Wir sind dankbar für Hilfe mit den Videoinhalt Stanislav Lazopulo.

1. Messung fliegen Fortbewegung mittels Drosophila Activity Monitor (DAM) Hinweis: Details finden Sie unter Referenz 5.
<ol><li>Vorbereiten, die einzelnen Röhren mit Essen an einem Ende fliegen und Baumwolle auf der anderen. Ende mit der Nahrung sollte versiegelt werden, um zu verhindern, dass die Speisen austrocknen.
	<ol><li>Setzen ca. 5-6 g fliegen Essen in ein 50 mL Becherglas. Das Essen in kleine Stücke schneiden, so dass es einfacher ist, it. Schmelzen</li>
		<li>Connect 32 einzelne Glasröhren mit einem Gummiband.</li>
		<li>Das Essen im Becherglas schmelzen, durch Erhitzen in der Mikrowelle für 10-15 S. Stop der Mikrowelle alle 5 s und vorsichtig schütteln Sie den Becher um gleich Schmelzen von Lebensmitteln zu gewährleisten.</li>
		<li>, Während das Essen setzen die vorbereiteten einzelnen Rohre in das Becherglas mit Lebensmitteln noch flüssig ist. Die Rohre hoch und runter bewegen, so dass sie gleichmäßig gefüllt sind.</li>
		<li>Erlauben das Essen zum abkühlen und erstarren für ca. 1 h.</li>
		<li>Nachdem das Essen solide ist, entfernen Sie die Rohre mit der Nahrung aus den Becher.</li>
		<li>Dichtung am Ende mit dem Essen, mit Wachs. Sorgfältig reinigen ein Rohr mit einem Papiertuch, dann drücken Sie zuerst das Rohr gegen das Wachs. Visuell überprüfen die Qualität der Dichtung, und wiederholen Sie ggf. die Abdichtung wieder.</li>
		<li>Schließen Sie das andere Ende des Rohrs mit Baumwolle, Baumwolle erlauben Luft zu durchlaufen, während halten eine Fliege in der Röhre gesperrt.</li>
	</ol></li> <li>Legen eine Fliege in jedem einzelnen Röhrchen und die Rohre in die DAM.</li>
	<li>Ort-Monitore in einem Inkubator, der konstante Temperatur und Feuchtigkeit behält. Basierend auf dem Experiment, legen Sie die richtige hell/dunkel-Bedingungen wie folgt.
	<ol><li>Für hell/dunkel-Experimente der fliegen in hell/dunkel-Zyklus für das ganze Experiment halten. Verwenden Sie nicht den ersten Tag der Messungen in der Analyse.</li>
		<li>Für ständige Dunkelheit Experimente, halten Sie zuerst die fliegen für zwei Tage in hell/dunkel-Bedingungen für die Mitnahme und Synchronisation der Uhren und wechseln Sie dann in ständiger Dunkelheit. Verwenden Sie die Messungen ab dem ersten Tag der ständigen Dunkelheit nicht in die Analyse.</li>
	</ol></li> <li>Sammeln Sie mindestens vier Tage von Daten, die in der Analyse verwendet werden können. 
	Hinweis: Das DAM-System wird eine einzelne Datei mit einer Fortbewegung Aufnahme von alle fliegen im Monitor Ausgang.</li>
</ol> 2. Analyse der Daten <ol><li>Split die Monitor-Ausgang Datei in mehrere Dateien fliegen Einzelaktivität; jede Datei sollte eine einzelne Spalte &#39; .txt &#39; Datei mit einer einzelnen fliegen-Fortbewegung Messung.</li>
	<li>Run &#39; ModelFitPS3.m &#39; Funktion in einem Befehlsfenster Matlab mit folgenden input-Parameter: <ol><li>für Samplingrate, die Daten Sampling-Zeit-Intervall in Sekunden festlegen. Wenn Aktivität pro Minute gemessen wurde, geben Sie beispielsweise 60 wie die Samplingrate.</li>
		<li>Für Bin_interval legen Sie das Zeitintervall in Minuten, die Daten werden zur besseren Visualisierung Makulatur; das empfohlene bin Intervall beträgt 20-30 min.</li>
		<li>Für Trend, geben Sie &#34; 1 &#34; Wenn die Daten Grundlinie Trendschau und &#34; 0 &#34; sonst; Daten mit Trend werden einen Polynom zweiten Ordnung und subtrahieren sie dann aus den Daten zuerst trendbereinigte werden.</li>
	</ol></li> <li>In das Popup-Fenster wählen Sie eine einzelne Fliege Aktivitätsdatei. 
	Hinweis: Die erste Handlung ist Daten Leistungsspektrum und nicht die vertraute Tätigkeit Handlung. Aus der geplotteten Leistungsspektrum, bestimmen die primäre Periode T 0: entweder klicken Sie mit der linken Maustaste auf die circadiane Gipfel oder mit der rechten Maustaste auf die zweite harmonische Spitze (um T 0 / 2).</li>
	<li>Auf dem Grundstück geöffnete Daten zu überprüfen, ob am Morgen und Abend Spitzen gut visualisiert werden. Wenn dies nicht der Fall ist, ändern Sie den Bin_interval Wert von überall ein Rechtsklick auf die Grafik und den neuen Bin_interval-Wert in das Dialogfeld eingeben. Das Programm wird die Daten mit dem neuen Wert des Intervalls neu gezeichnet. Um den Bin_interval Wert zu akzeptieren, klicken Sie irgendwo auf das Diagramm.</li>
	<li>Das Programm wird neu zeichnen die Daten wieder und zeigen die ersten fünf Tage der Aktivität. Auf diesem Grundstück, klicken Sie auf die erste M-Spitze, die in der Analyse (manchmal ist es notwendig, ein oder zwei Tage zu überspringen) verwendet werden. 
	Hinweis: Das Programm wird der Graph der gepflückten Morgen Gipfel ab neu gezeichnet. Die blauen und roten Linien zeigen die ungefähre Position der E Peak und nächsten Tag M Gipfel jeweils basierend auf den Zeitraum bestimmt im Schritt 2.4.</li>
	<li>Im selben Diagramm wählen Sie Daten für einen vorläufigen Sitz der Daten mit dem Modell: Klicken Sie auf die folgenden Punkte (in diesem bestellen, beachten Sie, dass die Klick-Position mit einem roten Stern auf der Unterseite angezeigt wird): (i) oben M Spitze; (Ii) Ende der M-Gipfel; (Iii) Beginn der E-Gipfel; (iv) Gipfel des Berges E; (V) Ende der E-Gipfel; (vi) Gipfel des Berges M des nächsten Tages.</li>
	<li>Beachten Sie, dass das Programm nun das Leistungsspektrum präsentiert. 
	Hinweis: Die X Achse ist jetzt in der Frequenz gegeben.
	<ol><li>In dem geöffneten Fenster mit dem Leistungsspektrum, wählen Sie Punkte, die für den Einbau des analytische Ausdrucks für das Modell Leistungsspektrum verwendet werden. Die Periode im Schritt 2.4 erkannt wird mit einer roten Linie markiert. Um Befestigungspunkte auszuwählen, zunächst grob ermitteln der primären Periode, ähnlich wie bei Schritt 2.4. Dann mit dem Schieberegler, Feinabstimmung der primären Periode schätzen, sodass die Armatur zeigt (gezeigt mit roten Kreisen, nach dem Verschieben der Schieberegler erscheint) sind geschlossen, Spitzenwerte.</li>
	</ol></li> <li>Klicken Sie nach Auswahl der visuellen Höhepunkt &#34; akzeptieren &#34; und passt das Programm ausgewählte Punkten mit der analytische Ausdruck zum Berechnen der Modellparameter.</li>
	<li>Hinweis, das die Parameter und spektrale Fit Fehler in der Datei gespeichert sind &#34; model_fit_parameters.txtŔ das Programm spart zusätzlich 2 Figuren mit passt der Bewegungsorgane Daten und seine Leistungsspektrum.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Pittendrigh, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+systems:+general+perspective.">Circadian systems: general perspective.</a> Biological Rhythms. II, 57-80 (1981).</li><li>Zhang, E. E., Kay, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clocks+not+winding+down:+unravelling+circadian+networks.">Clocks not winding down: unravelling circadian networks.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 11 (11), 764-776 (2010).</li><li>Tataroglu, O., Emery, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+ticks+of+the+Drosophila+circadian+clock.">The molecular ticks of the Drosophila circadian clock.</a> Curr Opin Insect Sci. 7, 51-57 (2015).</li><li>Plautz, J. D., 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=Quantitative+analysis+of+Drosophila+period+gene+transcription+in+living+animals.">Quantitative analysis of Drosophila period gene transcription in living animals.</a> J Biol Rhythms. 12 (3), 204-217 (1997).</li><li>Chiu, J. C., Low, K. H., Pike, D. H., Yildirim, E., Edery, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assaying+locomotor+activity+to+study+circadian+rhythms+and+sleep+parameters+in+Drosophila.">Assaying locomotor activity to study circadian rhythms and sleep parameters in Drosophila.</a> J Vis Exp. (43), e2157 (2010).</li><li>Helfrich-F&#246;rster, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+control+of+morning+and+evening+components+in+the+activity+rhythm+of+Drosophila+melanogaster--sex-specific+differences+suggest+a+different+quality+of+activity.">Differential control of morning and evening components in the activity rhythm of Drosophila melanogaster--sex-specific differences suggest a different quality of activity.</a> J Biol Rhythms. 15 (2), 135-154 (2000).</li><li>Dautzenberg, F. M., Neysari, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Irreversible+binding+kinetics+of+neuropeptide+Y+ligands+to+Y2+but+not+to+Y1+and+Y5+receptors.">Irreversible binding kinetics of neuropeptide Y ligands to Y2 but not to Y1 and Y5 receptors.</a> Pharmacology. 75 (1), 21-29 (2005).</li><li>Lazopulo, A., Syed, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mathematical+model+provides+mechanistic+links+to+temporal+patterns+in+Drosophila+daily+activity.">A mathematical model provides mechanistic links to temporal patterns in Drosophila daily activity.</a> BMC Neuroscience. 17 (1), 14 (2016).</li><li>Donelson, N., Kim, E. Z., Slawson, J. B., Vecsey, C. G., Huber, R., Griffith, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+positional+tracking+for+long-term+analysis+of+Drosophila+sleep+and+locomotion+using+the+&amp;#34;tracker&amp;#34;+program.">High-resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the &amp;#34;tracker&amp;#34; program.</a> PloS ONE. 7 (5), e37250 (2012).</li><li>Schlichting, 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=A+Neural+Network+Underlying+Circadian+Entrainment+and+Photoperiodic+Adjustment+of+Sleep+and+Activity+in+Drosophila.">A Neural Network Underlying Circadian Entrainment and Photoperiodic Adjustment of Sleep and Activity in Drosophila.</a> J Neurosci. 36 (35), 9084-9096 (2016).</li><li>Guo, F., 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=Circadian+neuron+feedback+controls+the+Drosophila+sleep-activity+profile.">Circadian neuron feedback controls the Drosophila sleep-activity profile.</a> Nature. 536 (7616), 292-297 (2016).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Dieses Werk stellt Anweisungen für die Verwendung eine rechnerische Tool, das eine quantitative Beschreibung der fliegen-Fortbewegung Muster bereitstellt. Das Werkzeug passt Fortbewegung Daten mit einem mathematischen Modell, bestehend aus vier exponentielle Begriffe, die zusammen die Form und Größe der M und E Gipfel beschreiben. Die endgültigen Werte für die Modellparameter stammen aus passend die Leistungsspektren der Daten, wo können die Rohdaten artifizielle Effekte verzichten, die Daten binning oder Filterung...

Der circadiane Uhr ist eine endogene biochemische Oszillator mit einer Periode von etwa 24 Stunden und ist fast allgegenwärtig bei Tieren und Pflanzen1,2. Die Uhr hilft eines Organismus interne Prozesse und Verhalten an externe dunkle Lichtzyklus synchronisieren. Die genetische Struktur der circadianen Uhr hat seit den 1960er Jahren umfassend untersucht worden mit der Fruchtfliege, D. Melanogaster. In dieses Insekt, das Herzstück der circadianen Uhr besteht aus vier Proteinen: Zeitraum, TIMELESS, Uhr und Zyklus. Diese Kernkomponenten zusammen mit anderen Molekülen bilden eine Feedback-Schleife, die nahezu sinusförmige Schwingungen der Uhr Gene3,4produziert. Die circadiane Uhr fliegen ist weit studiert mit mehrtägigen Bewegungsorgane Aufnahmen wo fliegen Aktivität mit einem einzigen Infrarot-Strahl überqueren der Mitte von einer einzelnen Röhre5erkannt. Eine typische Fliege Aufnahme hat ein komplexes bimodales Muster mit zwei gut unterscheidbare Gipfel: Morgen Peak (M), der beginnt am Ende der Nacht und hat ein Maximum, wenn Lichter einschalten; und Abend Peak (E), die am Ende des Tages beginnt und hat ein Maximum, wenn6Lichter ausschalten. Interessanterweise ist die Form von solchen Verhaltens Aufnahme ganz anders als die einfache sinusförmigen Schwingungen, die auf molekularer Ebene, was auf die Tätigkeitsbereiche weitere Mechanismen, die einen Beitrag zu den beobachteten zeitlichen Muster beobachtet. Um diese versteckten Mechanismen besser zu verstehen, haben wir eine rechnerische Instrument entwickelt, die eine quantitative Beschreibung der zeitlichen Muster enthält.
In unserer Arbeit gelten Bewegungsorgane Rhythmen in Bezug auf eine Wellenform, die Fliege Aktivitätsmuster imitiert. Da einfache Sinuswellen verwendet werden kann, um die beobachteten rhythmische Veränderungen in Aktivität zu modellieren, testeten wir verschiedene Signalformen, die einfachste auszuwählen, die fängt die hervorstechenden Eigenschaften, die bei den Aufnahmen zu sehen. Fruchtfliege circadiane Verhalten wird durch die Aktivität der Neuronen Uhr gesteuert, die oft exponentielle Muster von Aktivierung und Deaktivierung7haben. Die exponentielle Dynamik und visuelle Analyse der Daten hat uns motiviert, ein Modell mit exponentiellen begriffen, bestehend aus vier Exponenten mit neun unabhängigen Parameter und stark ähnelten die Fliege Tätigkeit Muster8zu bauen. Zusätzlich zu den lokomotorischen Daten analysieren wir auch ihre Leistungsspektrum. Typische fliegen Wirkungsspektrum zeigt mehrere Peaks bei Oberschwingungen T02 T03, etc., zusätzlich zu der erwarteten grundlegenden Peak bei der zirkadianen Periode T0. Nach dem Fourier-Theorem erzeugt nur eine reine Sinuswelle einen einzigen Höhepunkt Leistungsspektren, während komplexere Wellenformen mehrere spektraler Peaks bei Oberschwingungen der primären Periode (Abbildung 1 zeigen). Daher angesichts der nicht-sinusförmigen zeitliche Muster fliegen Aktivität8, ein Multi-peak Leistungsspektrum der Daten soll mathematisch und bedeutet nicht zwangsläufig das Vorhandensein von mehreren Perioden der Schwingung. Wichtig ist, zeigt das Leistungsspektrum der vorgeschlagene Modell Wellenform auch Spitzen alle Oberwellen der primären Periode, ähnlich wie die Fliege Bewegungsorgane Aufnahmen, unterstreicht damit die Hi-Fi, mit denen unser Modell fliegende Daten sowohl in Zeit und Frequenz beschreibt.
Bei Zeit-Auflösungen von wenigen Minuten oder weniger fliegen Aktivität erscheint Daten laut, erschweren die Parameter direkt aus den raw-Daten zu extrahieren. Binning Daten in längeren Zeitabständen Geräuschpegel zu verringern, sondern verändern die Daten in einer Weise, die die Schätzung der Modellparameter beeinflussen können. Deshalb beziehen wir die Parameter von Leistungsspektren der Aufnahmen über einen analytischen Ausdruck für die erwartete Leistungsspektren aus der Fourier-Transformation des Modells Funktion8 (siehe zusätzliche Datei 1 Referenz8) berechnet. Dieser Ansatz der Parameter von den Leistungsspektren erhalten liefert genaue Parameterwerte ohne jede zusätzlichen Manipulationen, z. B. binning oder Filterung, die rohen Aktivitätsdaten. Mathematischen Details des Modells und der Wildtyp und Mutanten Daten-Anwendungen sind in Referenz8beschrieben. Das Protokoll präsentiert hier konzentriert sich auf die schrittweisen Anleitungen zur Verwendung des computational Tools.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1389">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Drosophila Activity Monitor</td>
			<td style="width:81px;">TriKinetics</td>
			<td style="width:201px;">DAM2, DAM5</td>
			<td style="width:811px;">Measures fly locootion using single infrared beam</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">MatLab</td>
			<td style="width:81px;">Mathworks</td>
			<td style="width:201px;"></td>
			<td>Computing environment and programming language, MatLab should include Optimization and Symbolic Math toolboxes</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:296px;">Drosophila melanogaster&#160;</td>
			<td style="width:81px;"></td>
			<td style="width:201px;">per[S], per[L], iso31(wild type)</td>
			<td>Our analysis can be performed with fly mutants of any circadian period</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a computational method to quantify fly circadian activity

In den meisten Tieren und Pflanzen zirkadiane Uhren Verhaltens- und molekulare Prozesse zu orchestrieren und diese mit der täglichen hell-dunkel-Zyklus synchronisieren. Grundlegende Mechanismen, die diese zeitliche Steuerung zugrunde liegen sind umfassend untersucht, mit der Taufliege Drosophila Melanogaster als Modellorganismus. In fliegen wird die Uhr in der Regel durch die Analyse von mehrtägigen Bewegungsorgane Aufnahme untersucht. Diese Aufnahme zeigt ein komplexes bimodales Muster mit zwei Gipfeln der Tätigkeit: eine Morgen-Gipfel, der geschieht, um Beginn und ein Abend-Gipfel, der um Dämmerung passiert. Diese zwei Gipfel bilden zusammen eine Wellenform, die sehr verschieden von sinusförmigen Schwingungen in Uhrengene, was darauf hindeutet, dass Mechanismen neben der Uhr tiefgreifende Auswirkungen haben bei der Herstellung die beobachteten Muster in Verhaltensdaten beobachtet. Hier bieten wir Ihnen Hinweise auf mit einer neu entwickelten rechnerische Methode, die zeitliche Muster fliegen Aktivität mathematisch beschreibt. Die Methode passt Aktivitätsdaten mit einer Modell-Wellenform, die besteht aus vier exponentielle Begriffen und neun unabhängige Parameter, die der Form und Größe der am Morgen und Abend Gipfeln der Aktivität vollständig zu beschreiben. Die extrahierten Parameter können helfen, die kinetischen Mechanismen der Substrate erläutern, die die häufigsten beobachteten bimodale Aktivitätsmuster in Fliege Bewegungsorgane Rhythmen zugrunde liegen.

Die hier vorgestellte Methode ermöglicht Quantifizierung der wichtigsten Merkmale in fliegen-Fortbewegung Muster. Die Quantifizierung wird erreicht durch den Einbau der Aktivitätsdaten mit einem Modell, das aus vier exponentielle Bedingungen besteht:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/55977/55977eq1.jpg">
Das Modell verfügt über neun unabhängige Paramete...

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A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity

Eine rechnerische Methode, Fly Circadian Activity zu quantifizieren

Eine Methode zur Quantifizierung der zeitlichen Hauptmerkmale in Fliege Circadiane Rhythmen Bewegungsapparates gesehen wird vorgestellt. Die Quantifizierung erfolgt durch passende Fliege Aktivität mit einer Multi-parametrisches Modell Wellenform. Die Modellparameter beschreiben die Form und Größe der am Morgen und Abend Gipfeln der Tagesaktivität.

In most animals and plants, circadian clocks orchestrate behavioral and molecular processes and synchronize them to the daily light-dark cycle. ...

a-computational-method-to-quantify-fly-circadian-activity

Research

JoVE Journal

Behavior

5.9K Aufrufe.  University of Miami. Eine Methode zur Quantifizierung der zeitlichen Hauptmerkmale in Fliege Circadiane Rhythmen Bewegungsapparates gesehen wird vorgestellt. Die Quantifizierung erfolgt durch passende Fliege Aktivität mit einer Multi-parametrisches Modell Wellenform. Die Modellparameter beschreiben die Form und Größe der am Morgen und Abend Gipfeln der Tagesaktivität.

Serie: A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity

Topographical Estimation of Visual Population Receptive Fields by fMRI

Visual cortex is retinotopically organized so that neighboring populations of cells map to neighboring parts of the visual field. Functional magnetic resonance imaging allows us to estimate voxel-based population receptive fields (pRF), i.e., the part of the visual field that activates the cells within each voxel. Prior, direct, pRF estimation methods1 suffer from certain limitations: 1) the pRF model is chosen a-priori and may not fully capture the actual pRF shape, and 2) pRF centers are prone to mislocalization near the border of the stimulus space. Here a new topographical pRF estimation method2 is proposed that largely circumvents these limitations. A linear model is used to predict the Blood Oxygen Level-Dependent (BOLD) signal by convolving the linear response of the pRF to the visual stimulus with the canonical hemodynamic response function. PRF topography is represented as a weight vector whose components represent the strength of the aggregate response of voxel neurons to stimuli presented at different visual field locations. The resulting linear equations can be solved for the pRF weight vector using ridge regression3, yielding the pRF topography. A pRF model that is matched to the estimated topography can then be chosen post-hoc, thereby improving the estimates of pRF parameters such as pRF-center location, pRF orientation, size, etc. Having the pRF topography available also allows the visual verification of pRF parameter estimates allowing the extraction of various pRF properties without having to make a-priori assumptions about the pRF structure. This approach promises to be particularly useful for investigating the pRF organization of patients with disorders of the visual system.

It is important to obtain unbiased estimates of visual population receptive fields (pRFs) by functional magnetic resonance imaging. We use mild regularization constraints to estimate pRF topography without a-priori assumptions about pRF shape, allowing us to choose specific pRF models post-hoc. This is particularly advantageous in subjects with visual-pathway lesions.

Topographische Schätzung von Visual Bevölkerung rezeptiven Felder von fMRI

Visual cortex is retinotopically organized so that neighboring populations of cells map to neighboring parts of the visual field. Functional magnetic ...

Forschung

Verhalten

A Method for Remotely Silencing Neural Activity in Rodents During Discrete Phases of Learning

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and memory tasks. The approach combines pharmacogenetics (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) with a behavioral paradigm (sensory preconditioning) that is designed to distinguish between different forms of learning. Specifically, viral-mediated delivery is used to express a genetically modified inhibitory G-protein coupled receptor (the Designer Receptor) into a discrete brain region in the rodent. Three weeks later, when designer receptor expression levels are high, a pharmacological agent (the Designer Drug) is administered systemically 30 min prior to a specific behavioral session. The drug has affinity for the designer receptor and thus results in inhibition of neurons that express the designer receptor, but is otherwise biologically inert. The brain region remains silenced for 2-5 hr (depending on the dose and route of administration). Upon completion of the behavioral paradigm, brain tissue is assessed for correct placement and receptor expression. This approach is particularly useful for determining the contribution of individual brain regions to specific components of behavior and can be used across any number of behavioral paradigms.

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while rats are engaged in learning and memory tasks. The approach combines pharmacogenetics (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) with a behavioral paradigm (sensory preconditioning) that is designed to distinguish between different components of learning.

Ein Verfahren zum Fern Silencing neuronale Aktivität in Nagetiere Während diskreter Phasen des Lernens

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and ...

A Method to Quantify Visual Information Processing in Children Using Eye Tracking

Visual problems that occur early in life can have major impact on a child's development. Without verbal communication and only based on observational methods, it is difficult to make a quantitative assessment of a child's visual problems. This limits accurate diagnostics in children under the age of 4 years and in children with intellectual disabilities. Here we describe a quantitative method that overcomes these problems. The method uses a remote eye tracker and a four choice preferential looking paradigm to measure eye movement responses to different visual stimuli. The child sits without head support in front of a monitor with integrated infrared cameras. In one of four monitor quadrants a visual stimulus is presented. Each stimulus has a specific visual modality with respect to the background, e.g., form, motion, contrast or color. From the reflexive eye movement responses to these specific visual modalities, output parameters such as reaction times, fixation accuracy and fixation duration are calculated to quantify a child's viewing behavior. With this approach, the quality of visual information processing can be assessed without the use of communication. By comparing results with reference values obtained in typically developing children from 0-12 years, the method provides a characterization of visual information processing in visually impaired children. The quantitative information provided by this method can be advantageous for the field of clinical visual assessment and rehabilitation in multiple ways. The parameter values provide a good basis to: (i) characterize early visual capacities and consequently to enable early interventions; (ii) compare risk groups and follow visual development over time; and (iii), construct an individual visual profile for each child.

A method is described to quantify the quality of visual information processing based on reflexive eye movements in response to specific visual modalities. Reaction times and fixation output parameters are used to characterize visual performance in children with and without visual impairments from 6 months of age.

Eine Methode zur Quantifizierung von Visual Information Processing bei Kindern Eye-Tracking

Visual problems that occur early in life can have major impact on a child's development. Without verbal communication and only based on observational ...

Psychophysical Tracking Method to Measure Taste Preferences in Children and Adults

The Monell two-series, forced-choice, paired-comparison tracking method provides a reliable measure of sweet taste preferences from childhood to adulthood. The method, which is identical for children, adolescents, and adults, is of short duration (&#60; 15 min), does not rely on sustained attention or place demands on memory (which would yield spurious age differences), and minimizes the impact of language development, making this method amenable to the cognitive limitations of pediatric populations. In this whole-mouth tasting method, subjects are asked to taste (without swallowing) pairs of solutions of different sucrose concentrations and to point to the solution they prefer. Each subsequent pair contains the participant&#39;s preceding preferred concentration and an adjacent stimulus concentration. The procedure continues until the subject chooses either a given concentration of sucrose when paired with both a higher and a lower concentration, or the highest or lowest concentration two consecutive times. Subjects are prevented from reaching response criteria on the basis of first or second position bias by the two-series design of the method, which counterbalances the order of solution presentation within each pair between the series (the weaker concentration is presented first in Series 1, second in Series 2). The geometric mean of the two sucrose concentrations chosen in Series 1 and 2 is an estimate of the participant&#39;s most preferred level of sucrose. Sucrose preference as determined with this laboratory-based measure has been shown to be associated with preference for sugars in foods and beverages and with taste receptor genotype, family history of alcoholism, and race/ethnicity, as well as depressive symptomatology among pediatric populations. The method has real-world relevance and has been applied to determine most preferred level of other tastes (e.g., salt), making it a valuable psychophysical tool.

Sweet taste has powerful hedonic appeal among people of all ages, particularly children. Described herein is a reliable and valid method that can be used to determine the level of sweetness most preferred, making it a valuable psychophysical tool for scientists.

Psycho-physischen Tracking-Methode zur Geschmackspräferenzen bei Kindern messen und Erwachsene

The Monell two-series, forced-choice, paired-comparison tracking method provides a reliable measure of sweet taste preferences from childhood to ...

A Method to Test the Effect of Environmental Cues on Mating Behavior in Drosophila melanogaster

An individual's sexual drive is influenced by genotype, experience and environmental conditions. How these factors interact to modulate sexual behaviors remains poorly understood. In Drosophila melanogaster, environmental cues, such as food availability, affect mating activity offering a tractable system to investigate the mechanisms modulating sexual behavior. In D. melanogaster, environmental cues are often sensed via the chemosensory gustatory and olfactory systems. Here, we present a method to test the effect of environmental chemical cues on mating behavior. The assay consists of a small mating arena containing food medium and a mating couple. The mating frequency for each couple is continuously monitored for 24 h. Here we present the applicability of this assay to test environmental compounds from an external source through a pressurized air system as well as manipulation of the environmental components directly in the mating arena. The use of a pressurized air system is especially useful to test the effect of very volatile compounds, while manipulating components directly in the mating arena can be of value to ascertain a compound's presence. This assay can be adapted to answer questions about the influence of genetic and environmental cues on mating behavior and fecundity as well as other male and female reproductive behaviors.

A Method to Test the Effect of Environmental Cues on Mating Behavior in Drosophila melanogaster

We demonstrate an assay to analyze the environmental and genetic cues that influence mating behavior in the fruit fly Drosophila melanogaster.

Eine Methode, um die Wirkung von Umwelteinflüssen auf das Paarungsverhalten zu untersuchen<em&gt; Drosophila melanogaster</em

An individual's sexual drive is influenced by genotype, experience and environmental conditions. How these factors interact to modulate sexual behaviors ...

A Method to Study Adaptation to Left-Right Reversed Audition

An unusual sensory space is one of the effective tools to uncover the mechanism of adaptability of humans to a novel environment. Although most of the previous studies have used special spectacles with prisms to achieve unusual spaces in the visual domain, a methodology for studying the adaptation to unusual auditory spaces has yet to be fully established. This study proposes a new protocol to set-up, validate, and use a left-right reversed stereophonic system using only wearable devices, and to study the adaptation to left-right reversed audition with the help of neuroimaging. Although individual acoustic characteristics are not yet implemented, and slight spillover of unreversed sounds is relatively uncontrollable, the constructed apparatus shows high performance in a 360&#176; sound source localization coupled with hearing characteristics with little delay. Moreover, it looks like a mobile music player and enables a participant to focus on daily life without arousing curiosity or drawing attention of other individuals. Since the effects of adaptation were successfully detected at the perceptual, behavioral, and neural levels, it is concluded that this protocol provides a promising methodology for studying adaptation to left-right reversed audition, and is an effective tool for uncovering the adaptability of humans to a novel environments in the auditory domain.

The present study proposes a protocol to investigate the adaptation to left-right reversed audition achieved only by wearable devices, using neuroimaging, which can be an effective tool for uncovering the adaptability of humans to a novel environment in the auditory domain.

Eine Methode zur Anpassung an den links-rechts studieren umgekehrt Audition

An unusual sensory space is one of the effective tools to uncover the mechanism of adaptability of humans to a novel environment. Although most of the ...

Visual Classical Conditioning in Wood Ants

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, studies implementing classical conditioning paradigms with harnessed insects have been important for investigating the exact cues that individuals learn and the neural mechanisms underlying learning and memory formation. Here we present a protocol for evoking visual associative learning in wood ants through classical conditioning. In this paradigm, ants are harnessed and presented with a visual cue (a blue cardboard), the conditional stimulus (CS), paired with an appetitive sugar reward, the unconditional stimulus (US). Ants perform a Maxilla-Labium Extension Reflex (MaLER), the unconditional response (UR), which can be used as a readout for learning. Training consists of 10 trials, separated by a 5-minute intertrial interval (ITI). Ants are also tested for memory retention 10 minutes or 1 hour after training. This protocol has the potential to allow researchers to analyze, in a precise and controlled manner, the details of visual memory formation and the neural basis of learning and memory formation in wood ants.

We present a protocol for the classical conditioning of harnessed ants that permits researchers to study visual learning and memory formation at a level of analysis not possible with freely moving individuals.

Visuelle Klassische Konditionierung in Waldameisen

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, ...

Modified Blood Collection from Tail Veins of Non-anesthetized Mice with a Vacuum Blood Collection System and Eyeglass Magnifier

Blood sample collection is the basis of experimental animal research. It is of importance to obtain adequate blood samples for various research purposes. The tail veins of mice are small, and it is sometimes difficult to obtain the required blood volume by conventional puncture methods. This study investigates the superiority of repeated blood sample collection from tail veins of mice through use of a vacuum blood collection system and eyeglass magnifier (experimental group) compared to conventional blood sampling methods (conventional group), performed by beginners and experts, respectively. With the help of an eyeglass magnifier, a butterfly needle tip is inserted into the tail vein of each mouse in the experimental group. When the vein is penetrated successfully, a blood sample is collected in the vacuum collection tube by insertion of the rubber end of a butterfly needle into the vacuum blood collection tube. The plunger is then used to collect blood without the help of the eyeglass magnifier in the conventional group. Success rates of blood sample collection by the beginners and experts were shown to be 70% vs. 100% (p &#60; 0.01) in the experimental group and 35% vs. 85% (p &#60; 0.01) in the conventional group. For both beginners and experts, puncture times required for obtaining required blood sample were significantly lower in the experimental group compared to the conventional group (2.40 &#177; 0.75 vs. 2.90 &#177; 0.31, p &#60; 0.05; 1.15 &#177; 0.37 vs. 1.55 &#177; 0.76, p &#60; 0.05). In conclusion, the presented blood sampling technique is feasible and easy to practice and enables frequent sampling of adequate blood volumes from non-anesthetized mice.&#160;

This study reports blood sampling from tail vein in mice using a vacuum extraction tube system with eyeglass magnifier. Our method is easy to practice and could be used for repeat blood sampling in mice.

Modifizierte Blutentnahme aus Tail Venen nicht narkotisierten Mäuse mit einem Vakuum Blut Sammelsystem und Brillen Lupe

Blood sample collection is the basis of experimental animal research. It is of importance to obtain adequate blood samples for various research purposes. ...

A Laboratory Method to Measure Contagious Yawning in Rats

Communication is an essential aspect of animal social life. Animals may influence one another and come together in schools, flocks, and herds. Communication is also the way sexes interact during courtship and how rivals settle disputes without fighting. However, there are some behavioral patterns for which it is difficult to test the existence of a communicatory function, because several types of sensory modalities are likely involved. For example, contagious yawning is a communicatory act in mammals that potentially occurs through sight, hearing, smell, or a combination of these senses depending on whether the animals are familiar to one another. Therefore, to test hypotheses about the possible communicatory role of such behaviors, a suitable method is necessary to identify the participating sensory modalities.
The method proposed here aims to obtain yawn contagion curves for familiar and unfamiliar rats and evaluate the relative participation of visual and olfactory sensory modalities. The method uses inexpensive materials, and with some minor changes, it can also be used with other rodent species such as mice. Overall, the method involves the substitution of clear dividers (with or without holes) with opaque dividers (with or without holes) that either allow or prevent communication between rats placed in adjacent cages with holes in adjoining sides. Accordingly, four conditions can be tested: olfactory communication, visual communication, both visual and olfactory communication, and neither visual nor olfactory communication. As social interaction occurs between the rats, these test conditions simulate what may occur in a natural environment. In this respect, the method proposed here is more effective than traditional methods that rely on video presentations whose biological validity can raise concerns. Nonetheless, it does not discriminate between the potential role of hearing and roles of smell and vision in yawn contagion.

The method described here aims to obtain yawn contagion curves in pairs of familiar or unfamiliar male rats. Cages with holes separated by either clear or opaque partitions with (or without) holes are used to detect whether visual, olfactory, or both types of sensory cues can stimulate yawn contagion.

Eine Labormethode zur Messung des ansteckenden Gähnens bei Ratten

Communication is an essential aspect of animal social life. Animals may influence one another and come together in schools, flocks, and herds. ...

Using the Race Model Inequality to Quantify Behavioral Multisensory Integration Effects

Multisensory integration research investigates how the brain processes simultaneous sensory information. Research on animals (mainly cats and primates) and humans reveal that intact multisensory integration is crucial for functioning in the real world, including both cognitive and physical activities. Much of the research conducted over the past several decades documents multisensory integration effects using diverse psychophysical, electrophysiological, and neuroimaging techniques. While its presence has been reported, the methods used to determine the magnitude of multisensory integration effects varies and typically faces much criticism. In what follows, limitations of previous behavioral studies are outlined and a step-by-step tutorial for calculating the magnitude of multisensory integration effects using robust probability models is provided.

The current study aims to provide a step-by-step tutorial for calculating the magnitude of multisensory integration effects in an effort to facilitate the production of translational research studies across diverse clinical populations.

Verwenden der Rassenmodellungleichheit zur Quantifizierung von verhaltens- multisensorischen Integrationseffekten

Multisensory integration research investigates how the brain processes simultaneous sensory information. Research on animals (mainly cats and primates) ...