माउस सुशीलता के प्रायोगिक आकलन एक स्वचालित इमेज प्रोसेसिंग दृष्टिकोण का उपयोग
Summary
इस प्रोटोकॉल माउस सुशीलता यों के लिए एक विधि का वर्णन है। चूहे वीडियो टेप कर रहे हैं के रूप में वे कदम है और एक विशेष पिंजरे में बातचीत। मूवी प्रसंस्करण उत्कृष्ट सटीकता और विश्वसनीयता के साथ सुशीलता के स्वचालित मात्रा का ठहराव के लिए अनुमति देता है।
Abstract
माउस सुशीलता बढ़ाने के लिए बनाया दवाओं के परीक्षण के लिए पसंदीदा मॉडल जीव है। हम माउस सुशीलता जिसमें परीक्षण माउस एक मानकीकृत तंत्र में रखा गया है और प्रासंगिक व्यवहार तीन अलग-अलग सत्रों में मूल्यांकन कर रहे हैं (सत्र मैंने फोन किया, द्वितीय, और तृतीय) यों तो एक तरीका मौजूद है।
तंत्र तीन डिब्बों (चित्रा 1 देखें) है, बाएँ और दाएँ डिब्बों एक औंधा कप जो एक माउस ( "प्रोत्साहन माउस" कहा जाता है) कर सकते हैं घर में होते हैं।
सत्र मैं में, परीक्षण माउस पिंजरे में रखा गया है और अपनी गतिशीलता डिब्बों के बीच बना संक्रमण की संख्या के द्वारा होती है। सत्र द्वितीय में एक प्रोत्साहन माउस उल्टे कप से एक के तहत रखा गया है और परीक्षण माउस की सुशीलता मात्रा में समय का यह कप संलग्न प्रोत्साहन माउस बनाम खाली उल्टे कप युक्त पास खर्च करता है के द्वारा मात्रा निर्धारित है। सत्र III में, उल्टे कप हटा रहे हैं एक डी दोनों चूहों को स्वतंत्र रूप से बातचीत। सत्र III में परीक्षण माउस की सुशीलता सामाजिक दृष्टिकोण यह प्रोत्साहन माउस की ओर बनाता की संख्या से और समय की संख्या से यह प्रोत्साहन माउस से एक सामाजिक दृष्टिकोण से बचा जाता मात्रा निर्धारित है।
फिल्म के स्वचालित मूल्यांकन परीक्षा माउस, जो सत्र मैं और द्वितीय में सभी वर्णित सुशीलता उपायों के निर्धारण के लिए अनुमति देता है की नाक का पता लगाता है (सत्र III में, दृष्टिकोण स्वचालित रूप से पहचाने जाते हैं लेकिन मैन्युअल वर्गीकृत)। नाक लगाने के लिए, एक खाली पिंजरे की छवि को डिजिटल फिल्म के हर फ्रेम से घटाया जाता है और जिसके परिणामस्वरूप छवि माउस पिक्सल की पहचान करने के binarized है। माउस पूंछ स्वचालित रूप से हटा दिया जाता है और शेष दो माउस के सबसे दूर के अंक निर्धारित कर रहे हैं; इन नाक और पूंछ के आधार के करीब हैं। माउस की गति का विश्लेषण करने और निरंतरता तर्क का उपयोग करके, नाक की पहचान की है।
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चित्रा 1. सुशीलता के आकलन 3 सत्र के दौरान सत्र मैं (ऊपर):।। पिंजरे में परीक्षण माउस के दशानुकूलन सत्र द्वितीय (मध्य):। टेस्ट माउस पिंजरे में स्वतंत्र रूप से घूम रहा है, जबकि प्रोत्साहन माउस एक औंधा कप में संलग्न है सत्र III (नीचे): दोनों परीक्षण माउस और प्रोत्साहन माउस आसानी से ले जाने के लिए और एक दूसरे के साथ बातचीत करने के लिए अनुमति दी जाती है।
Introduction
बिगड़ा सुशीलता आत्मकेंद्रित स्पेक्ट्रम विकार (अस्ड्स) 1,2 सहित neurodevelopmental विकार, की एक सीमा में प्राथमिक लक्षण डोमेन में से एक है। यह गंभीर रूप से मरीजों के संबंधों को विकसित करने की क्षमता को सीमित करता है और बहुत रोगियों, परिवारों और देखभाल करने वालों को 2,3 प्रभावित करता है।
बेहतर तंत्र बिगड़ा सुशीलता अंतर्निहित समझते हैं और उपचार को विकसित करने के प्रयास में, कई माउस मॉडल 1,4-9 अध्ययन किया गया है। ऐसा ही एक तनाव BALB / ग माउस, एक जन्मजात तनाव है कि ऊँची कम सुशीलता दर्शाती है, ASD5 8-12 के साथ रोगियों में देखा सुविधाओं जैसी है। उदाहरण के लिए, BALB / ग माउस सामाजिक दृष्टिकोण और एक प्रोत्साहन माउस (जैसे, सामाजिक परिहार) स्विस वेबस्टर तुलनित्र तनाव से 10 के द्वारा सामाजिक दृष्टिकोण के लिए एक आम तौर पर नकारात्मक प्रतिक्रिया का एक कम आवृत्ति को प्रदर्शित करता है।
क्या एक प्रस्तावित उपचार प्रभावी ढंग से परीक्षण करने के लिए हैसुशीलता बढ़ाने में ई, उद्देश्य के उपायों की जरूरत है। व्यापक रूप से स्वीकृत ढांचे एक मानकीकृत उपकरण तीन डिब्बों है कि में सुशीलता का विश्लेषण करने के लिए है (चित्रा 1 देखें)।
छोड़ दिया और सही डिब्बों प्रत्येक एक औंधा तार कप जो एक सामाजिक रूप से मुख्य प्रोत्साहन माउस घरों में होते हैं। परीक्षण माउस 10 मिनट के तीन अंतराल (सत्र मैं- III) के लिए तंत्र में जारी की है; सत्र रहा, परीक्षण माउस की हरकत गतिविधि का आकलन है, जबकि सत्र द्वितीय और तृतीय परीक्षण माउस के सुशीलता के विभिन्न पहलुओं का आकलन करें।
सत्र मैं में, परीक्षण माउस तंत्र के लिए acclimate करने के लिए अनुमति दी है। इस सत्र में, संक्रमण की संख्या कि परीक्षण माउस अलग अलग डिब्बों के बीच में आता है मापा जाता है। महत्वपूर्ण बात है, सुशीलता उपायों मानक तीन डिब्बे तंत्र में प्राप्त कर रहे हैं हरकत गतिविधि पर निर्भर करता है, और कम हरकत गतिविधि समाज की व्याख्या कर सकते हैं उलझानाक्षमता डेटा।
सत्र द्वितीय में, परीक्षण माउस स्वतंत्र रूप से बढ़ रहा है और एक प्रोत्साहन माउस उल्टे कप से एक के तहत रखा गया है (counterbalanced)। प्रोत्साहन चूहों 4 सप्ताह पुराने outbred पुरुष आईसीआर चूहों, उम्र और सेक्स से मिलान परीक्षण चूहों के लिए कर रहे हैं। प्रोत्साहन माउस सामाजिक डिब्बे के रूप में नामित पक्ष में एक औंधा कप में संलग्न है, और एक खाली उल्टे कप nonsocial डिब्बे के रूप में नामित पक्ष में रखा गया है। सत्र द्वितीय में, परीक्षण माउस की सुशीलता समय यह "सामाजिक" उल्टे कप (कम से कम 2 सेमी की दूरी पर) बनाम समय यह "nonsocial" उल्टे कप के पास खर्च करता है के पास खर्च करता है की तुलना द्वारा मात्रा निर्धारित है, और समय से यह बनाम समय यह nonsocial डिब्बे में खर्च करता है और सामाजिक डिब्बे में खर्च करता है। स्विस वेबस्टर तुलनित्र चूहों सामाजिक डिब्बे में और BALB / ग चूहों कि सामाजिक के लिए कोई महत्वपूर्ण वरीयता दिखाने की तुलना में सामाजिक उल्टे कप के पास काफी अधिक समय खर्च करते हैंउल्टे कप या सामाजिक डिब्बे 12।
सत्र III में, परीक्षण और प्रोत्साहन चूहों को स्वतंत्र रूप से बातचीत करने के लिए (उल्टे कप हटा रहे हैं) की अनुमति है। डिब्बों के बीच सुशीलता के उपाय, stereotypic व्यवहार और संक्रमण मज़बूती से परीक्षण और प्रोत्साहन चूहों और विश्लेषण के बीच मुक्त बातचीत का तीसरा 10 मिनट के सत्र में प्राप्त कर रहे हैं। इस रिपोर्ट में, परीक्षण माउस की सुशीलता दो उपायों के माध्यम से मात्रा निर्धारित है: 1) सामाजिक दृष्टिकोण की संख्या में यह प्रोत्साहन माउस, जहां एक सामाजिक दृष्टिकोण प्रोत्साहन माउस की दिशा में आगे बढ़ रहा है (नाक प्रथम) के रूप में परिभाषित किया गया है ओर बनाता है तो यह है कि नाक प्रोत्साहन माउस से कम से कम 2 सेमी की दूरी पर है; 2) प्रोत्साहन माउस द्वारा सामाजिक दृष्टिकोण के avoidances की संख्या। परीक्षण माउस अगर यह बदल जाता है या उत्तेजना माउस से दूर ले जाता है, या अगर यह अस्थायी रूप से चलती रुक जाता है ( "ठंड व्यवहार") उत्तेजना माउस के बाद टेस्ट माउस से संपर्क किया है दृष्टिकोण से परहेज किया जाता है। BALB /ग चूहों स्विस वेबस्टर तुलनित्र तनाव 10 की तुलना में सामाजिक प्रोत्साहन माउस और प्रोत्साहन माउस द्वारा सामाजिक दृष्टिकोण के लिए नकारात्मक प्रतिक्रियाओं की संख्या में वृद्धि की दिशा में किया दृष्टिकोण की संख्या में कमी, दिखा।
व्यवहार फिल्मों के मूल्यांकन के पारंपरिक रूप से मैन्युअल रूप से किया गया है, यानी, (कम गति पर संभवतः) ध्यान से फिल्म देखने के लिए और समय माउस एक निश्चित डिब्बे में या उल्टे कप 10 से एक के पास खर्च के लिए stopwatches सक्रिय द्वारा। इस विधि को बार-बार फिल्म की आवश्यकता है और देख रहा है, इसलिए है, बहुत समय लेने वाली। इसके अलावा, सटीकता अनुभव करने के लिए है कि क्या माउस उल्टे कप के 2 सेमी के भीतर है स्टॉपवॉच माप और क्षमता के लिए करदाता की प्रतिक्रिया समय से सीमित है। हाल ही में काम, दो यौगिकों, (घ-सेरीन और डी-साइक्लोसेरीन) BALB / ग चूहों 9,10,12 में सुशीलता बहाल करने में प्रभावी सिद्ध कर दिया है। ऐसा नहीं है कि दोनों घटकों मॉड्यूल में जाना जाता हैदेर NMDA रिसेप्टर, जो जाना जाता है सामाजिक व्यवहार 2,12 में एक केंद्रीय भूमिका निभाते हैं। यौगिकों का एक बड़ा सरणी अच्छी तरह से परिभाषित तरीकों की एक किस्म में NMDA रिसेप्टर गतिविधि मिलाना के लिए जाना जाता है, और एएसडी उपचार में एक सफलता के लिए संभावित इन यौगिकों एक प्राथमिकता है और मूल्यांकन के उच्च वांछनीय के लिए एक तेजी से स्वत: विधि की तेजी लाई मूल्यांकन करता है।
नीचे वर्णित एक स्वचालित विश्लेषण माउस सुशीलता के आकलन के लिए विकसित की प्रक्रिया है। यह माउस फिल्मों के सभी तख्ते पर छवि प्रसंस्करण विधियों का उपयोग करता माउस या चूहों की स्थिति की पहचान करने के लिए। सत्र में मैं और द्वितीय, यह आगे नाक स्थिति का पता लगाता है और सुशीलता उपायों की गणना करने के लिए इसे इस्तेमाल करता है। सत्र III में, यह स्वचालित रूप से सभी दृष्टिकोणों का पता लगाता है, लेकिन मैनुअल वर्गीकरण (सामाजिक दृष्टिकोण है, सामाजिक परिहार, या अन्य) की आवश्यकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
वीडियोटैपिंग चूहों और स्वत: फिल्म विश्लेषण के संयोजन से, हम एक सस्ती, विश्वसनीय उच्च throughput स्क्रीनिंग तकनीक बनाया है।
स्वचालित विश्लेषण की सटीकता 100 से अधिक फिल्मों के लिए मैनुअल के विश्लेषण ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध वर्जीनिया कॉमनवेल्थ स्वास्थ्य अनुसंधान बोर्ड से अनुदान धन से समर्थन किया था।
Materials
| Plexiglas cage | Norva Plastics, Norfolk, VA | custom made | Dimensions and layout described in manuscript, can be adjusted according to needs. Use non-reflective plexiglas for to facilitate image processing |
| Wire cups | Kitchen plus | 315 | Use one to house stimulus mouse, one empty |
| Video camera | SONY | HDR-PJ790 | Can be replaced by any camera with Comparable specifications |
| OpenCV (Image processing library) | Willow Garage | N/A | Any modern image processing library can be used. |
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