Support: Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health (DK064862, NS058525 und AA019357 zu GGF) unterstützt.

1. Kurzfristige LMA Set Up und Vorgehensweise <ol><li> Kurzfristige LMA Käfig einrichten <ol><li> Testen kurzfristigen LMA im eigenen Käfig eines einzeln untergebracht Maus. Um VTS-abhängige Bildanalyse zu erleichtern, verwenden Betten in hohem Kontrast mit Maus Farbe (dh dunkle Bettwäsche für weiße Mäuse und helle Bettwäsche für schwarze Mäuse). </li><li> Während kurzfristige LMA Tests decken Käfige mit klaren ¼ in Plexiglas mit 11 x ¼ Durchmesser Löcher, geeignete Belüftung zu unterstützen. </li></ol></li><li> Kurzfristige LMA Testraum <ol><li> Testen Mäuse in einer sauberen Umgebung, in der sie wurden für mindestens 24 Stunden 8 eingewöhnt. </li><li> Um die Testumgebung beleuchten, verwenden Grübler Klemme Leuchten mit roten Zwiebeln (&lt;125 Lumen). Vor Videografie, den Winkel und die Position der Lichter, um die Blendung oder Reflexionen von den Plexiglas Käfigdach entfernen. </li><li> Entfernen oder zu vermeiden Raumgeräuscheüber 70 dB. Verwenden Sie ein weißes Rauschen-Generator, wenn intermittierende Hintergrundrauschen ist unvermeidlich beim Maus-Tests. </li><li> Bedecken Sie den Test Oberfläche, auf der die Käfige in den Testraum mit Metzger oder Labortisch Papier von ähnlicher Farbe an den Käfig Bettwäsche gestellt werden, im Falle der Käfig Boden während Videografie ausgesetzt. </li></ol></li><li> Kurzfristige LMA Videografie <ol><li> Mitte und legen Sie eine Decke montierten Nachtsicht-fähige Videokamera mit mindestens 120 GB Speicher über dem Aufnahmebereich in den Testraum. Überschreiten Sie nicht das Auflösungsvermögen der VTS, indem zu viele Käfige innerhalb der Videokamera Blick Rahmen (zB Ethovision XT 7 von Noldus Information Technology (Leesburg VA) gleichzeitig verfolgen 8 Mäusen in Echtzeit) verwendet. </li></ol></li><li> Kurzfristige LMA Testverfahren <ol><li> Testen kurzfristigen LMA während der aktiven / dunkle Phase des Licht-Zyklus. Stellen Sie sicher, dass die Zeit relativ zu dem Licht-Zyklus ist the gleiche für alle Gruppen, wie LMA eine crepuscular Muster, mit mehr Aktivität folgt während der frühen und späteren Perioden der Dunkel-Zyklus 1. Umfassen sowohl experimentelle und Kontrollpersonen in jeder Gruppe von Mäusen aufgenommen, um mögliche Auswirkungen der zeitlichen Unterschiede in LMA gewährleisten werden minimiert. </li><li> Individuell Haus und akklimatisieren Mäuse mindestens 24 Stunden vor Beginn des Tests LMA 8. </li><li> Legen Sie die Käfig Teiler und Käfige (die einzelnen Mäuse) direkt unter die Kamera. Entfernen Sie alle Verschachtelung / Bereicherung Material aus den Käfigen, da dies die Ansicht der Maus (zB wenn die Maus Höhlen / deckt sich mit Nistmaterial) behindern kann und stören VTS Genauigkeit. Legen Sie ein klares Plexiglas Deckel auf jedem Käfig aufgezeichnet. </li><li> Wenn videoing mehrere Käfige gleichzeitig sicher sein, dass die Auflösung mit den gewählten VTS ist. Um VTS Analyse zu erleichtern, positionieren die Käfige identisch in jeder Teiler (dh der oberen rechten Ecke). </li><li> Starten Sie die Aufnahme. Beginnen Sie jedes Video mit einem Schieferdach, das alle relevanten Informationen identifiziert experimentelle um eine ordnungsgemäße Identifizierung des Videos unabhängig von jeder zusätzlichen Nicht-Video-Dokumentation zu gewährleisten. Verwenden Sie einen Timer oder die Stoppuhr für die Dauer des Tests LMA (5-10 min) zu verfolgen. Wenn Timing-Informationen verloren, erholen sie aus der Videoaufzeichnung. </li><li> Für wiederholte Messungen mit der kurzfristigen LMA Verfahren erlauben Mäusen zu Nahrung und Wasser in den nicht-Messintervalle zugreifen. </li><li> Während des Tests, halten alle Experimentatoren aus den Augen der Mäuse um nicht als externe visuelle Cue handeln. </li><li> Wenn der Test beendet ist, kehren / ersetzen Verschachtelung / Bereicherung Material, um das Potenzial für die Entwicklung von Angst-ähnliches Verhalten 8 zu reduzieren. </li></ol></li><li> Kurzfristige LMA Analyse <ol><li> Bewahren Sie die Video-Aufnahmen aus der Test-Session zu einem Archiv Medien kompatibel mit den VTS verwendet. Für Ethovision XT 7, einen Computer auf die Festplatte (HDD) wird verwendet,. </li><li> Replay die Videos in den VTS mit den angeschlossenen Media-Player, die Analyse der Videos in Echtzeit. In Abbildung 1 sind die Erkennung Variablen: 2 cm / sec beginnt Tracking; 1,75 cm / sec stoppt Tracking-Systems. </li><li> Zunächst wählen Sie den gesamten Käfig Etage wie die Region of Interest (ROI) für die Verfolgung. Für fortgeschrittene Analysen, wie Prüfung der Thigmotaxis, erstellen Sie mehrere intra-Käfig ROIs. </li><li> Für Hochdurchsatz-Studien analysieren alle Käfige im Video gleichzeitig mit individuellen Rundum-Käfigboden ROIs. </li><li> Mit den VTS zur Berechnung der gesamten Strecke bewegt (cm), Geschwindigkeit der Bewegung (cm / sec) und die Dauer der Bewegung (s). Für Ethovision XT 7, exportieren Sie die Daten in Microsoft Excel für die Lagerung und zusätzliche Analyse generiert. </li></ol></li></ol> 2. Langfristige LMA Testing Aufstellung und Vorgehensweise <ol><li> Langfristige LMA Tests Käfigkonstruktion <ol><li> Schneiden Sie ein 5,5 cm Durchmesser Loch in der kurz-Stirnwandeiner Standard-Maus Käfig. Erstellen Sie eine Abdeckung für das Loch mit ¼ aus verzinktem Stahlgitter. Schneiden Sie das Netz, wodurch mehrere ½ in Öffnungen Maus Zugang zu Lebensmitteln zu ermöglichen. Burnish jede Masche Schnitt um scharfe Kanten zu entfernen. </li><li> Verwenden Sie zusätzliche Masche, um eine externe Trichter direkt auf das Netz verwendet, um die 5,5 cm Öffnung abzudecken verbunden erstellen. Verbinden Sie den Trichter auf das Netz verwendet werden, um das Loch abzudecken, und befestigen Sie die Assembly in den Käfig mit Alu-Nieten. </li><li> Konstruieren Sie eine Flasche Wasser aus einem Standard 50 ml konisch (Corning) und einem 1-Loch Gummistopfen (Fisher), die über-gebohrt, um zum Einsetzen von nicht-Tropf-Online-Saugrohr (Sta-Pure Systems) ermöglichen. Befestigen Sie die Wasserflasche an den Käfig mit Klettband (3M) und legen Sie die Online-Saugrohr durch die Maschen fallen Öffnung. </li><li> Während langfristige LMA Tests decken Käfige mit klaren ¼ in Plexiglas mit 11 x ¼ Durchmesser Löcher, geeignete Belüftung zu unterstützen. </li></ol></li><li> Langfristige LMA Testraum<ol><li> Langfristige LMA Testraum eingerichtet ist identisch mit kurzfristigen LMA. Siehe Abschnitt 1.2 für das Verfahren. </li></ol></li><li> Langfristige LMA Videografie <ol><li> Mitte und legen Sie eine Decke angebrachte Infrarot-, Sicherheits-Stil, Kamera direkt an einen PC über den Aufnahmebereich in den Testraum verknüpft. Nur notieren Sie die Anzahl der Käfige auf einmal, dass die Ergebnisse in den einzelnen Käfig Auflösung innerhalb der Leistungsfähigkeit der VTS (zB Ethovision XT 7 gleichzeitig verfolgen 8 Mäusen in Echtzeit). </li></ol></li><li> Langfristige LMA Testverfahren <ol><li> Testen langfristige LMA während der aktiven / dunkle Phase des Licht-Zyklus. Stellen Sie sicher, dass die Zeit relativ zu dem Licht-Zyklus ist die gleiche für alle Gruppen, wie LMA folgt eine crepuscular Muster mit mehr Aktivität in den frühen und späteren Perioden der Dunkel-Zyklus 1. Testen Sie beide Versuchs-und Kontrollgruppe in jeder Gruppe von Mäusen aufgenommen Minimierung möglicher gewährleistenAuswirkungen der zeitlichen Unterschiede in LMA. </li><li> Individuell Haus und akklimatisieren die Test-Mäuse in den modifizierten Käfigen für mindestens 24 Stunden. </li><li> Legen Sie die Käfig Teiler und Käfige (die einzelnen Mäuse) direkt unter die Kamera. Entfernen Sie alle Verschachtelung / Bereicherung Material aus den Käfigen, um eine ungehinderte Sicht der Maus gewährleisten. Maus Wühlen in den Nistmaterial wird mit der Fähigkeit der VTS, um die Maus zu verfolgen stören. Legen Sie ein klares Plexiglas Deckel auf jedem der Käfige zu erfassen. </li><li> Bei der Aufnahme mehrere Käfige auf einmal sicher, dass die Auflösung ist kompatibel mit den gewählten VTS. Um VTS Analyse Stellung Käfige identisch Leichtigkeit in jedem Teiler (dh der oberen rechten Ecke). </li><li> Langfristige LMA Prüfung wird in der Regel in Echtzeit analysiert und eine Videoaufzeichnung ist in der Regel nicht erstellt. Ein Video-Aufzeichnung kann durch Verwendung eines sekundären Kamera oder über ein DVD-Recorder in Verbindung mit der primären Kamera aufgezeichnet werden. Achten Sie darauf, detaillierte Aufzeichnungen einzelner haltenMaus und Gruppen-Informationen. </li><li> Richten Sie die VTS für die Echtzeit-Analyse. Der gesamte Käfig Boden sollte umfassen die ROI für das Tracking. Richten Sie ROIs für alle Käfige aufgezeichnet. Mit den VTS zur Berechnung der gesamten Strecke bewegt (cm), Geschwindigkeit der Bewegung (cm / sec) und die Dauer der Bewegung (s). In Fig. 2 wurden die Erkennung Variablen: 2 cm / sec beginnt Tracking; 1,75 cm / sec hält Tracking. </li><li> Starten Sie die Aufnahme mit der Maus langfristige LMA. Überwachen Sie die Dauer der langfristigen LMA Tests über die Uhr mit der Analyse von Computer verbunden. </li><li> Während des Tests, halten alle Experimentatoren aus den Augen der Mäuse um nicht als externe visuelle Cue handeln. </li><li> Wenn der Test beendet ist, kehren / ersetzen Verschachtelung / Bereicherung Material, um das Potenzial für die Entwicklung von Angst-ähnliches Verhalten 8 zu reduzieren. </li></ol></li><li> Langfristige LMA Analyse <ol><li> Langfristige LMA Analyse erfolgt in Echtzeit ohne die Erzeugung einer Videoaufzeichnung. Exportieren Sie die Daten in Microsoft Excel zur Speicherung und Analyse bei Verwendung Ethovision XT 7. </li><li> Um ein Video Rekord für langfristige LMA generieren, verwenden Sie eine zweite Kamera. Seien Sie sicher, dass die zweite Kamera verfügt über ausreichend Speicherkapazität ausreicht, um die möglicherweise langwierigen Aufnahme (n) zu speichern. </li></ol></li></ol>

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	<li>Goulding, E. H., Schenk, A. K., Juneja, P., MacKay, A. W., Wade, J. M., Tecott, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+robust+automated+system+elucidates+mouse+home+cage+behavioral+structure.">A robust automated system elucidates mouse home cage behavioral structure.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 20575-20582 (2008).</li><li>Kent, S., Bluth&#233;, R. M., Kelley, K. W., Dantzer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sickness+behavior+as+a+new+target+for+drug+development.">Sickness behavior as a new target for drug development.</a> Trends Pharmacol. Sci. 13, 24-28 (1992).</li><li>Dantzer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytokine,+sickness+behavior,+and+depression.">Cytokine, sickness behavior, and depression.</a> Immunol. Allergy Clin. North Am. 29, 247-264 (2009).</li><li>Godbout, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exaggerated+neuroinflammation+and+sickness+behavior+in+aged+mice+following+activation+of+the+peripheral+innate+immune+system.">Exaggerated neuroinflammation and sickness behavior in aged mice following activation of the peripheral innate immune system.</a> FASEB J. 19, 1329-1331 (2005).</li><li>York, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biobehavioral+and+neuroimmune+impact+of+low-dose+ionizing+radiation.">The biobehavioral and neuroimmune impact of low-dose ionizing radiation.</a> Brain Behav. Immun. 26, 218-227 (2012).</li><li>York, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individually+ventilated+cages+cause+chronic+low-grade+hypoxia+impacting+mice+hematologically+and+behaviorally.">Individually ventilated cages cause chronic low-grade hypoxia impacting mice hematologically and behaviorally.</a> Brain Behav. Immun. 26, 951-958 (2012).</li><li>Jennings, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refining+rodent+husbandry:+the+mouse.+Report+of+the+Rodent+Refinement+Working+Party.">Refining rodent husbandry: the mouse. Report of the Rodent Refinement Working Party.</a> Lab. Anim. 32, 233-259 (1998).</li><li>York, J. M., Blevins, N. A., Baynard, T., Freund, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+testing+methods+in+psychoneuroimmunology.">Mouse testing methods in psychoneuroimmunology.</a> Methods in Molecular Biology. 934, 243-276 (2012).</li><li>Dantzer, R., O'Connor, J. C., Freund, G. G., Johnson, R. W., Kelley, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+inflammation+to+sickness+and+depression:+when+the+immune+system+subjugates+the+brain.">From inflammation to sickness and depression: when the immune system subjugates the brain.</a> Nat. Rev. Neurosci. 9, 46-56 (2008).</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=Behavioral+phenotyping+of+rodents.">Behavioral phenotyping of rodents.</a> Comp. Med. 53, 140-146 (2003).</li><li>Karelina, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+isolation+alters+neuroinflammatory+response+to+stroke.">Social isolation alters neuroinflammatory response to stroke.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 5895-5900 (2009).</li></ol>

Autoren erklären, keinen Interessenkonflikt.

Die Symptome der Krankheit bei Mäusen sind Lethargie, Verlust des Interesses an sozialen und ökologischen Umgebung, Unwohlsein und Appetitlosigkeit 2-3. Bei Mäusen und anderen Nagetieren, können verwendet werden, um Krankheit LMA nach Aktivierung des Immunsystems 4-5 zu bewerten. Darüber hinaus bietet langfristige LMA die Fähigkeit, Bewegung über eine 24 Stunden (oder mehr) Zeit zu verfolgen, so dass die Analyse der Behandlung induzierten Veränderungen der circadianen Verhalten oder Störun...

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="586">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21">Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="276">
			<td height="276">Video camera</td>
			<td>Sony</td>
			<td>HDR-XR500V</td>
			<td>Other, similar video cameras may work as well. The file storage format (codec/container) must be compatible with the VTS used. It is recommended when initially establishing a VTS to choose the VTS first and work with the vendor in choosing an appropriate camera, especially with respects to file format and video resolution compatibility.</td>
		</tr>
		<tr height="331">
			<td height="331">Opaque cage dividers</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Custom fabricated based on specific cage dimensions. To facilitate image analysis, dividers should be of a similar color to the cage bedding. Structurally fixed dividers are preferrable because they speed setup between multi-mice experiments, such as those involving repeated measurements. Sturdy transportable cage dividers can be constructed of 1/2 inch opaque plastic and joined via a series of cross laps.</td>
		</tr>
		<tr height="74">
			<td height="74">Light or Dark bedding (opposite of mouse coat color)</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Available from several laboratory animal supply distributors, depending on location.</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37">Clear Plexiglas cage tops</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Custom fabricated based on cage dimensions.</td>
		</tr>
		<tr height="92">
			<td height="92">Automated video tracking software (EthoVision XT 7)</td>
			<td>Noldus Information Technology</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>A variety of VTS manufacturers exist, use of other software may suffice.</td>
		</tr>
		<tr height="55">
			<td height="55">PC</td>
			<td>Dell Inc.</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>See VTS software providers minimum PC .requirements</td>
		</tr>
		<tr height="83">
			<td height="83">White noise generator</td>
			<td>Dohm</td>
			<td>DS</td>
			<td>A variety of white noise generators are available, depending on need.</td>
		</tr>
		<tr height="146">
			<td height="146">Brooder clamp lights with red light bulbs</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Several sizes and styles available. Number required depends on room size/lighting needs. Do not exceed 125 lumens in the testing room.</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62">Lab bench or butcher paper</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Paper should match or be very similar in color to the cage bedding.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mouse short- and long-term locomotor activity analyzed by video tracking software

Laufaktivität (LMA) ist eine einfache und leicht durchgeführt Messung des Verhaltens bei Mäusen und anderen Nagetieren. Verbesserungen in der Video-Tracking-Software (VTS) haben es erlaubt zu LMA Tests gekoppelt werden, dramatisch verbessert Spezifität und Sensitivität bei der Linienüberquerungen Verfahren mit manueller Scoring verglichen. Darüber hinaus ermöglicht VTS Hochdurchsatz-Experimente. Während ähnliche automatisierte Video-Tracking für den offenen Feldtest (OFT) verwendet werden, ist LMA Tests einzigartig, da es ermöglicht Mäusen, in ihrer Heimat zu bleiben und Käfig nutzt nicht das anxiogenen Reiz der hellen Beleuchtung während der aktiven Phase des Hell-Dunkel- Zyklus. Traditionell wurde LMA für kurze Zeit (Minuten) verwendet worden, während längere Bewegung Studien (Stunden-Tage) häufig verwendet haben Sender und biotelemetry implantiert. Durch die Möglichkeit der Echtzeit-Tracking-, Fern-, wie kurzfristige LMA Prüfung können jetzt unter Verwendung Videografie werden. Langfristige LMA Tests erfordert eine spezialisierte, Aber leicht konstruiert, Käfig, so dass Nahrung und Wasser (die in der Regel auf dem Käfig oben positioniert) nicht behindert Videografie. Wichtig ist, ermöglicht Videografie und VTS für die Quantifizierung von Parametern wie Weg der Bewegung der Maus, die schwierig oder unmöglich, mit Linie Kreuzung und / oder biotelemetry messen sind. In der Summe ergibt LMA Tests gekoppelt VTS eine vollständigere Beschreibung der Mausbewegung und die Fähigkeit zur Fortbewegung über einen längeren Zeitraum zu untersuchen.

Ein Beispiel der Ergebnisse aus einer wiederholten Maßnahmen wird kurzfristig LMA-Test in Abbildung 1 dargestellt. Diese Zahl zeigt, dass nach Lipopolysaccharid (LPS) Verwaltung, Mäuse einzeln in belüfteten Käfighaltung (IVC) erholen kurzfristigen Bewegungsaktivität untergebracht schneller als Mäuse in umgebenden Umwelt Käfighaltung (AEC) 6 untergebracht. Während die anfängliche Verlust der motorischen Aktivität ist ähnlich zwischen LPS injiziert Gruppen, ist die Erholung basalen L...

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Mouse Short- and Long-term Locomotor Activity Analyzed by Video Tracking Software

Laufaktivität (LMA) ist eine einfache und leicht durchgeführt Messung des Verhaltens bei Mäusen. Kopplung von Video-Tracking-Software (VTS) und LMA ermöglicht die Verbesserung der Spezifität und Sensitivität, vor allem, wenn mit dem Handbuch, Linie überqueren Methode der LMA Analyse verglichen. Zusätzlich VTS ermöglicht langfristige Verfolgung von Maus LMA.

Maus Kurz-und Langzeit-Bewegungsaktivität von Video-Tracking-Software analysiert

Locomotor  activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice  and other rodents. Improvements in video tracking software ...

mouse-short-long-term-locomotor-activity-analyzed-video-tracking

Research

JoVE Journal

Behavior

20.1K Aufrufe.  University of Illinois at Urbana-Champaign. Laufaktivität (LMA) ist eine einfache und leicht durchgeführt Messung des Verhaltens bei Mäusen. Kopplung von Video-Tracking-Software (VTS) und LMA ermöglicht die Verbesserung der Spezifität und Sensitivität, vor allem, wenn mit dem Handbuch, Linie überqueren Methode der LMA Analyse verglichen. Zusätzlich VTS ermöglicht langfristige Verfolgung von Maus LMA.

Serie: Mouse Short- and Long-term Locomotor Activity Analyzed by Video Tracking Software

Long-term Potentiation of Perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Freely Behaving Mice

Studies of long-term potentiation of synaptic efficacy, an activity-dependent synaptic phenomenon having properties that make it attractive as a potential cellular mechanism underlying learning and information storage, have long been used to elucidate the physiology of various neuronal circuits in the hippocampus, amygdala, and other limbic and cortical structures. With this in mind, transgenic mouse models of neurological diseases represent useful platforms to conduct long-term&#160;potentiation (LTP) studies to develop a greater understanding of the role of genes in normal and abnormal synaptic communication in neuronal networks involved in learning, emotion and information processing. This article describes methodologies for reliably inducing LTP in the freely behaving mouse. These methodologies can be used in studies of transgenic and knockout freely&#160;behaving mouse models of neurodegenerative diseases.

Transgenic and knockout mouse models of neurological diseases are useful for studying the role of genes in normal and abnormal neurophysiology. This article describes methodologies which can be used to study long-term potentiation, a cellular mechanism which may underlie learning and memory, in transgenic and knockout freely&#160;behaving mouse models of neuropathology.

Langzeit-Potenzierung der perforant Pathway-Gyrus dentatus Synapse in Frei Behaving Mäuse

Studies of long-term potentiation of synaptic efficacy, an activity-dependent synaptic phenomenon having properties that make it attractive as a potential ...

Forschung

Verhalten

Behavioral and Locomotor Measurements Using an Open Field Activity Monitoring System for Skeletal Muscle Diseases

The open field activity monitoring system comprehensively assesses locomotor and behavioral activity levels of mice. It is a useful tool for assessing locomotive impairment in animal models of neuromuscular disease and efficacy of therapeutic drugs that may improve locomotion and/or muscle function. The open field activity measurement provides a different measure than muscle strength, which is commonly assessed by grip strength measurements. It can also show how drugs may affect other body systems as well when used with additional outcome measures. In addition, measures such as total distance traveled mirror the 6 min walk test, a clinical trial outcome measure. However, open field activity monitoring is also associated with significant challenges: Open field activity measurements vary according to animal strain, age, sex, and circadian rhythm. In addition, room temperature, humidity, lighting, noise, and even odor can affect assessment outcomes. Overall, this manuscript provides a well-tested and standardized open field activity SOP for preclinical trials in animal models of neuromuscular diseases. We provide a discussion of important considerations, typical results, data analysis, and detail the strengths and weaknesses of open field testing. In addition, we provide recommendations for optimal study design when using open field activity in a preclinical trial.

Open field activity levels are used to assess locomotive and behavioral activity levels. This protocol provides a well-designed, standardized protocol to use in preclinical trials for neuromuscular disorders.

Verhaltens-und Bewegungsapparat Messungen mit einem offenen Feld Activity Monitoring-System für Skelettmuskelerkrankungen

The open field activity monitoring system comprehensively assesses locomotor and behavioral activity levels of mice. It is a useful tool for assessing ...

Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. However, studying human locomotor learning can be challenging. During infancy and childhood, the neuromuscular system is quite immature, and it is unlikely that locomotor learning during early stages of development is governed by the same mechanisms as in adulthood. By the time humans reach maturity, they are so proficient at walking that it is difficult to come up with a sufficiently novel task to study de novo locomotor learning. The split-belt treadmill, which has two belts that can drive each leg at a different speed, enables the study of both short- (i.e., immediate) and long-term (i.e., over minutes-days; a form of motor learning) gait modifications in response to a novel change in the walking environment. Individuals can easily be screened for previous exposure to the split-belt treadmill, thus ensuring that all experimental participants have no (or equivalent) prior experience. This paper describes a typical split-belt treadmill adaptation protocol that incorporates testing methods to quantify locomotor learning and generalization of this learning to other walking contexts. A discussion of important considerations for designing split-belt treadmill experiments follows, including factors like treadmill belt speeds, rest breaks, and distractors. Additionally, potential but understudied confounding variables (e.g., arm movements, prior experience) are considered in the discussion.

We describe a protocol for investigating human locomotor adaptation using the split-belt treadmill, which has two belts that can drive each leg at a different speed. We specifically focus on a paradigm designed to test the generalization of adapted locomotor patterns to different walking contexts (e.g., gait speeds, walking environments).

Verwenden eine Split-Gürtel-Laufband zum Verallgemeinerung des menschlichen Bewegungsapparates Anpassung auswerten

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. ...

A Novel Single Animal Motor Function Tracking System Using Simple, Readily Available Software

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor deficits. Motor impairments were manually quantified through an open field grid test to measure the gross motor function and through a ladder test to measure the fine motor function. Here, we discuss a technique for the automated quantification of the video-recorded tests using our custom Capadona Behavioral Video Analysis System: Grid and Ladder Test, or BVAS. Leveraging simple and readily available coding software (see the Table of Materials), this program allows for the tracking of a single animal on both the open field grid and the ladder tests. In open field grid tracking, the code thresholds the video for intensity, tracks the position of the rat over the 3 min duration of the grid test, and analyzes the path. It then computes and returns measurements for the total distance traveled, the maximum velocity achieved, the number of left- and right-handed turns, and the total number of grid lines crossed by the rat. In ladder tracking, the code again thresholds the video for intensity, tracks the movement of the rat across the ladder, and returns calculated measurements including the time it took the rat to cross the ladder, the number of paw slips occurring below the plane of the ladder rungs, and the incidence of failures due to stagnation or reversals. We envision that the BVAS developed here can be employed for the analysis of motor function in a variety of applications, including many injury or disease models.

The current study aimed to automate the quantification of motor deficits in rats. The initial evaluation model assesses motor loss resulting from an intracortical microelectrode implantation in the motor cortex. We report on the development and use of a tracking algorithm using easily adaptable, simple, and readily available coding software.

Eine neuartige einzigen tierischen Motorik Tracking-System mit einfachen, leicht verfügbaren Software

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor ...

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.

Automatisiert, langfristige Verhaltensstörungen Assay für kognitive Funktionen in mehreren genetischen Modellen der Alzheimer-Krankheit, mit IntelliCage

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

Classical Short-Delay Eyeblink Conditioning in One-Year-Old Children

Classical eyeblink conditioning (EBC) refers to the learned association between a conditioned stimulus (an auditory tone) and an unconditioned stimulus (a puff of air to the cornea). Eyeblink conditioning is often used experimentally to detect abnormalities in cerebellar-dependent learning and memory that underlies this type of associative learning. While experiments in adults and older children are relatively simple to administer using commercial equipment, eyeblink conditioning in infants is more challenging due to their poor compliance, which makes correct positioning of the equipment difficult. To achieve conditioning in one-year-old infants, a custom-made or an adapted commercial system can be used to deliver the air puff to the infant's cornea. The main challenge lies in successfully detecting and classifying the behavioral responses. We report that automated blink detection methods are unreliable in this population, and that conditioning experiments should be analyzed using frame-by-frame analysis of supplementary video camera recordings. This method can be applied to study developmental changes in eyeblink conditioning and to examine whether this paradigm can detect children with neurological disorders.

This protocol describes an eyeblink conditioning paradigm appropriate for experiments with one-year-old infants. Commercial or custom-made equipment can be used to deliver the stimuli, and data collection and analysis should be performed on the video recordings.

Klassische kurze Verzögerung Eyeblink Konditionierung in One-jährige Kinder

Classical eyeblink conditioning (EBC) refers to the learned association between a conditioned stimulus (an auditory tone) and an unconditioned stimulus (a ...

Measuring Active and Passive Tameness Separately in Mice

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two behavioral components: a reluctance to avoid humans (passive tameness) and a motivation to approach humans (active tameness). To quantify these components in mice, we previously developed behavioral tests for active tameness, passive tameness, and the willingness to stay on a human hand, each designed to be completed within 3 min. The data obtained were used for selective breeding, with a large number of mice analyzed per generation. The active tameness test measures the movement of the mouse toward a human hand and the contact it engages in. The passive tameness test measures the duration of time that a mouse tolerates human touch. In the stay-on-hand test, a mouse is placed on a human hand and touched slowly using the thumb of that hand; the duration of time that the animal remains on the hand is measured. Here, we describe the test set-up and apparatus, explain the procedures, and discuss the appropriate data analysis. Finally, we explain how to interpret the results.

Tameness in animals includes a reduction of avoidance responses to humans (passive tameness) and an increase in active approaches to humans (active tameness). Here, we describe detailed protocols for three behavioral tests (active tameness, passive tameness, and stay-on-hand tests) to separately measure the active and passive tameness of mice.

Messung der aktiven und passiven Zahmheit separat bei Mäusen

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two ...

Elevated Plus Maze Test Combined with Video Tracking Software to Investigate the Anxiolytic Effect of Exogenous Ketogenic Supplements

The overall goal of this study is to describe the methodology of the elevated plus maze (EPM) test in combination with a video tracking software. The purpose of the method is to document the effect of various potential anxiolytic treatments on laboratory rodent models. The EPM test is based on the rodents&#39; proclivity toward protected, enclosed dark spaces and unconditioned fear of open spaces and heights, and their innate intense motivation to explore novel environments. The EPM test is a widely used behavioral test for investigating the anxiolytic or anxiogenic responses of rodents given drugs that are known to affect behavior. Observation demonstrating a decreased proportion of time spent on closed arms, an increased proportion of time spent on open arms, a reduced number of entries to closed arms, and an elevated number of entries to open arms measured by the EPM test may reflect reduced anxiety levels. Using this method, the effect of exogenous ketone supplements on anxiety-related behavior is tested in Sprague Dawley (SPD) rats. Exogenous ketone supplements are chronically fed to the rats for 83 days or subchronically and acutely orally gavaged, daily for 7 days, before conducting the EPM test. Behavioral data collection is performed using the SMART video tracking system by a blinded observer at the end of the treatments. The main findings indicate that the EPM test is an effective method to detect the ketone supplement-induced anxiolytic effect and can be considered a sensitive measure to assess changes in anxiety behavior associated with drug- or metabolic-based therapies.

Here, we present a protocol to investigate changes in the anxiety level of rodent animal models. The elevated plus maze (EPM) test, used together with a video tracking software, provides a reliable method to document the effect of various potential anxiolytic treatments in preclinical laboratory scenarios.

Erhöhte Plus Labyrinth Test in Kombination mit Video Tracking-Software um die angstlösende Wirkung von exogenen ketogene Ergänzungen zu untersuchen

The overall goal of this study is to describe the methodology of the elevated plus maze (EPM) test in combination with a video tracking software. The ...

Short Session High Intensity Interval Training and Treadmill Assessment in Aged Mice

High intensity interval training (HIIT) is emerging as a therapeutic approach to prevent, delay, or ameliorate frailty. In particular short session HIIT, with regimens less than or equal to 10 min is of particular interest as several human studies feature routines as short as a few minutes a couple times a week. However, there is a paucity of animal studies that model the impacts of short session HIIT. Here, we describe a methodology for an individually tailored and progressive short session HIIT regimen of 10 min given 3 days a week for aged mice using an inclined treadmill. Our methodology also includes protocols for treadmill assessment. Mice are initially acclimatized to the treadmill and then given baseline flat and uphill treadmill assessments. Exercise sessions begin with a 3 min warm-up, then three intervals of 1 min at a fast pace, followed by 1 min at an active recovery pace. Following these intervals, the mice are given a final segment that starts at the fast pace and accelerates for 1 min. The HIIT protocol is individually tailored as the speed and intensity for each mouse are determined based upon initial anaerobic assessment scores. Additionally, we detail the conditions for increasing or decreasing the intensity for individual mice depending on performance. Finally, intensity is increased for all mice every two weeks. We previously reported in this protocol enhanced physical performance in aged male mice and here show it also increases treadmill performance in aged female mice. Advantages of our protocol include low administration time (about 15 min per 6 mice, 3 days a week), strategy for individualizing for mice to better model prescribed exercise, and a modular design that allows for the addition or removal of the number and length of intervals to titrate exercise benefits.

Short session (&#8804;10 min) high intensity interval training (HIIT) is emerging as an alternative to longer exercise modalities, yet the shorter variants are rarely modeled in animal studies. Here, we describe a 10 min, 3 day a week, uphill treadmill HIIT protocol that enhances physical performance in male and female aged mice.

Kurze Sitzung High Intensity Intervalltraining und Laufband-Beurteilung im Alter Mäuse

High intensity interval training (HIIT) is emerging as a therapeutic approach to prevent, delay, or ameliorate frailty. In particular short session HIIT, ...

Automated Measurements of Sleep and Locomotor Activity in Mexican Cavefish

Across phyla, sleep is characterized by highly conserved behavioral characteristics that include elevated arousal threshold, rebound following sleep deprivation, and consolidated periods of behavioral immobility. The Mexican cavefish, Astyanax mexicanus (A. mexicanus), is a model for studying trait evolution in response to environmental perturbation. A. mexicanus exist as in eyed surface-dwelling forms and multiple blind cave-dwelling populations that have robust morphological and behavioral differences. Sleep loss has occurred in multiple, independently-evolved cavefish populations. This protocol describes a methodology for quantifying sleep and locomotor activity in A. mexicanus cave and surface fish. A cost-effective video monitoring system allows for behavioral imaging of individually-housed larval or adult fish for periods of a week or longer. The system can be applied to fish aged 4 days post fertilization through adulthood. The approach can also be adapted for measuring the effects of social interactions on sleep by recording multiple fish in a single arena. Following behavioral recordings, data is analyzed using automated tracking software and sleep analysis is processed using customized scripts that quantify multiple sleep variables including duration, bout length, and bout number. This system can be applied to measure sleep, circadian behavior, and locomotor activity in almost any fish species including zebrafish and sticklebacks.

This protocol details the methodology for quantifying locomotor behavior and sleep in the Mexican cavefish. Previous analyses are extended to measure these behaviors in socially-housed fish. This system can be widely applied to study sleep and activity in other fish species.

Automatisierte Messungen des Schlafes und Bewegungsorgane Aktivität im mexikanischen Cavefish

Across phyla, sleep is characterized by highly conserved behavioral characteristics that include elevated arousal threshold, rebound following sleep ...