Um sistema para acompanhar a dinâmica do comportamento de preferência social em pequenos roedores

Explorar os mecanismos neurobiológicos do comportamento social requer testes comportamentais que podem ser aplicados a modelos animais de forma imparcial e independente dos observadores. Nosso sistema permite uma investigação detalhada dos comportamentos sociais e sua dinâmica em pequenos modelos de roedores e suporta comparações precisas entre cepas, condições e tratamentos. Esse sistema pode ser utilizado para qualquer tipo de teste de discriminação social, como discriminação entre homens e mulheres.

Além disso, não há limites para os tamanhos dos sujeitos. A análise requer alguma experiência para selecionar os parâmetros ideais para rastreamento. Para novos usuários recomendo monitorar o rastreamento na tela do computador para a avaliação inicial.

Pelo menos uma hora antes da análise colocar as gaiolas domésticas de todos os ratos na sala experimental para aclimatação. No final do período de aclimatação, insira duas câmaras vazias na arena em dois cantos opostos da arena. Em seguida, localize a arena dentro da câmara acústica e coloque os ratos sujeitos no meio da arena por 15 minutos de habituação.

Durante esse período, coloque os dois ratos de estímulo social em diferentes câmaras localizadas fora da arena para habituação. E um brinquedo plástico de 5x5x5 centímetros com uma forma e cor distintas em outra câmara. Para realizar o teste de SP, comece a gravar com uma câmera de vídeo.

Remova imediatamente as duas câmaras vazias e coloque as câmaras de estímulo social e objeto nos cantos da arena que estavam vazias durante a habituação. Permita que os sujeitos interajam com os estímulos por cinco minutos antes de parar a gravação e remova os estímulos que contêm câmaras da arena. Então, deixe o assunto na arena vazia por 15 minutos.

Para realizar um teste de preferência de novidade social inicie a gravação de vídeo, e insira a câmara contendo os mesmos animais de estímulo social utilizados para o teste de SP e a câmara contendo o novo rato de estímulo social nos dois cantos da arena que não foram utilizados para o teste de SP. Permita que os sujeitos interajam com os estímulos por cinco minutos antes de parar a gravação e remover os sujeitos e câmaras da arena. Depois, limpe a arena e as câmaras com água corrente e 10% de etanol.

Para usar a interface gráfica do usuário para analisar o comportamento do mouse, abra o MATLAB e escolha o Diretório de Rodent, clique com o botão direito do mouse para selecionar Adicionar ao caminho, pastas selecionadas e subpastas para adicionar todas as subpastas ao caminho de trabalho. Digite TrackRodent na janela de comando e pressione Enter. Selecione Arquivo de sessão de carga para carregar arquivos de vídeo únicos ou múltiplos.

Um inspetor de filme que permite uma inspeção quadro a quadro do clipe de vídeo será imediatamente aberto para o primeiro arquivo da lista. Para inspecionar arquivos de vídeo adicionais clique em Inspecionar filme para abrir o inspetor de vídeo e selecionar um arquivo de vídeo específico de interesse a qualquer momento. Selecione as espécies testadas se necessário e clique em Excluir Área para excluir todas as áreas que meu interromper o rastreamento de acordo com as cores do assunto e arena.

Para definir cada câmara como uma área de estímulo para detecção automática de sua investigação pelo sujeito, verifique o polígono ou caixa elíptica e clique em Estímulo X para permitir que as áreas de estímulo sejam marcadas. Em seguida, selecione o algoritmo desejado da lista e digite os números de quadros de início e término para a análise nas caixas de edição correspondentes. Para avaliar a detecção automática das bordas do assunto para um determinado limiar, digite um valor no campo limiar relevante e pressione Enter.

Para iniciar uma análise comportamental de todos os arquivos selecionados, mova-se para o primeiro arquivo e clique em Iniciar. Encontrar o limiar certo é fundamental e requer experiência. Recomenda-se que novos usuários usem os algoritmos não rápidos e monitorem a análise on-line para garantir que eles funcionem corretamente.

No final da análise, um arquivo de resultados será salvo para cada filme no mesmo diretório dos arquivos do filme. Para inspecionar os resultados de cada arquivo de filme clique em Arquivo de Resultados de Carga e selecione os arquivos MAT gerados pela análise comportamental. Mova-se entre os botões de alternância para examinar o traço de localização do mouse, a exploração de estímulos ao longo da sessão e o tempo total de exploração de estímulos.

Para análise populacional na pasta TrackRodent em MATLAB, digite TrackRodentPopulationSummary como uma palavra na janela de comando. Clique em Enter e escolha arquivos de resultados para carregar vários arquivos de resultados do TrackRodent. Preencha os números do último quadro para análise, nome do teste, estímulo de um nome e estímulo dois nome e selecione todas as caixas apropriadas para as análises desejadas da lista opcional.

Verifique a caixa de exportação para extrair os resultados em uma planilha em um único arquivo. Em seguida, clique em Iniciar e aguarde até que os relatórios do programa na linha de status os parâmetros de análise e os dados tenham sido salvos. Neste experimento, o tempo médio de investigação total da população de sujeitos em relação a cada um dos dois estímulos retrata uma clara preferência dos sujeitos em relação ao estímulo social.

A preferência social foi mantida pelo sujeito ao longo da sessão, embora a preferência tenha parecido um pouco mais forte no início da sessão. O tempo de investigação para cada estímulo pode ser categorizado de acordo com a duração do ataque em lutas curtas, médias e longas, além do tempo total de investigação. Como observado, não houve diferença entre os estímulos nas lutas curtas, enquanto as lutas médias e longas mostraram claras preferências sociais, sugerindo que em C57 os camundongos pretos 6J curtos refletem curiosidade, enquanto longas crises refletem uma interação entre o sujeito e os estímulos.

Além disso, mapas de calor das investigações em direção ao estímulo social e objeto durante o curso do teste podem ser gerados para toda a população de sujeitos com as cores codificando a duração do ataque. É importante ressaltar que a taxa de transições feitas por sujeitos de um estímulo para outro foi maior durante os dois primeiros minutos do teste antes de diminuir gradualmente. A mesma tendência foi aparente na distribuição da taxa média de transição ao longo do tempo.

Este método pode ser usado com qualquer rato conectado a gravações eletrofisiológicas ou sistemas estimulantes optogenéticos por um fio. Para isso, usamos um algoritmo especial. Nosso sistema está atualmente em uso por vários laboratórios em todo o mundo para vários paradigmas que exigem pequeno rastreamento de roedores.

Pode ser usado para avaliar a dinâmica comportamental em qualquer teste de discriminação.