Name: Fare Ağrısı Çalışmalarında Zaman Senkronizasyonu Davranışı ve Beyin Dinamikleri için Otomatik Bir Şaşılık Yöntemi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-11-01T14:10:00.000+00:00
Duration: 5 min 49 s
Description: Öğrenin farelerde otomatik göz kısma izleme yöntemiyle migren nöral devrelerini ve ağrı yanıtlarını niceliksel olarak analiz etmeyi. Bu protokol, davranışsal ve nörofizyolojik verileri zaman kilitleme ile birleştirir.

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

<meta charset="utf8"></head><body>DeepLabCut kullanarak migren ağrısı takibi için gerçek zamanlı fare gözü şaşılık algılama

<ol><li>Disease, G. B. D., Injury, I., Prevalence, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global%2C+regional%2C+and+national+incidence%2C+prevalence%2C+and+years+lived+with+disability+for+354+diseases+and+injuries+for+195+countries+and+territories%2C+1990-2017%3A+A+systematic+analysis+for+the+global+burden+of+disease+study+2017%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Global, regional, and national incidence, prevalence, and years lived with disability for 354 diseases and injuries for 195 countries and territories, 1990-2017: A systematic analysis for the global burden of disease study 2017.</a> Lancet. 392 (10159), 1789-1858 (2018).</li>
<li>Russo, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cgrp+as+a+neuropeptide+in+migraine%3A+Lessons+from+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Clin+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Cgrp as a neuropeptide in migraine: Lessons from mice.</a> Br J Clin Pharmacol. 80 (3), 403-414 (2015).</li>
<li>Wattiez, A. S., Wang, M., Russo, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cgrp+in+animal+models+of+migraine%5BTitle%5D)+AND+%22Handb+Exp+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Cgrp in animal models of migraine.</a> Handb Exp Pharmacol. 255, 85-107 (2019).</li>
<li>Hansen, J. M., Hauge, A. W., Olesen, J., Ashina, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calcitonin+gene-related+peptide+triggers+migraine-like+attacks+in+patients+with+migraine+with+aura%5BTitle%5D)+AND+%22Cephalalgia%22%5BJournal%5D)">Calcitonin gene-related peptide triggers migraine-like attacks in patients with migraine with aura.</a> Cephalalgia. 30 (10), 1179-1186 (2010).</li>
<li>Mason, B. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+of+migraine-like+photophobic+behavior+in+mice+by+both+peripheral+and+central+cgrp+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Induction of migraine-like photophobic behavior in mice by both peripheral and central cgrp mechanisms.</a> J Neurosci. 37 (1), 204-216 (2017).</li>
<li>Rea, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peripherally+administered+cgrp+induces+spontaneous+pain+in+mice%3A+Implications+for+migraine%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Peripherally administered cgrp induces spontaneous pain in mice: Implications for migraine.</a> Pain. 159 (11), 2306-2317 (2018).</li>
<li>Kopruszinski, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevention+of+stress-+or+nitric+oxide+donor-induced+medication+overuse+headache+by+a+calcitonin+gene-related+peptide+antibody+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Cephalalgia%22%5BJournal%5D)">Prevention of stress- or nitric oxide donor-induced medication overuse headache by a calcitonin gene-related peptide antibody in rodents.</a> Cephalalgia. 37 (6), 560-570 (2017).</li>
<li>Juhasz, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((No-induced+migraine+attack%3A+Strong+increase+in+plasma+calcitonin+gene-related+peptide+%28cgrp%29+concentration+and+negative+correlation+with+platelet+serotonin+release%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">No-induced migraine attack: Strong increase in plasma calcitonin gene-related peptide (cgrp) concentration and negative correlation with platelet serotonin release.</a> Pain. 106 (3), 461-470 (2003).</li>
<li>Aditya, S., Rattan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+cgrp+monoclonal+antibodies+as+migraine+therapy%3A+A+narrative+review%5BTitle%5D)+AND+%22Saudi+J+Med+Med+Sci%22%5BJournal%5D)">Advances in cgrp monoclonal antibodies as migraine therapy: A narrative review.</a> Saudi J Med Med Sci. 11 (1), 11-18 (2023).</li>
<li>Goadsby, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+controlled+trial+of+erenumab+for+episodic+migraine%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">A controlled trial of erenumab for episodic migraine.</a> N Engl J Med. 377 (22), 2123-2132 (2017).</li>
<li>Mogil, J. S., Pang, D. S. J., Silva Dutra, G. G., Chambers, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+development+and+use+of+facial+grimace+scales+for+pain+measurement+in+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Biobehav+Rev%22%5BJournal%5D)">The development and use of facial grimace scales for pain measurement in animals.</a> Neurosci Biobehav Rev. 116, 480-493 (2020).</li>
<li>Whittaker, A. L., Liu, Y., Barker, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+used+and+application+of+the+mouse+grimace+scale+in+biomedical+research+10+years+on%3A+A+scoping+review%5BTitle%5D)+AND+%22Animals+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Methods used and application of the mouse grimace scale in biomedical research 10 years on: A scoping review.</a> Animals (Basel). 11 (3), 673(2021).</li>
<li>Langford, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coding+of+facial+expressions+of+pain+in+the+laboratory+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse.</a> Nat Methods. 7 (6), 447-449 (2010).</li>
<li>Rea, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+detection+of+squint+as+a+sensitive+assay+of+sex-dependent+calcitonin+gene-related+peptide+and+amylin-induced+pain+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Automated detection of squint as a sensitive assay of sex-dependent calcitonin gene-related peptide and amylin-induced pain in mice.</a> Pain. 163 (8), 1511-1519 (2022).</li>
<li>Tuttle, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+deep+neural+network+to+assess+spontaneous+pain+from+mouse+facial+expressions%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Pain%22%5BJournal%5D)">A deep neural network to assess spontaneous pain from mouse facial expressions.</a> Mol Pain. 14, 1744806918763658(2018).</li>
<li>Mathis, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deeplabcut%3A+Markerless+pose+estimation+of+user-defined+body+parts+with+deep+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Deeplabcut: Markerless pose estimation of user-defined body parts with deep learning.</a> Nat Neurosci. 21 (9), 1281-1289 (2018).</li>
<li>Wattiez, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+forms+of+traumatic+brain+injuries+cause+different+tactile+hypersensitivity+profiles%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Different forms of traumatic brain injuries cause different tactile hypersensitivity profiles.</a> Pain. 162 (4), 1163-1175 (2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>CUDA araç seti 11.8</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>cuDNN SDK 8.6.0</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Windows 11, 13. nesil Intel bilgisayarlar&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Serbest Dolaşımlı Fare için LabFaceX 2D Göz Kapağı İzleyici Eklenti Modülü:</td> <td>FaceX LLC</td><td>NA</td><td>Bir hayvanın gözünü kaydedebilen herhangi bir kamera yeterlidir, ancak bu bizim göz izleme donanımımızdır.</td></tr><tr><td>Sürüm 450.80.02 veya üzeri</td><td></td><td></td><td></td>NVIDIA GPU sürücüsü</tr><tr><td>NVIDIA RTX A5500, 24 GB DDR6</td><td>NVIDIA</td><td>[490-BHXV]</td><td>Şu anda 8 GB olan DLC sürümünüz için belirtilen minimum gereksinimleri karşılayan herhangi bir GPU yeterlidir. NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti GPU</td></tr><tr><td>Python 3.9-3.11</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>TensorFlow sürüm 2.10'u</td><td></td><td></td><td></td></tr> kullandık</tbody></table>

fare ağrısı Çalışmalarında zaman senkronizasyonu davranışı ve beyin dinamikleri için otomatik bir Şaşılık yöntemi

An Automated Squint Method for Time-syncing Behavior and Brain Dynamics in Mouse Pain Studies

Burada, DeepLabCut kullanarak yüksek zamansal çözünürlükte şaşılığın güvenilir bir şekilde algılanması için bir yöntem sunuyoruz. Eğitim parametrelerini optimize ettik ve bu yöntemin güçlü ve zayıf yönlerinin bir değerlendirmesini sağlıyoruz (Şekil 1).
Modellerimizi eğittikten sonra, Öklid mesafe ölçümü için koordinat noktaları olarak hizmet eden göz kapağının üst ve alt noktalarını (Şekil 2) doğru bir şekilde tahmin edebildiklerini doğruladık. Öklid mesafesi, gözün iki üst ve alt noktası arasındaki mesafelerin ortalama uzunlukları olarak tanımlanır. Modelimiz şaşı olmama (Şekil 2A) ve şaşılık (Şekil 2B) örneklerini tespit edebildi. Mavi noktalar, her kare için Öklid mesafesini belirlemek için kullanılan noktaları gösterir. Yeşil, sarı, turuncu ve mor noktalar, modelin Öklid mesafesini doğru bir şekilde tahmin etmesine ve kafa optimal olmayan bir konumdayken olasılık değerini azaltmasına yardımcı olmak için kullanıldı (yani, kafa hareketini ve oturumlar boyunca pozisyondaki değişiklikleri hesaba katarak). Daha sonra bir dizi farklı yöntem kullanarak modelin doğruluğunu doğruladık.
Model için kullanılan ideal çerçeve sayısını doğrulamak için, farklı örnek çerçeve boyutuna sahip dört modeli eğittik ve test ettik (Şekil 3). Modellerin eğitilmedikleri test verilerini ne kadar iyi tahmin edebildiklerini doğrulamak için önce test ve eğitim verileri arasındaki ortalama karekök hata (RMSE) değerlerini karşılaştırdık. Bu karşılaştırma, manuel olarak etiketlenmiş noktalar ile model etiketli noktalar arasındaki değişkenliğin 300 kareden sonra dengelendiğini gösterdi. Bu eğilim, 300 etiketli kareden sonra aynı anda dengelendiği görülen olasılık için rapor edilen ortalamalarla ilişkilendirildi. Bildirilen bu olabilirlik değerlerini, 0,92'den küçük olan noktaları filtrelemek için kullandık. Bu olabilirlik değerleri, modelin eğitim verilerine dayalı olarak belirli bir noktanın doğru şekilde etiketlendiğinden ne kadar emin olduğunu gösterir. Modellerin birbirine göre ne kadar iyi performans gösterdiğini incelemek için Öklid mesafe metriğine katkıda bulunan noktalar için bu değerlerin ortalamasını aldık. 300 ile 400 kare arasında önemli bir fark olmasa da, ortalama 0,95 olabilirlik değerinin üzerinde olduğu için 400 kare kullandık, bu da manuel filtreleme için eşiğimize yaklaşıyor ve poz tahmini16 için benzer modellerde kullanılan eşikle uyumlu.
Modelin doğruluğunu doğrulamanın bir başka yolu da, manuel olarak açıklama eklenmiş kareleri DLC etiketli çerçevelerle karşılaştıran bir karışıklık matrisiydi. Kör olmuş iki kişi, sekiz videoda aynı gözün 300 karesine manuel olarak açıklama ekledi. Bu verileri, doğru ve yanlış pozitifleri ve negatifleri değerlendirmek için bir karışıklık matrisi oluşturmak için kullandık (Şekil 4<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67136/67136fig01.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67136/67136fig01large.jpg" target="_blank"></a><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67136/67136fig02.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67136/67136fig02large.jpg" target="_blank"></a><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67136/67136fig03.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67136/67136fig03large.jpg" target="_blank"></a><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67136/67136fig04.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67136/67136fig04large.jpg" target="_blank"></a><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67136/67136fig05.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67136/67136fig05large.jpg" target="_blank"></a>

Fare Ağrısı Çalışmalarında Zaman Senkronizasyonu Davranışı ve Beyin Dinamikleri için Otomatik Bir Şaşılık Yöntemi

Spontaneous pain has been challenging to track in real time and quantify in a way that prevents human bias. This is especially true for metrics of head ...

an-automated-squint-method-for-time-syncing-behavior-brain-dynamics

Research

JoVE Journal

Behavior

Davranış

Source: Maruoka, H., et. al. uyanık farelerde mikroglial dinamiklerin ve nöronal aktivitenin eşzamanlı görüntülenmesi. J. Vis. Exp. (2022) Bu video, görsel stimülasyon sırasında uyanık bir farede nöronal aktiviteyi ve mikroglial dinamikleri görüntülemek için iki fotonlu bir mikroskopi prosedürünü göstermektedir. kalsiyum geçişleri ve hücresel etkileşimler.

Uyanık Bir Farede Mikroglial Dinamiklerin ve Nöronal Aktivitenin Eş Zamanlı Görüntülenmesi

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

Burada, biz farelerde uyku/uyanıklık devletlerin izlenmesi sırasında nöronların belirli türlerinin optogenetik manipülasyon yöntemlerini açıklamak, bir örnek olarak stria terminalis yatak çekirdeği üzerinde son çalışma sunma.

Farelerde uyku/uyanıklık durumları Izleme sırasında nöral devrelerin optogenetik manipülasyon

Belirli nöronal popülasyonların veya beyin bölgelerinin optogenetik manipülasyonu ile, davranış serbestçe hareket eden hayvanlarda yüksek zamansal ve mekansal çözünürlük ile değiştirilebilir. Kronik implante optik lifler ile birlikte farklı optogenetik araçlar kullanılarak, nöronal modülasyonlar ve davranışsal testler çeşitli yapılabilir.

SerbestÇe Hareket Eden Farelerde Davranışı Modüle Etmek Için Nöronal Aktivitenin Optogenetik Manipülasyonu

Bu protokol, fonksiyonel ultrason (fUS) kullanarak fare beynindeki hacimsel serebral hemodinamik varyasyonların nicelliğini açıklar. Duyusal stimülasyonun yanı sıra dinlenme durumu fonksiyonel bağlantısını takip eden 3D fonksiyonel aktivasyon haritası prosedürleri, uyuşturulmış ve uyanık farelerde açıklayıcı örnekler olarak sağlanır.

Transkraniyal Fonksiyonel Ultrason Görüntüleme Kullanan Farelerde Tüm Beyin 3D Aktivasyon ve Fonksiyonel Bağlantı Haritalaması

Migrenin en önemli belirtisi şiddetli baş ağrısıdır ve bunun meninksleri innerve eden duyusal nöronlar tarafından aracılık ettiği varsayılmaktadır. Burada, yüz aşırı duyarlılığını bir çıktı olarak kullanırken, maddeleri duraya minimal invaziv bir şekilde lokal olarak uygulamak için bir yöntem sunuyoruz.

Preklinik Bir Baş Ağrısı Modeli Olarak Farelerde Dural Stimülasyon ve Periorbital von Frey Testi

Mekanik çatışmadan kaçınma testi, farelerde ağrı duyarlılığının refleksif olmayan bir okuması olarak kullanılır ve çeşitli fare ağrısı modellerinde duygusal-motivasyonel tepkileri daha iyi anlamak için kullanılabilir.

Farelerde Ağrı Davranışını Ölçmek için Mekanik Çatışmadan Kaçınma Testi

Burada, optokinetik refleksi ölçmek için standart bir protokol açıklıyoruz. Sanal davul stimülasyonunu ve video-okülografiyi birleştirir ve böylece davranışın özellik seçiciliğinin ve uyarlanabilir plastisitesinin hassas bir şekilde değerlendirilmesine izin verir.

Farelerde Optokinetik Refleksin Görsel Özellik Seçiciliğinin Ölçülmesi

Bu protokol, insan nöroma ağrısını taklit etmek ve cerrahi tedavileri değerlendirmek için duyu sinirlerini kullanan tekrarlanabilir bir sıçan modeli sunar ve translasyonel nöroma araştırmaları için değerli bir araç sunar.

Safen Sinir Yoluyla Hedeflenen Kas Reinnervasyonunu Kullanarak Nöroma Ağrısı Tedavi Seçeneklerini İncelemek için Yeni Cerrahi Kemirgen Modeli

Bir prosedür, sıçanlarda alkol arama davranışının yenilenmesi açıklanan tetiklemek için, bir alkol ilişkili çevre koşullarından kapasitesini incelemek.

Usulü Sıçanlar Pavlovyan klimalı Alkol arayan Davranış Bağlam kaynaklı Yenileme İnceleyecek

Öğrenin farelerde otomatik göz kısma izleme yöntemiyle migren nöral devrelerini ve ağrı yanıtlarını niceliksel olarak analiz etmeyi. Bu protokol, davranışsal ve nörofizyolojik verileri zaman kilitleme ile birleştirir.

Fare Ağrısı Çalışmalarında Zaman Senkronizasyonu Davranışı ve Beyin Dinamikleri için Otomatik Bir Şaşılık Yöntemi

Daha fazla video keşfet