Summary
एक घर पिंजरे वातावरण में चूहों का लम्बे समय तक और व्यापक निगरानी मस्तिष्क रोगों के murine मॉडल में न्यायपालिका व्यवहार का एक गहरी समझ प्रदान करता है। इस पत्र में समकालीन व्यवहार विश्लेषण के महत्वपूर्ण घटक के रूप में एकीकृत व्यवहार स्टेशन (INBEST) का वर्णन है।
Abstract
कारण जेनेटिक इंजीनियरिंग में तेजी से प्रगति करने के लिए, छोटे कृन्तकों जैव चिकित्सा अनुसंधान के कई विषयों में पसंदीदा विषयों बन गए हैं। पुरानी सीएनएस विकारों के अध्ययन में, व्यवहार के स्तर पर उच्च वैधता साथ murine मॉडल के लिए एक बढ़ती हुई मांग है। हालांकि, कई रोगजनक तंत्र और जटिल कार्यात्मक घाटे अक्सर मज़बूती से मापने के लिए और लंबे समय से बीमार चूहों के व्यवहार की व्याख्या करने के लिए चुनौतियों थोपना। इसलिए, परीक्षणों के एक बैटरी का उपयोग कर कई बिंदुओं पर समय परिधीय विकृति और एक व्यवहार प्रोफ़ाइल के आकलन के लिए आवश्यक हैं। वीडियो ट्रैकिंग, व्यवहार स्पेक्ट्रोस्कोपी, और शारीरिक उपायों के दूरदराज के अधिग्रहण के लिए एक घर आधार की तरह स्थापित करने में एक व्यापक, शुद्ध, और निष्पक्ष व्यवहार के विश्लेषण के लिए अनुमति देते हैं कि प्रौद्योगिकियों में उभर रहे हैं। इस रिपोर्ट में बीए के लंबे समय तक माप पर केंद्रित है कि एक कस्टम बनाया निगरानी तंत्र (एकीकृत व्यवहार स्टेशन, INBEST) भी शामिल है जो एक परिष्कृत phenotyping प्रोटोकॉल का वर्णनइस तरह के एक अपेक्षाकृत तनाव मुक्त वातावरण में सहज गतिविधि, भोजन / पानी के सेवन और प्रेरित व्यवहार के रूप में इस प्रकार से कार्यात्मक outputs के। INBEST डिजाइन में तकनीकी और वैचारिक सुधार आगे व्यवहार के अध्ययन के reproducibility और मानकीकरण को बढ़ावा देने के कर सकते हैं।
Introduction
पिछले कुछ दशकों में जेनेटिक इंजीनियरिंग में तेजी से प्रगति मानव रोगों के पशु मॉडल का अभूतपूर्व विस्तार करने के लिए नेतृत्व किया है। चूहे कई कारणों के लिए जैव चिकित्सा विज्ञान में प्राथमिक प्रयोगात्मक विषयों का दर्जा प्राप्त है। एक व्यावहारिक दृष्टिकोण से, वे एक उच्च प्रजनन दर अपेक्षाकृत सस्ती हैं, और घर के लिए आसान कर रहे हैं। देखने के एक वैचारिक दृष्टिकोण से, वे मनुष्य के लिए आनुवंशिक रूप से बंद कर रहे हैं आनुवंशिक रूप से रिश्तेदार आसानी से संशोधित किया जा सकता है, और अंत: स्रावी, प्रतिरक्षा, और नर्वस सिस्टम अत्यधिक विकसित किया है। आनुवंशिक और सेलुलर स्तर पर घावों के अलावा, मस्तिष्क विकारों के समकालीन अध्ययन है कि प्रकाश डाला चेहरा, निर्माण से replicable कार्यात्मक घाटा, या एक नया माउस मॉडल एक के भविष्य कहनेवाला वैधता के प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।
एक homoeothermic स्तनपायी में एक तीव्र संक्रमण अक्सर एक साथ बीमारी व्यवहार के साथ, में से एक का गठन किया है, जो ज्वर प्रतिक्रिया, में यह परिणामप्रिंसिपल अस्तित्व तंत्र दो। तीव्रता से बीमार पशुओं के भोजन / पानी के सेवन और भावनात्मक जेट, खोजपूर्ण व्यवहार, और सीखने / स्मृति क्षमता को प्रतिबिंबित करता कार्यों में प्रदर्शन में महत्वपूर्ण परिवर्तन प्रदर्शित करते हैं। ये बदलाव काफी हद तक बिगड़ा सामाजिक / यौन गतिविधि और रक्षात्मक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के लिए ऊर्जा के संरक्षण के लिए खाते। गंभीर स्थिति (कई प्रतिरक्षाविज्ञानी, अंत: स्रावी और मस्तिष्क संबंधी बीमारियों के रूप में देखा) पुरानी बारी हालांकि, जब व्यवहार प्रदर्शन आगे के कारण मस्तिष्क तीन सहित विभिन्न अंगों की संरचनात्मक क्षति को खराब कर सकते हैं।
मानव और पशु neurodegenerative रोगों अक्सर तंत्रिका विज्ञान और व्यवहार घाटे का एक समूह के साथ कर रहे हैं। इसलिए, लंबे समय से बीमार पशुओं के व्यवहार के अध्ययन में एक महत्वपूर्ण उद्देश्य परिधीय लक्षणों से प्रेरित घाटे से केंद्रीय प्रभाव भेद करने के लिए है। हालांकि, मानक व्यवहार कार्यों की अपेक्षाकृत कम अवधि कलेक्ट की सीमाऐसी गंध, आराम, नींद, भोजन / पानी का सेवन, या मिरगी एपिसोड के रूप में बुनियादी कार्यात्मक उपायों के विषय में जानकारी के आयन। इन उपायों का समावेश व्यवहार की रूपरेखा में सुधार और गतिविधि की मांग कार्यों में प्रदर्शन के बेहतर व्याख्या परमिट।
रोगग्रस्त चूहों के व्यवहार phenotyping में शोधन
बीमार चूहों के व्यवहार प्रोफ़ाइल का आकलन करने में अपर्याप्तता तेजी से प्रसंस्करण पीसी से अकेले रखे चूहों की सतत निगरानी की आवश्यकता है। विविध व्यवहार बैटरी के नीचे सूचीबद्ध, 4, 5 तैयार किया जा सकता है सफलतापूर्वक neuropsychiatric एक प्रकार का वृक्ष 6 के एक पशु मॉडल स्थापित करने के लिए इस्तेमाल किया गया है कि प्रक्रियाओं कर रहे हैं। इस बैटरी को बार-बार इस तरह के हल्के संज्ञानात्मक हानि और अल्जाइमर रोग के रूप में 7 की बीमारी (चित्रा 1) के दोनों उप पुराने और जीर्ण मॉडल में लागू किया जाता है। न्यूरोलॉजिकल परीक्षण 8-10, एसी की एक श्रृंखला के बादएक समृद्ध घर-पिंजरे की तरह वातावरण में कई व्यवहार outputs की सतत निगरानी के उपयोग द्वारा उपरोक्त मांगों को पूरा करने के लिए डिज़ाइन ustom कर दिया है, तंत्र, नियोजित किया जा सकता है। सहज खोजपूर्ण गतिविधि और प्रेरित व्यवहार का आकलन करने के लिए इस तरह के एक ethologically आधारित दृष्टिकोण इस तरह सीखने और स्मृति को प्रतिबिंबित करता है उन के रूप में अन्य मानदंड, में प्रदर्शन घाटे के एक अधिक व्यापक समझ प्रदान करता है।
हमारी प्रयोगशाला में अनुदैर्ध्य व्यवहार phenotyping चित्रा 1. योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व। व्यवहार बैटरी ऐसे रोग प्रगति के रूप में निरंतर कारकों के प्रभाव का आकलन करने के लिए अलग-अलग समय बिंदुओं पर दोहराया जाता है जो more- तनावपूर्ण कार्य, की ओर less- से विकसित करने के लिए बनाया गया है, औषधीय उपचार या प्रतिरक्षाविज्ञानी के हिमायती हैं। INBEST और अलग-अलग परीक्षण अंधेरे पी के दौरान प्रदर्शन कर रहे हैंHASE, अक्सर 10 से अधिक और 2 घंटा, क्रमशः लघुरूप:। आर - सजगता; BW - टेस्ट चलना बीम; आरआर - Rotarod; ओटी - घ्राण परीक्षण; सपा - सुक्रोज पसंद परीक्षण; एसडी - परीक्षण नीचे कदम; सं - उपन्यास वस्तु परीक्षण; की - ओपन फील्ड परीक्षण; सब - सहज प्रत्यावर्तन व्यवहार; एफएस - जबरिया तैरो परीक्षण; MWM - मॉरिस पानी की भूलभुलैया। * - परीक्षण के पहलुओं (जैसे, स्थान, संदर्भ, रंग, आकार) की जरूरत है कि प्रयोग के दौरान पूरे बाद के परीक्षणों में बदल सकता है।
एक घर के पिंजरे की तरह वातावरण में निरंतर वीडियो रिकॉर्डिंग और व्यवहार के विश्लेषण के पहले 2007 11 में सूचित किया गया। स्व-प्रतिरक्षित चूहों के साथ पढ़ाई में इस्तेमाल व्यवहार परीक्षण एकीकृत एक अधिक जटिल स्वचालित उपकरण एक साल बाद बैठक 'मापने व्यवहार' में पेश किया गया 12। एकीकृत व्यवहार स्टेशन (INBEST, 2A चित्रा) एक मॉड्यूलर प्रणाली है, जो सी हैएक आश्रय, कंप्यूटर नियंत्रित प्रकाश उत्तेजना के omprises, दो photocell नियंत्रित lickometers (पानी के लिए एक, ब्याज की एक समाधान के लिए एक), एक स्वचालित खाद्य मशीन, एक कम्प्यूटरीकृत चल पहिया, और एक डिजीटल चढ़ाई जाल। सुप्तावस्था, आवृत्तियों, और विशिष्ट व्यवहार के durations अनुकूलित सॉफ्टवेयर का उपयोग कर जांच कर रहे हैं। लोकोमोटर और खोजपूर्ण गतिविधि (जैसे, एक उपन्यास वस्तु या एक अपरिचित सजातीय का) सो रही है और ऐसे आत्म-हानिकारक व्यवहार और बरामदगी के रूप में लगातार कम व्यवहार पैटर्न, जबकि, वीडियो ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर (सामग्री / उपकरण की सूची) के साथ कर सकते हैं मूल्यांकन किया जा सकता वीडियो ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर या समर्पित घटना रिकॉर्डिंग संकुल के साथ मैन्युअल रूप से रन बनाए जा। आठ पूरा INBEST / वीडियो setups इस प्रकार चार प्रयोगात्मक और चार नियंत्रण जानवरों (चित्रा 2 बी) के समवर्ती निगरानी की अनुमति देता है, उपयोग किया जाता है।
चित्रा 2. एकीकृत व्यवहार स्टेशन। (ए) एक INBEST बॉक्स (= 39 एक्स डब्ल्यू = 53 एक्स एच = 50 सेमी एल) को डिजाइन करने में इस्तेमाल किया योजनाबद्ध हार्डवेयर का प्रतिनिधित्व, और सॉफ्टवेयर। (बी) के आठ पूर्ण INBEST बक्से चार प्रयोगात्मक और चार नियंत्रण चूहों की समवर्ती घर-पिंजरे की निगरानी के लिए एक अवसर प्रदान करते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
आश्रित चर स्वादिष्ट उत्तेजना, सहज चल गतिविधि, चढ़ाई, स्वैच्छिक चलाने के लिए खाद्य / पानी का सेवन, जवाबदेही की माप, चिंता संबंधी व्यवहार (जैसे, उपन्यास वस्तु का अन्वेषण), सौंदर्य, अधिकार और नींद में शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, दृश्य उत्तेजनाओं कंडीशनिंग और सीखने के मानदंड के लिए प्रस्तुत किया जा सकता है। मानक व्यवहार परीक्षण से अधिक INBEST के फायदे confounding प्रभाव induc के उन्मूलन में शामिलपरिवहन तनाव, साथ ही रात में गतिविधि, अन्वेषण, चिंता से संबंधित और अवसादग्रस्तता की तरह व्यवहार को प्रतिबिंबित करता उपायों की निरंतर, स्वचालित संग्रह द्वारा एड। एक वीडियो ट्रैकिंग पैकेज के साथ संवेदनशील हार्डवेयर घटकों के एकीकरण विविध पशु मॉडल में जीर्ण रोग की प्रगति के संबंध में व्यवहार में सुधार के आकलन के परमिट जानकारी है, जो की एक धन अर्जित करता है। INBEST अन्य पुरानी सीएनएस विकारों (जैसे, आत्मकेंद्रित, प्रमुख अवसाद, मानसिक असंतुलन), साथ ही अनुदैर्ध्य अध्ययन में neurodevelopment पर ध्यान केंद्रित कर, नियोप्लास्टिक / प्रणालीगत विकारों के व्यवहार प्रभाव, और लंबे समय तक pharmacotherapy अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
Protocol
सभी प्रक्रियाओं मैकमास्टर विश्वविद्यालय के पशु की देखभाल समिति ने मंजूरी दे दी है और पशु की देखभाल की कनाडा परिषद द्वारा निर्धारित दिशा निर्देशों के अनुसार किया जाता है।
1. सामान्य प्रक्रियाएं
- (- 8 बजे जैसे, 8 बजे) एक मौजूदा 12 घंटा / प्रकाश अंधेरे चक्र करने के लिए 1-2 सप्ताह के लिए चूहों आदत डालना। आर टी, नमी और प्रकाश की तीव्रता अपेक्षाकृत स्थिर होने के साथ अंधेरे चक्र के दौरान सभी प्रक्रियाओं और परीक्षण प्रदर्शन करते हैं।
- मार्क या पूंछ टैटू सब एक लम्बी अवधि में आसान, संख्यात्मक पहचान के लिए चूहों और 5-7 दिनों से अधिक 1-2 घंटा दैनिक उन्हें संभाल।
- गुदा तापमान, शरीर के वजन और खाद्य / पानी के सेवन से दोहराएँ दैनिक माप उम्र बढ़ने या रोग प्रगति से प्रेरित संभावित बुखार और / या कुपोषण का पता लगाने के लिए। स्टैंडर्ड बहिष्कार मापदंड की वजह से कम भोजन / पानी का सेवन, झालरदार फर, जलशीर्ष के साथ hunched मुद्रा, आंखों के आसपास porphyrin मुक्ति, आदि को कम शरीर के वजन में शामिल
- Identif करने के लिएइस तरह पिछले अंग clasping पलटा 13, दृश्य रखने पलटा रूप में 14, कुल मिलाकर गतिविधि और प्रदर्शन उलझाना मानक ज्ञानेन्द्रिय परीक्षण प्रदर्शन कर सकते हैं कि y न्यूरोलॉजिकल घाटा, परीक्षण 15, टोकरी परीक्षण 16, किरण चलने परीक्षण 17-19, Rotarod 20, और घ्राण परीक्षण geotaxis 21।
नोट: परिणाम भी INBEST उपायों, अन्य प्रक्रियाओं (जैसे, मॉरिस पानी भूलभुलैया चूहों चूहों hyposmic / anosmic हैं अगर अंधा, उपन्यास वस्तु परीक्षण कर रहे हैं), भीतर-समूह परिवर्तनशीलता की कमी है, और अधिक सावधान चयन के साथ correlational विश्लेषण में मदद मिल सकती है जन्म घाटे या संक्रमण के साथ चूहों के बहिष्कार। - एक बारी फैशन में प्रयोगात्मक और नियंत्रण समूहों से चूहों का परीक्षण करते समय कीटाणुनाशक के साथ प्लास्टिक और कांच तंत्र साफ मूत्र ट्रेल्स दूर करने के लिए।
2. एकीकृत व्यवहार स्टेशन (INBEST) प्रक्रिया
- गृह पिंजरे की स्थापना
- खाद्य औषधि भरें20 मिलीग्राम माउस चाउ छर्रों के साथ है।
- नल के पानी के साथ बोतलों भरें।
नोट: एक दूसरी बोतल तरह के एक वरीयता परीक्षण के लिए सूक्रोज या चीनी का समाधान के रूप में ब्याज की एक समाधान है, के साथ भरा जा सकता है। - सत्र के अंत में भस्म मात्रा की गणना करने के लिए बोतलों वजन।
- Lickometers में बोतल spouts डालें। नोक अवरक्त संवेदक ब्लॉक नहीं करता है सुनिश्चित करें; अगर यह होता है, टोंटी की लंबाई कम।
- घर-पिंजरे के चयनित कोने में घरों में रखें।
- कंप्यूटर सेट
नोट: चरणों 2.2-2.11 में प्रदान की सॉफ्टवेयर आदेश और हमारी प्रयोगशाला में परीक्षण की स्थिति (सामग्री / उपकरण की सूची में निर्दिष्ट) Ethovision एक्सटी 8.5 सॉफ्टवेयर पैकेज के लिए प्रासंगिक हैं।- वीडियो ट्रैकिंग के लिए पर्याप्त है, लेकिन बॉक्स, फर्श या दीवारों से प्रतिबिंबित नहीं करता है कि फैलाना, मंद प्रकाश के साथ कमरे रोशन।
- एक डिफ़ॉल्ट वीडियो ट्रैकिंग परियोजना खोलें और कुंजीयन द्वारा, प्रयोग सेटिंग की स्थापनाप्रासंगिक विवरण में (जैसे, दिनांक / अध्ययन, समूह असाइनमेंट, कमरे परिस्थितियों आदि के समय)। इसके बाद, अंक पर नज़र रखने के लिए, उचित वीडियो स्रोत (Picolo मेहनती धरनेवाला) एरेनास (4) की, संख्या चुनें (केंद्र, nose- और पूंछ-बिंदु), और माप (सेंटीमीटर, सेकंड, और डिग्री) की इकाइयों।
- सेटअप के तहत ट्रायल सूची टैब चुनने के बाद, ऐड परीक्षण के बटन (1) पर क्लिक करके परीक्षणों की संख्या को परिभाषित। अगला, वैरिएबल जोड़ें बटन का उपयोग कर स्वतंत्र चर (जैसे, माउस आईडी, लिंग, समूह काम, तनाव) निर्दिष्ट करें।
- अखाड़ा सेटिंग टैब पर क्लिक करें और लाइव वीडियो से पृष्ठभूमि छवि पर कब्जा। (जैसे आयत / पोलीलाइन / अंडाकार बनाने के रूप में) उपयुक्त ड्राइंग उपकरण का उपयोग बाहरी परिधि रूपरेखा द्वारा अलग-अलग क्षेत्र के मापदंडों को परिभाषित करें।
- अगला, (उदाहरण के लिए, फर्श, lickometers, खाद्य मशीन, चढ़ाई जाल जोड़ें जोन समूह बटन क्लिक करके और विभिन्न क्षेत्रों की रूपरेखा द्वारा ब्याज के क्षेत्रों को जोड़ने
(उदाहरण के लिए, आश्रय और चल पहिया, चित्रा 2) जोड़ें हिडन जोन ग्रुप बटन पर क्लिक करके। एक प्रवेश / निकास निर्दिष्ट और प्रत्येक छिपा क्षेत्र से जुड़ा हुआ है कि सुनिश्चित करें। - दोहराएँ प्रत्येक क्षेत्र के लिए 2.4-2.5 कदम। अंशांकन पर प्रकाश डाला और क्षेत्र की चौड़ाई और लंबाई प्रदान करने के लिए उपयुक्त उपकरण (/ कुल्हाड़ियों अंशांकन पैमाने बनाने) का उपयोग करके अखाड़ा अंशांकन प्रदर्शन। अन्त में, मान्य अखाड़ा सेटिंग्स बटन पर क्लिक करके अखाड़ा सेटिंग्स को मान्य।
- शर्तों और परीक्षण लंबाई रोक / ट्रायल नियंत्रण सेटिंग्स टैब को हाइलाइट करें और शुरू निर्दिष्ट करें। केंद्र-बिंदु की अवधि के क्षेत्र में एक सेकंड से अधिक है जब शुरू करने के लिए शुरू की हालत निर्धारित करें। रोक हालत बॉक्स के विस्तार और इस तरह के 10 घंटा के रूप में, एक देरी के बाद समाप्त करने के लिए परीक्षण की स्थापना द्वारा परीक्षण अवधि में हेरफेर।
- जांच सेटिंग टैब के अंतर्गत, उचित तरीकों का पता लगाने पर प्रकाश डाला (जैसेगतिशील, घटाव और) मॉडल के आधार पर।
- इसके बाद, जांच टैब में सेटिंग्स बटन पर क्लिक और हड़पने वर्तमान बटन दबाने से खाली मैदान के संदर्भ छवि हासिल किया है।
- प्रत्येक माउस के लिए केंद्र, नाक और पूंछ-आधारित पता लगाने, विश्वसनीय सटीक और लगातार कर रहे हैं कि इस तरह के विपरीत की सीमा को समायोजित करें। सूरजमुखी मनुष्य चूहों के लिए, एक pigmented तनाव का उपयोग अगर माउस पृष्ठभूमि से पृष्ठभूमि की तुलना में उज्जवल है, और गहरा है कि निर्दिष्ट करें।
नोट: इस विषय आकार और वीडियो नमूना दर ओवरहेड कैमरा और विषय के बीच की दूरी, के रूप में अच्छी तरह के रूप में इस्तेमाल पीसी (उदाहरण के लिए, 14.9 फ्रेम / सेक) के प्रसंस्करण गति के हिसाब से बदला जा सकता है। - सभी परिवर्तनों का पता लगाने सेटिंग्स मॉड्यूल बाहर निकलने से पहले बच रहे हैं सुनिश्चित करें।
- डि में (जैसे, अवरक्त किरण की रुकावट, चल पहिया आदि के आंदोलन) इनपुट डिवाइस से दर्ज अनुरूप घटनाओं में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार है, जो इंटरफ़ेस डिवाइस, चालू करेंgital लॉग।
- आंकड़ा अधिग्रहण
नोट: निम्न सॉफ्टवेयर आदेशों कस्टम बनाया मेड पीसी चतुर्थ दिनचर्या ("जादूगर") के लिए प्रासंगिक हैं कि सत्र के मापदंडों का कदम-दर-कदम इनपुट प्रदान करता है (उदाहरण के लिए, 10 घंटा परीक्षण अवधि, माउस आईडी, आदि समूह असाइनमेंट)।- सौंपा बॉक्स में प्रत्येक माउस रखें।
- एक साथ 'रिकॉर्ड' बटन दबाने से वीडियो और घटना ट्रैकिंग संकुल सिंक्रनाइज़ करें।
- चुपचाप प्रयोगात्मक कमरे में छोड़ दें।
- रिकॉर्डिंग की अवधि समाप्त हो रहा है (उदाहरण के लिए, कुछ घंटे, दिन, या सप्ताह), चूहों को हटाने और उनके घर-पिंजरों में उन्हें वापस।
- बोतल वजन मापने के लिए और डिजिटल मीडिया पर सभी डिजिटल रिकॉर्डिंग (हार्ड ड्राइव, पोर्टेबल यूएसबी स्टिक, डीवीडी) बचाने के लिए।
- एक स्प्रेडशीट के लिए कच्चे डेटा स्थानांतरण।
- निराला व्यवहार में कार्य करता है (उदाहरण के लिए, stereotypy, दौरे) के बाद स्कोरिंग के लिए mpg फाइल सेव करें।
Representative Results
चित्रा 3 CD1 चूहों के साथ एक लम्बी व्यवहार अध्ययन में अलग-पढ़ने के बहिष्कार मिसाल है। जहां शून्य अर्थ, डाटा बेस लाइन प्रदर्शन (दिन 6 सर्जरी से पहले 2 के लिए), के बाद सर्जरी वसूली (दिनों 2-4) और मस्तिष्क प्रतिक्रियाशील एंटीबॉडी के निरंतर इंट्रा-Cerebro-निलय प्रशासन द्वारा प्रेरित व्यवहार प्रभाव (दिन 6 से 10 का प्रतिनिधित्व करता है सर्जरी दिन)। घटना रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर के साथ विश्लेषण, पानी की बोतल licks (ए) के एक कम आवृत्ति इसका सबूत है sucrose के समाधान (बी) के दृष्टिकोण करने के लिए विलंबता में वृद्धि हुई है, और के दौरान भोजन की खपत (सी) में कमी आई के रूप में प्रयोगात्मक समूह, ingestive व्यवहार में दोष को प्रदर्शित करता है कि पता चलता है प्रयोगात्मक अवधि। इन परिवर्तनों के साथ Coinciding, वे भी चूहों (डी) को नियंत्रित करने के तुलना में कम चल रहा है पहिया सक्रियता दिखाई। वीडियो ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर के द्वारा मापा जाता है, के रूप में प्रयोगात्मक समूह में भी घर-पिंजरे (ई) में कम ambulates और आश्रय (एफ) में अधिक समय बिताना पसंद करती हैं। ये व्यवहार मतभेद एकपुन नमूना ethograms (जी) पर सचित्र।
INBEST प्रणाली की विभेदक शक्ति illustrating 10 घंटा दैनिक सत्र की एक श्रृंखला में चित्रा 3. प्रतिनिधि चर। प्रयोगात्मक चूहों (sucrose के समाधान दृष्टिकोण करने के लिए लंबे समय तक ले कम पानी (ए) पीने (मस्तिष्क प्रतिक्रियाशील एंटीबॉडी दो सप्ताह से अधिक उजागर करने के लिए) बी), और परीक्षण अवधि के दौरान कम खाना (सी) खपत करते हैं। कम चल रहा है पहिया गिनती (डी) द्वारा उदाहरण के रूप में इन परिवर्तनों के साथ Coinciding, वे भी बिगड़ा सक्रियता दिखाई, आश्रय (एफ) में ambulation (ई) और लंबे समय तक रहने की कमी हुई। ये व्यवहार मतभेद नमूना ethograms (जी) पर सचित्र हैं। शीर्ष पैनल, कम ingestive व्यवहार विशेषता द्वारा 6 दिन पर एक प्रयोगात्मक माउस के व्यवहार को प्रदर्शित करता हैकम चल रहा है पहिया गतिविधि और एक वाहन (नीचे पैनल) प्राप्त करने के लिए एक नियंत्रण माउस की तुलना में वृद्धि हुई आश्रय का समय है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
Discussion
पशुओं में कार्यात्मक प्रभाव का पता लगाने में काफी हद तक व्यवहार के अध्ययन के लिए निहित परिवर्तनशीलता को सीमित करने के अनुसंधानकर्ता की क्षमता पर निर्भर करता है। इसलिए, यह नियंत्रण कुशलता और व्यवहार आंकड़ों की विश्वसनीयता और reproducibility कम हो सकता है कि संभावित घालमेल कर दिया है कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। एक ही समय में, यह कोई परीक्षण व्यवहार की एक डोमेन दर्शाता है कि पहचान करने के लिए महत्वपूर्ण है, स्नायविक समारोह का ज्ञान है कि अनिवार्य है, और व्यवहार है कि बाह्य तनाव को अत्यधिक संवेदनशील है। ऊपर दिए गए तत्वों की सराहना कर रहे हैं, एक है कि व्यापक व्यवहार विश्लेषण मापा प्रतिक्रिया के समय के पाठ्यक्रम में शामिल करना चाहिए निष्कर्ष है, और साथ ही, बुनियादी कार्यात्मक लक्षण और विशिष्ट व्यवहार सभी पहलुओं में है कि नल मानदंड शामिल हो सकता है। इन मानदंडों से कई लोग एक समृद्ध घर-पिंजरे वातावरण में आंदोलनों और व्यवहार कृत्यों के कम्प्यूटरीकृत आकलन का उपयोग कर पूरा किया जा सकता है।
इस प्रकार अब तक, यह पर बल दिया गया हैमानव रोग वारंट अतिरिक्त विचार की murine मॉडल की है कि व्यवहार phenotyping जेड। इस धारणा कार्यात्मक समस्थिति रोग शुरू होने के दौरान आंतरिक और बाह्य तनाव द्वारा चुनौती दी है कि इस तथ्य पर आधारित है। सभी संभावित घालमेल कर दिया है स्वचालित, घर-पिंजरे phenotyping के लागू होने से समाप्त नहीं किया जा सकता है, असंगत पर्यावरण सेटिंग्स, परिवहन तनाव, और दोहराया से निपटने से संबंधित मुद्दों को कम से कम कर रहे हैं। यह काफी पढ़ाई भर में स्थिरता और सटीक बढ़ाता है; परिवर्तनशीलता में भी छोटे कटौती एक प्रारंभिक बीमारी से प्रेरित प्रभाव का पता लगाने में सुधार कर सकते हैं। दरअसल, INBEST शुरुआत, कैनेटीक्स, और व्यवहार में बदलाव की गंभीरता का अधिक सटीक आकलन, साथ ही विभिन्न रोग प्रेरित व्यवहार घाटे के बीच महत्वपूर्ण संबंधों को परमिट जो जानकारी का खजाना प्रदान करता है। विश्वसनीय वीडियो ट्रैकिंग दो प्रकाश व्यवस्था की स्थिति पर निर्भर करता है। सबसे पहले, प्रकाश फैलाना रोकने के लिए परीक्षण के कमरे में आवश्यक हैपास में दर्शाती वस्तुओं से कलाकृतियों। दूसरा, उच्च रंग विपरीत जितना संभव हो उतना विषय रंग से अलग करने के लिए एक उपयुक्त मंजिल रंग चुनने के द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। हमारी प्रयोगशाला में, इस सूरजमुखी मनुष्य चूहों की निगरानी जब INBEST बक्से और काले मंजिल ट्रे नीचे तैनात बाढ़ रोशनी का उपयोग करके हासिल की है (पिगमेंटड उपभेदों का परीक्षण अगर सफेद या भूरे रंग की पृष्ठभूमि पर्याप्त होगा)। INBEST की घटना रिकॉर्डिंग पहलू के लिए सम्मान के साथ, वर्तमान हार्डवेयर सेटिंग (4 आदानों के साथ एक छोटा पियानो वीडियो कार्ड) समवर्ती पीसी प्रति इस्तेमाल किया जा करने के लिए 4 बक्से सीमित करता है। एक अधिक उपयुक्त सेट अप क्रमश: इस प्रकार 2 या 4 पीसी 8 या 16 पिंजरों की आवश्यकता होती है, और होता है, जबकि इस बक्से में से एक नहीं बल्कि छोटी संख्या है। अधिमानतः, INBEST घर-पिंजरे के रूप में 24 घंटा से अधिक लगातार इस्तेमाल किया जा सकता है। यह जानवरों पर्यावरण के लिए पूरी तरह से आदत डालना और एक निष्पक्ष तरीके से विश्लेषण किया जा सकता है, जो स्थिर है, circadian व्यवहार पैटर्न, स्थापित करने की अनुमति होगी। शक्ति आउटेज, एक निरंतर बिजली सु की वजह से कंप्यूटर डेटा हानि को रोकने के लिएA लागू (या कम से कम एक uninterruptible बिजली स्रोत) सुरक्षित किया जाना चाहिए। अन्त में, दैनिक भोजन का सेवन का उचित मूल्यांकन सुनिश्चित करने के लिए, यह भोजन छर्रों का आकार खाद्य औषधि (एक भी भोजन गोली की सिफारिश की आकार 20 मिलीग्राम है) में छेद के आकार से अधिक नहीं होना चाहिए कि ध्यान दिया जाना चाहिए।
यह इस विश्लेषण भी अलग INBEST उपायों दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं कि कैसे शामिल करना चाहिए, हालांकि, कि अनदेखी करने के लिए नहीं है। उदाहरण के लिए, चल पहिया में अधिक समय खर्च करते हैं कि चूहों उनकी बढ़ी हुई गरमी मांगों को पूरा करने के लिए भोजन और पानी की उच्च मात्रा निगलना की संभावना है। इसी प्रकार, अधिक sucrose के समाधान ingesting चूहों भोजन के अपने सेवन कम हो सकती है। इन परिणामों की व्याख्या आगे विशेष रूप से व्यवहार और चल पहिया गतिविधि ingestive के संबंध में, समय के साथ प्रदर्शन के सामान्य सुधार से जटिल हो सकता है। उनके प्रोत्साहन-गुणों को देखते हुए, प्रयोगकर्ताओं भी sucrose के समाधान और टी के लिए सीमित पहुंच विचार कर सकते हैंवह क्रमश: पोस्ट-ingestive प्रभाव और अत्यधिक वजन घटाने की संभावना प्रतिक्रिया करने के लिए पहिया चल रहा है। चूहों के विभिन्न प्रकारों के भिन्न व्यवहार प्रोफाइल है क्योंकि हालांकि, इन चिंताओं को दूसरों की तुलना में कुछ उपभेदों में और अधिक प्रासंगिक हो सकता है। उपरोक्त मुद्दों के कई के लिए आधारभूत और प्रयोगात्मक आकलन नियंत्रण दोनों के प्रदर्शन हालांकि, प्रयोगकर्ताओं इन चर INBEST डेटा की व्याख्या जब ध्यान में रखा जाना करने की जरूरत है कि पहचानने की जरूरत है। एक ही समय में, व्यवहार के कुछ पहलुओं इस प्रकार के विषयों के व्यवहार प्रोफ़ाइल पूरा करने के लिए मानक परीक्षण के साथ एक संयोजन की जरूरत महसूस, घर-पिंजरे वातावरण में अध्ययन नहीं किया जा सकता।
मानकीकृत भीतर कंप्यूटरीकृत निगरानी, लेकिन लचीला वातावरण समकालीन व्यवहार विश्लेषण में तार्किक अगले कदम प्रतीत होता है। इस तरह के एक गैर इनवेसिव, ethologically आधारित दृष्टिकोण शोधकर्ताओं समय की एक लम्बी अवधि में व्यवहार प्रतिक्रियाओं का पूरा प्रदर्शनों की सूची का निरीक्षण करने की अनुमति देगा।oretically, इस बारीकी से एक प्राकृतिक निवास स्थान मिलता है कि एक "आभासी", समृद्ध वातावरण में व्यवहार का अध्ययन करके पूरा किया जा सकता है। कई अनुसंधान समूहों dyads 26, 27 में, उनके घर-पिंजरे 22-25 में चूहों के व्यवहार phenotyping कि समर्थन दृष्टि आधारित ट्रैकिंग उपकरण में वर्णित है, या बड़े सामाजिक समूहों के 28 के संदर्भ में है। उच्च परिशुद्धता और स्थानिक संकल्प चूहों 28 के एक समूह में व्यवहार डेटा के एक साथ और सिंक्रनाइज़ संग्रह के लिए माइक्रोचिप प्रौद्योगिकी के साथ वीडियो ट्रैकिंग एकीकरण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। सक्षम गर्मी हस्ताक्षर का पता लगाने के thermographic कैमरों प्रत्येक माउस (जैसे, शरीर का तापमान, दिल / साँस लेने की दर) के रिश्तेदार स्थान और बुनियादी शारीरिक कार्यों प्रदान करने के लिए प्रत्यारोपण माइक्रोचिप्स या ट्रांसपोंडर के साथ जोड़ा जा सकता है। इसके अलावा, एक उन्नत 3 डी ट्रैकिंग प्रणाली व्यवहार अधिनियमों के और अधिक सटीक और मात्रात्मक मान्यता का उत्पादन होगा। आदेश में बार-बार एक vari को चलाने के लिएपरीक्षण के ety, एक ऐसी प्रणाली दूर से नियंत्रित है, और मॉड्यूलर, स्वचालित किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, स्थानिक स्मृति एलसीडी दीवारों पर बाहर का संकेत के रूप, प्रोग्रामिंग द्वारा या / पेश चल फर्श से स्वादिष्ट भोजन के साथ dispensers छुपा कर बड़ा वातावरण में अध्ययन किया जा सकता है। एक समान तरीके में, उपन्यास वस्तुओं के अध्ययन के दौरान विशिष्ट समय में छिपा / प्रस्तुत किया जा सकता है। इस तरह से कम्प्यूटरीकृत phenotyping व्यवहार, रोगजनक तंत्र अंतर्निहित रोग मॉडल, और उपन्यास चिकित्सीय रणनीतियों के विकास के आनुवंशिक निर्धारकों elucidating में मदद मिल सकती है। एक आम सहमति परीक्षण की स्थिति, परीक्षण के अनुक्रम को सम्मान के रूप में अच्छी तरह के रूप में इस्तेमाल हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के साथ पहुँच जाता है, एक है कि लंबे समय से प्रतीक्षित मानकीकरण व्यवहार के अध्ययन के reproducibility में सुधार लाने और एक नए स्तर पर प्रयोगात्मक psychometrics तरक्की करेगा उम्मीद कर सकते हैं।
Disclosures
इस लेख के ओपन एक्सेस प्रकाशन मेड एसोसिएट्स, इंक (सेंट Albans, वीटी) द्वारा प्रायोजित है।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Power control interface operating package | Med Associates Inc. | MED-SYST-8 | Interface box and PCI card that manage all A/D data inputs and outputs |
| Stimulus light | Med Associates Inc. | ENV-221M | 28 V DC, 100 mA, 2.5 cm diameter light (for presentation of a conditioned stimulus) |
| Head entry detector | Med Associates Inc. | ENV-254-CB | Permits head entry detection into the pellet receptacle |
| Photobeam lickometer | Med Associates Inc. | ENV-351W | Infrared sensor system for detecting beam interception by snout |
| Food pellets | Bio-Serv | F0163 | Dustless precisions food pellets (20 mg rodent grain-based diet) |
| Food dispenser | Med Associates Inc. | ENV-203-20 | Automated food dispensing system consisting of elevated plastic container and dispensing tube |
| Food receptacle | Med Associates Inc. | ENV-303R2W | Infrared sensitive base to signal when food pellet is dispensed or collected |
| Climbing mesh | Med Associates Inc. | CT-Climbing mesh | Durable metal rungs, dimensions |
| Med PC IV software | Med Associates Inc. | SOF-735 | Integrates data acquisition from all electronic devices |
| MPC2XL v1.4 | Med Associates Inc. | SOF-731 | Raw data transfer utility |
| Soft CR Pro v1.05 | Med Associates Inc. | SOF-722 | Remote online monitoring software |
| Running wheel | Med Associates Inc. | CT-MSUB-ENV-3042-X1 | Activity wheel for mice |
| Digital counter | Med Associates Inc. | ESUB-ENV-3000 | LCD counter (4 counts = 1 revolution = 54.6 cm length) |
| Picolo Diligent frame grabber | Euresys | High-resolution PCI video capture card | |
| Ethovision XT 8.5 | Noldus Information Technology | Video-tracking software | |
| Camera | Panasonic | WV-BP334 | Digital, low-lux video camera suspended from a custom-made metal stand |
| Video Splitter | American Dynamics | ADQUAD87 | Integrates and digitizes inputs from 4 video cameras |
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