رواية حيوان موتور دالة واحدة تتبع النظام باستخدام برامج بسيطة ومتوفرة بسهولة

Summary

تهدف الدراسة الحالية إلى أتمتة التقدير الكمي لحالات العجز الحركي في الفئران. نموذج التقييم الأولى تقيم السيارات الخسارة الناتجة عن غرس ميكروليكترودي إينتراكورتيكال في القشرة الحركية. نحن تقريرا عن تطوير واستخدام خوارزمية تتبع استخدام قابلة للتكيف بسهولة وبسيطة ومتاحة بسهولة ترميز البرمجيات.

Abstract

لقد أظهرنا مؤخرا أن غرس ميكروليكتروديس إينتراكورتيكال في كورتيسيس السيارات من الفئران يؤدي إلى العجز الحركي فورية ودائمة. كانت كمياً الإعاقات الحركية يدوياً من خلال إجراء اختبار شبكة حقل مفتوح لقياس وظيفة المحرك الإجمالية واختبار سلم لقياس وظيفة الحركية الدقيقة. هنا، نحن نناقش أسلوب للتقدير الكمي الآلي للاختبارات تسجيل الفيديو باستخدام مخصص "كابادونا السلوكية الفيديو تحليل نظامنا": الشبكة وسلم الاختبار، أو بفاس. زيادة بسيطة ومتاحة بسهولة ترميز البرمجيات (انظر الجدول للمواد)، يسمح هذا البرنامج لتتبع حيوان واحد في شبكة الحقول المفتوحة والاختبارات سلم. في فتح مجال الشبكة تتبع، عتبات رمز الفيديو لكثافة والمسارات موقف الفئران خلال مدة 3 دقيقة لاختبار الشبكة، ويحلل المسار. ثم يحسب وإرجاع قياسات المسافة الإجمالية سافر، السرعة القصوى التي تحققت، وعدد المنعطفات اليد اليسرى واليمنى، وإجمالي عدد خطوط الشبكة التي عبرت بالفئران. في سلم تتبع، التعليمة البرمجية مرة أخرى عتبات الفيديو لكثافة، مسارات حركة الفئران عبر السلم، وإرجاع القياسات المحسوبة بما في ذلك الوقت الذي استغرقته الفئران عبر السلم، عدد مخلب زلات تحدث أسفل الطائرة سلم الدرجات، والإصابة بالفشل بسبب الركود أو التراجع. ونحن نتصور أن بفاس وضعت هنا يمكن أن تستخدم لتحليل وظيفة المحركات في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك العديد من نماذج الإصابة أو المرض.

Introduction

وهناك العديد من الأساليب المتبعة لتقييم السيارات الوظيفية والسلوكية والإعاقات الإدراكية^1،،من²³. تتضمن بعض أساليب أكثر شيوعاً من العاملين اختبار الدالة الحركية الدقيقة عن طريق تنسيب مخلب والتنقل والتنسيق أطرافهم على سلم اختبار⁴، اختبار وظيفة المحرك الإجمالية والإجهاد السلوك عن طريق اختبار الشبكة فتح الحقل^{5 ،6}، واختبار للخوف والاكتئاب واليأس عبر السباحة القسري اختبار^7،8 أو دوار رود⁹. ومع ذلك، العديد من هذه الأساليب تعتمد على البشرية من الباحثين "نقاط" الحيوان أو للحكم على أدائه ذاتيا. الحاجة إلى إجراء تقييم ذاتي بشرية يمكن بطيئة في توليد وتحليل البيانات، فضلا عن تقديم الفرصة لتأثير مقصود أو غير مقصود من التحيز للبحث في دراسة¹⁰. تقييم ذاتي، والمزيد من البيانات يعرض أيضا الخطر لتمثيل البيانات غير دقيقة، سواء كان ذلك عن طريق السهو أو ضعف الدافع، والتدريب غير لائق أو الإهمال¹¹.

وقد أبلغنا مؤخرا استخدام إجراء اختبار شبكة حقل مفتوح واختبار سلم في الفئران مزروع مع^12،ميكروليكتروديس إينتراكورتيكال¹³. نظراً لحداثة نتائج تلك الدراسات، بدأنا فورا توظيف تلك، وإجراء اختبارات وظيفية إضافية في العديد من الدراسات الجارية في المختبر. وتحسبا للتقلبات غير مقصود المولدة بواسطة الإنسان الناجمة عن زيادة في عدد القائمين بالتقييم الذاتي، وتحسين الإنتاجية تحليل، حددنا لإنشاء برنامج الآلي، والحاسوب إلى نقاط اختبار سلوكية، وإلى حد كبير الحد من احتمالات الخطأ.

هنا، نحن تقريرا عن وضع بفاس. يستخدم بفاس التحليل الحاسوبي لنقاط سلم واختبار شبكة فتح حقل كمقاييس مهمة السيارات الإجمالي وغرامة، على التوالي. يمكن استخدام النتائج توضيح الدالة موتور ممكن العجز الناجم عن الإصابة أو المرض، بغض النظر عن النموذج الذي إصابة أو مرض. يمكن تكييفها مع رموز التحليل إلى حساب للتغييرات في معدات اختبار سلوكية أو نقاط مقاييس مختلفة للدالة السيارات. ولذلك، يمكن تنفيذها بفاس في العديد من التطبيقات، أبعد من أن الغرض من استخدامها أو الاستخدام المقصود من تلك التي تستخدمها حاليا في مختبرات أخرى.

علما بأن الاختبارات الميدانية فتح الشبكة وسلم تتطلب تسجيل الفيديو. لذلك، سوف تتطلب كل اختبار كاميرا فيديو [ف 1080، الحد الأدنى 15 إطار في الثانية (fps)] وجهاز كمبيوتر محمول، وغرفة لتخزين بيانات الفيديو. لكل من الاختبارات، ضع الكاميرا في وضع الوسط، مما يسمح لجهاز كامل الاطلاع على الإطار. تثبيت الكاميرا على ترايبود أو السقالات حتى أن لم تتحرك أثناء الاختبار. الحفاظ على حواف إطار الفيديو أقرب إلى متوازية مع حواف جهاز الاختبار قدر الإمكان. تأكد من نفس الموظفين إكمال جميع التجارب والغرفة مضاءة جيدا مع نظام التحكم في درجة الحرارة. استخدام نفس الغرفة لجميع الحيوانات طوال فترة الاختبار، مع تغيرات طفيفة للغرفة. الحبوب أو رقائق الموز تقديم مكافآت جيدة لتشجيع الحيوانات لاستكمال الاختبارات السلوك.

Protocol

جميع إجراءات وممارسات رعاية الحيوان كانت وافقت عليها وتنفيذها وفقا للويس ستوكس كليفلاند الإدارة من قدامى المحاربين في الشؤون الطبية مركز الحيوان الرعاية المؤسسية واستخدام اللجنة. بروتوكول اختبار سلوكية تتابع عن كثب أعمال منشورة سابقا^12،13.

1. اختبار السلوكية: تصوير المهام

ملاحظة: هنا، تم اختبار الحيوانات لمدة 8 أسابيع الكشف عن أية تغييرات سلوكية المزمنة. مدة الدراسة تعتمد على نموذج التطبيق/الإصابة/المرض المستخدمة للدراسة.

1. فتح حقل اختبار الشبكة
   ملاحظة: اختبار الشبكة على مساحة 1 م² مع الجدران 40 سم وبنيت داخل المنظمة. يتم تقسيم الجزء السفلي في المربعات التسعة عبر الملونة الزاهية الشريط (الشكل 1أ). لاستخدام بفاس الآلي، من المهم أن لون الخط والشبكة على النقيض من الفئران. وهنا استخدمت الأبيض الفئران "سبراغ داولي"؛ وهكذا، رسمت خلفية الشبكة السوداء، والخطوط التي تم إنشاؤها بواسطة شريط وردي مشرق.
   1. اختبار الحيوانات 2 x أسبوعيا لجميع الاختبارات بما في ذلك الأسبوع قبل بدء الدراسة من أجل خلق نقاط خط أساس للاستخدام في العمليات الحسابية في وقت لاحق.
   2. قم بتنظيف جميع معدات الاختبار مع المعقمات المستندة إلى ثاني أكسيد كلور في البداية كل جلسة الاختبار، وبين كل الحيوانات.
   3. جلب الحيوانات إلى غرفة للاختبار والسماح لهم بضبط للغرفة لمدة 20 دقيقة قبل بدء المحاكمات.
   4. تبدأ تصوير ووضع الحيوان في مركز الشبكة، التي تواجه بعيداً عن الباحث، لبدء اختبار الشبكة.
   5. السماح للحيوان لتشغيل بحرية لمدة 3 دقائق في حين يجري الفيديو المسجلة من أعلاه.
   6. وقف التصوير عند 3 دقيقة انتهت الفترة الزمنية وإرجاع الحيوان إلى قفصة المنزل. تنظيف الشبكة مع كلور المستندة إلى ثاني أكسيد التعقيم، مع الحرص على الجاف تماما للسطوح قبل إجراء الاختبار. اختبار كل الحيوانات 1 x في الدورة الواحدة.
2. اختبار سلم
   ملاحظة: الاختبار سلم بنيت داخل المنظمة، ويتكون من اثنين من الجدران الجانبية اﻷكريليك، كل 1 متر في الطول، متصلة بواسطة الدرجات قطرها 3 مم متباعدة على فترات 2 سم (الشكل 2). الحيوانات يتطلب أسبوعا تدريب سلم قبل بداية التجارب الرسمية. ليس هناك فرق بين التدريب واختبار للبروتوكول. علما بأن التدريب لا تحتاج أن يتم تصويره.
   1. للاستخدام مع بفاس، تغطي الحائط وراء السلم مع لوحة ملصق أسود وتحدد مستوى الدرجات، وبدء وإنهاء الأسطر مع الشريط مشرق لخلق النقيض مع الفئران البيضاء.
   2. اختبار الحيوانات 2 x أسبوعيا لجميع الاختبارات بما في ذلك الأسبوع قبل بداية الدراسة لإنشاء نقاط خط أساس للاستخدام في العمليات الحسابية في وقت لاحق.
   3. قم بتنظيف جميع معدات الاختبار مع المعقمات المستندة إلى ثاني أكسيد كلور في البداية كل جلسة الاختبار، وبين كل الحيوانات.
   4. جلب الحيوانات إلى غرفة للاختبار والسماح لهم بضبط للغرفة لمدة 20 دقيقة قبل بدء المحاكمات.
   5. وضع الحيوان في قفص نظيف مؤقتة قبل اختبار سلم.
      ملاحظة: قفص مؤقت قفص قصيرة الأجل لعقد الحيوان في حين يتم استخدام قفص الحيوانات المنزلية في نهاية السلم. وهناك سن لا تحيز ككل الحيوانات المستخدمة في هذه الدراسة هي في نفس الفئة العمرية، واختبار كامل على مدى نفس الفترة الزمنية. عنصر تحكم المستخدم هنا حيوان السذاجة تلقيه ابدأ عملية جراحية.
   6. تعيين جهاز سلم حتى تمتد الأقفاص اثنين؛ القفص ابدأ قفص نظيف، وهو نهاية القفص قفص المعيشة الحيوان، وحافز لإكمال التشغيل.
   7. وضع الكاميرا على ترايبود، وتركزت على طول السلم. تمديد ترايبود حتى في ذروة درجات سلم عدسة الكاميرا. موضع الكاميرا حتى الدرجات تتماشى مع العدسة بالضبط وهذا مهم خوارزمية الكشف عن الانزلاق في التعليمات البرمجية بفاس.
   8. بدء تسجيل الفيديو والسماح للفئران لبدء التشغيل بعقد براثنهم الجبهة على أول درجة في السلم. السماح للحيوان للانتقال إلى سلم دون مساعدة.
   9. السماح للحيوان بالانتقال من خط البداية إلى خط النهاية في وتيرتها أثناء تصوير فيلم. إنهاء تسجيل الفيديو وإزالة الحيوان من السلم الانتهاء التشغيل الحيوان.
   10. النظر على المدى البعيد فشل إذا الحيوان يستدير أو يظل راكدا ل 20 س. نهاية تسجيل الفيديو وإزالة الحيوان من السلم إذا فشل هذا الحيوان على المدى. تعيين نقاط عقوبة لتشغيل فاشلة وما يعادل الوقت أبطأ المسجل أثناء اختبار الأساس قبل الجراحة.
   11. التأكد من أن كل الحيوانات اكتمال تشغيل 5 كل اختبار اليوم وإعطائهم فترة راحة دقيقة 1 بين كل محاكمة.
       ملاحظة: في هذه الدراسة، كانت الحيوانات المختبرة 2 x أسبوعيا لمدة 8 أسابيع. ولكن الإطار الزمني متروك للسلطة التقديرية للباحث.

2-ملف التخزين والتسمية

ملاحظة: تستخدم التعليمة البرمجية بفاس على وجه التحديد مكان مخصص ملف الفيديو والمجلد اصطلاحات التسمية حيث أنه يمكن تحليل أشرطة الفيديو موثوق بها وتحليلها بشكل صحيح. اصطلاحات التسمية المختلفة غير معتمدة حاليا. بعد الانتهاء من جلسة الاختبار، يتم حفظ ملف الفيديو في الموقع الافتراضي تحت اسم افتراضي.

1. تسمية الفيديو الفردية
   1. اسم كل فيديو مع تسمية الحيوان للشبكة كل اختبار الفيديو.
   2. جمع 5 أشرطة فيديو سلم كل اختبار الدورة لكل الحيوانات. حدد كل خمسة أشرطة الفيديو وإعادة تسمية الفيديو الأول، باستخدام تسمية الحيوان. على سبيل المثال، إذا كان اسم هذا الحيوان هو "C1NS"، تتم تسمية الملفات "C1NS (1)"، "C1NS (2)"، "C1NS (3)"، إلخ
2. تسمية مجلد التخزين
   1. اتخاذ أشرطة الفيديو اسمه الآن بعد كل الحيوانات ووضع الملفات في مجلد التخزين الخاصة بهم. اسم هذا المجلد باستخدام الاصطلاح التالي: "TestingWeek_TestMode_MM_DD_YY".
      ملاحظة: على سبيل المثال، إذا كان هذا المجلد يحمل الأسبوع الأول من أشرطة الفيديو الشبكة وتم تصويره في الأول من كانون الثاني/يناير^st، 2018، المجلد يحملون أشرطة الفيديو هذه يسمى "Week1_GridTest_01_01_18".
   2. وضع هذا المجلد المسمى على وجه التحديد في مجلد آخر سوف تدل الدراسة أكبر أن هذه المجموعة من التجارب التي ينتمي إليها.
      ملاحظة: لا توجد تسمية متطلبات لنظام شجرة المجلد للحفاظ على الدراسات واختبار أساليب ونظم. المجلد فقط، يقوم النظام بتحديد هو المجلد يحملون أشرطة الفيديو المسماة في الخطوة 2.2.1.
3. إنشاء ملف جدول البيانات
   1. استخدام برنامج جدول بيانات خارجية (انظر الجدول للمواد)، قم بإنشاء ملف جدول بيانات فارغ جديد لتخزين البيانات لكل دراسة ووضع الاختبار.
      ملاحظة: هناك لا متطلبات الموقع التسمية أو تخزين هذا الملف. ويتطلب كل دراسة اثنين من ملفات جدول بيانات للاستخدام مع النظام، وواحدة لاختبار الشبكة وواحد لاختبار سلم. ترك هذه الملفات فارغة الآن.
   2. تحقق للتأكد من هذه الملفات جدول البيانات ليست مفتوحة على أية أجهزة الكمبيوتر أثناء تشغيل بفاس.
      ملاحظة: إذا بفاس محاولات لفتح ملف جدول بيانات مفتوحة بالفعل، وهذا سوف ينتج خطأ.

3-نظام التثبيت

ملاحظة: بفاس بني واختبارها على أنظمة التشغيل PC وروافع التشغيل المكونات من بسيطة ومتاحة بسهولة ترميز البرمجيات. تكوينات النظام الأخرى غير معتمدة حاليا.

1. تثبيت أحدث إصدار بفاس
   1. تشغيل المثبت بالنقر المزدوج فوق الرمز مثبت المسمى 'بفاسكس. إكسكسينستالير '. "X.XX" حاليا رقم الإصدار الحالي، 'BVAS3.30installer'.
      ملاحظة: هذا برمجيات المصدر المفتوح. اتصل بكاتب المقابلة لأحدث إصدار.
   2. اتبع الشاشة الإرشادات لتثبيت في بفاس.
      ملاحظة: سوف تحقق المثبت نظام الحصول على الإصدار الصحيح من البرنامج (على سبيل المثال.، MATLAB وقت التشغيل) وإذا لم يتم العثور عليه، فإنه سيتم تثبيت البرنامج من شبكة الإنترنت.
   3. وبمجرد تركيب، تشغيل البرنامج بواسطة النقر فوق 'BVAS.exe' ملف.

4-نظام الاستخدام

1. فتح البرنامج
   1. انقر نقراً مزدوجاً فوق رمز البرنامج بفاس لإحضار لأعلى في القائمة الرئيسية بفاس الذي يسمح الخيارات التالية: 'تحليل الشبكة' أو 'تحليل سلم' أو 'مراجعة سلم' أو 'إنهاء'.
      ملاحظة: هناك أيضا قائمة المنسدلة الموجودة في الركن الأيسر العلوي المسمى 'إعدادات البريد الإلكتروني' (الشكل 3أ).
2. إعدادات البريد الإلكتروني
   1. انقر فوق القائمة المنسدلة 'إعدادات البريد الإلكتروني' وحدد أولاً 'تغيير الوجهة البريد الإلكتروني'.
   2. أدخل عنوان البريد إلكتروني مفضل تلقي التحديثات على التحليل، وحدد 'موافق'. حدد 'إلغاء الأمر' لعدم تغيير البريد الإلكتروني المحفوظة حاليا.
   3. انقر فوق الزر 'إرسال البريد الإلكتروني اختبار' لإرسال رسالة بريد إلكتروني اختبار إلى البريد الإلكتروني المحفوظة حاليا في النظام. الوثيق '"إرسال البريد الإلكتروني"!' نافذة منبثقة مما يدل على إتمام الاختبار.
3. تحليل اختبار الشبكة حقل مفتوح
   1. حدد 'تحليل الشبكة' من القائمة أعلى الشاشة.
   2. ضمان عرض الزر تبديل المسمى 'بيانات الدورة/الأرض الفيديو/أسرة واحدة' "الدورة كلها" لإكمال التحليل المتعلق بمجموعة كاملة من اختبار الدورة أشرطة الفيديو.
   3. استخدام الزر '...' الموجود بجوار مربع الإدخال العلوي استعراض نظام الملفات للبحث عن ملف من ملفات الفيديو لتحليل. حدد المجلد المسمى في أسلوب بحث في خطوة 2.2.1.
   4. الاستفادة.. الزر الموجود بجوار مربع الإدخال أقل استعراض نظام الملفات لتحديد ملف جدول البيانات لتخزين البيانات.
      ملاحظة: لاحظ أنه، فضلا عن إخراج البيانات إلى ملف جدول بيانات، يتم تخزين بيانات المسار الكامل لكل فيديو في ملف بيانات (.mat) في نفس الدليل الذي يحمل أشرطة الفيديو المختارة في الخطوة 4.3.3.
   5. تأكد من تعيين زر التبديل المذكورة في الخطوة 4.3.2 إلى 'فيديو واحد' لإكمال التحليل على شريط فيديو واحد.
   6. الاستفادة.. الزر الموجود بجوار مربع الإدخال العلوي استعراض نظام الملفات للبحث عن ملف الفيديو إلى تحليل.
   7. الاستفادة.. الزر الموجود بجوار مربع الإدخال أقل استعراض نظام الملفات لتحديد دليل لحفظ بيانات الملف (.mat) الذي ينتج من تحليل فيديو واحد.
      ملاحظة: سيتم تسمية ملف البيانات بعد الفيديو، والتي سميت الحيوان.
   8. حدد 'بيانات الإخراج' من تبديل المذكور في الخطوة 4.3.2. لإخراج البيانات من شبكة سابقا تحليل فيديو. تظهر الأمثلة هذه البيانات المرسومة في الأرقام 1 باء و جيم 1.
   9. الاستفادة.. الزر الموجود بجوار مربع الإدخال العلوي استعراض نظام الملفات لتحديد ملف بيانات فيديو شبكة التي تم إنشاؤها مسبقاً. حدد 'الذهاب!' لإنشاء رقم قطعة الأرض والبيانات.
      ملاحظة: هذه الوظيفة أيضا بإنشاء ملف نصي يدعى على نفسه ويقع في نفس الدليل كملف البيانات، التي قد الحيوان تشغيل البيانات فيه.
   10. مرة واحدة كل الملفات الضرورية قد يقع، حدد 'الذهاب!' للبدء تحليل أشرطة الفيديو. لاحظ أن الزر 'إرجاع' سيعاد فتحه في أعلى القائمة والزر 'إنهاء' سيتم إغلاق البرنامج تماما. اختر تبديل 'تصحيح العرض' لإظهار تمثيل مرئي لتتبع خوارزمية (3 أرقام و 3D).
   11. حدد 'الذهاب!' البدء في عملية التحليل. دراسة الصور من كل فيديو على الشاشة المراجع. استخدم أزرار الصفحة 'التالي' و 'السابق' إذا كان هناك أكثر من خمسة أشرطة الفيديو.
   12. لإحضار قائمة تحديد يدوي، حدد الزر 'تحرير' إذا كانت هناك لا خطوط خضراء أو الخط الأخضر لا يظهر في المربع الصحيح حول منطقة التجارب. لتحرير الزوايا، حدد الزر '"زوايا تحريرها"'.
       ملاحظة: يتغير الزر 'الإطار التالي' صورة الممثل إلى الإطار التالي لشريط الفيديو المذكور. حدد الزر 'الإطار التالي' إذا هو إعاقة الإطار تعطي تلقائياً أو خارج التركيز.
   13. اتبع التعليمات إلى يمين الصورة التمثيلية لتحديد منطقة التجارب وضرب 'Enter' لإتمام عملية الاختيار.
       ملاحظة: الآن سيظهر خطوط خضراء المحدد في الصورة الممثلة.
   14. حدد 'عمله' لحفظ التحديد والعودة إلى الشاشة المراجع.
   15. حدد الزر 'عمله' مركز للبدء في عملية تحليل كاملة بمجرد تحديد منطقة الشبكة لكل الفيديو بشكل صحيح. السماح بتشغيل البرنامج، وعند الانتهاء، سوف تظهر موجه نجاح.
       ملاحظة: تحليل كامل دورة لأشرطة الفيديو يمكن أن يستغرق بعض الوقت، حوالي 10 دقيقة للحيوان الواحد.
4. تحليل اختبار سلم
   ملاحظة: البروتوكول المتعلق بتحليل اختبار سلم الأولية مشابهة جداً للبروتوكول الواردة في 4.3.10–4.3.15 الخطوات. الاختلافات الجديرة بالذكر قبل تلك الخطوات كما يلي:
   1. حدد 'تحليل سلم' من أعلى القائمة لفتح القائمة تحليل سلم.
   2. عرض الخيارين في التبديل، 'فيديو واحد' و 'الدورة كلها' (الشكل 3ب).
   3. مع 'الدورة كلها'، حدد العلوي الإدخال.. زر لتحديد المجلد مع أشرطة الفيديو سلم المسماة في الخطوة 2.2.1.Select السفلي.. زر لتحديد دليل لحفظ مجلد مع البيانات من أشرطة الفيديو سلم لمراجعتها لاحقاً.
   4. إذا 'واحد الفيديو' المحدد، حدد شريط فيديو واحد ملف مع الجزء العلوي.. زر ومكان هي نفسها كما في الخطوة 4.4.3.
   5. حدد 'الذهاب!' البدء بعملية التحليل وإحضار شاشة المراجع منطقة الاختبار وسلم.
   6. اتبع الخطوات 4.3.10–4.3.15 بنفس الطريقة لسلم أما بالنسبة للشبكة. السماح بتشغيل البرنامج، وعند الانتهاء، سوف تظهر موجه نجاح.
      ملاحظة: إذا حدث خطأ أثناء التحليل، يتم إرسال رسالة بريد إلكتروني إلى عنوان البريد الإلكتروني الذي تم إدخاله في الخطوة 4-2-2. عند انتهاء تحليل من أي نوع، يتم إرسال رسالة البريد إلكتروني إنجاز إلى نفس عنوان البريد الإلكتروني.
5. سلم استعراض الصورة
   ملاحظة: البروتوكول التالي لاستعراض سابقا تحليل أشرطة الفيديو سلم لتأكيد أي فشل ومخلب زلات. ملاحظة، لا يتم إنشاء ملفات جدول بيانات لعبور سلم لعرض حتى يتم إكمال 'استعراض صورة سلم' (الخطوات 4.5.1–4.5.5).
   1. من أعلى القائمة، حدد 'استعراض صورة سلم'. وبذلك يرتفع حتى الشاشة حدد ملف "مراجعة سلم".
   2. حدد الأعلى.. زر لتحديد مجلد لملفات البيانات.
      ملاحظة: الملفات يتم حفظها في الموقع الذي اخترته في الخطوة رقم 4.4.2 وهي المسماة بالتنسيق التالي: "M1_D1_Y1 سلم فيديو الدورة HH_MM M2_D2_YYYY". M1 و D1 و Y1 هي تاريخ الدورة ويجري تحليلها. "سلم الدورة الفيديو" قراءة "تحليل أشرطة الفيديو واحد" إلا إذا كان تحليل شريط فيديو واحد. HH_MM و M2_D2_YYYY بالوقت والتاريخ الذي بدأ دورة الاستعراض.
   3. حدد الجزء السفلي... لتحديد ملف جدول البيانات الذي تم إنشاؤه للدراسة.
   4. حدد 'الذهاب!' لبدء عملية الاستعراض اليدوي.
   5. عرض قائمة مراجع البيانات سلم فتحها تلقائياً. إذا تم الكشف عن زلة، استخدم 'الإطار التالي' وأزرار 'الإطار الأخير' للتحقق من أي شكل متتابع سجلت الإطارات إذا كانت متوفرة.
   6. استخدام تبديل زلة للدلالة على ما قدم من الفئران قد انخفض. اترك التبديل على 'عدم الانزلاق' إذا كان الكشف عن كاذبة إيجابية. انقر فوق 'حفظ/متابعة' للانتقال إلى الكشف عن القادم (الشكل 2أ).
   7. في حالة فشل، استخدم في التبديل للدلالة على ما إذا كان الفشل بسبب انعكاس (حيث الفئران استدار أثناء التشغيل) أو الركود (حيث فشلت في الفئران لإكمال التشغيل في الوقت مناسب).
   8. انقر فوق 'حفظ/متابعة' للانتقال إلى الكشف عن القادم. في الكشف عن الماضي، انقر فوق 'حفظ/متابعة' لإكمال التحليل وحفظ البيانات إلى ملف جدول البيانات المختارة في وقت سابق. إقالة إشعار الإكمال.
      ملاحظة: بعد الانتهاء من المراجعة، التي تم استعراضها هي إعادة تسمية المجلد "استعرض M1_D1_Y1 سلم فيديو الدورة HH_MM M2_D2_YYYY".

5-الإخراج تحليل البيانات

1. ملف جدول بيانات الشبكة
   1. قم بتحديد موقع البيانات التي تم إنشاؤها في ملف جدول البيانات من كل شبكة الفيديو.
      ملاحظة: الأعمدة هي اليسار إلى اليمين على النحو التالي: اسم الحيوان، وتاريخ الاختبار، وأسبوع دراسة العدد والمسافة الإجمالية سافر، مجموع الوقت توقف، السرعة القصوى التي تحققت، يتحول الحق، يتحول اليسار وخط الشبكة الصلبان (الشكل 1د).
   2. استخدام هذه المقاييس لقياس أداء المحرك الإجمالية وخلق المؤامرات مقارنة بين الحيوانات والنقاط الزمنية.
2. سلم ملف جدول البيانات
   1. تحديد موقع البيانات التي تم إنشاؤها في ملف جدول البيانات من كل فيديو سلم بعد الفشل ومخلب كشف الاستعراض.
      ملاحظة: الأعمدة هي اليسار إلى اليمين على النحو التالي: اسم الحيوان، التشغيل رقم 1 – 5، والأسبوع لدراسة عدد، تاريخ الاختبار، ونوع التشغيل (النجاح أو الفشل)، وقت التشغيل للنجاحات، نسبة الإنجاز، مخلب كشوف كل مخلب، والاعطال. عمود الوقت فارغاً لفشل وسوف اقرأ العمود وضع عدم تراجع أو ركود (الشكل 2ب).
   2. استخدام هذه المقاييس لقياس أداء المحرك جيد وخلق المؤامرات مقارنة بين الحيوانات والنقاط الزمنية.

Representative Results

أثر الأساليب المعروضة هنا، الفئران إكمال شبكة الحقول المفتوحة وسلم اختبارات x 2 في الأسبوع. تم تحليل البيانات سواء باستخدام بفاس أو يدوياً مع مراقبة وقف بالمدربين والمراجعين المبتدئين. النتائج المقدمة في متوسط من عشرات التنزيلات الخام من الحيوانات تحكم واحد غير مزروع أكثر دراسة أسبوع 8، حيث يقابل الأسبوع "0" لاختبار خط الأساس. ملاحظة كان هناك لا اختبار خلال الأسبوع الأول كما كان هذا أسبوع باقي لجراحة الحيوانات. نظراً لأن الشبكة فتح الحقل هو اختبار 1 x يوميا، السلم اختبار x 5 في اليوم الواحد، وهناك اختبار يومين في الأسبوع، وهناك عينة محاكمات 16 للشبكة فتح الحقل بينما هناك 80 من التجارب لاختبار سلم في الأسبوع 8 نفس الفترة الزمنية.

بفاس مقابل التحليل اليدوي:
للتأكد من تناسق نظام بفاس والتحقق من صحة ذلك ضد التحليل اليدوي، قورنت النتائج لسلم عبور الوقت وخطوط الشبكة التي عبرت إلى نتائج اليدوي من ثلاثة خبراء الاستعراض (n = 3) ك "معيار الذهبي". المستخدمين المبتدئين (n = 7) أيضا يدوياً واستعرضت البيانات على حد سواء وتستخدم في بفاس. للتحقق من الصحة، درست كل مراجع نفس اليوم واحدة من التجارب للحيوان واحد (اختبار الشبكة = الفيديو/محاكمة واحدة؛ وسلم الاختبار = خمس محاكمات مستقلة). أظهرت نتائج لاختبار الشبكة فتح الحقل أن المراجعين الخبراء كانت أكثر اتساقا من المراجعين المبتدئين (الفرق البالغ 0 مقابل فرق 17.1، على التوالي)، ولكن عند استخدام بفاس، كان هناك صفر الفرق للخبراء والمبتدئين (المستخدمين الشكل 4 A). وبالمثل، أظهرت نتائج الاختبار سلم أن المراجعين الخبراء كانت أكثر اتساقا من المراجعين المبتدئين (~3.5x أكبر: الفرق البالغ 0.120 مقابل نسبة فرق في 0.414، على التوالي)، ولكن عند استخدام بفاس، كان هناك مرة أخرى صفر الفرق لكل الخبراء والمستخدمين المبتدئين (الشكل 4ب).

ولذلك، حيث اختبار ممكن، ومقاييس السلوك لكل من الشبكة حقل مفتوح وسلم كمياً يدوياً من قبل المستخدم نفس الخبراء ومقارنة بالنتائج التي تم إنشاؤها باستخدام بفاس. هنا، تم تقييم النتائج من إدراج جميع الحيوانات طوال فترة التجارب. كل خطأ يتم الإعلام عن خطأ المعياري للوسط (SEM) إلا إذا ذكر خلاف ذلك. الفرق بين هاتين الطريقتين تراوحت متوسط 0.64 ± 0.06 ثانية لاختبار سلم وخطوط ± 0.53 3.56 لاختبار الشبكة. وكان متوسط الفرق لاختبار الشبكة حقل مفتوح على مدى 8 أسابيع بين هاتين الطريقتين 11.13 ± 3.03%. وكان متوسط الفرق لاختبار سلم على مدى 8 أسابيع بين هاتين الطريقتين 9.05 ± 1.07%. تم حساب نسبة الفرق بين هاتين الطريقتين في أعقاب 1 المعادلة.

المعادلة 1:

ملاحظة أيضا للسلم اختبار التوقيت، وجمع البيانات يدوياً فقط دقيقة إلى 1 s (التي يمكن أن تغير استناداً إلى الجهاز المستخدم للحفاظ على الوقت)، بينما بفاس دقيقة بعكس معدل الإطارات للفيديو قيد الاستعراض. على سبيل المثال، إذا تم تصويره الفيديو في 15 لقطة في الثانية الواحدة، بفاس البيانات دقيقة إلى 1/15^ال ثان.

اختبار الشبكة فتح الحقل:
سابقا في أعقاب نشر البروتوكولات^12،13، سمح للحيوانات بتشغيل بحرية في اختبار شبكة حقل مفتوح لمدة 3 دقيقة لقياس وظيفتها الحركية الجسيمة والتأكيد على السلوك. وقد تم تحليل الفيديو المسجلة أثناء اختبار باستخدام بفاس في تقدير الدرجات الخام للسرعة القصوى والمسافة الإجمالية وعدد خطوط الشبكة التي عبرت والنسبة المئوية ليتحول الحق حققها الحيوان (الشكل 5). أن هذه البيانات إلا ممثل واحد من الحيوان، فشوهدت الاتجاهات على مدى دراسة زيادة السرعة القصوى التي تحققت، سافر زيادة المسافة الإجمالية، وعبر زيادة عدد خطوط الشبكة. لا غرابة في ذلك، عند مقارنتها ببعضها البعض، سافر المسافة الإجمالية، وكان مجموع خطوط الشبكة عبر ارتباط إيجابي قوي. مقارنة التقدير الكمي اليدوي للتحديد الكمي خطوط الشبكة بفاس كشفت نتائج مماثلة (الشكل 5ج). لهذا الحيوان خاصة، تراوحت النسبة المئوية ليتحول الحق إلى حد كبير بين 40% و 50% (الشكل 5د). من المذكرة، قياسات المسافة الإجمالية سافر والسرعة القصوى، والاتجاه بدوره لم يتمكنوا من كمياً يدوياً، وتمثل آخر الميزة المضافة للبرنامج بفاس الآلي.

سلم الاختبار:
كما ذكر سابقا^4،14، أنجز اختبار سلم لقياس فهم منسقة ووظيفة الحركة الجميلة. وقد تم تحليل الفيديو المسجلة أثناء اختبار باستخدام بفاس في تقدير الدرجات الخام للوقت لعبور والعدد من كشوف مخلب (الشكل 6). في هذا الحيوان، كان هناك اتجاه تناقص في الوقت عبر السلم، تليها زيادة في وقت ابتداء من الأسبوع 4. مقارنة التقدير الكمي اليدوي بفاس الكمي وقت عبور كشفت نتائج مماثلة (الشكل 6A). كما كان الحيوان عرض عنصر تحكم غير جراحية، وكشوف مخلب كانت نادرة، وقابلة للمقارنة في العدد بين مخلب اليسار واليمين (الشكل 6ب).

الشكل 1 : مثال لنتائج اختبار الشبكة حقل مفتوح. (أ) هذا الفريق يظهر فتح م 1 اختبار سلوكية² اختبار المنطقة مع خلفية سوداء وخطوط الشبكة الوردي. (ب) وهذا مثال على قطعة الشبكة 3-مين الحيوان واحد تشغيل. هذا الحيوان دارة واحدة من الشبكة وثم بقيت معظمها ثابتة لما تبقى الوقت. يا الأحمر والعاشر الدلالة حيث خوارزمية الكشف عن دورة الكشف من يسار (س) أو تحويل حق في (س). (ج) وهذا مثال ثان من قطعة الشبكة 3-مين الحيوان واحد تشغيل. وكان هذا الحيوان نشطة للغاية لفترة اختبار 3-دقيقة كاملة. يا الأحمر والعاشر الدلالة حيث خوارزمية الكشف عن دورة الكشف من يسار (س) أو تحويل حق في (س). (د) هذا مثال للإخراج في ملف البيانات لدورتين كاملتين في لوحات ب وج. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 2 : مثال على شاشة مراجع البيانات سلم. (أ) هذا الفريق يظهر شاشة مراجع البيانات سلم، كاملة مع قطة تبين طريقة إعداد اختبار سلم. من هذه الشاشة حيث سيتم تأكيد المستخدم كشوف المكتشفة والفشل. يوضح هذا المثال زلة مخلب الأمامي الأيمن تم الكشف عنها على نحو إيجابي. (ب) هذا مثال للإخراج في ملف البيانات لسلم تشغيل التي بحثت في الفريق A. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 3 : مثال على شاشات التحليل بفاس- (أ) هذا الفريق يظهر أعلى القائمة بفاس. ملاحظة الأزرار الأربعة على طول الجزء السفلي والقائمة المنسدلة إعدادات البريد الإلكتروني في أعلى الزاوية اليسرى. (ب) هذا مثال على شاشة تحديد الملف، وفي هذه الحالة لتحليل الفيديو سلم. (ج) هذا مثال من عارض التحليل التصحيح لملف فيديو اختبار شبكة. وهذا يوضح خوارزمية الكشف أثناء تحليل اختبار الشبكة. (د) هذا الفريق يبين مثالاً لعارض التحليل التصحيح لاختبار سلم الفيديو. وهذا يوضح خوارزمية الكشف أثناء تحليل اختبار سلم. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 4 : مثال للخبراء والمبتدئين اختبار النتائج. هذه اللوحات تظهر النتائج من دليل وبفاس الخبراء والمبتدئ اختبار (A) تجاوز عدد خطوط الشبكة على اختبار الشبكة فتح الحقل، (ب) الوقت لاجتياز اختبار سلم. لكل من الاختبارات، أظهرت النتائج أن المستخدمين الخبراء تباين أقل من المستخدمين المبتدئين للتحليل اليدوي، بينما تستخدم في بفاس أدى إلى صفر الفرق، بغض النظر عن خبرة المستخدم. يتم الإبلاغ عن الانحراف المعياري. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 5 : الممثل فتح نتائج الاختبار الميداني غريد- هذه اللوحات إظهار نتائج اختبار الشبكة الممثل فتح الحقل لحيوان تحكم غير مزروع (أ) السرعة القصوى تتحقق، (ب) المجموع المسافة سافر، (ج) إجمالي عدد خطوط الشبكة عبرت، و (د) النسبة المئوية للحق ينتقل من الحيوان. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الرقم 6 : نتائج اختبار سلم الممثل. هذه اللوحات إظهار نتائج اختبار سلم الممثل لحيوان غير مزروع السيطرة (أ) الوقت عبر سلم، و (ب) العدد من اليمين-واليمين-الجبهة-مخلب زلات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Discussion

الجزء الأكثر أهمية من البروتوكول لضمان إجراء تحليل قوي هو تصوير متسقة. إذا كانت أشرطة الفيديو مضاءة جيدا وتم تصويرها في الموضع الصحيح كما ورد في الجزء الأول من البروتوكول، سوف يكون النظام قادراً على القيام بتحليل دقيق. كما هو الحال مع أي مشكلة معالجة الصور، وسيجعل العمل المنجز في تجهيزها التجهيز أكثر من دقيقة وبسيطة. على هذا النحو، والتأكد من أن الجهاز والحيوانات مضاءة جيدا أثناء اختبار وأي ظلال أو حركة أخرى في الإطار إبقاء الحد أدنى سيعني بفاس يمكن أن تعمل على مستوى أعلى من الدقة.

البروتوكول المقدمة هنا يمكن استخدامها بكفاءة، وتكاثر تحليل النتائج من الدالة الحركية الجسيمة وغرامة على كل اختبار في القوارض عن طريق مفتوح الشبكة واختبار سلم الميدانية. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يقلل من احتمال خطأ بشري أو التحيز في عملية تحليل اكتمال تحليل البيانات إلى حد كبير بالكمبيوتر يعمل ذاتيا دون أي إدخال المستخدم. وبسبب هذه الميزة، يمكن استخدام نظام بفاس مع نفس المستوى من الدقة قبل المستخدمين الخبراء والمبتدئين على حد سواء. برنامج بفاس التحقق الذاتي وسهلة التنفيذ وغير مكلفة لاستخدام. علاوة على ذلك، التعليمات البرمجية يمكن تكييفها لتناسب الاحتياجات الفردية للباحث. على سبيل المثال، يمكن استخدام رمز الحقل فتح الشبكة لتحليل مجموعة متنوعة من المقاييس بما في ذلك المسافة الإجمالية سافر، الحد الأقصى للسرعة، والعدد من اليسار واليمين يتحول، ويرجح أن يكون تعديلها بسهولة للتتبع في متاهة مياه أو القسري تي السباحة اسأل. يمكن جعل التعليمات البرمجية تعديلات إضافية لمراعاة إضاءة غرفة متفاوتة، الاختلافات في الشبكة وسلم لون خط الرسم، والاختلافات في لون الحيوان. على الرغم من أن تم تصميم جهاز الاختبار والتعليمات البرمجية بفاس المقدمة هنا لاستعمالها في دراسات الفئران، ونحن نتوقع أن أما ويمكن توسيع نطاق أعلى أو لأسفل ليتم استخدامها مع مختلف الحيوانات الحجم، على الرغم من أن هذا لم يتم التحقق حتى الآن.

كما هو الحال مع جميع البيانات واختبار تحليل السلوك، من المهم الحفاظ على اتساق قدر ممكن في جميع أنحاء الدراسة والتحاليل اللاحقة. على الرغم من أن بفاس قدمت يقلل كثيرا من الاعتماد على المدخلات البشرية لتحليل البيانات، يمكن أن تأتي الفرق البشرية إلى اللعب مع الباحث العمل مع الحيوانات والتعامل مع الإجراءات¹⁵. وعلاوة على ذلك، التغييرات في موقع الاختبار¹⁶ أو السكن و ظروف تربية¹⁷ يمكن أيضا تؤثر على النتائج. بينما يمكن تحديث في بفاس لحساب الإضاءة وزاوية الكاميرا، يمكن فقط تمثل عوامل مثل الروائح أو الأفراد، أو النظام الغذائي لوقت الدراسة. ولذلك، الباحثين ينبغي أخذ الحيطة والحذر تظل متسقة قدر الإمكان في التجارب الحيوانية وظروف السكن، واختبار الموظفين، وأساليب التحليل، بين أمور أخرى.

بفاس رواية بسبب نظام الكشف عن المركب. يتم تمرير كل إطار من الفيديو من خلال عوامل تصفية متعددة للصورة لإنشاء أقنعة ثنائي كل معايرة للبحث عن الفئران في الإطار. كل شكل ممكن الجرذ هو ثم تصنيفها من قبل النظام على احتمال كونها الفئران. تصنيف هذه العوامل في حجم وعدد المرشحات يتم الكشف عن الشكل، والموقع المعروف الأخير وتوقع موقع الحيوان استناداً إلى المسار السابق. وهذا يجعل للكشف عن حيوانات قوية التي يمكنها التغلب على معظم القضايا التي تنشأ استناداً إلى الظلال، والتغيرات في الإضاءة. على عكس الحالي نظم تتبع الحيوانية المتاحة تجارياً، هذا الأسلوب لا تتطلب أي تعديلات للحيوان لجعله أكثر وضوحاً ويستخدم معيار واحد عالي سرعة كاميرا ويب لتسجيل الفيديو. نظام بفاس هو أيضا تحسنا خلال اختبار السلوك كمياً يدوياً التقليدية لأن جميع المقاييس التي يتم أنتج تقاس موضوعيا من أشرطة الفيديو. دراسة سلوكية كمياً بشرية سيكون لها بعض الذاتية في الطبيعة كما يقرر الباحث ما يشكل خط مخلب زلة أو الشبكة عبر.

ويتطلب النظام إعداد محددة نوعا ما تعمل بأقصى قدراتها. وفي حين أنه من الممكن تكييف النظام للتغييرات في الجهاز، حاليا تتطلب بعض الطلاقة في الكمبيوتر الترميز لتحرير التعليمات البرمجية. مع بعض الطلاقة الترميز، استكشاف الأخطاء وإصلاحها هي سهلة نظراً للخطأ إشعار رسائل البريد الإلكتروني التي تتضمن قراءات معلومات خطأ كاملة. إذا كانت أشرطة الفيديو إدخالها في النظام ليست بمعدل القرار أو الإطار المثالي (1080 ف، 15 إطارا في الثانية)، المستخدم تنبيهك عن طريق رسالة تحذير. وسوف يؤثر هذا التغيير على دقة النظام، ولكن لا يزال يمكن تشغيلها على أشرطة الفيديو القرار أقل. أي إضاءة أو مشاكل الظل الذي يتسبب في حدوث خطأ أثناء التحليل سيؤدي إلى رسالة خطأ ديناميكي إرسالها إلى عنوان البريد الإلكتروني المستخدم إدخال. يمكن استخدام المستخدم ثم عارض التصحيح لمشاهدة تحليل الإطار حسب الإطار فهم نشأت مسألة ما. كما تتضمن رسالة الخطأ خطأ التقرير، حتى لو أنها قضية ترميز، فإنه يمكن معالجتها ببساطة.

في المستقبل، قد يكون النظام بفاس قادرة على مواصلة تكييف دون أي معرفة بناء الجملة من ترميز البرمجيات. إضافة تتبع القائمة خيارات يمكن أن تسمح للمستخدم بتحديد لون خطوط الشبكة والحيوانية ببساطة وسهولة. كما ستزيد الاختبار سلم تتبع بدقة مع إمكانية إضافة كاشف تتالي الكائن في التعليمات البرمجية ومنصة سلم إضاءة أفضل لمرافقة الاختبار سلم وتصوير الجهاز. لذلك، نتوقع أن بفاس النظام المذكور هنا لا يمكن تنفيذه سهولة إلى صفيف مهام وظيفة السلوكية والحركية التي تغطي مجموعة واسعة من نماذج المرض والإصابة.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Sprague Dawley rats, male, 201-225 g	Charles River	CD
Webcam HD Pro c920	Logitec	960-000764
Excel	Microsoft	N/A
Matalb 2017a, Computer Vision System Toolbox	Mathworks	N/A
Open field grid test	Made in-house at Case Western Reserve University	N/A
Ladder test	Made in-house at Case Western Reserve University	N/A