Rastreando ratos em câmaras de condicionamento operantes usando uma versátil câmera de vídeo caseira e deeplabcut

Summary

Este protocolo descreve como construir uma pequena e versátil câmera de vídeo, e como usar vídeos obtidos a partir dele para treinar uma rede neural para rastrear a posição de um animal dentro de câmaras de condicionamento operantes. Este é um complemento valioso às análises padrão de registros de dados obtidos a partir de testes de condicionamento operantes.

Abstract

As câmaras de condicionamento operantes são usadas para realizar uma ampla gama de testes comportamentais no campo da neurociência. Os dados registrados são tipicamente baseados no acionamento de sensores de alavanca e cutucador de nariz presentes dentro das câmaras. Embora isso forneça uma visão detalhada de quando e como os animais executam certas respostas, ele não pode ser usado para avaliar comportamentos que não acionam nenhum sensor. Como tal, avaliar como os animais se posicionam e se movem dentro da câmara raramente é possível. Para obter essas informações, os pesquisadores geralmente têm que gravar e analisar vídeos. Os fabricantes de câmaras de condicionamento operantes podem normalmente fornecer aos seus clientes configurações de câmera de alta qualidade. No entanto, estes podem ser muito caros e não necessariamente se encaixam em câmaras de outros fabricantes ou outras configurações de teste comportamental. O protocolo atual descreve como construir uma câmera de vídeo barata e versátil usando componentes eletrônicos de hobby. Ele descreve ainda como usar o pacote de software de análise de imagens DeepLabCut para rastrear o status de um sinal de luz forte, bem como a posição de um rato, em vídeos reunidos a partir de uma câmara de condicionamento operante. O primeiro é um grande auxílio na seleção de segmentos curtos de interesse em vídeos que cobrem sessões de teste inteiras, e este último permite a análise de parâmetros que não podem ser obtidos a partir dos registros de dados produzidos pelas câmaras operárias.

Introduction

No campo da neurociência comportamental, os pesquisadores geralmente usam câmaras de condicionamento operantes para avaliar uma ampla gama de diferentes características cognitivas e psiquiátricas em roedores. Embora existam vários fabricantes diferentes desses sistemas, eles normalmente compartilham certos atributos e têm um design quase padronizado^1,,2,,3. As câmaras são geralmente quadradas ou em forma de retângulo, com uma parede que pode ser aberta para a colocação de animais dentro, e uma ou duas das paredes restantes contendo componentes como alavancas, aberturas de nar....

Protocol

Todos os procedimentos que incluem o manejo de animais foram aprovados pelo comitê de ética de Malmö-Lund para pesquisa animal.

1. Construindo a câmera de vídeo

NOTA: Uma lista dos componentes necessários para a construção da câmera é fornecida na Tabela de Materiais. Refere-se também à Figura 1, Figura 2, Figura 3, Figura 4, Figura 5.

1. Conecte o anel de metal magnético (que acompanha o pacote de lente de olho de peixe) em torno da abertura....

Results

Desempenho da câmera de vídeo

Os resultados representativos foram reunidos em câmaras de condicionamento operativo para ratos com áreas de piso de 28,5 cm x 25,5 cm, e alturas de 28,5 cm. Com a lente olho de peixe anexada, a câmera captura toda a área do piso e grandes partes das paredes circundantes, quando colocada acima da câmara(Figura 7A). Como tal, uma boa visão pode ser obtida, mesmo que a câmera seja colocada fora do centro na parte superi.......

Discussion

Este protocolo descreve como construir uma câmera de vídeo barata e flexível que pode ser usada para gravar vídeos de câmaras de condicionamento operantes e outras configurações de teste comportamental. Ele demonstra ainda como usar o DeepLabCut para rastrear um sinal de luz forte dentro desses vídeos, e como isso pode ser usado para ajudar na identificação de breves segmentos de vídeo de interesse em arquivos de vídeo que cobrem sessões de teste completas. Finalmente, descreve como usar o rastreamento da cabeça de um ra.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cartão micro SD de 32 Gb com o novo software Our Of Box (NOOBS) pré-instalado	The Pi hut (https://thpihut.com)	Resistor de 32 GB
e 330 ohms	The Pi hut (https://thpihut.com)	100287	Este artigo é para um pacote com resistores mistos, onde resistores de 330 ohms estão incluídos.
Módulo de câmera (câmera Raspberry Pi NoIR v.2)	A cabana Pi (https://thpihut.com)	100004
Cabo de fita da câmera (stub do cabo da câmera Raspberry Pi Zero)	A cabana Pi (https://thpihut.com)	MMP-1294	Isso só é necessário se um Raspberry Pi zero for usado. Se outra placa Raspberry Pi for usada, um cabo de fita de câmera adequado acompanha o componente da câmera
LEDs coloridos	A cabana Pi (https://thpihut.com)	ADA4203	Este artigo é para um pacote com cores mistas de LEDs. Qualquer cor pode ser usada.
Cabos jumper fêmea-fêmea	A cabana Pi (https://thpihut.com)	ADA266
(Bright Pi)	Alimentação Pi (https://uk.pi-supply.com)	Placa-mãe do microcomputador PIS-0027
(placa Raspberry Pi Zero com conectores pré-soldados)	A cabana Pi (https://thpihut.com 102373		Outras placas Raspberry Pi também podem ser usadas, embora o método para iniciar automaticamente o script Python funcione apenas com o Raspberry Pi zero. Se estiver usando outros modelos, o script python precisa ser iniciado manualmente.
Interruptor de botão	O Pi hut (https://thpihut.com)	ADA367
Cabo de alimentação Raspberry Pi	The Pi hut (https://thpihut.com)	102032
Estojo Raspberry Pi Zero	The Pi hut (https://thpihut.com)	102118
Raspberry Pi, Mod my pi, suporte de câmera com lente olho de peixe magnética e acessório de anel de metal magnético	The Pi hut (https://thpihut.com)	MMP-0310-KIT