Name: Bir Otomatik Görüntü İşleme Yaklaşımı ile Fare Sosyallik Deneysel Değerlendirilmesi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-05-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 24 s
Description: Öğrenin fare sosyallik davranışlarını otomatik görüntü işleme ile değerlendirmeyi. Bu yöntem otizm spektrum bozuklukları modellerinde ilaç taramasını hızlandırır ve araştırma verimliliğini artırır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu araştırma Virginia&#39;nın Commonwealth Sağlık Araştırma Kurulu hibe finansmanı tarafından desteklenmiştir.

1) Deney prosedürü ve 2) Otomatik analiz: açıklama kolaylığı için protokol 2 bölüme ayrılmıştır. Bütün hayvanlar Laboratuar Hayvanlarının 15 Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu&#39;na göre tedavi edildi ve tüm işlemler Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından kabul edildi. 1. Deneysel Prosedür <ol><li> Nonsocial sosyal ve nötr orta bölmesi (Şekil 1): siyah yansıtıcı olmayan pleksiglas dikdörtgen kutu üç bölmeye ayrılmıştır (52 x 25 x 23 cm 3) &#39;dir kafesi, ayarlayın. oturumları sırasında uç bölümlerinde her ters tel bardak yerleştirin I ve (aşağıda açıklanmıştır) II ve seans II sırasında uyaran fare ev. </li><li> Kafes görüş alanını doldurur şekilde kamerayı ayarlayın. aydınlatma fare davranışı ile karışabilir olduğundan, dolaylı ışık gelen kafes içinde en fazla 3.5 lux bir parlaklık korumakBir akkor ampul ve yukarıya doğru kafesin ölçülmüştür. Ayrıca anlamda değil ancak kamera tespit edebilir fareler bir kızılötesi ışık kaynağı kullanın. 720 x 480 standart tanımlı tüm film kaydetmek. </li><li> ( &quot;Referans çerçevesi&quot; olarak adlandırılır), daha sonra görüntü işleme için boş bir kafes tek bir kare kaydetmek ve gri tonlu görüntü olarak kaydedin. </li><li> I. Oturum: kafesin içine Test fare tanıtmak ve oturumun başlangıç ​​(Otomatik Analizi karşılaştırın) gösteren, kafes üzerinde el sallamak. 10 dakika boyunca rekor filmi. 10 dakika sonunda, özgün kafesin içine geri fare koymak. </li><li> Oturum II: ters bardak birinin altına uyaran fare koyun (denge). </li><li> uyaran fare solda veya sağda ters fincan ters fincan olup olmadığını belirlemek için &quot;Sosyal sol&quot; ya da &quot;Sosyal sağ&quot; düğmesini kullanın. NOT: uyaran fare ile ters fincan diğer ise &quot;toplumsal fincan&quot; denirfincan &quot;nonsocial fincan&quot;. bulunduğu sosyal fincan sosyal bölme denir kompartman, nonsocial fincan bölme nonsocial bölmesi ve orta bölme &quot;nötr bölme&quot; dir. </li><li> kafesin içine Test fare tanıtın. kafes üzerinde dalga El oturumunun başladığını göstermek için. 10 dakika boyunca rekor filmi. Önemlisi, Oturum III başlamak için ters bardak çıkarmadan önce sosyallik aparatı fareler tutmak. </li><li> Oturum III: ters bardak çıkarın hem fareler bırakın ve test ve uyarıcı fareler birbiriyle serbestçe etkileşim sağlar. kafes üzerinde dalga El oturumunun başladığını göstermek için. 10 dakika boyunca rekor filmi. 10 dakika sonunda, tekrar kendi kafeslerine iki fareler koydu. </li></ol> 2. Otomatik Analizi Not: Bölüm 2 komutları bir grafik kullanıcı arabirimi üzerinden verilen o con (bakınız Şekil 2)Bizim yazılım Trols. Burada bizim yazılım izin verir adım adım işleme açıklamak; Yazılım, aynı zamanda, kullanıcı girişi kesikli modda analiz gerçekleştirme yeteneğine sahiptir. <ol><li> her film için aşağıdaki işlem adımlarını yürütün: <ol><li> Yük film (Yük düğmesini tıklatın). </li><li> Analiz programı kafes sınırları, bölme sınırları ve kupa yerleri konumunu söyler kafes yapılandırmasını seçin. Dört kaydedilmiş yapılandırmaların birini seçin ya da manuel tüm koordinatları ayarlayın. NOT: Yapılandırma genellikle bir deneyden sonraki değişmez ve bu nedenle tekrar kullanılabilir. </li><li> Filmin her kare için, aşağıdaki işlem adımlarını (2.1.3.1-2.1.3.6) gerçekleştirin. <ol><li> &quot;Grayscale&quot; butonuna tıklayarak gri tonlamaya çerçeve dönüştürün. </li><li> Dijital &quot;Çıkart&quot; düğmesini tıklayarak gri tonlama referans çerçevesi (adım 1.3) çıkarın. NOT: Bu adımın amacı piksel va yapmaktırçok yakın çerçevenin lues fare pozisyon haricinde her yerde sıfır. </li><li> siyah belli bir eşik düzeyin altındaki tüm pikselleri ayarlayarak çerçeveyi binarize, beyaz bu seviyenin üzerindeki tüm pikseller ( &quot;binarize&quot; düğmesine tıklayın). Not: Fikir fare piksel genellikle kalan pikselden daha yüksek değerlere sahip olduğundan, fare piksel beyaz ve diğer tüm pikseller siyah olacak olmasıdır. en uygun eşik seviyesi aydınlatma durumuna bağlıdır ve bir film boyunca fare şeklini değerlendirerek tespit edilebilir. eşiği çok düşük seçilirse, fare çok büyük görünür ve fare ait olmayan pikseller beyaz renkli olabilir. eşik çok yüksek ise, fare küçük olur ve bağlantısız parçalara parçalanır olabilir. Kaydedilen Film, en uygun eşik 20 ve 35 arasında (0 ile 255 arasında bir ölçekte) her zaman oldu. </li><li> Ero çiftlendirildi resim e süreleri, daha sonra, 13 2e kez dilate 13 aşındırmakde yine e kere, lütfen &quot;EROD / Dil&quot; iterek. Not: Bu prosedür amacı kuyruk kaldırmaktır. kullanılan çözünürlük (x 480 720), e = 3 her koşulda çalıştı. Not: Yazılım resimde bir elin varlığı için otomatik olarak kontrol eder (film kayıt sırasında, eller bir oturumun başladığını belirtmek için resmin içinden el salladı edilir). bir el varsa elden bir fare daha büyük olduğu için, ikilileştirilmiş çerçevede alışılmadık sayıda beyaz piksel olacak. bir el varlığı koşulu çiftlendirildi çerçevede 10.000&#39;den fazla beyaz piksel olmasıdır. Yazılım I, II ve III, el hareketleri meydana geldiği kare aralığını tespit ederek oturumların başlangıçlar belirler. </li></ol></li></ol></li><li> aşağıdaki gibi oturumlarda I ve II, devam: <ol><li> beyaz piksel kümesi büyük bağlı bileşen Algılama ( &quot;LComp&quot; tıklayın). Not: Amaç of Bu adım fare, örneğin oturumda II uyaran fare hareketinden kaynaklanan ait olmayan beyaz pikseller ortadan kaldırmaktır. en büyük bağlantılı bileşen neredeyse tüm kareleri faredir. </li><li> &quot;Ends Find&quot; tıklayarak (fare &quot;biter&quot; de denir) iki en uzak beyaz pikseller belirleyin. Not: Yazılım ilk karede uçların her biri için, yani iki uç, devamlılığını tesis ait oldukları daha sonra dilimlerinde uçlarının olduğu. Genel bir fikir çerçeveleri yüksek hızında kaydedilir beri, uçları sonraki bir çerçeveden uzak seyahat edemez ki, böylece sonraki bir çerçeveden uçların doğru sürdürülmesi için uzaklığın toplamını en aza indirir olduğunu çok uçları hareket ettirin. Daha fazla ayrıntı için tartışma bakın. </li><li> burun fare hangi sonu belirleyin. <ol><li> yönünü belirlemek hangi gözlemleyerek bir fare hareket nasıl ağırlık merkezi (COG)çerçeveden değişiklikler (COG en hareket tüm fare piksellerin toplamı hareket olduğunu) çerçeveye. Not: piksel p 1 bir dizi COG, ..., koordinatları p n, 1, .., X, N ile tanımlanır X: <img alt="denklem 1" src="/files/ftp_upload/52508/52508eq1.jpg" /> Fareler genellikle (kendi burnuna doğru, yani) ileriye taşımak. birkaç yüz kare bir bölümünde, baş / kuyruk tespiti çok yüksek güven her zaman vardır. Not: Yazılımın otomatik olarak algılanan hangi doğru fare hareket ediyor biter belirler; Bu uç burun olarak tanımlanan ve filmde kırmızı bir daire ile işaretlenir. tespit edilen burun her karede kırmızı bir daire ile işaretlenmiş, kullanıcı algılama kalitesini kontrol edebilirsiniz. </li></ol></li></ol></li><li> aşağıdaki gibi oturumda III, devam: <ol><li> beyaz piksel en büyük iki bileşeni algılar. <ol><li> Her iki am için kabul edilebilir boyutta iseouse ve ağırlık onların merkezleri (SMM) bir önceki kareye fare dişleri, bu iki bileşenleri iki fareler dikkate uyumludur. </li><li> Bu mesafe izler (önceki çerçeve beri% 20&#39;den fazla tarafından değiştirilmiş değil varsa fare kabul boyutlarını düşünün ve onların fark fare kareler arasındaki zaman içinde seyahat edebilirsiniz mesafeden daha büyük olmayan ise uyumlu olarak iki ardışık kare dişleri dikkate birkaç tek tek farelerin hareketini izleyerek bir deney serisi preparatlar bir parçası olarak belirlenmiş olan maksimum fare hızı, gelen (I ve II oturumları olduğu gibi). Not: En büyük iki bileşenleri bir fare için kabul edilemez boyutlarda, ya da cogs önceki çerçevede olanlardan çok farklı ise, en büyük iki bileşenler kabul edilebilir boyutta kadar yazılım otomatik olarak çiftleme eşiğini yükselttiği ve SMM ile uyumludur bir önceki çerçevenin olanlar. </li></ol></li><li> test fareyi tıklayınİlk kare. oturumun III her karede testi ve uyarıcı fare hem belirlemek için 2.3.1 analiz kullanın. </li><li> bir fare sosyal diğer yaklaşımları hangi oturumda III kareleri belirleyin. Not: Yazılım otomatik olarak fareler arasındaki mesafe farelerin tipik etkileşim mesafesinden daha az olduğunu kontrol ederek bu adımı uygulayan (biz 2 cm kullanın). </li><li> Yazılım kullanıcıya algılanan yaklaşımı ile film kısa bir segment çalarken, bu yaklaşım testi fare ya da ne test fare, sosyal kaçınma ile bir sosyal yaklaşım olarak nitelendirir olup olmadığını belirtmek için bir düğmesini tıklatın. Not: Test fare hangi fare biliniyorsa Adım 2.3.4 automatized edilebilir. Bu bilgiler fareler birbirlerine çok yakın olsun kaybolur (ya da birbirinin üstüne tırmanmaya) ve biz var çünkü henüz bizim yazılım tarafından güvenilir bir şekilde tespit VE yapar edilebilir bir şekilde fareler etiketlemek için bir yol bulmuş değil alır çünkü onların davranışını etkilemez, biz geri intikal etmişŞimdilik manuel sınıflandırılması. </li></ol></li><li> Yükle düğmesini kullanarak işlenmiş filmleri, yük film değerlendirmek. <ol><li> oturumun 1 ilk kareyi görüntülemek için Başlat Oturum 1 tıklayın (veya oturum 2&#39;nin ilk kareyi görüntülemek için Oturum 2 Başlat). </li><li> filmleri oynatmak ve durdurmak için Çal / Durdur üzerine tıklayın. Not: İşlenmiş filmler farklı renkli çevreleri ile işaretlenmiş baş ve kuyruk ile fare gösterecektir. Tüm sosyallik önlemleri ekranda görüntülenir ve film oynar gibi güncellenir. </li><li> &quot;Export&quot; tıklayarak Excel formatında ihracat sosyallik verileri. </li><li> Tek bir excel dosyası içine bir klasördeki tüm filmlerin tüm verileri derlemek için &quot;Derleme Veri&quot; tıklayın. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Brodkin, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BALB%2Fc+mice%3A+Low+sociability+and+other+phenotypes+that+may+be+relevant+to+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">BALB/c mice: Low sociability and other phenotypes that may be relevant to autism.</a> Behavioural Brain Research. 176, 53-65 (2007).</li>
<li>Deutsch, S. I., Burket, J. A., Urbano, M. R., Herndon, A. L., Winebarger, E. E. Impaired sociability of the BALB/c mouse, an animal model of autism spectrum disorders, is attenuated by NMDA receptor agonist interventions: clinical implications. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDeutsch%2C+SI+%22Comprehensive+Book+on+Autism+Spectrum+Disorders%22">Comprehensive Book on Autism Spectrum Disorders</a>. Mohammadi, M. A. , InTech. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.intechopen.com/books/a-comprehensive-book-on-autism-spectrum-disorders/impaired-sociability-of-the-balb-c-mouse-an-animal-model-of-autism-spectrum-disorders-is-attenuated">http://www.intechopen.com/books/a-comprehensive-book-on-autism-spectrum-disorders/impaired-sociability-of-the-balb-c-mouse-an-animal-model-of-autism-spectrum-disorders-is-attenuated</a> 323-342 (2011).</li>
<li>Dunn, M. E., Burbine, T., Bowers, C. A., Tantleff-Dunn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moderators+of+stress+in+parents+of+children+with+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Community+Mental+Health+Journal%22%5BJournal%5D)">Moderators of stress in parents of children with autism.</a> Community Mental Health Journal. 37, 39-52 (2001).</li>
<li>Babineau, B. A., Yang, M., Berman, R. F., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+home+cage+social+behaviors+in+BTBR+T%2Btf%2FJ+mice+during+juvenile+development%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology+%26+Behavior%22%5BJournal%5D)">Low home cage social behaviors in BTBR T+tf/J mice during juvenile development.</a> Physiology & Behavior. 114-115, 49-54 (2013).</li>
<li>Benson, A. D., Burket, J. A., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BALB%2Fc+mice+treated+with+d-cycloserine+arouse+increased+social+interest+in+conspecifics%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">BALB/c mice treated with d-cycloserine arouse increased social interest in conspecifics.</a> Brain Research Bulletin. 99, 95-99 (2013).</li>
<li>Burket, J. A., Benson, A. D., Tang, A. H., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapamycin+improves+sociability+in+the+BTBR+T%28%2B%29Itpr3%28tf%29%2FJ+mouse+model+of+autism+spectrum+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Rapamycin improves sociability in the BTBR T(+)Itpr3(tf)/J mouse model of autism spectrum disorders.</a> Brain Research Bulletin. 100, 70-75 (2014).</li>
<li>Burket, J. A., Benson, A. D., Tang, A. H., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((D-Cycloserine+improves+sociability+in+the+BTBR+T%2B+Itpr3tf%2FJ+mouse+model+of+autism+spectrum+disorders+with+altered+Ras%2FRaf%2FERK1%2F2+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">D-Cycloserine improves sociability in the BTBR T+ Itpr3tf/J mouse model of autism spectrum disorders with altered Ras/Raf/ERK1/2 signaling.</a> Brain Research Bulletin. 96, 62-70 (2013).</li>
<li>Burket, J. A., Herndon, A. L., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Locomotor+activity+of+the+genetically+inbred+BALB%2Fc+mouse+strain+is+suppressed+by+a+socially+salient+stimulus%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Locomotor activity of the genetically inbred BALB/c mouse strain is suppressed by a socially salient stimulus.</a> Brain Research Bulletin. 83, 255-256 (2010).</li>
<li>Deutsch, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((D-cycloserine+improves+sociability+and+spontaneous+typic+behaviors+in+4-week+old+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">D-cycloserine improves sociability and spontaneous typic behaviors in 4-week old mice.</a> Brain Research. 1439, 96-107 (2012).</li>
<li>Jacome, L. F., Burket, J. A., Herndon, A. L., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetically+inbred+BALB%2Fc+mice+differ+from+outbred+Swiss+Webster+mice+on+discrete+measures+of+sociability%3A+relevance+to+a+genetic+mouse+model+of+autism+spectrum+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Autism+Research%22%5BJournal%5D)">Genetically inbred BALB/c mice differ from outbred Swiss Webster mice on discrete measures of sociability: relevance to a genetic mouse model of autism spectrum disorders.</a> Autism Research. 4, 393-400 (2011).</li>
<li>Jacome, L. F., Burket, J. A., Herndon, A. L., Cannon, W. R., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((D-serine+improves+dimensions+of+the+sociability+deficit+of+the+genetically-inbred+BALB%2Fc+mouse+strain%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">D-serine improves dimensions of the sociability deficit of the genetically-inbred BALB/c mouse strain.</a> Brain Research Bulletin. 84, 12-16 (2011).</li>
<li>Deutsch, S. I., Burket, J. A., Jacome, L. F., Cannon, W. R., Herndon, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((D-Cycloserine+improves+the+impaired+sociability+of+the+BALB%2Fc+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Bulletin%22%5BJournal%5D)">D-Cycloserine improves the impaired sociability of the BALB/c mouse.</a> Brain Research Bulletin. 84, 8-11 (2011).</li>
<li>Shih, F. Y. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aShih%2C+FY+%22Image+Processing+and+Mathematical+Morphology%3A+Fundamentals+and+Applications%22">Image Processing and Mathematical Morphology: Fundamentals and Applications</a>. , CRC Press. (2009).</li>
<li>Nixon, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNixon%2C+M+%22Feature+Extraction+%26+Image+Processing%22">Feature Extraction & Image Processing</a>. , Academic Press. (2008).</li>
<li>National Research Council. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Guide+for+the+Care+and+Use+of+Laboratory+Animals%22">Guide for the Care and Use of Laboratory Animals</a>. , Eighth Edition, The National Academic Press. (2011).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

videoya fareler ve otomatik film analizi birleştirerek, uygun fiyatlı, güvenilir, yüksek verimli tarama tekniğini oluşturduk. otomatik analiz doğruluğu 100&#39;den filmler için el ile analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. kare kare ezici çoğunluğu (&gt;% 99), fare burun iyi hassasiyetle tanımlanır. Filmlerin yaklaşık% 80&#39;i herhangi bir düzeltme gerekmez böylece (birkaç) misdetections çoğu sosyallik tedbirler üzerinde hiçbir etkiye sahip. bugüne kadar en yaygı...

Bozulmuş sosyallik otizm spektrum bozukluğu (ASD&#39;ler) 1,2 dahil olmak üzere nöro bozuklukları, bir dizi ana semptomu etki biridir. Bu ciddi ilişkileri geliştirmek için hastaların yeteneğini sınırlar ve büyük ölçüde hastaları, aileleri ve bakıcıları 2,3 etkiler. Daha iyi tedaviler engelli sosyallik altında yatan mekanizma anlamak ve geliştirmek için bir çaba, birkaç fare modelleri 1,4-9 çalışılmıştır. Böyle bir suş BALB / c fare, ASD5 8-12 hastalarda görülen özellikler andıran çarpıcı düşük sosyallik sergileyen bir kendilenmiş türdür. Örneğin, BALB / c fare sosyal yaklaşımlar ve İsviçre Webster karşılaştırma suşu 10 daha uyaran fare (örneğin, sosyal kaçınma) tarafından sosyal yaklaşımlara bir çoğunlukla olumsuz yanıt düşük bir frekansı gösterir. önerilen tedavi effectiv olup olmadığını test etmeksosyallik artan e nesnel ölçütler ihtiyaç vardır. Yaygın olarak kabul görmüş bir çerçeve, üç bölmeye sahip standart bir cihaz içinde sosyallik analiz etmek (bakınız Şekil 1). sol ve sağ bölmeler her bir sosyal belirgin uyarıcı fare barındıran bir ters tel fincan içerir. test faresi, üç, 10 dakika aralıklarla (oturumları I-III) aygıt içine salınır; oturumları II ve III testi farenin sosyallik farklı yönlerini değerlendirmek ederken oturumu I test fare lokomotor aktivitesini değerlendirir. Oturum, test, fare cihazının gelmesini bırakılır. Bu oturumda, test fare farklı bölmeleri arasında kılan geçişler sayısı ölçülür. Önemlisi, sosyallik önlemleri standart üç bölmeli tertibatında lokomotor aktivite bağımlı elde edilen ve azaltılmış lokomotor aktivite sosyo yanlış yorumlanmasına neden olabiliryeteneği veri. oturumda II, test fare serbestçe hareket ediyor ve bir uyarıcı fare ters bardak birinin altında yerleştirilir (denge). uyaran fareler 4 haftalık outbred erkek ICR fareleri yaş ve cinsiyet uyumlu testi farelere vardır. uyaran fare sosyal bölmesi olarak belirlenen yan ters fincan içine alınır ve boş bir ters fincan nonsocial bölmesi olarak belirlenen tarafına yerleştirilir. Oturumda II, test fare sosyallik o (en az 2 cm uzakta) o &quot;nonsocial&quot; ters fincan yakın geçirdiği zaman karşı &quot;sosyal&quot; ters fincan yakın geçirdiği zamanı karşılaştırılması ile ölçülebilir ve zamana göre bir o nonsocial bölmesinde geçirdiği süre vs sosyal bölmeye geçirir. İsviçre Webster karşılaştırma farenin sosyal bölmesine ve sosyal için önemli bir tercih gösteren, BALB / c farelerine göre sosyal ters fincan yakınındaki önemli ölçüde daha fazla vakitters fincan ya da sosyal bölme 12. oturumda III, test ve uyarıcı fareler (ters bardak kaldırılır) serbestçe etkileşime izin verilir. bölmeleri arasında sosyallik ölçüleri, stereotipik davranışlar ve geçişler güvenilir test ve uyarıcı fare ve analiz arasındaki serbest etkileşimin üçüncü 10 dakika oturumunda elde edilir. Bu raporda, test farenin sosyallik iki tedbirlerle ölçülür: Bir sosyal yaklaşım uyaran fare doğru (burun önce) ileriye doğru hareket olarak tanımlanan uyarıcı fare, doğru yapar, sosyal yaklaşımların 1) sayısı, böylece burun az 2 cm uzakta uyaran fare olduğu; 2) uyaran fare sosyal yaklaşımlar uzaklaşma sayısı. o açar veya uyarıcı fare uzaklaştığı ya da geçici olarak uyaran fare sonra ( &quot;davranışı donma&quot;) hareket durursa Test fare yaklaşmıştır sınama fare yaklaşımını kaçınarak olarak kabul edilir. BALB /c fareleri, İsviçre Webster kıyaslama soyu 10 göre uyaran fare ve uyaran fare sosyal yaklaşımlar negatif tepkilerin sayısının artmasına doğru yapılan sosyal yaklaşımlar sayısında bir azalma göstermektedir. Davranışsal filmlerin değerlendirilmesi, geleneksel olarak (muhtemelen düşük hızda) dikkatli film izlerken ve fare belli bir bölmede veya ters bardak 10 birinin yakınında geçirdiği süre stopwatches aktive ederek, yani elle yapılmıştır. Bu yöntem, bu nedenle, sürekli film izlerken gerektirir ve çok zaman alır. Ayrıca, doğruluk fare ters fincan 2 cm olup olmadığını algılamaya kronometre ölçümleri ve yeteneği değerlendirici en reaksiyon süresi ile sınırlıdır. Son çalışma, iki bileşiğin, (D-serin D-sikloserinin), BALB / c farelerinde 9,10,12 sosyallik düzeltmede etkili olduğu kanıtlanmıştır. Her iki bileşeni modu bilinmektedirGeç bilinen NMDA reseptörü, sosyal davranış 2,12 merkezi bir rol oynamaktadır. Bileşiklerin büyük bir dizi iyi-tanımlanmış çeşitli şekillerde NMDA reseptör aktivitesini modüle etmek için bilinen ve ASD tedavisinde önemli bir hamle potansiyeli, bu bileşiklerin bir öncelik ve son derece arzu edilen bir değerlendirme için hızlı bir otomatik yöntem hızlandırılmış bir değerlendirme yapar. Aşağıda tarif edilen fare sosyallik değerlendirilmesi için geliştirilmiş bir otomatik analiz işlemdir. Bu fare veya farelerin konumunu belirlemek için fare filmlerin tüm kareleri görüntü işleme yöntemlerini kullanır. I ve II oturumlarında, daha fazla burun konumunu algılar ve sosyallik önlemleri hesaplamak için kullanır. oturumda III, otomatik olarak tüm yaklaşımları algılar, ancak manuel sınıflandırma (sosyal yaklaşım, sosyal kaçınma, ya da diğer) gereklidir.

<table><tbody><tr><td>Pleksiglas kafes</td><td>Norva Plastics, Norfolk, VA</td><td>ısmarlama</td><td>El yazmasında açıklanan boyutlar ve düzen, ihtiyaca göre ayarlanabilir. Görüntü işlemeyi kolaylaştırmak için yansıtıcı olmayan pleksiglas kullanın</td></tr><tr><td>Tel bardaklar</td><td>Mutfak artı</td><td>315</td><td>Uyaran fareyi barındırmak için bir tane, boş</td></tr><tr><td>bir Video kamera</td><td>SONY</td><td>HDR-PJ790</td> <td>kullanınHerhangi bir kamera ile değiştirilebilir Karşılaştırılabilir özellikler</td></tr><tr><td>OpenCV (Görüntü işleme kütüphanesi)</td><td>Willow Garage</td><td>N/A</td><td>Herhangi bir modern görüntü işleme kütüphanesi kullanılabilir.</td></tr></tbody></table>

bir otomatik görüntü İşleme yaklaşımı ile fare sosyallik deneysel değerlendirilmesi

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

Fare sosyallik artırmak için tasarlanmış ilaçların test etmek için tercih edilen bir model organizmadır. Biz Test fare standart aparat yerleştirilir ve ilgili davranışlar üç farklı oturumlarda (denilen oturum I, II, III ve) değerlendirildiği fare sosyallik ölçmek için bir yöntem mevcut. Cihaz üç bölmeleri (Şekil 1) sahiptir, sol ve sağ bölmeleri ( &quot;uyaran fare&quot; olarak adlandırılır) bir fare evi olabilir ters fincan içerir. Oturum, test, fare kafesine yerleştirilir ve hareket bölmeleri arasında yapılan geçişlerin sayısı ile karakterize edilir. Oturumda II, bir uyarıcı fare ters bardak birinin altında yerleştirilir ve test fare sosyallik boş ters fincan vs kapalı uyaran fare içeren fincan yakın harcadığı zamanın miktarı ile ölçülür. oturumda III, ters bardak kaldırılır bir<html> d Her iki fareler serbestçe etkileşimde. oturumda III test fare sosyallik o uyaran fare doğru yapan sosyal yaklaşımların sayısına göre ve teşvik fare ile bir sosyal yaklaşım önler kez sayısına göre belirlenir. Filmin otomatik değerlendirme oturumu I ve II tüm açıklanan sosyallik önlemlerinin belirlenmesini sağlar test fare, burun algılar (oturumunda III, yaklaşımlar otomatik olarak tanımlanır ama elle sınıflandırılır). burnu bulmak için, boş bir kafes görüntüsü dijital film her çerçeve çıkarılır ve elde edilen görüntü fare pikselleri tespit çiftlendirildi edilir. fare kuyruğu otomatik olarak kaldırılır ve kalan farenin iki en uzak noktaları belirlenir; Bu burun ve kuyruk tabanına yakın. fare hareketi analiz ve süreklilik argümanlar kullanarak, burun tanımlanır. <img alt="&lt;/ Html">&quot;Şekil 1&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 52508 / 52508fig1.jpg&quot; /&gt; 3 seans sırasında Sosyallik Şekil 1. Değerlendirme Oturum (üst):.. Kafesine Test fare Acclimation Oturum II (orta):. Uyaran fare ters fincan içine ise test fare kafes içinde serbestçe hareket Oturum III (alt): Test fare ve uyarıcı fare Hem birbirleri ile serbestçe hareket ve etkileşim için izin verilir.

Şekil 3 boş bir kafes ile davranışsal filmin bir renk çerçeve gösterir. Fare henüz kafese girmiş değil. (Sosyal ve nonsocial) bardak ve bölme sınırları pozisyonu üst üste. Şekil 4&#39;te gösterilen ve bir referans çerçevesi olarak kullanılan boş bir kafes rengi çerçevesi 8 bit gri ölçekli dönüştürülür. referans çerçevesi Çekilen filmin diğer her çerçeveden çıkarılır. Şekil 5 bindirilmiş bölme sınırları ve kupa pozisyonları ile tekrar oturum ...

Bu protokol Fare sosyallik ölçmek için bir yöntemi anlatmaktadır. onlar hareket ve özel kafese etkileşim olarak fareler videoya. Film işleme mükemmel doğruluk ve güvenilirlik sosyallik otomatik ölçümü için izin verir.

Bir Otomatik Görüntü İşleme Yaklaşımı ile Fare Sosyallik Deneysel Değerlendirilmesi

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Otomatik analizle eşleştirilen bu davranışsal deneylerin genel amacı, farelerin sosyalliğini zaman açısından verimli bir şekilde nicelleştirmektir. Bu yöntem, otizm spektrum bozukluklarının doğrulanmış fare modellerinde sosyalliği artırmaya yönelik ilaçların hızlı bir şekilde taranmasına yardımcı olabilir. Otomatik analizin uygulanmasının temel avantajı, süreci hızlandırması ve taramayı daha verimli hale getirmesidir.Tek bir aday bileşik dozunun gerçek zamanlı görsel taramasının 50 saatin üzerinde sürmesi nedeniyle, fare sosyal davranışlarını değerlendirmek için otomatik bir yönteme ihtiyaç duyulmuştur. Videonun ilerleyen kısımlarında lisansüstü öğrencim Frency Varghese, otomatik analizi uygulamalı olarak gösterecektir. Üç bölmeli, siyah duvarlı kafesin kurulumu ile başlayın.İlk oturum için, kafesin her bir uç bölmesine ters çevrilmiş boş bir tel kap yerleştirin. Şimdi video kamerasını kafesi yukarıdan görecek şekilde hazırlayın. Her üç bölme de en az 720 x 480 piksel çözünürlükle görünmelidir.Ardından, kafes tabanından ölçüldüğünde iç kısmın 3,5 Lux'ten fazla ışık almaması için kafesi dolaylı akkor aydınlatma ile aydınlatın. Ayrıca, kameranın tespit edebileceği düzeyde bir aydınlatma sağlamak için kızılötesi ışık kullanın. Referans olması için boş kafesin tek karelik bir görüntüsünü alın.İlk oturum için test faresini kafese yerleştirin. Ardından, videonun otomatik analizini başlatmak için kafesin üzerinden bir kez elinizi sallayın. Fareyi 10 dakika boyunca test kafesini keşfetmeye bırakın.Ardından fareyi kendi kafesine geri koyun. İkinci oturum için uyaran fareyi iki ters çevrilmiş kaptan birinin altına yerleştirin. Hangi kabın seçileceğini karşı dengeleme yöntemine göre belirleyin.Yazılımda, uyarıcı farenin hangi bardağın altına yerleştirildiğini belirtin. Adlandırma kurallarına göre, içinde hapsedilmiş farenin bulunduğu bardak sosyal bardak, diğer bardak ise sosyal olmayan bardaktır. Bölmeler de benzer şekilde adlandırılır.İkinci oturumun başlangıcını, ilk oturumda olduğu gibi el sallayarak işaretleyin. İkinci oturumun sonunda, ikinci fareyi serbest bırakmak için ters çevrilmiş kapları kaldırın. Üçüncü oturumun başlangıcını belirtmek için tekrar el sallayın ve iki farenin test kafesinde 10 dakika boyunca etkileşime girmesine izin verin.10 dakika sonra her iki fareyi de kendi kafeslerine geri koyun. Bu bölüm, videoların kullanıcı arayüzü kullanılarak nasıl işleneceğini açıklamaktadır. Bununla birlikte, kullanıcı girişi gerektirmeyen hızlı bir toplu mod analizi de mümkündür.Yükle butonunu kullanarak videoyu yükleyerek başlayın. Ardından kafes konfigürasyonunu seçin. Analiz programı kafes sınırlarını, bölmeleri ve kapları belirler.Dört ön ayarlı konfigürasyondan birini seçin veya koordinatları manuel olarak ayarlayın. Şimdi, videonun her bir karesi için aşağıdaki işleme adımlarını uygulayın. İlk olarak, kareleri gri tonlamalıya dönüştürün.İkinci olarak, hazırlıklar sırasında oluşturulan gri tonlamalı referans kareyi çıkarın; böylece fare konumunun dışındaki tüm piksellerin değerlerini sıfırlamış olursunuz. Üçüncü olarak, eşik parlaklığın üzerindeki tüm pikselleri beyaza, diğer tüm pikselleri ise siyaha ayarlayarak kareleri ikili hale getirin. Bu ayarı ışık koşullarına uyacak şekilde düzenleyin.Şimdi Erode/Dilate fonksiyonunu kullanarak görüntülerden kuyruğu kaldırın. Öncelikle ikili hale getirilmiş resmi üç kez aşındırın (erode). Ardından çerçeveyi altı kez genişletin (dilate).Ardından kareleri üç kez daha aşındırın. Farklı bir piksel çözünürlüğü kullanılıyorsa bu adımda ayarlama yapılması gerekebilir. El dalgalanmaları, beyaz piksellerin hacmindeki büyük sıçramalar olarak kolayca tanımlanabilir.Bu, oturum başlangıçlarının ve oturum sırasının otomatik olarak tespit edilmesine olanak tanır. Her oturum içerisinde, L/Comp komutu kullanılarak beyaz piksellerin en büyük bileşeni tespit edilir. Bu işlem, fareye ait olmayan pikselleri eler.Ardından, beyaz piksellerden oluşan en büyük bileşen içindeki birbirine en uzak iki pikseli belirlemek için Uçları Bul (Find Ends) işlevini kullanın. Bunlar burun ve kuyruktur. Yazılım, beyaz piksel nesnesinin ağırlık merkezini veya COG'sini belirler ve kareler arasındaki hareket yönünü hesaplar.İki farenin bulunduğu oturumlar için iki nesnenin takip edilmesi gerekir. Aynı komut setini kullanarak en büyük iki beyaz piksel nesnesini seçin ve yönlendirin. Yazılım, kareden kareye COG'ları otomatik olarak kontrol eder.Nesnelerden herhangi birinin boyutu %20'den fazla değişirse veya bir COG bir farenin hareket edebileceğinden daha uzağa hareket ederse, bu kriterler karşılanana kadar ikilileştirme eşiği otomatik olarak artırılır. Yazılım, kareden kareye ağırlık merkezlerini otomatik olarak kontrol eder. Nesnelerden herhangi birinin boyutu %20'den fazla değişirse veya bir ağırlık merkezi bir farenin hareket edebileceğinden daha uzağa hareket ederse, bu kriterler karşılanana kadar ikilileştirme eşiği otomatik olarak ayarlanır.Nesneler iki santimetre mesafe içerisine girdiğinde etkileşimler otomatik olarak tespit edilir. Bu bölümler, kullanıcı girişi için yeniden oynatılır. Her bölüm için test faresinin perspektifini Sosyal kaçınma, Sosyal yaklaşma veya Hiçbiri olarak etiketleyin.Otomatik analizi doğrulamak için Yükle butonunu kullanarak videoyu yükleyin. Ardından, oturumun ilk karesini görüntülemek için Oturumu Başlat 1'e tıklayın. Oynatmayı kontrol etmek için Oynat/Durdur komutunu kullanın.İşlenmiş videolar, her fareyi baş ve kuyruk kısımlarında farklı renkli dairelerle göstermektedir. Ayrıca sosyallik ölçümleri ekranda görüntülenmekte ve oynatma sırasında güncellenmektedir. Otomatik analizde karşılaşılan tüm hataları düzeltiniz.En yaygın hata, arayüzdeki bir araçla düzeltilebilen baş-kuyruk ters dönmesidir. Bu durum videoların yaklaşık %20'sinde görülür. Daha karmaşık hataların karşılaşıldığı nadir durumlarda, sorun genellikle belirli bir video kareleri serisi boyunca farenin burnunun konumunun manuel olarak belirtilmesiyle çözülebilir.Doğrulama işleminin ardından, Dışa Aktar (Export) işlevini kullanarak sosyallik verilerini bir hesap tablosu formatında dışa aktarın. Birden fazla videodaki verileri tek bir hesap tablosu olarak dışa aktarmak için videoların tek bir klasörde toplanmış olması gerekir ve bu işlem Verileri Derle (Compile Data) işlevi ile gerçekleştirilir. Birinci oturumda, dört haftalık bir BALB/c test faresinin 10 dakika boyunca bölmeler arasında 59 kez hareket ettiği takip edilmiştir.Her bir bölmede geçirilen süre, sosyal uyaran olmaksızın bölme tercihi için bir baz hattı olarak kabul edilmiştir. İkinci oturumda, gizlenmiş dört haftalık bir ICR faresinin bulunduğu sosyal bir kap ve sosyal olmayan bir kap sunulmuştur. Sosyal bölmede vakit geçirme yönünde belirgin bir eğilim gözlemlenmiştir.Özellikle fare, sosyal kapla sosyal olmayan kaptan daha fazla vakit geçirmiştir. Üçüncü oturumda kaplar kaldırılmış ve farelerin etkileşime girmesine izin verilmiştir. Toplamda 10 dakika boyunca 35 sosyal yaklaşım gerçekleşmiştir.Geliştirilmesinin ardından bu teknik, otizm spektrum bozukluklarının doğrulanmış fare modellerinde, temel semptom alanı olan bozulmuş sosyallik durumunu iyileştirmeye yönelik gelecek vaat eden ilaçların daha hızlı taranmasını kolaylaştırmaktadır. Otomatik işleme süreci, farklı kafes tasarımlarına ve türlere uyarlanabilir. Güvenilir bir şekilde tespit edebilecek bir algoritma geliştirilebildiği sürece, ilgi duyulan herhangi bir davranış değerlendirilebilir.

experimental-assessment-mouse-sociability-using-an-automated-image

Research

JoVE Journal

Behavior

Davranış

Burada Crawley sosyallik ve sosyal yenilik testi için tercih kullanarak farelerde sosyallik incelenmesi için ayrıntılı bir protokol açıklar. Biz sonuçların doğru yorumlanması için önemli kritik ayrıntılar da dahil olmak üzere bu işlem için avantaj ve olası uygulamalar açıklanmaktadır.

Sosyal Etkileşim Davranışları Değerlendirme

Bir ev kafes ortamında farelerin uzun süreli ve kapsamlı bir izleme beyin hastalıklarının kemirgen modellerinde anormal davranış daha derin bir anlayış sağlar. Bu kağıt, çağdaş davranış analizi önemli bileşeni olarak Entegre Davranış İstasyonu (INBEST) açıklar.

Entegre Davranış İstasyonu ile Kemirgen Hastalık Modellerinin Davranış Fenotiplendirme (INBEST)

Farelerde basit ve tarafsız bir koku alma testi sunuyoruz. Bu protokol ile koku ayrımı, tercih, kaçınma ve suya kıyasla yeni bir kokuya duyarlılık tek davranışsal seanslarda değerlendirilebilir. Bu yöntem tek bir deneyci için endikedir ve analiz bilgisayar destekli video işlemeye dayanmaktadır.

Basit ve Bilgisayar destekli Fareler için Koku Testi

Fare ultrasonik seslendirmeleri, nöropsikiyatrik bozukluklar için fare modellerinde sesli iletişim eksikliklerinin genetik temellerini modellemek için vekil olarak kullanılır. Mevcut protokol, yavrulardan (gelişim boyunca) ve yetişkin farelerden (aynı cinsiyetten etkileşimler, erkek-kızgınlık dişi etkileşimleri) ultrasonik seslendirmeleri güvenilir bir şekilde ortaya çıkaran üç deneysel bağlamı açıklamaktadır.

Fare Ultrasonik seslenmelere kayıt Sosyal İletişim değerlendirin

Bu iletişim kuralı kayma öğrenme ve hafıza Barnes labirent kullanarak ölçer. Roman bir sıkıntı küçük hanım paradigma lokomotor aktivite ve farelerde prosocial davranışını değerlendirmek için kullanılır.

Kayma öğrenme ve Barnes labirent ve sıkıntı içinde küçük hanım paradigmalar kullanılarak farelerde Prosocial davranış analiz

Tameness hayvanlarda insanlar (active tameness) etkin yaklaşımlar kaçınma yanıt insanlar (pasif tameness) için bir azalma ve artış içerir. Burada, üç davranış testleri (etkin tameness, pasif tameness ve konaklama, eldeki testleri) ayrı ayrı farelerin aktif ve pasif tameness ölçmek için detaylı iletişim kurallarını açıklar.

Aktif ve pasif Tameness ayrı olarak farelerde ölçme

Burada açıklanan üç oda testi için bir alternatif sunan ve aynı zamanda çeşitli uyarılar çözer yeni bir otomatik deneysel sistemdir. Bu sistem, sosyal tercih ve sosyal yenilik tercihi testleri sırasında küçük kemirgen davranış dinamiklerinin titizlikle analizini sağlayan birden fazla davranışsal parametre sağlar.

Küçük Kemirgenlerde Sosyal Tercih Davranışının Dinamiklerini İzleme Sistemi

Nöropsikiyatrik bozuklukların patogenezinde yakın zamanda keşfedilen hastalıkla ilişkili genlerin rolü belirsizliğini korumaktadır. Modifiye edilmiş bir in utero elektroporasyon tekniği, büyük nöron popülasyonlarında gen transferine ve gen ekspresyon değişikliklerinin sosyal davranış üzerindeki nedensel etkilerinin incelenmesine izin verir.

Kemirgen Davranışı Üzerindeki Genetik Etkileri Sorgulamak için İkili İn Utero Elektroporasyonunu Kullanan Bir Boru Hattı

Kemirgen modelleri, otizm spektrum bozukluğu (ASD) ile ilgili temel davranışları incelemek için değerli araçlardır. Bu makalede, farelerde ASD'nin temel özelliklerini modellemek için iki davranış testini açıklıyoruz: tekrarlayan davranışları değerlendiren kendi kendini tımar etme ve sosyal bozuklukları belgeleyen üç odacıklı sosyal etkileşim testi.

Farelerde Otistik Benzeri Davranışları Değerlendirme Stratejileri

Negatif veya pozitif değerli deneyimleri bireysel sosyal hedeflerle eşleştirerek, C57BL / 6 farelerinin kimlik tanımayı incelemek için davranış görevleri geliştirdik. Bu görevler, sosyal biliş bozukluğu olan sağlıklı ve hastalıkla ilgili fare modellerinde bireysel sosyal hedeflerin sosyal hafıza mekanizmalarının incelenmesine izin verir.

Farelerde Kimlik Tanımanın İncelenmesi için Davranışsal Görevler

Öğrenin fare sosyallik davranışlarını otomatik görüntü işleme ile değerlendirmeyi. Bu yöntem otizm spektrum bozuklukları modellerinde ilaç taramasını hızlandırır ve araştırma verimliliğini artırır.

Bir Otomatik Görüntü İşleme Yaklaşımı ile Fare Sosyallik Deneysel Değerlendirilmesi

Daha fazla video keşfet