This work was supported by an Ontario Mental Health Foundation grant to B.S, and an Ontario Graduate Scholarship to M.K.

تمت الموافقة على جميع الإجراءات من قبل لجنة رعاية الحيوان جامعة ماكماستر وإجراء وفقا للمبادئ التوجيهية التي وضعتها المجلس الكندي لرعاية الحيوان. 1. الإجراءات العامة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> روض الفئران لمدة 1-2 أسابيع إلى 12 ساعة ضوء / دورة الظلام القائمة (على سبيل المثال، 08:00 حتي 20:00). أداء جميع الإجراءات واختبار خلال دورة الظلام، مع RT والرطوبة وشدة الضوء تكون ثابتة نسبيا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> علامة أو الذيل وشم كل الفئران لسهولة، وتحديد العددي على مدى فترة طويلة والتعامل معها 1-2 ساعة يوميا على مدى 5-7 أيام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> القياسات اليومية كرر من درجة حرارة الجسم، ووزن الجسم والغذاء كمية / المياه للكشف عن الحمى المحتملة و / أو سوء التغذية الناجم عن الشيخوخة أو التقدم المرض. وتشمل معايير الإقصاء القياسية منخفضة وزن الجسم نتيجة لانخفاض الغذاء / استهلاك المياه، والتقوس في الجلوس مع الفراء تكدرت، استسقاء الرأس، البورفيرين التفريغ حول العينين، الخ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لidentifالعجز العصبية ذ التي قد اربكت النشاط العام والأداء، أداء الاختبارات الحسية القياسية مثل أطرافهم الخلفية منعكس القبض 13، البصرية وضع المنعكس 14، انجذاب بالجاذبية اختبار 15، اختبار سلة 16، شعاع اختبار المشي 17-19، Rotarod 20، واختبارات الشم 21. ملاحظة: النتائج قد تساعد أيضا في تحليل تلازميا مع تدابير INBEST، واختيار أكثر حذرا من إجراءات أخرى (على سبيل المثال، موريس متاهة الماء إذا الفئران هي أعمى، اختبار الكائن رواية إذا الفئران هي hyposmic / شمية)، والحد من التباين داخل المجموعة، و استبعاد الفئران التي تعاني من عجز الولادة أو العدوى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف البلاستيك والأجهزة الزجاج مع مطهر لإزالة مسارات البولية أثناء اختبار الفئران من المجموعتين التجريبية والضابطة في الأزياء بالتناوب. </li></ol> 2. محطة المتكاملة السلوكية (INBEST) الإجراء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين المنزل القفص حتى <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء موزع الغذاءالصورة مع 20 ملغ الكريات الماوس طعام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء الزجاجات مع ماء الصنبور. ملاحظة: يمكن ملء زجاجة الثانية بمحلول مكون من الفائدة، مثل السكروز أو محلول سكري لاختبار تفضيل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن زجاجات لحساب حجم استهلاكها في نهاية الدورة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج ينبثق زجاجة في lickometers. تأكد من فوهة لا يمنع جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء. إذا كان كذلك، والحد من طول صنبور. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الملاجئ في الزاوية مختارة من قفص المنزل. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين جهاز الكمبيوتر حتى ملاحظة: الأوامر البرامج المقدمة في الخطوات 2،2-2،11 هي ذات الصلة Ethovision XT حزمة 8.5 برنامج (المحددة في قائمة المواد / المعدات) وشروط الاختبار في المختبر لدينا. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تضيء الغرفة مع منتشر، ضوء خافت أن يكون كافيا للفيديو لتتبع، ولكنها لا تعكس قبالة مربع، الطابق أو الجدران. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح المشروع الافتراضي الفيديو للتتبع وإعداد إعدادات التجربة، من خلال القفلفي التفاصيل ذات الصلة (على سبيل المثال، تاريخ / وقت الدراسة، وتعيين مجموعة، وظروف الغرفة وما إلى ذلك). وفي وقت لاحق، واختيار مصدر الفيديو المناسب (PICOLO المختطف الدؤوب)، وعدد من الساحات (4)، وتتبع نقاط (center-، nose- والذيل نقطة)، وحدات القياس (سم، ثانية، ودرجة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد اختيار علامة التبويب قائمة الابتدائية في إطار الإعداد، وتحديد عدد من التجارب عن طريق النقر فوق الزر إضافة المحاكمات (1). وبعد ذلك، تحديد المتغيرات المستقلة (على سبيل المثال، ID الماوس، الجنس، مهمة المجموعة، وسلالة) باستخدام زر إضافة المتغير. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر فوق علامة التبويب إعدادات الساحة والتقاط صورة الخلفية من لقطات فيديو حية. تحديد معالم الساحة الفردية من خلال تحديد المحيط الخارجي باستخدام أداة رسم المناسبة (مثل خلق المستطيل / شكل متعدد الخطوط / القطع الناقص). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المقبل، إضافة مناطق من الفائدة من خلال النقر على زر إضافة مجموعة المنطقة وتحديد المناطق المختلفة (على سبيل المثال، والكلمة، lickometers، موزع الغذاء، وتسلق شبكة <eم&gt; الخ) بطريقة متطابقة. إضافة مناطق مخفية عن المناطق التي لا يمكن أن ينظر الماوس (على سبيل المثال، والمأوى، وعجلة دوارة، الشكل 2) بالضغط على زر إضافة المخفية منطقة المجموعة. ضمان أن الدخول / الخروج يتم تحديد وربط كل منطقة المخفية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوات من 2.4-2.5 لكل الساحة. أداء الساحة المعايرة من خلال تسليط الضوء المعايرة واستخدام الأداة المناسبة (خلق نطاق ومعايرة / محاور) لتقديم عرض الساحة والطول. وأخيرا، تحقق من صحة إعدادات الساحة من خلال النقر على زر التحقق من صحة الساحة إعدادات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسليط الضوء على علامة التبويب إعدادات التحكم الابتدائية وتحديد بدء / إيقاف شروط وطول المحاكمة. تعيين الشرط البداية وحتى تبدأ عندما مدة المركز نقطة تتجاوز 1 ثانية في الساحة. التلاعب في مدة المحاكمة من خلال توسيع مربع حالة توقف ووضع المحاكمة لإنهاء بعد تأخير، مثل 10 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضمن علامة التبويب إعدادات كشفها، تسليط الضوء على طرق الكشف المناسبة (على سبيل المثالوالطرح دينامية والنموذج القائم). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التالي، والاستيلاء على صورة مرجعية من الساحة فارغة من خلال النقر على زر إعدادات في التبويب كشف والضغط على الاستيلاء على زر الحالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط مجموعة من النقيض من هذا القبيل أن المركز والأنف وكشف القائم على الذيل لكل الماوس موثوقة ودقيقة ومستمرة. بالنسبة للفئران البيضاء، تحديد أن الفأر هو أكثر إشراقا من الخلفية، وأكثر قتامة من الخلفية في حالة استخدام سلالة المصطبغة. ملاحظة: يمكن تغيير حجم الموضوع ومعدل العينة الفيديو وفقا لبعد المسافة بين الكاميرا العلوية وهذا الموضوع، فضلا عن سرعة المعالجة للكمبيوتر المستخدمة (على سبيل المثال، 14.9 لقطة / ثانية). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضمان يتم حفظ جميع التغييرات قبل أن تخرج وحدة إعدادات الكشف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على واجهة الجهاز، وهي المسؤولة عن تحويل التناظرية الأحداث المسجلة من أجهزة الإدخال (مثل انقطاع شعاع الأشعة تحت الحمراء، وحركة عجلة دوارة وما إلى ذلك) في ديسجلات gital. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحصول على البيانات ملاحظة: الأوامر البرامج التالية هي ذات الصلة حسب الطلب ميد PC IV روتين (&quot;المعالج&quot;) الذي يقدم خطوة بخطوة إدخال المعلمات الدورة (على سبيل المثال، 10 ساعة مدة المحاكمة، ID الماوس، مجموعة مهمة الخ). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع كل الماوس في مربع المخصصة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مزامنة حزم الفيديو، والحدث تتبع عن طريق الضغط على أزرار في وقت واحد على &quot;سجل&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مغادرة القاعة بهدوء التجريبية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عند انتهاء فترة التسجيل (على سبيل المثال، بضع ساعات، يوم، أو أسبوع)، وإزالة الفئران وإعادتها إلى أقفاص وطنهم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس الأوزان زجاجة وحفظ جميع التسجيلات الرقمية على وسائل الإعلام الرقمية (القرص الصلب، والمحمولة USB عصا، DVD). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل البيانات الخام إلى جدول بيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفظ الملفات MPG عن التهديف لاحق من الأفعال السلوكية نادرة (على سبيل المثال، الرتابة، والمضبوطات). </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Henn, F. A., McKinney, W. T., Meltzer, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+67.">Ch. 67.</a> Psychopharmacology: The Third Generation of Progress . , 687-695 (1987).</li><li>Hart, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+behavior+of+sick+animals.">The behavior of sick animals.</a> Vet. Clin. North Am. Small Anim. Pract. 21, 225-237 (1991).</li><li>Kapadia, M., Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autoimmune+and+inflammatory+mechanisms+of+CNS+damage.">Autoimmune and inflammatory mechanisms of CNS damage.</a> Prog. Neurobiol. 95, 301-333 (2011).</li><li>Rogers, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+functional+analysis+of+mouse+phenotype:+SHIRPA,+a+proposed+protocol+for+comprehensive+phenotype+assessment.">Behavioral and functional analysis of mouse phenotype: SHIRPA, a proposed protocol for comprehensive phenotype assessment.</a> Mamm. Genome. 8, 711-713 (1997).</li><li>Moy, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+behavioral+tasks+relevant+to+autism:+phenotypes+of+10+inbred+strains.">Mouse behavioral tasks relevant to autism: phenotypes of 10 inbred strains.</a> Behav. Brain Res. 176, 4-20 (2007).</li><li>Gulinello, M., Putterman, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+MRL/lpr+mouse+strain+as+a+model+for+neuropsychiatric+systemic+lupus+erythematosus.">The MRL/lpr mouse strain as a model for neuropsychiatric systemic lupus erythematosus.</a> J. Biomed. Biotechnol. 2011, 207504 (2011).</li><li>Marchese, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autoimmune+manifestations+in+the+3xTg-AD+model+of+Alzheimer's+disease.">Autoimmune manifestations in the 3xTg-AD model of Alzheimer's disease.</a> J. Alzheimers. Dis. 39, 191-210 (2014).</li><li>Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+behavioral+profile+of+autoimmune+lupus-prone+MRL+mice.">A behavioral profile of autoimmune lupus-prone MRL mice.</a> Brain Behav. Immun. 6, 265-285 (1992).</li><li>Sakic, B., Szechtman, H., Denburg, S. D., Carbotte, R. M., Denburg, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+learning+during+the+course+of+autoimmune+disease+in+MRL+mice.">Spatial learning during the course of autoimmune disease in MRL mice.</a> Behav. Brain Res. 54, 57-66 (1993).</li><li>Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disturbed+emotionality+in+autoimmune+MRL-lpr+mice.">Disturbed emotionality in autoimmune MRL-lpr mice.</a> Physiol. Behav. 56, 609-617 (1994).</li><li>Visser, L., van den Bos, R., Kuurman, W. W., Kas, M. J., Spruijt, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+approach+to+the+behavioural+characterization+of+inbred+mice:+automated+home+cage+observations.">Novel approach to the behavioural characterization of inbred mice: automated home cage observations.</a> Genes Brain Behav. 5, 458-466 (2006).</li><li>Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+integrated+behavioral+station+in+chronic+behavioral+studies.">The use of integrated behavioral station in chronic behavioral studies.</a> Measuring Behavior. , 328 (2008).</li><li>Shinzawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroaxonal+dystrophy+caused+by+group+VIA+phospholipase+A2+deficiency+in+mice:+a+model+of+human+neurodegenerative+disease.">Neuroaxonal dystrophy caused by group VIA phospholipase A2 deficiency in mice: a model of human neurodegenerative disease.</a> J. Neurosci. 28, 2212-2220 (2008).</li><li>Quintana, A., Kruse, S. E., Kapur, R. P., Sanz, E., Palmiter, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+I+deficiency+due+to+loss+of+Ndufs4+in+the+brain+results+in+progressive+encephalopathy+resembling+Leigh+syndrome.">Complex I deficiency due to loss of Ndufs4 in the brain results in progressive encephalopathy resembling Leigh syndrome.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107, 10996-11001 (2010).</li><li>Irwin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+observational+assessment:+Ia.+A+systematic,+quantitative+procedure+for+assessing+the+behavioral+and+physiologic+state+of+the+mouse.">Comprehensive observational assessment: Ia. A systematic, quantitative procedure for assessing the behavioral and physiologic state of the mouse.</a> Psychopharmacologia. 13, 222-257 (1968).</li><li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> What's Wrong With My Mouse?: Behavioral Phenotyping of Transgenic and Knockout Mice. , (2007).</li><li>Feeney, D. M., Gonzales, A., Law, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amphetamine,+haloperidol+and+experience+interact+to+affect+rate+of+recovery+after+motor+cortex+injury.">Amphetamine, haloperidol and experience interact to affect rate of recovery after motor cortex injury.</a> Science. 217, 855-857 (1982).</li><li>Stanley, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mouse+beam+walking+assay+offers+improved+sensitivity+over+the+mouse+rotarod+in+determining+motor+coordination+deficits+induced+by+benzodiazepines.">The mouse beam walking assay offers improved sensitivity over the mouse rotarod in determining motor coordination deficits induced by benzodiazepines.</a> J. Psychopharmacol. 19, 221-227 (2005).</li><li>Gulinello, M., Chen, F., Dobrenis, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+deficits+in+motor+coordination+and+cognitive+dysfunction+in+a+mouse+model+of+the+neurodegenerative+lysosomal+storage+disorder,+Sandhoff+disease.">Early deficits in motor coordination and cognitive dysfunction in a mouse model of the neurodegenerative lysosomal storage disorder, Sandhoff disease.</a> Behav. Brain Res. 193, 315-319 (2008).</li><li>Rustay, N. R., Wahlsten, D., Crabbe, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+task+parameters+on+rotarod+performance+and+sensitivity+to+ethanol+in+mice.">Influence of task parameters on rotarod performance and sensitivity to ethanol in mice.</a> Behav. Brain Res. 141, 237-249 (2003).</li><li>Kapadia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+olfactory+function+in+the+MRL+model+of+CNS+lupus.">Altered olfactory function in the MRL model of CNS lupus.</a> Behav. Brain Res. 234, 303-311 (2012).</li><li>Jhuang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+home-cage+behavioural+phenotyping+of+mice.">Automated home-cage behavioural phenotyping of mice.</a> Nat. Commun. 1, 68 (2010).</li><li>Steele, A. D., Jackson, W. S., King, O. D., Lindquist, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+power+of+automated+high-resolution+behavior+analysis+revealed+by+its+application+to+mouse+models+of+Huntington's+and+prion.">The power of automated high-resolution behavior analysis revealed by its application to mouse models of Huntington's and prion.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104, 1983-1988 (2007).</li><li>Zarringhalam, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+open+system+for+automatic+home-cage+behavioral+analysis+and+its+application+to+male+and+female+mouse+models+of+Huntington's+disease.">An open system for automatic home-cage behavioral analysis and its application to male and female mouse models of Huntington's disease.</a> Behav. Brain Res. 229, 216-225 (2012).</li><li>Chaumont, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computerized+video+analysis+of+social+interactions+in+mice.">Computerized video analysis of social interactions in mice.</a> Nat. Methods. 9, 410-417 (2012).</li><li>Kabra, M., Robie, A. A., Rivera-Alba, M., Branson, S., Branson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=JAABA:+interactive+machine+learning+for+automatic+annotation+of+animal+behavior.">JAABA: interactive machine learning for automatic annotation of animal behavior.</a> Nat. Methods. 10, 64-67 (2013).</li><li>Weissbrod, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+long-term+tracking+and+social+behavioural+phenotyping+of+animal+colonies+within+a+semi-natural+environment.">Automated long-term tracking and social behavioural phenotyping of animal colonies within a semi-natural environment.</a> Nat. Commun. 4, 2018 (2013).</li></ol>

ويرعى فتح المنشور الوصول من هذه المادة عن طريق ميد شركاه، وشركة (سانت ألبانز، VT).

الكشف عن الآثار الوظيفية في الحيوانات يعتمد إلى حد كبير على قدرة الباحث للحد من تقلب الأصيل في الدراسات السلوكية. ولذلك، من المهم أن بدقة السيطرة والحد من يفند المحتملة التي قد تقلل من الموثوقية واستنساخ البيانات السلوكية. في نفس الوقت، من المهم أن ندرك أن أي اختبار يعكس مجال واحد من السلوك، أن معرفة وظيفة العصبية إلزامي، وأن السلوك حساس للغاية لالضغوطات الخارجية. إذا تحظى بتقدير المسلمات المذكورة أعلاه، يمكن للمرء أن يستنتج ينبغي أن يشمل هذا التحليل السلوكي الشامل مدار الساعة من الاستجابة قياس، وكذلك، تنطوي على الصفات والنماذج التي تستفيد من الجوانب السلوكية المحددة الوظيفية الأساسية. العديد من هذه المعايير يمكن أن تتحقق باستخدام تقييم محوسب الحركات والأفعال السلوكية في بيئة غنية المنزل القفص. وحتى الآن، فقد كان emphasiزيد phenotyping أن السلوكي للنماذج الفئران أوامر الأمراض البشرية اعتبارات إضافية. ويستند هذا المفهوم على فرضية أن التوازن الوظيفي طعن من قبل الضغوطات الداخلية والخارجية خلال بداية ظهور أعراض المرض. وعلى الرغم من كل يفند المحتملة قد لا يتم القضاء من خلال إدخال الآلي، المنزل قفص phenotyping، يتم الحد من القضايا المتعلقة إعدادات تتعارض البيئية، والإجهاد وسائل النقل، والتعامل معها المتكررة. هذا يعزز بشكل كبير الاتساق والدقة عبر الدراسات؛ يمكن حتى تخفيضات صغيرة في تقلب تحسين الكشف عن الآثار الناجمة عن مرض في بدايته. في الواقع، ويقدم INBEST ثروة من المعلومات، والذي يسمح تقييم أكثر دقة من البداية، حركية، وشدة التغيرات السلوكية، وكذلك علاقات مهمة بين مختلف العجز السلوكية الناجمة عن المرض. موثوق الفيديو تتبع يعتمد على ظروف الإضاءة اثنين. أولا، هناك حاجة ضوء منتشر في غرفة الاختبار لمنعالتحف من الأجسام التي تعكس في مكان قريب. ثانيا، لا يمكن أن يتحقق اللون عالية التباين عن طريق اختيار لون الأرضية المناسبة لتختلف عن لون الموضوع قدر الإمكان. في مختبرنا، ويتحقق ذلك عن طريق استخدام أضواء الفيضانات وضعه أسفل صندوق INBEST وصواني الطابق سوداء عند رصد الفئران البيضاء (أن خلفية بيضاء أو رمادية تكون كافية إذا اختبار سلالات المصطبغة). وفيما يتعلق بالجانب تسجيل الحدث من INBEST، الإعداد للجهاز الحالي (1 بيكولو بطاقة الفيديو مع 4 المدخلات) يحد من 4 خانات لاستخدامها في وقت واحد لكل جهاز كمبيوتر. هذا هو عدد صغير بدلا من مربعات، في حين أن أكثر ملاءمة مجموعة المتابعة يتطلب 8 أو حتى 16 الأقفاص، وبالتالي 2 أو 4 أجهزة الكمبيوتر على التوالي. ويفضل، INBEST يمكن استخدامها بشكل مستمر على مدى 24 ساعة كما قفص المنزل. هذا من شأنه أن يسمح الحيوانات في روض تماما للبيئة وإنشاء، وأنماط السلوكية الإيقاعية مستقرة، والتي يمكن تحليلها بطريقة غير متحيزة. لمنع فقدان البيانات الكمبيوتر بسبب انقطاع التيار الكهربائي، والطاقة المستمرة سوبتقديم طلب (أو على الأقل مصدر الطاقة غير المنقطعة) يجب تأمين. وأخيرا، لضمان التقييم السليم من الاستهلاك الغذائي اليومي، تجدر الإشارة إلى أن حجم الكريات الغذاء ينبغي ألا يتجاوز حجم الثقوب في موزع الغذائية (حجم الموصى بها من الغذاء بيليه واحد هو 20 ملغ). لا يمكن تجاهلها، مع ذلك، أن هذا التحليل يجب أن تشمل أيضا كيف قد تتفاعل التدابير INBEST المختلفة مع بعضها البعض. على سبيل المثال، الفئران التي تنفق المزيد من الوقت في عجلة دوارة من المرجح أن استيعاب كميات أكبر من الغذاء والماء لتلبية الطلبات المتزايدة من السعرات الحرارية الخاصة بهم. وبالمثل، قد الفئران تناول المزيد من الحل السكروز انخفاض كمية من المواد الغذائية. تفسير هذه النتائج قد تكون معقدة مزيد من التحسن العام في الأداء مع مرور الوقت، ولا سيما فيما يتعلق ابتلاعي السلوك وتشغيل عجلة النشاط. ونظرا الحوافز ممتلكاتهم، قد المجربون أن تنظر أيضا في تقييد الوصول إلى حل السكروز ورانه تشغيل عجلة لمواجهة احتمال آثار ما بعد ابتلاعي وفقدان الوزن المفرطة، على التوالي. ومع ذلك، قد تكون هذه المخاوف أكثر أهمية في بعض سلالات من غيرها بسبب سلالات مختلفة من الفئران لها ملامح سلوكية متباينة. على الرغم من أن أداء كل من خط الأساس وضوابط التقييم التجريبية للعديد من القضايا أعلاه، تحتاج المجربون أن ندرك أن هذه المتغيرات يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند تفسير INBEST البيانات. وفي الوقت نفسه، فإن بعض جوانب السلوك لا يمكن أن تدرس في بيئة المنزل القفص، مما يستلزم الجمع مع الاختبارات القياسية لاستكمال الملف السلوكي من المواضيع. مراقبة محوسب ضمن موحدة، ولكن البيئات مرنة ويبدو أن الخطوة المنطقية التالية في التحليل السلوكي المعاصر. ومثل هذا، النهج القائم على ethologically غير الغازية تسمح للباحثين لمراقبة ذخيرة كاملة من الاستجابات السلوكية على مدى فترة طويلة من الزمن. الoretically، وهذا يمكن أن يتحقق من خلال دراسة السلوك في بيئة المخصب &quot;افتراضية&quot; التي تشبه الموائل الطبيعية. ووصف عدة مجموعات بحثية أدوات تتبع القائم على الرؤية التي تدعم phenotyping السلوكية من الفئران في هم 22-25 المنزل القفص، في dyads 26، 27، أو في سياق مجموعات اجتماعية كبيرة 28. ويمكن تحقيق دقة عالية والقرار المكانية من خلال دمج الفيديو تتبع مع ​​تكنولوجيا رقاقة لجمع في وقت واحد ومتزامن من البيانات السلوكية في مجموعة من الفئران 28. كاميرات قياس الحرارة قادرة على الكشف عن الحرارة التوقيعات يمكن الجمع بين رقائق تزرع في الجسم أو الترددات لتوفير الموقع النسبي والوظائف الفسيولوجية الأساسية لكل الماوس (على سبيل المثال، درجة حرارة الجسم والقلب / معدل التنفس). وبالإضافة إلى ذلك، فإن نظام تتبع 3D متقدمة تنتج اعتراف أكثر دقة والكمي للأعمال السلوكية. من أجل تشغيل مرارا فاريإيتي من الاختبارات، يجب أن يكون آليا مثل هذا النظام، بعد سيطرة، وحدات. على سبيل المثال، والذاكرة المكانية يمكن دراستها في بيئات أكبر عن طريق برمجة ظهور الاشارات البعيدة على الجدران LCD، أو من خلال تقديم / يختبئ موزعات مع الطعام مستساغا من الطوابق المنقولة. بطريقة مماثلة، يمكن أن يقدم أشياء جديدة / مخبأة في أوقات محددة طوال فترة الدراسة. هذا phenotyping المحوسب قد تساعد في توضيح المحددات الوراثية للسلوك، وآليات المسببة للأمراض نماذج المرض الكامنة، ووضع استراتيجيات علاجية جديدة. اذا تم التوصل الى توافق مع الاحترام لظروف الاختبار، سلسلة من الاختبارات، وكذلك الأجهزة والبرمجيات المستخدمة، يمكن للمرء أن يتوقع أن هذا التوحيد الذي طال انتظاره تحسين استنساخ الدراسات السلوكية ورفع القياس النفسي التجريبية إلى مستوى جديد.

وقد أدت التطورات السريعة في مجال الهندسة الوراثية على مدى العقود القليلة الماضية إلى انتشار غير مسبوق من النماذج الحيوانية من الأمراض التي تصيب الإنسان. اكتسبت الفئران وضع مواضيع التجريبية الأولية في العلوم الطبية الحيوية لعدة أسباب. من الناحية العملية، لديهم معدل التكاثر عالية، وغير مكلفة نسبيا، وسهلة لإيواء. من وجهة نظر المفاهيمية للعرض، أنها قريبة جينيا إلى البشر، يمكن تعديلها وراثيا مع السهولة النسبية، وقد غاية نموا الغدد الصماء، في مأمن، والجهاز العصبي. وبالإضافة إلى الآفات عند مستويات الوراثية والخلوية، والدراسات المعاصرة للاضطرابات الدماغ تتطلب مظاهرة من عجز وظيفي للتكرار ذلك الوجه تسليط الضوء، بناء، أو صحة التنبؤية للنموذج الفأر الجديد 1. عدوى حادة في الثدييات homoeothermic غالبا ما يؤدي إلى الاستجابة الحموية، التي جنبا إلى جنب مع سلوك المرض، ويشكل واحدا منآليات البقاء الرئيسية 2. تماما عرض الحيوانات المريضة تعديلات كبيرة في الغذاء / استهلاك المياه والأداء في المهام تعكس التفاعل العاطفي، والسلوك الاستكشافي، والقدرة على التعلم / الذاكرة. هذه التغييرات تمثل إلى حد كبير عن ضعف النشاط الجنسي / الاجتماعي والحفاظ على الطاقة للتفاعلات مناعية دفاعية. ومع ذلك، عندما تتحول الحالات الحادة المزمنة (كما رأينا في العديد من المناعية، والغدد الصماء والأمراض العصبية)، والأداء السلوكي يمكن أن تزيد من تدهور بسبب الضرر الهيكلي من مختلف الأجهزة، بما في ذلك الدماغ 3. وغالبا ما يصحب أمراض الاعصاب الإنسان والحيوان من خلال كوكبة من العجز العصبية والسلوكية. ولذلك، فإن الغرض الرئيسي في الدراسات السلوكية من الحيوانات المريضة بشكل مزمن هو التمييز الآثار المركزية من العجز الناجم عن الأعراض الطرفية. ومع ذلك، فإن مدة قصيرة نسبيا من المهام السلوكية القياسية يحد من اجمعأيون المعلومات المتعلقة بالتدابير الوظيفية الأساسية، مثل الشم، يستريح، والنوم، والطعام / استهلاك المياه، أو نوبات الصرع. إدراج هذه التدابير يحسن التنميط السلوكي ويسمح تفسير أفضل من الأداء في المهام التي تتطلب النشاط. التحسينات في phenotyping السلوكية من الفئران المريضة وقد استلزم أوجه القصور في تقييم الشخصية السلوكي من الفئران المريضة الرصد المستمر من الفئران يضم منفردة من قبل أجهزة معالجة سريعة. على الرغم من أن بطاريات السلوكية المتنوعة ويمكن تصميم 4، 5، المدرجة أدناه هي الإجراءات التي تم استخدامها لإنشاء نموذج حيواني من مرض الذئبة العصبية 6 بنجاح. يتم تطبيق هذه البطارية مرارا وتكرارا في النماذج على حد سواء شبه المزمنة والمزمنة لمرض (الشكل 1)، مثل الضعف الادراكي المعتدل ومرض الزهايمر 7. وبعد سلسلة من الاختبارات العصبية 8-10، ميلانالجهاز مصنوع ustom، المصممة لتلبية المطالب المذكورة أعلاه من خلال الاستفادة من الرصد المستمر لمخرجات سلوكية متعددة في بيئة تشبه المنزل قفص المخصب، يمكن استخدامها. مثل هذا النهج القائم على ethologically لتقييم النشاط الاستكشافي عفوية والسلوك دوافع يوفر فهم أشمل من العجز الأداء في نماذج أخرى، مثل تلك التي تعكس التعلم والذاكرة. <img alt="الشكل (1)" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig1.jpg" /> الشكل 1. تمثيل تخطيطي من phenotyping السلوكية الطولي في مختبرنا. تم تصميم البطارية السلوكية في التطور من less- نحو أكثر- المهام المجهدة، التي تتكرر في نقاط زمنية مختلفة لتقييم آثار العوامل المستمرة مثل تطور المرض، العلاج الدوائي ، أو الاستجابات المناعية. يتم تنفيذ INBEST والفردية الاختبارات خلال ص الظلامهاسي، في كثير من الأحيان على مدى 10 ساعة و 2 على التوالي المختصرات:. R - ردود الفعل. BW - الحزمة المشي الاختبار؛ RR - Rotarod. OT - اختبارات الشم. SP - السكروز اختبار الأفضلية. SD - التنحي الاختبار؛ NO - اختبار كائن رواية. OF - اختبار مفتوح الميدان؛ SAB - عفوية التناوب السلوك. FS - اختبار السباحة القسري. MWM - موريس المياه المتاهة. * - جوانب الاختبار (على سبيل المثال، والموقع، والسياق واللون والشكل) التي تحتاج إلى تغيير في التجارب اللاحقة طوال مسار التجربة. تم الإبلاغ المستمر تسجيلات الفيديو وتحليل السلوك في بيئة تشبه المنزل القفص لأول مرة في عام 2007 (11). وعرض على جهاز الآلي أكثر تعقيدا يدمج الاختبارات السلوكية المستخدمة في الدراسات على الفئران المناعة الذاتية في &#39;قياس السلوك &quot;لقاء بعد عام واحد 12. محطة السلوكية المتكاملة (INBEST، الشكل 2A) هو نظام وحدات، والتي جomprises من التحفيز ضوء المأوى والتحكم الكمبيوتر، وهما lickometers التي تسيطر عليها ضوئية (واحد للمياه، واحدة للتوصل إلى حل من الفائدة)، وهو موزع الآلي الغذاء، عجلة المحوسبة التوالي، وشبكة تسلق الرقمية. ويتم فحص الإختفاء، الترددات، وفترات من سلوكيات معينة باستخدام برامج مخصصة. الحركي والنشاط الاستكشافي (على سبيل المثال، لكائن رواية أو غير مألوف مناوع) يمكن تقييم مع برنامج تتبع الفيديو (قائمة المواد / المعدات)، في حين أن النوم وأنماط سلوكية أقل تواترا، مثل السلوك والمضبوطات المضر بالنفس، يمكن أن سجل يدويا مع الفيديو البرمجيات تتبع أو حزم الحدث تسجيل مخصصة. وتستخدم ثمانية كاملة الاجهزة INBEST / الفيديو، مما يسمح بمراقبة المتزامنة من 4 الحيوانات السيطرة التجريبية و 4 (الشكل 2B). <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig2.jpg" /&gt; الشكل 2. محطة السلوكية المتكاملة. (A) تمثيل تخطيطي من الأجهزة، والبرمجيات المستخدمة في تصميم مربع INBEST (L = 39 × W = 53 × الارتفاع = 50 سم). توفر (B) ثمانية صناديق INBEST كاملة فرصة للالمتزامنة المراقبة المنزلية قفص من أربعة فئران التجارب وأربعة السيطرة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> وتشمل المتغيرات التابعة قياسات كمية الغذاء / المياه، والاستجابة لتحفيز مستساغا، والنشاط المتنقلة عفوية، والتسلق والجري الطوعي، والسلوكيات المتعلقة القلق (على سبيل المثال، واستكشاف وجوه الرواية)، والاستمالة وضبطها والنوم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تقديم المحفزات البصرية للتكييف والتعلم النماذج. وتشمل مزايا INBEST على اختبار السلوكي القياسية القضاء على آثار الخلط inducإد عن الإجهاد والنقل، وكذلك المستمر، وجمع الآلي من التدابير عاكسة للنشاط الليلي، والتنقيب، ذات الصلة القلق والسلوكيات مثل الاكتئاب. دمج مكونات الأجهزة الحساسة مع حزمة الفيديو تتبع ينتج ثروة من المعلومات، والذي يسمح تحسن تقييم السلوك فيما يتعلق تطور مرض مزمن في النماذج الحيوانية المتنوعة. INBEST يمكن استخدامها لدراسة اضطرابات أخرى مزمنة CNS (على سبيل المثال، ومرض التوحد، الاكتئاب الشديد والفصام)، وكذلك في الدراسات الطولية التي تركز على النمو العصبي، والآثار السلوكية للاضطرابات جهازية / الأورام، والعلاج الدوائي لفترات طويلة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Power control interface operating package</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>MED-SYST-8</td>
			<td>Interface box and PCI card that manage all A/D data inputs and outputs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulus light</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-221M</td>
			<td>28 V DC, 100 mA, 2.5 cm diameter light (for presentation of a conditioned stimulus)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Head entry detector</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-254-CB</td>
			<td>Permits head entry detection into the pellet receptacle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photobeam lickometer</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-351W</td>
			<td>Infrared sensor system for detecting beam interception by snout</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Food pellets</td>
			<td>Bio-Serv</td>
			<td>F0163</td>
			<td>Dustless precisions food pellets (20 mg rodent grain-based diet)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Food dispenser</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-203-20</td>
			<td>Automated food dispensing system consisting of elevated plastic container and dispensing tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Food receptacle</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-303R2W</td>
			<td>Infrared sensitive base to signal when food pellet is dispensed or collected</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Climbing mesh</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>CT-Climbing mesh</td>
			<td>Durable metal rungs, dimensions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Med PC IV software</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>SOF-735</td>
			<td>Integrates data acquisition from all electronic devices</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MPC2XL v1.4</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>SOF-731</td>
			<td>Raw data transfer utility</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soft CR Pro v1.05</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>SOF-722</td>
			<td>Remote online monitoring software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Running wheel</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>CT-MSUB-ENV-3042-X1</td>
			<td>Activity wheel for mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital counter</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ESUB-ENV-3000</td>
			<td>LCD counter (4 counts = 1 revolution = 54.6 cm length)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picolo Diligent frame grabber</td>
			<td>Euresys</td>
			<td></td>
			<td>High-resolution PCI video capture card</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethovision XT 8.5</td>
			<td>Noldus Information Technology</td>
			<td></td>
			<td>Video-tracking software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>Panasonic</td>
			<td>WV-BP334</td>
			<td>Digital, low-lux video camera suspended from a custom-made metal stand</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Video Splitter</td>
			<td>American Dynamics</td>
			<td>ADQUAD87</td>
			<td>Integrates and digitizes inputs from 4 video cameras</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

behavioral phenotyping of murine disease models with the integrated behavioral station (inbest)

بسبب التقدم السريع في مجال الهندسة الوراثية، أصبحت القوارض الصغيرة الموضوعات المفضلة في العديد من التخصصات للبحوث الطبية الحيوية. في دراسات اضطرابات الجهاز العصبي المركزي المزمنة، هناك زيادة في الطلب على نماذج الفئران مع صلاحية عالية على المستوى السلوكي. ومع ذلك، وآليات المسببة للأمراض متعددة وعجز وظيفي المعقدة غالبا ما تفرض تحديات لقياس بشكل موثوق وتفسير سلوك الفئران المصابين بأمراض مزمنة. لذلك، يطلب من تقييم علم الأمراض الطرفية والتعريف السلوكي في عدة نقاط الوقت باستخدام مجموعة من الاختبارات. الفيديو تتبع، التحليل الطيفي السلوكي، واكتساب بعيد من التدابير الفسيولوجية والتقنيات التي تسمح التحليل السلوكي شاملة ودقيقة، وغير متحيزة في منزل قاعدة تشبه وضع الظهور. ويصف هذا التقرير بروتوكول phenotyping المكرر، والذي يتضمن مراقبة الجهاز حسب الطلب (محطة السلوكية المتكاملة، INBEST) الذي يركز على قياسات لفترات طويلة من باالمخرجات الوظيفية كذا، مثل النشاط العفوي والغذاء / استهلاك المياه والسلوك دوافع في بيئة خالية من التوتر نسبيا. التحسينات التقنية والمفاهيمية في تصميم INBEST قد يزيد من تعزيز استنساخ وتوحيد الدراسات السلوكية.

الرقم 3 مثالا مختلفة للقراءة الرافضة في دراسة السلوكية طويلة مع الفئران CD1. تمثل بيانات الأداء الأساسي (أيام 6-2 قبل الجراحة)، والانتعاش بعد الجراحة (2 إلى 4 أيام) والآثار السلوكية الناجمة عن الإدارة داخل الدماغي البطيني مستمرة من الأجسام المضادة في الدماغ رد الفعل (أيام 6 إلى 10، حيث 0 ترمز اليوم الجراحة). التحليل مع برنامج الحدث تسجيل يكشف عن أن المجموعة التجريبية تعرض عاهات في السلوك ابتلاعي، كما يتضح من أدنى تردد من يلعق زجاجة المياه (A)، وزيادة الكمون إلى الاقتراب من حل السكروز (B)، وانخفاض استهلاك الغذاء (C) خلال الفترة التجريبية. وبالتزامن مع هذه التغييرات، فإنها تظهر أيضا تقلص النشاط عجلة دوارة في مقارنة للسيطرة على الفئران (D). مقاسا البرمجيات التتبع، ambulates المجموعة التجريبية أيضا أقل في قفص المنزل (E) ويفضل لقضاء المزيد من الوقت في ملجأ (F). هذه الاختلافات السلوكية لإعادة مصور عن ethograms العينة (G). <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig3.jpg" /> الشكل 3. المتغيرات التمثيلية في سلسلة من 10 ساعة جلسات يومية توضح قوة التمايز النظام INBEST. فئران التجارب (يتعرض لالأجسام المضادة في الدماغ رد الفعل أكثر من 2 أسابيع) شرب كميات أقل من المياه (A)، يستغرق وقتا أطول لنهج محلول السكروز ( B)، وتستهلك كمية أقل من الطعام (C) خلال فترة الاختبار. وبالتزامن مع هذه التغييرات، فإنها تظهر أيضا ضعف النشاط، كما يتضح من انخفاض عدد عجلة دوارة (D)، وانخفضت التمشي (E) والبقاء لفترات طويلة في ملجأ (F). ويوضح هذه الاختلافات السلوكية على ethograms العينة (G). تعرض لوحة أعلى سلوك الماوس التجريبية في يوم 6، والتي تتميز انخفاض السلوك ابتلاعي،انخفاض النشاط عجلة دوارة وزيادة الوقت المأوى بالمقارنة مع ماوس تحكم حصوله على سيارة (اللوحة السفلية). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station INBEST at JoVE.com

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station INBEST

مراقبة لفترة طويلة وشاملة من الفئران في بيئة المنزل القفص يوفر فهما أعمق للسلوك المنحرف في نماذج الفئران من أمراض الدماغ. وتصف هذه الورقة محطة السلوكية المتكاملة (INBEST) باعتبارها عنصرا أساسيا في التحليل السلوكي المعاصر.

السلوكية Phenotyping من نماذج الأمراض الفئران مع محطة المتكاملة السلوكية (INBEST)

Due to rapid advances in genetic engineering, small rodents have become the preferred subjects in many disciplines of biomedical research. In studies of ...

behavioral-phenotyping-murine-disease-models-with-integrated

Research

JoVE Journal

Behavior

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station (INBEST)

9.8K Views.  McMaster University.  مراقبة لفترة طويلة وشاملة من الفئران في بيئة المنزل القفص يوفر فهما أعمق للسلوك المنحرف في نماذج الفئران من أمراض الدماغ. وتصف هذه الورقة محطة السلوكية المتكاملة (INBEST) باعتبارها عنصرا أساسيا في التحليل السلوكي المعاصر. 

Video: Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station INBEST

Nest Building as an Indicator of Health and Welfare in Laboratory Mice

The minimization and alleviation of suffering has moral and scientific implications. In order to mitigate this negative experience one must be able to identify when an animal is actually in distress. Pain, illness, or distress cannot be managed if unrecognized. Evaluation of pain or illness typically involves the measurement of physiologic and behavioral indicators which are either invasive or not suitable for large scale assessment. The observation of nesting behavior shows promise as the basis of a species appropriate cage-side assessment tool for recognizing distress in mice. Here we demonstrate the utility of nest building behavior in laboratory mice as an ethologically relevant indicator of welfare. The methods presented can be successfully used to identify thermal stressors, aggressive cages, sickness, and pain. Observation of nest building behavior in mouse colonies provides a refinement to health and well-being assessment on a day to day basis.

We demonstrate the utility of nest building behavior in laboratory mice as an indicator of welfare. Nest scoring is a sensitive technique that is altered by temperature, illness, and aggression. The time to integrate into nest test (TINT) is a simple cage-side assessment that can detect postoperative pain.

The minimization and alleviation of  suffering has moral and scientific implications. In order to mitigate this  negative experience one must be able to ...

Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System

Age related decline in balance performance is associated with deteriorating muscle strength, motor coordination and vestibular function. While a number of studies show changes in balance phenotype with age in rodents, very few isolate the vestibular contribution to balance under either normal conditions or during senescence. We use two standard behavioral tests to characterize the balance performance of mice at defined age points over the lifespan: the rotarod test and the inclined balance beam test. Importantly though, a custom built rotator is also used to stimulate the vestibular system of mice (without inducing overt signs of motion sickness). These two tests have been used to show that changes in vestibular mediated-balance performance are present over the murine lifespan. Preliminary results show that both the rotarod test and the modified balance beam test can be used to identify changes in balance performance during aging as an alternative to more difficult and invasive techniques such as vestibulo-ocular (VOR) measurements.

Motor control and balance performance are known to deteriorate with age. This paper presents a number of standard noninvasive behavioral tests with the addition of a simple rotary stimulus to challenge the vestibular system and show changes in balance performance in a murine model of aging.

التقييم السلوكي للنظام الدهليزي ماوس الشيخوخة

Age related decline in balance performance is associated with deteriorating muscle strength, motor coordination and vestibular function. While a number of ...

Comprehensive Analysis of Transcription Dynamics from Brain Samples Following Behavioral Experience

The encoding of experiences in the brain and the consolidation of long-term memories depend on gene transcription. Identifying the function of specific genes in encoding experience is one of the main objectives of molecular neuroscience. Furthermore, the functional association of defined genes with specific behaviors has implications for understanding the basis of neuropsychiatric disorders. Induction of robust transcription programs has been observed in the brains of mice following various behavioral manipulations. While some genetic elements are utilized recurrently following different behavioral manipulations and in different brain nuclei, transcriptional programs are overall unique to the inducing stimuli and the structure in which they are studied1,2.
In this publication, a protocol is described for robust and comprehensive transcriptional profiling from brain nuclei of mice in response to behavioral manipulation. The protocol is demonstrated in the context of analysis of gene expression dynamics in the nucleus accumbens following acute cocaine experience. Subsequent to a defined in vivo experience, the target neural tissue is dissected; followed by RNA purification, reverse transcription and utilization of microfluidic arrays for comprehensive qPCR analysis of multiple target genes. This protocol is geared towards comprehensive analysis (addressing 50-500 genes) of limiting quantities of starting material, such as small brain samples or even single cells.
The protocol is most advantageous for parallel analysis of multiple samples (e.g. single cells, dynamic analysis following pharmaceutical, viral or behavioral perturbations). However, the protocol could also serve for the characterization and quality assurance of samples prior to whole-genome studies by microarrays or RNAseq, as well as validation of data obtained from whole-genome studies.

This manuscript describes a protocol that applies comprehensive profiling for analysis of transcriptional programs induced in specific brain nuclei of rodents following behavioral paradigms. Herein, this approach is illustrated in the context of profiling genes induced in the nucleus accumbens (NAc) of mice following acute cocaine exposure, utilizing microfluidic qPCR arrays.

تحليل شامل لديناميات النسخ من عينات المخ بعد تجربة السلوكية

The encoding of experiences in the brain and the consolidation of long-term memories depend on gene transcription. Identifying the function of specific ...

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in different areas of their brain for the localization of their seizure focus and eloquent areas. After implantation, the patient must remain in the hospital until the pathological area of brain is found and possibly resected. During this time, these patients offer a unique opportunity to the research community because any number of behavioral paradigms can be performed to uncover the neural correlates that guide behavior. Here we present a method for recording brain activity from intracranial implants as subjects perform a behavioral task designed to assess decision-making and reward encoding. All electrophysiological data from the intracranial electrodes are recorded during the behavioral task, allowing for the examination of the many brain areas involved in a single function at time scales relevant to behavior. Moreover, and unlike animal studies, human patients can learn a wide variety of behavioral tasks quickly, allowing for the ability to perform more than one task in the same subject or for performing controls. Despite the many advantages of this technique for understanding human brain function, there are also methodological limitations that we discuss, including environmental factors, analgesic effects, time constraints and recordings from diseased tissue. This method may be easily implemented by any institution that performs intracranial assessments; providing the opportunity to directly examine human brain function during behavior.

Patients implanted with intracranial electrodes provide a unique opportunity to record neurological data from multiple areas of the brain while the patient performs behavioral tasks. Here, we present a method of recording from implanted patients that can be reproducible at other institutions with access to this patient population.

أداء المهام السلوكية في المواد الدراسية داخل الجمجمة مع أقطاب

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in ...

The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of current interventions to adequately treat fatigue in all patients leaves a need for new treatment options. Despite the therapeutic need and importance of preclinical research in helping identify promising novel treatments, few preclinical assays of fatigue are available. Moreover, the most common preclinical assay used to assess fatigue-like behavior, voluntary wheel running, is not suitable for use with some strains of mice, may not be sensitive to drugs that reduce fatigue, and has relatively low throughput. The current protocol describes a novel, non-voluntary preclinical assay of fatigue-like behavior, the treadmill fatigue test, and provides evidence of its efficacy in detecting fatigue-like behavior in mice treated with a chemotherapy drug known to cause fatigue in humans and fatigue-like behavior in animals. This assay may be a beneficial alternative to wheel running, as fatigue-like behavior and potential interventions can be assessed in a greater number of mice over a shorter time frame, thus permitting faster discovery of new therapeutic options.

Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

المطحنة التعب الاختبار: مقايسة بسيطة، عالية الإنتاجية من التعب مثل سلوك للماوس

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article describes a rodent version of the PVT&#8212;termed the &#34;rPVT&#34;&#8212;that measures similar aspects of attention (i.e., performance accuracy, motor speed, premature responding, and lapses in attention). Data are presented that demonstrate both the short- and long-term usefulness of the rPVT when employed with laboratory rats. Rats easily learn the rPVT, and learning to perform the basic procedure takes less than two weeks of training. Once acquired, rat performances in the rPVT show a high degree of similarity to these same performance measures in the human PVT, including similarities in, lapses in attention, reaction times, vigilance decrements across session time (i.e., the human &#34;time-on-task&#34; effects), and the response-stimulus interval (RSI) effect described for humans. Thus the rPVT can be an extremely valuable tool for assessing the effects of a wide range of variables on sustained attention quite similar to human PVT performances, and thus can be useful for developing novel treatments for neurobehavioral dysfunctions.

The Rodent Psychomotor Vigilance Test rPVT: A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

A rat version of the human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is described that measures aspects of attention similar to those measured with the human PVT, including aspects of human vigilance such as performance accuracy, motor speed, premature responding, and lapses in attention.

القوارض النفسي اليقظة اختبار (rPVT): طريقة لتقييم السلوك العصبي الأداء في الجرذان والفئران

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article ...

Basic Methods for the Study of Reproductive Ecology of Fish in Aquaria

Captive-rearing observations are valuable for revealing aspects of fish behavior and ecology when continuous field investigations are impossible. Here, a series of basic techniques are described to enable observations of the reproductive behavior of a wild-caught gobiid fish, as a model, kept in an aquarium. The method focuses on three steps: collection, transport, and observations of reproductive ecology of a substrate spawner. Essential aspects of live fish collection and transport are (1) preventing injury to the fish, and (2) careful acclimation to the aquarium. Preventing harm through injuries such as scratches or a sudden change of water pressure is imperative when collecting live fish, as any physical damage is likely to negatively affect the survival and later behavior of the fish. Careful acclimation to aquaria decreases the incidence death and mitigates the shock of transport. Observations during captive rearing include (1) the identification of individual fish and (2) monitoring spawned eggs without negative effects to the fish or eggs, thereby enabling detailed investigation of the study species' reproductive ecology. The subcutaneous injection of a visible implant elastomer (VIE) tag is a precise method for the subsequent identification of individual fish, and it can be used with a wide size range of fish, with minimal influence on their survival and behavior. If the study species is a substrate spawner that deposits adhesive eggs, an artificial nest site constructed from polyvinyl chloride (PVC) pipe with the addition of a removable waterproof sheet will facilitate counting and monitoring the eggs, lessening the investigator's influence on the nest-holding and egg-guarding behavior of the fish. Although this basic method entails techniques that are seldom mentioned in detail in research articles, they are fundamental for undertaking experiments that require the captive rearing of a wild fish.

A series of basic methods to enable the study of the reproductive ecology of fish kept in aquaria are described. These are useful protocols for collecting fish using SCUBA, transporting live fish, and observing the reproductive behavior of wild-caught fish kept in aquaria.

الطرق الأساسية لدراسة الإيكولوجيا الإنجابية للأسماك في أكواريا

Captive-rearing observations are valuable for revealing aspects of fish behavior and ecology when continuous field investigations are impossible. Here, a ...

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive decline, such as Alzheimer&#39;s disease (AD), have become a promising tool to elucidate the underlying mechanisms and promote the therapeutic advances. An important step is the validation and characterization of expected behavioral abnormality in the models, in the case of AD, cognitive decline. The long-term behavioral investigations of laboratory animals to study the effect of aging demand substantial efforts from researchers. The IntelliCage system is a high-throughput and cost-effective test battery for mice that eliminates the need for daily human handling. Here, we describe how the system is utilized in the long-term phenotyping of a genetic Alzheimer&#39;s disease model, specifically focusing on the cognitive functions. The experiment employs repeated battery of tests that assess spatial learning and executive functions. This cost-effective age-dependent phenotyping allows us to identify the transient and/or permanent effects of genes on various cognitive aspects.

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer&#039;s Disease, Using IntelliCage

This paper describes a protocol for cognitive assessments for genetic models of the Alzheimer&#39;s disease using the IntelliCage system, which is a high throughput automated behavioral monitoring system with operant conditioning.

الآلي، التحليل السلوكي طويلة الأجل للوظائف المعرفية في عدة نماذج الوراثية لمرض الزهايمر، باستخدام إينتيليكاجي

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

Behavioral Assessments of Spontaneous Locomotion in a Murine MPTP-induced Parkinson's Disease Model

Parkinson&#8217;s disease (PD) is a common neurodegenerative disorder disease, causing the phenomenon of shaking, rigidity, slowness of movement and dementia. 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) can lead to some Parkinson&#8217;s-like symptoms by destroying dopaminergic neurons in the substantia nigra of the brain. It has been thus used to establish PD models in various animal studies. Here, mice receive MPTP injections (20 mg/kg/day) for seven days and the behavioral tests are performed on the eighth day. This model is adapted efficiently in the study of PD. The behavioral tests here include the cylinder test and the open field test. The cylinder experiment is used to detect the animals&#8217; ability to lift their front paws when put into a different environment. As the PD model mice show arching&#8212;the mouse arches its back&#8212;the number of paw liftings decrease. This test is easy to execute. The open field test is used to detect the amount of time the mice spend on running, walking, and remaining immobile. We analyze animals&#8217; movements in open field using software and obtain data. Lastly, we use L-DOPA, one of the most commonly used PD drugs, as one example to show how to apply this model to the study of PD drugs. Our results indicate that MPTP neurotoxicity induces motor deficit which can be mitigated by L-DOPA.

Behavioral Assessments of Spontaneous Locomotion in a Murine MPTP-induced Parkinson&#039;s Disease Model

We describe establishment of a murine model for Parkinson's disease using MPTP, and behavioral assessments using cylinder and open field tests to measure motor function. We then use L-DOPA as one example to show how to apply this model in the study of PD drugs.

تقييمات السلوكية للحركة عفوية في نموذج مورين MPTP الناجمة عن مرض باركنسون

Parkinson&#8217;s disease (PD) is a common neurodegenerative disorder disease, causing the phenomenon of shaking, rigidity, slowness of movement and ...

A Behavioral Test Battery for the Repeated Assessment of Motor Skills, Mood, and Cognition in Mice

Pharmacological and toxicological studies in neurodegeneration require comprehensive behavioral analysis in mice because motor dysfunctions and dysfunctions in mood and cognition are common and often shared symptoms in neurodegenerative diseases. Shown here is a behavioral test battery for motor, mood, and cognition, which can be repeatedly tested in a longitudinal study. This battery assesses the overall behavioral phenotype in mice by examining each domain of behavior with at least two independent well-accepted tests (i.e., open-field test and rotarod test for motor function, social interaction test, elevated plus maze test, and forced swim test for emotional function, and Morris water maze test and novel object recognition test for cognitive function). Therefore, this sensitive and comprehensive test battery is a powerful tool for the study of behavioral alternation in neurodegeneration.

A comprehensive behavioral test battery of motor skills, mood&#8212;including social interaction, depression, and anxiety&#8212;and cognition is designed for the repeated assessment of neurodegeneration-related behavioral changes in mice.