Отслеживание крыс в оперантных кондиционирования камер с использованием универсальный домашний видеокамеры и DeepLabCut

Summary

Этот протокол описывает, как построить небольшую и универсальную видеокамеру, и как использовать видео, полученные от него, чтобы обучить нейронную сеть для отслеживания положения животного внутри оперных камер кондиционирования. Это ценное дополнение к стандартному анализу журналов данных, полученных в результате оперативных испытаний кондиционирования.

Abstract

Оперативные камеры кондиционирования используются для выполнения широкого спектра поведенческих тестов в области неврологии. Записанные данные, как правило, основаны на срабатывании рычага и датчиков нос-тыкать, присутствующих внутри камер. Хотя это дает подробное представление о том, когда и как животные выполняют определенные ответы, он не может быть использован для оценки поведения, которые не вызывают никаких датчиков. Таким образом, оценка того, как животные позиционируют себя и перемещаются внутри камеры, редко возможна. Чтобы получить эту информацию, исследователи, как правило, должны записывать и анализировать видео. Производители оперных кондиционирования камер, как правило, могут поставлять своим клиентам высококачественные установки камеры. Тем не менее, они могут быть очень дорогостоящими и не обязательно подходят камеры от других производителей или других поведенческих установок теста. Текущий протокол описывает, как построить недорогую и универсальную видеокамеру с использованием компонентов электроники хобби. В нем далее описывается, как использовать пакет программного обеспечения для анализа изображений DeepLabCut для отслеживания состояния сильного светового сигнала, а также положения крысы, в видео, собранных из оперной камеры кондиционирования. Первый является большим подспорьем при выборе коротких сегментов интереса к видео, которые охватывают все тестовые сессии, а второй позволяет анализировать параметры, которые не могут быть получены из журналов данных, производимых оперных камер.

Introduction

В области поведенческой нейронауки исследователи обычно используют оперные камеры кондиционирования для оценки широкого спектра различных когнитивных и психиатрических особенностей у грызунов. Хотя Есть несколько различных производителей таких систем, они, как правило, разделяют определенные атрибуты и имеют почти стандартизированный дизайн^1,2,3. Камеры, как правило, квадратной или прямоугольной формы, с одной стеной, которая может быть открыта для размещения животных внутри, и один или два из оставшихся стен, содержащих компоненты, такие как рычаги, нос-тыкать отверстия, наг....

Protocol

Все процедуры, включающие обращение с животными, были одобрены комитетом по этике Мальмё-Лунда по исследованиям в области животных.

1. Создание видеокамеры

ПРИМЕЧАНИЕ: Список компонентов, необходимых для создания камеры, приведен в таблице материалов. Также относятся к рисунку 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5.

1. Прикрепите магнитное металлическое кольцо (которое сопровождает пакет объектива fisheye) вокруг открытия стенда камеры....

Results

Производительность видеокамеры

Репрезентативные результаты были собраны в оперных кондиционных камерах для крыс с площадью 28,5 см х 25,5 см, а высота - 28,5 см. С объективом fisheye прикрепленным, камера захватывает полную площадь пола и большие части окружающих стен, когда помещено над камерой(рисунок 7A). Таким образом, хороший вид может быть получен, даже если камера находится вне центра на верхней части камеры. Это должно иметь дело в сопоста.......

Discussion

Этот протокол описывает, как построить недорогую и гибкую видеокамеру, которая может быть использована для записи видео из оперентных камер кондиционирования и других поведенческих тестовых установок. Он также демонстрирует, как использовать DeepLabCut для отслеживания сильного светового сигнала в этих видео, и как это может быть использовано для выявления кратких сегментов видео интерес к видеофайл, которые охватывают полный тестовых сессий. Наконец, он описывает, как использовать отслеживание головы крысы в дополнение .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Карта micro SD 32 ГБ с предустановленным программным обеспечением Our Of Box (NOOBS)	The Pi hut (https://thpihut.com)	32 ГБ
330-омный резистор	The Pi hut (https://thpihut.com)	100287	Эта статья предназначена для пакета со смешанными резисторами, в который входят резисторы 330 Ом.
Модуль камеры (Raspberry Pi NoIR camera v.2)	Хижина Pi (https://thpihut.com)	100004
Ленточный кабель камеры (заглушка кабеля камеры Raspberry Pi Zero)	Хижина Pi (https://thpihut.com)	MMP-1294	Это необходимо только в том случае, если используется Raspberry Pi zero. Если используется другая плата Raspberry Pi, подходящий ленточный кабель камеры прилагается к компоненту камеры
Цветные светодиоды	Хижина Пи (https://thpihut.com)	ADA4203	Эта статья предназначена для пакета со светодиодами смешанных цветов. Можно использовать любой цвет.
Соединительные кабели типа «женщина-женщина»	Хижина Пи (https://thpihut.com)	ADA266
(Bright Pi)	Питание Pi (https://uk.pi-supply.com)	микрокомпьютера PIS-0027
(плата Raspberry Pi Zero с предварительно припаянными разъемами)	Хижина Пи (https://thpihut.com)	102373	Можно использовать и другие платы Raspberry Pi, хотя метод автоматического запуска скрипта Python работает только с Raspberry Pi zero. Если вы используете другие модели, скрипт Python необходимо запустить вручную.
Кнопочный переключатель	Хижина Пи (https://thpihut.com)	ADA367
Кабель питания Raspberry Pi	Хижина Пи (https://thpihut.com)	102032
Чехол Raspberry Pi Zero Хижина	Пи (https://thpihut.com	)102118
Raspberry Pi, Mod my pi, подставка для камеры с магнитным объективом «рыбий глаз» и магнитным металлическим кольцом	Хижина Пи (https://thpihut.com)	ММП-0310-КИТ