C. ايليجانس تتبع وقياس السلوكية
Summary
وقد وضعنا المجهر تتبع نظام سعر الفيديو التي يمكن أن تسجل وتقدير<em> C. ايليجانس</em> السلوك بدقة عالية وسرعات عالية. وقد وضعنا أيضا أساليب حسابية للحد من الأبعاد من الصور الدودة إلى مجموعة من القياسات الأساسية التي تصف تماما شكل دودة.
Abstract
وقد وضعنا تقنيات تحليل الأجهزة، ومعالجة الصور، والبيانات لقياس السلوك الحركي للC. ايليجانس كما يزحف على سطح لوحة أجار. لدراسة الأساس، الوراثية والكيمياء الحيوية، والخلايا العصبية للسلوك، C. ايليجانس هو كائن حي مثالي لأنه لين العريكة وراثيا، قابلة للالمجهري، ويظهر عدد من السلوكيات المعقدة، بما في ذلك سيارات الأجرة، والتعلم، والاجتماعية 1،2 التفاعل. وكانت التحليل السلوكي يعتمد على تتبع تحركات الديدان لأنها تزحف على لوحات أجار مفيدة بشكل خاص في دراسة السلوك الحسي 3، تنقل 4، وعام phenotyping طفرية 5. نظامنا يعمل عن طريق تحريك نظام الكاميرا والإضاءة والديدان الزاحفة على لوحة أجار ثابتة، والتي تضمن تبث أي التحفيز الميكانيكي للدودة. نظامنا تتبع سهلة الاستخدام ويتضمن ميزة معايرة نصف آلية. A تشاllenge جميع أنظمة تتبع الفيديو هو أنه يولد كمية هائلة من البيانات التي هي مرتفعة في جوهرها الأبعاد. تجهيز صورتنا وبرامج تحليل البيانات التعامل مع هذا التحدي عن طريق الحد من شكل الديدان إلى مجموعة من مكونات مستقلة، والتي إعادة بناء شاملة سلوك الديدان بوصفها وظيفة من أبعاد فقط 3-4 6،7. كمثال على عملية نظهر أن الدودة يدخل ويخرج عكس حالته بطريقة محددة المرحلة.
Protocol
Representative Results
Discussion
دراسة للتنقل والسلوك الطبيعي يتطلب تقنيات غير الغازية تتبع في شراكة مع تقنيات للحد من البيانات. هنا قد أثبتنا وسيلة سهلة لاستخدام نظام التتبع الذي يسجل صورا تفصيلية للC. ايليجانس السلوك لأنه يزحف على سطح لوحة أجار. كمية المعلومات الواردة في هذه الصور هو واسعة وع?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Name of the part | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| CCD camera | Basler | A601f | |
| Lens | Edmund Optics | MMS series | |
| Fiber Illumination | Dolan Jenner | DC-950H | |
| Translation stage | Deltron | LS3-4 | |
| Stepper Motor | US digital | MS23C | |
| Stepper motor drive | Gecko | G201 | |
| Stepper motor control | SimpleStep | SSXYZ | |
| All programming code is available. Please send a request email to the corresponding author. |
References
- Brenner, S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics. 77 (1), 71-79 (1974).
- de Bono, M., Maricq, A. V. Neuronal substrates of complex behaviors in C. elegans. Annu. Rev. Neurosci. (28), 451-501 (2005).
- Pierce-Shimomura, J. T., Morse, T. M., Lockery, S. R. The fundamental role of pirouettes in Caenorhabditis elegans chemotaxis. J. Neurosci. 19 (21), 9557-9569 (1999).
- Gray, J. M., Hill, J. J., Bargmann, C. I. A circuit for navigation in Caenorhabditis elegans. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (9), 3184-3191 (2005).
- Baek, J. H., Cosman, P., Feng, Z., Silver, J., Schafer, W. R. Using machine vision to analyze and classify Caenorhabditis elegans behavioral phenotypes quantitatively. J. Neurosci. Methods. 118 (1), 9-21 (2002).
- Stephens, G. J., Johnson-Kerner, B., Bialek, W., Ryu, W. S. Dimensionality and Dynamics in the Behavior of C. elegans. PLoS Comput. Biol. 4 (1), e1000028 (2008).
- Stephens, G. J., Johnson-Kerner, B., Bialek, W., Ryu, W. S. From modes to movement in the behavior of C. elegans. PLoS One. 5 (11), e13914 (2010).
- Feng, Z., Cronin, C. J., Wittig, J. H., Sternberg, P. W., Schafer, W. R. An imaging system for standardized quantitative analysis of C. elegans behavior. BMC Bioinformatics. (5), 115 (2004).
- Ramot, D., Johnson, B. E., Berry, T. L., Carnell, L., Goodman, M. B. The Parallel Worm Tracker: A Platform for Measuring Average Speed and Drug-Induced Paralysis in Nematodes. PLoS One. 3 (5), e2208 (2008).
- Swierczek, N. A., Giles, A. C., Rankin, C. H., Kerr, R. A. High-throughput behavioral analysis in C. elegans. Nat. Methods. 8 (7), 592-598 (2011).
- Leifer, A. M., Fang-Yen, C., Gershow, M., Alkema, M. J., Samuel, A. D. Optogenetic manipulation of neural activity in freely moving Caenorhabditis elegans. Nat. Methods. 8 (2), 147-152 (2011).
- Stirman, J. N., Crane, M. M., Husson, S. J., Wabnig, S., Schultheis, C., Gottschalk, A., Lu, H. Real-time multimodal optical control of neurons and muscles in freely behaving Caenorhabditis elegans. Nat. Methods. 8 (2), 153-158 (2011).
- Ben Arous, J., Tanizawa, Y., Rabinowitch, I., Chatenay, D., Schafer, W. R. Automated imaging of neuronal activity in freely behaving Caenorhabditis elegans. J Neurosci Methods. 187 (2), 229-234 (2010).
- Wittenburg, N., Baumeister, R. Thermal avoidance in Caenorhabditis elegans: an approach to the study of nociception. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96 (18), 10477-10482 (1999).
