Avaliação experimental de rato Sociabilidade utilizando uma abordagem de processamento de imagem automatizado

Resumo

Este protocolo descreve um método para quantificar a sociabilidade rato. Os ratos são filmadas enquanto se movem e interagem em uma gaiola especial. Processamento de filme permite a quantificação automática de sociabilidade com excelente precisão e confiabilidade.

Resumo

Mouse é o organismo modelo preferido para testar drogas destinadas a aumentar a sociabilidade. Apresenta-se um método para quantificar a sociabilidade rato em que o rato de ensaio é colocado num aparelho normalizado e comportamentos relevantes são avaliadas em três sessões diferentes (chamado sessão I, II, e III).

O aparelho tem três compartimentos (ver Figura 1), os compartimentos da esquerda e da direita contém uma taça invertida, que pode alojar um rato (chamado "rato estímulo").

Na sessão I, o rato de ensaio é colocado na gaiola e a sua mobilidade é caracterizada pelo número de transições entre os compartimentos feitos. Na sessão II, um rato estímulo é colocado sob um dos copos invertidos ea sociabilidade do rato teste é quantificada pelos valores de tempo que passa perto do copo contendo o mouse estímulo fechado contra o copo invertido vazio. Na sessão III, os copos invertidos são removidos de um d ambos os ratos interagir livremente. A sociabilidade do rato teste em sessão III é quantificada pelo número de abordagens sociais que faz em direção ao rato estímulo e pelo número de vezes que ele evita uma abordagem social por parte do rato estímulo.

A avaliação automatizada do filme detecta o nariz do rato de ensaio, o que permite a determinação de todas as medidas de sociabilidade descrito na sessão I e II (na sessão III, abordagens são identificados automaticamente mas classificadas manualmente). Para encontrar o nariz, a imagem de uma gaiola vazia é digitalmente subtraído de cada moldura do filme e a imagem resultante é binarizada para identificar os pixels do rato. A cauda do rato é automaticamente removido e os dois pontos mais distantes do rato restantes são determinados; estes são perto de nariz e base da cauda. Ao analisar o movimento do rato e utilizando os argumentos de continuidade, o nariz é identificado.

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Figura 1. Avaliação da Sociabilidade Durante 3 sessões Sessão I (em cima):.. Aclimatação de rato teste para a gaiola Sessão II (meio):. Teste rato mover-se livremente na gaiola enquanto que o rato estímulo é fechado em um copo invertido Sessão III (parte inferior): Ambos rato teste e rato estímulo estão autorizados a circular livremente e interagir uns com os outros.

Introdução

Sociabilidade prejudicada é um dos domínios principal sintoma em uma variedade de desordens do desenvolvimento neurológico, incluindo transtornos do espectro autista (ASDs) ^1,2. Isso limita severamente a capacidade dos pacientes para desenvolver relacionamentos e afeta muito pacientes, famílias e cuidadores ^2,3.

Num esforço para melhor compreender o mecanismo subjacente a sociabilidade auditivos e desenvolver tratamentos, diversos modelos de ratos têm sido estudados ^1,4-9. Um tal estirpe é o ratinho BALB / c, uma estirpe consanguínea que exibe surpreendentemente baixo sociabilidade, assemelhando-se caracte....

Protocolo

O protocolo para a facilidade de explicação foi dividida em 2 partes: 1) Procedimento experimental e 2) análise automatizado. Todos os animais foram tratados de acordo com o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório ^15, e todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê Cuidado e Uso Institucional Animal.

1. Procedimento Experimental

1. Defina-se a gaiola, que é um preto não reflectores de Plexiglas quadro rectangular (52 x 25 x 23 cm ^3), dividido em três compartimentos: social, não sociais, e um compartimento central neutro (Figura 1). Coloque copos fios invertidos em cada um dos....

Resultados

A Figura 3 mostra um quadro de cor de um filme de comportamento com uma gaiola vazia. O ratinho não foi introduzido na gaiola ainda. A posição dos copos, e não sociais (sociais) e os limites de compartimento estão sobrepostos. O quadro de cor de gaiola vazia é convertido em escala de cinzentos de 8 bits, como mostrado na Figura 4 e usado como um quadro de referência. O quadro de referência é subtraída de todos os outros quadros do filme capturado.

A .......

Discussão

Ao combinar ratos filmagem e análise de filme automática, criamos uma técnica de triagem acessível, confiável de alto rendimento.

A precisão da análise automatizada foi comparada com os resultados da análise manual para mais de 100 filmes. Na maioria esmagadora dos quadros (> 99%) dos quadros, o nariz do rato é identificado com boa precisão. A maior parte dos (poucos) misdetections não têm nenhum efeito sobre as medidas de sociabilidade, de modo que cerca de 80% dos filmes não necessitam .......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Gaiola de acrílico	Norva Plastics, Norfolk, VA	feito sob medida	As dimensões e o layout descritos no manuscrito, podem ser ajustados de acordo com as necessidades. Use plexiglas não reflexivo para facilitar o processamento de imagem
Copos de arame	Cozinha mais	315	Use um para abrigar o mouse de estímulo, uma câmera de
vídeo	SONY	HDR-PJ790	Pode ser substituída por qualquer câmera com Especificações comparáveis
OpenCV (Biblioteca de processamento de imagens)	Willow Garage	N/A	Qualquer biblioteca moderna de processamento de imagens pode ser usada.

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