Prosty i tani test do pomiaru ambulacji w mysich modelach dystrofii mięśniowej

W tym badaniu demonstrujemy wykorzystanie kinematycznej analizy chodu opartej na obrazowaniu w płaszczyźnie brzusznej do monitorowania subtelnych zmian w koordynacji ruchowej, jak również postępu neurodegeneracji wraz z wiekiem w modelach mysich (np. linie myszy z mutacją endofiliny).

Analiza chodu zależnych od wieku zaburzeń motorycznych u myszy z neurodegeneracją

Obecne badanie miało na celu zautomatyzowanie kwantyfikacji deficytów motorycznych u szczurów. Wstępny model oceny ocenia utratę motoryczną wynikającą z implantacji mikroelektrody wewnątrzkorowej w korze ruchowej. Informujemy o rozwoju i wykorzystaniu algorytmu śledzenia za pomocą łatwego do adaptacji, prostego i łatwo dostępnego oprogramowania do kodowania.

Nowatorski system śledzenia funkcji motorycznych pojedynczego zwierzęcia za pomocą prostego, łatwo dostępnego oprogramowania

Tutaj prezentujemy protokół do indywidualnego śledzenia zwierząt przez długi okres czasu. Wykorzystuje metody przetwarzania obrazów do identyfikowania zestawu ręcznie skonstruowanych znaczników przy użyciu grupy homarów jako studium przypadku, jednocześnie dostarczając informacji o tym, jak trzymać, manipulować i oznaczać homary.

Długoterminowe śledzenie wideo zwierząt wodnych trzymanych w jednym pomieszczeniu: studium przypadku dziennej aktywności lokomotorycznej homarca norweskiego (Nephrops norvegicus)

Ten protokół opisuje, jak zbudować małą i wszechstronną kamerę wideo oraz jak wykorzystać uzyskane z niej filmy do trenowania sieci neuronowej do śledzenia pozycji zwierzęcia w komorach warunkowania instrumentalnego. Jest to cenne uzupełnienie standardowych analiz logów danych uzyskanych z testów kondycjonowania instrumentalnego.

Śledzenie szczurów w komorach kondycjonowania instrumentalnego za pomocą uniwersalnej domowej kamery wideo i DeepLabCut

Obecny protokół opisuje trójwymiarowe śledzenie/ocenę ruchu, aby zobrazować zmianę ruchu szczurów po ekspozycji na symulowane środowisko nieużywania.

Kompleksowe zrozumienie zmian chodu wywołanych bezczynnością u gryzoni

Obecny protokół ocenia aktywność lokomotoryczną Drosophila poprzez śledzenie i analizowanie ruchu much na ręcznie wykonanej arenie za pomocą oprogramowania typu open source Fiji, kompatybilnego z wtyczkami do segmentacji pikseli każdej klatki na podstawie nagrania wideo w wysokiej rozdzielczości w celu obliczenia parametrów prędkości, odległości itp.

Prosta technika oznaczania aktywności lokomotorycznej u Drosophila

Dostarczono eksperymentalny potok do ilościowego opisu wzorca lokomotorycznego swobodnie chodzących myszy za pomocą zestawu narzędzi MouseWalker (MW), począwszy od wstępnych nagrań wideo i śledzenia, a skończywszy na analizie po kwantyfikacji. W celu wykazania użyteczności systemu MW wykorzystano model kontuzji rdzenia kręgowego u myszy.

Wykorzystanie MouseWalker do ilościowego określenia dysfunkcji lokomotorycznej w mysim modelu urazu rdzenia kręgowego

Obecne badanie opisuje test zachowania motorycznego do analizy deficytów motorycznych w modelach gryzoni, w tym szczura TgF344-AD, z wykorzystaniem uczenia maszynowego.

Zadanie motoryczne w celu badania kinematyki stawów w przedklinicznym modelu chorób neurodegeneracyjnych

Protokół ten ustanawia pipeline oceny kinematyki tylnej kończyny szczura za pomocą testu na bieżni bez markerów z automatycznym oznaczaniem trajektorii wielostawowych opartym na głębokim uczeniu, co umożliwia powtarzalną ilościową ilościową identyfikację ruchu.

Wielostawowe synchroniczne śledzenie oparte na uczeniu głębokim do obiektywnej ilościowej kinematyki ruchowej kończyn tylnych u szczurów

Przedstawiamy niskonakładowy, bezznacznikowy proces za pomocą DeepLabCut do ilościowego określania spontanicznego chodu i lokomocji u myszy poruszających się swobodnie. Ten protokół integruje nagranie wideo z jedną kamerą, bezznacznikowe śledzenie punktów anatomicznych i wyodrębnianie parametrów lokomocji przestrzenno-czasowych, zapewniając nieinwazyjne i dostępne narzędzie do analizy zachowań motorycznych bez specjalistycznego sprzętu.

Tani niskokosztowy proces bez markerów oparty na DeepLabCut do analizy spontanicznego chodu i lokomocji u myszy poruszających się swobodnie

Poznaj metodę analizy krótko- i długoterminowej aktywności ruchowej myszy za pomocą oprogramowania do śledzenia wideo. Technika ta umożliwia precyzyjne pomiar bez inwazyjnych zabiegów chirurgicznych.

Krótko- i długoterminowa aktywność ruchowa myszy analizowana przez oprogramowanie do śledzenia wideo

Przeglądaj więcej filmów