31 августа 2018 г.
Настоящее исследование, направленных для автоматизации количественного определения моторного дефицита в крыс. Первоначальные оценки модель оценивает мотор потери в результате имплантации intracortical микроэлектродные в моторной коры. Мы сообщаем о разработке и использовании алгоритма отслеживания с помощью легко приспосабливается, простой и легко доступны, кодирование программного обеспечения.
Этот метод может помочь повысить согласованность поведенческого тестирования мелких животных путем создания объективных показателей двигательной функции. Преимущество этого метода заключается в том, что в отличие от традиционных методов, результаты количественно оцениваются компьютерной системой, что сокращает количество человеческих ошибок, усилий и времени. Эту процедуру продемонстрируют Марина Ю и Сидни Линднер, студенты-исследователи из лаборатории Кападоны.
Начните съемку и поместите животное в центр сетки, лицом в сторону от исследователя, чтобы начать тест сетки. Позвольте животному свободно бегать в течение трех минут, пока оно записывается на видео сверху. Остановите съемку, когда трехминутный период времени закончится, и верните животное в домашнюю клетку.
Очистите решетку стерилизатором на основе диоксида хлора, позаботившись о том, чтобы поверхности полностью высохли перед тестированием. Затем, для испытания с лестницей, поместите животное в чистую временную клетку. Установите лестничное устройство так, чтобы оно охватывало две клетки, где стартовая клетка — это чистая клетка, а конечная клетка — живая клетка животного, стимул для завершения пробежки.
Поместите камеру на штатив, расположенный по центру по длине лестницы. Выдвиньте штатив так, чтобы объектив камеры находился на высоте ступеньки лестницы. Расположите камеру так, чтобы перекладины были точно выровнены с объективом, так как это важно для алгоритма обнаружения скольжения в коде BVAS.
Запустите видеосъемку и позвольте животному начать бег, держа передние лапы над первой ступенькой лестницы. Позвольте животному подняться по лестнице без посторонней помощи. Позвольте животному двигаться от линии старта к финишу в своем собственном темпе во время съемок.
Наконец, завершите видеосъемку и снимите животное с лестницы, как только животное завершит бег. Начните с названия каждого видео с указанием животного для всех видеороликов Grid Testing. Возьмите видео, названные в честь каждого животного, и поместите файлы в отдельную папку для хранения.
Затем создайте новый пустой файл электронной таблицы для хранения данных для каждого исследования и режима тестирования. Далее установите последнюю версию BVAS, дважды кликнув по значку установщика. После завершения установки дважды щелкните по значку программы BVAS, чтобы открыть главное меню BVAS, которое предоставляет следующие опции: Анализ сетки, Анализ лестницы, Обзор лестницы или Выход.
В программе BVAS начните с выбора «Анализ сетки» на верхнем экране меню. Затем используйте кнопку «Многоточие» рядом с верхним полем ввода, чтобы просмотреть файловую систему и найти файл видео для анализа. Нажмите кнопку «Многоточие» рядом с нижним полем ввода, чтобы просмотреть файловую систему и выбрать файл электронной таблицы, в котором будут храниться данные.
Нажмите «Перейти», чтобы начать процесс анализа. Просмотрите изображения каждого видео на экране Reviewer. Нажмите кнопку «Редактировать», если нет зеленых линий или зеленая линия не отображается в правильном квадрате вокруг области тестирования.
Чтобы отредактировать углы, нажмите кнопку «Редактировать углы». Следуйте инструкциям справа от репрезентативного изображения, чтобы выбрать область тестирования, и нажмите Enter, чтобы завершить процесс выбора. Наконец, нажмите «Готово», чтобы сохранить выбор и вернуться на экран «Рецензент».
Затем нажмите центральную кнопку «Готово», чтобы начать процесс «Завершить анализ», как только область сетки для каждого видео будет выбрана правильно. Дайте программе запуститься, и по завершении появится запрос об успешном выполнении. Затем выберите анализ лесенки в верхнем меню, чтобы открыть меню анализа лестницы.
Нажмите верхнюю кнопку ввода с многоточием, чтобы выбрать папку с видео с лестницей, названную в честь каждого животного. Затем нажмите нижнюю кнопку с многоточием, чтобы выбрать каталог для сохранения папки с данными из видео лестницы для последующего просмотра. Нажмите кнопку Перейти, чтобы начать процесс анализа, и повторите те же шаги для анализа в открытом поле.
Дайте программе запуститься, и после соревнования появится подсказка об успехе. В программе BVAS выберите Ladder Image Review в верхнем меню, чтобы открыть экран выбора файла Ladder Review. Нажмите верхнюю кнопку «Многоточие», чтобы выбрать папку с файлами данных, и нажмите нижнюю кнопку «Многоточие», чтобы выбрать файл электронной таблицы, созданный для исследования.
Затем нажмите «Перейти», чтобы начать процесс ручной проверки. Затем просмотрите автоматически открытое меню Ladder Data Reviewer. Если обнаружено скольжение, используйте кнопки «Следующий кадр» и «Последний кадр» для проверки всех последовательно записанных кадров, если таковые имеются.
Используйте переключатель скольжения, чтобы указать, какая лапа крысы поскользнулась. Оставьте переключатель в положении «Нет скольжения», если обнаружение оказалось ложноположительным. Нажмите «Сохранить и продолжить», чтобы перейти к следующему обнаружению.
В случае сбоя используйте переключатель, чтобы указать, вызван ли сбой Сторнированием или Застоем. Наконец, нажмите «Сохранить и продолжить», чтобы перейти к следующему обнаружению. При последнем обнаружении нажмите кнопку «Сохранить и продолжить», чтобы завершить анализ и сохранить данные в файле электронной таблицы, выбранном ранее.
Отклоните уведомление о завершении работ. В этом исследовании результаты теста Open Field Grid Test показали, что эксперты-рецензенты были более последовательны, чем начинающие рецензенты, но при использовании BVAS дисперсия не наблюдалась как для экспертов, так и для начинающих пользователей. Аналогичным образом, результаты теста лестницы показали, что эксперты-рецензенты были более последовательны, чем начинающие рецензенты, но при использовании BVAS, опять же, наблюдалась нулевая дисперсия как для экспертов, так и для начинающих пользователей.
В ходе теста Open Field Grid Test наблюдались такие тенденции, как увеличение достигнутой максимальной скорости, увеличение общего пройденного расстояния и увеличение количества пересекаемых линий сетки. Процент правильных поворотов в основном колебался между 40 и 50%Наконец, для теста лестницы наблюдалась тенденция к уменьшению времени пересечения лестницы, за которой последовало увеличение времени, начиная примерно с четвертой недели. Программное обеспечение автоматически обнаруживает и сводит в таблицу количество соскальзываний во время пересечения лестницы.
А в процессе просмотра видео пользователь может отсортировать обнаруженные промахи на промахи левой и правой лапы, как показано на гистограмме. После освоения этой техники она может быть выполнена за 30-40 минут на животное за сеанс тестирования. При попытке выполнить эту процедуру важно снимать в хорошо освещенной среде в правильной плоскости и с высоким контрастом между животным и фоном.
После этой процедуры могут быть выполнены дополнительные поведенческие задания, чтобы ответить на конкретные вопросы в моделях болезней или травм. Хотя мы используем этот метод для получения информации о двигательном дефиците, вызванном имплантацией устройства в мозг, этот метод анализа может быть использован во многих других моделях заболеваний или травм. После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как снимать и анализировать поведенческие видео с помощью программного обеспечения BVAS от Capadona Lab, которое предоставляет воспроизводимую технику количественной оценки поведения.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Данное исследование посвящено автоматизации количественной оценки двигательного дефицита у крыс, в частности, анализу утраты моторных функций вследствие имплантации внутрикортикальных микроэлектродов в моторную кору. Для оптимизации процесса оценки с помощью доступного программного обеспечения для кодирования был разработан алгоритм трекинга.
Автоматизированное отслеживание моторных функций отвечает потребности в объективном и воспроизводимом поведенческом фенотипировании в доклинических нейробиологических исследованиях. Снижая межнаблюдательную вариабельность и вероятность человеческой ошибки, система повышает надежность данных для валидации мишеней и снижения рисков при изучении механизмов в процессе разработки лекарственных препаратов для ЦНС. Это обеспечивает согласованную кросс-функциональную интерпретацию конечных точек моторных функций в рамках исследовательских и трансляционных рабочих процессов.
Система BVAS интегрируется в континуум разработки лекарственных средств — от раннего фенотипического скрининга до оптимизации соединений-лидеров и доклинической валидации, что особенно актуально для мишеней ЦНС, где двигательная функция является ключевым биомаркером.