Une méthode automatisée de strabisme pour synchroniser le comportement et la dynamique cérébrale dans les études sur la douleur chez la souris

Résumé

Ce protocole fournit une méthode pour suivre le strabisme oculaire automatisé chez les rongeurs au fil du temps d’une manière compatible avec le verrouillage temporel des mesures neurophysiologiques. Ce protocole devrait être utile aux chercheurs qui étudient les mécanismes des troubles de la douleur tels que la migraine.

Résumé

La douleur spontanée a été difficile à suivre en temps réel et à quantifier de manière à éviter les biais humains. Cela est particulièrement vrai pour les mesures de la douleur à la tête, comme dans des troubles tels que la migraine. Le strabisme est devenu une mesure variable continue qui peut être mesurée au fil du temps et qui est efficace pour prédire les états de douleur dans de tels tests. Cet article fournit un protocole pour l’utilisation de DeepLabCut (DLC) pour automatiser et quantifier le strabisme oculaire (distance euclidienne entre les paupières) chez les souris restreintes avec des mouvements de tête en rotation libre. Ce protocole permet d’associer et de comparer directement la quantification du strabisme oculaire à des mesures mécanistes telles que la neurophysiologie. Nous fournissons une évaluation des paramètres d’entraînement de l’IA nécessaires à la réussite, tels que définis par la discrimination des périodes de strabisme et de non-strabisme. Nous démontrons une capacité à suivre et à différencier de manière fiable le strabisme dans un phénotype de type migraineux induit par le CGRP à une résolution inférieure à la seconde.

Introduction

La migraine est l’un des troubles cérébraux les plus répandus dans le monde, affectant plus d’un milliard de personnes¹. Les modèles murins précliniques de la migraine sont apparus comme un moyen informatif d’étudier les mécanismes de la migraine, car ces études peuvent être plus facilement contrôlées que les études humaines, permettant ainsi une étude causale du comportement lié à la migraine². De tels modèles ont démontré une réponse phénotypique forte et reproductible aux composés induisant la migraine, tels que le peptide lié au gène de la calcitonine (CGRP). Le besoin de mesures rob....

Protocole

REMARQUE : Tous les animaux utilisés dans ces expériences ont été manipulés conformément aux protocoles approuvés par l’Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) de l’Université de l’Iowa.

1. Préparer l’équipement pour la collecte de données

1. Assurez-vous de la disponibilité de tout l’équipement nécessaire : assurez-vous que le matériel recommandé pour l’exécution du DLC dispose d’au moins 8 Go de mémoire. Voir la table des matériaux pour plus d’informations sur le matériel et les logiciels.
   REMARQUE : Les données peuvent être collectées dans n’importe....

Discussion

Ce protocole fournit une méthode approfondie facilement accessible pour l’utilisation d’outils basés sur l’apprentissage automatique qui peuvent différencier le strabisme avec une précision proche de celle de l’homme tout en maintenant la même (ou meilleure) résolution temporelle que les approches précédentes. Principalement, cela rend l’évaluation du strabisme automatisé plus facilement accessible à un public plus large. Notre nouvelle méthode d’évaluation du st.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
CUDA toolkit 11.8
cuDNN SDK 8.6.0
Intel computers with Windows 11, 13th gen
LabFaceX 2D Eyelid Tracker Add-on Module for a Free Roaming Mouse:	FaceX LLC	NA	Any camera that can record an animal's eye is sufficient, but this is our eye tracking hardware.
NVIDIA GPU driver that is version 450.80.02 or higher
NVIDIA RTX A5500, 24 GB DDR6	NVIDIA	[490-BHXV]	Any GPU that meets the minimum requirements specified for your version of DLC, currently 8 GB, is sufficient. We used NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti GPU
Python 3.9-3.11
TensorFlow version 2.10