Certaines des données présentées ici ont été obtenus dans le laboratoire du Dr Jacqueline N. Crawley à l&#39;Institut national de la santé mentale des États-Unis et nous tenons à la remercier de nous permettre de montrer les données dans le document. Nous remercions également Kazuo Nakanishi pour son aide dans l&#39;élaboration du programme de ImageFZ pour l&#39;analyse comportementale. Cette recherche a été financée par la subvention en aide pour la recherche scientifique (B) (21300121), Grant-in-Aid pour la recherche scientifique sur des domaines innovants (complet cerveau Réseau Sciences) du Ministère de l&#39;éducation, des sciences, de sport et de la culture du Japon , accorder de neuroinformatique Japan Center (NIJC), et des subventions de CREST de la Japan Science and Technology Agency (JST).

<ol>
	<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>Fanselow, M. S., Poulos, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neuroscience+of+mammalian+associative+learning.">The neuroscience of mammalian associative learning.</a> Annu. Rev. Psychol. 56, 207-234 (2005).</li><li>LeDoux, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emotion+circuits+in+the+brain.">Emotion circuits in the brain.</a> Annu. Rev. 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S., 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=Automated+measurement+of+mouse+freezing+behavior+and+its+use+for+quantitative+trait+locus+analysis+of+contextual+fear+conditioning+in+(BALB/cJ+&#215;+C57BL/6J)F2+mice.">Automated measurement of mouse freezing behavior and its use for quantitative trait locus analysis of contextual fear conditioning in (BALB/cJ &#215; C57BL/6J)F2 mice.</a> Learn. Mem. 5, 391-403 (1998).</li><li>Valentinuzzi, V. S., 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=Effect+of+circadian+phase+on+context+and+cued+fear+conditioning+in+C57BL/6J+mice.">Effect of circadian phase on context and cued fear conditioning in C57BL/6J mice.</a> Learn. Behav. 29, 133-142 (2001).</li><li>Bothe, G. W. M., Bolivar, V. J., Vedder, M. J., Geistfeld, J. 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Nous confirmons qu&#39;il n&#39;y a pas de conflits d&#39;intérêts connus associés à cette publication et il n&#39;y a pas eu de soutien financier important pour ce travail qui pourraient avoir influencé son résultat.

Le test contextuelle et indicé conditionné peur est un des paradigmes les plus largement utilisés pour évaluer l&#39;apprentissage et la mémoire. Ce test est une forme de conditionnement pavlovien, dont une association est faite entre un contexte et / ou un stimulus conditionné (signal auditif) et un stimulus aversif (de choc électrique électrique). Après un seul appariement du contexte / signal auditif et choc électrique, les souris présentent gel de longue durée face à soit le contexte ou la queue. Dans ce test, le comportement de congélation est utilisé comme un indice de la mémoire de la peur. Les études pharmacologiques et les lésions ont révélé que la formation de la mémoire, la consolidation, et la récupération sont régulées par plusieurs régions du cerveau, telles que l&#39;amygdale, l&#39;hippocampe, le cortex préfrontal et 3,33-35. En outre, les études génétiques moléculaires ont démontré le rôle des gènes et des molécules impliquées dans l&#39;apprentissage et la mémoire dans ces régions du cerveau en utilisant des souris génétiquement 36 spécifiques. Par conséquent, ce test est simple et utile pour explorer les bases neurobiologiques sous-jacent l&#39;apprentissage de la peur et de la mémoire. Dans cet article de film, nous avons présenté notre protocole de fournir des informations détaillées expérimentateurs à comprendre et facile à effectuer le test. Le comportement de congélation a été quantifiée par l&#39;observation directe par les expérimentateurs humains. Un expérimentateur bien formé devrait produire des résultats stables fiables à travers des observations. Cependant, cette méthode pose des problèmes potentiels, tels que les différences dans la méthode d&#39;observation, les préjugés des observateurs, et les erreurs de quantification simples, ce qui rend difficile de comparer directement les résultats de expérimentateurs indépendants et différents laboratoires. Un système de mesure de l&#39;ordinateur sur la base photobeam-automatique a également été utilisé 26,30-32. Cependant, ce système présente également des problèmes potentiels de mesure des comportements de congélation. En raison de l&#39;agencement de capteurs, ce système peut être incapable de détecter de petits mouvements de la tête qui Typically être marqué comme «actif» par l&#39;observation humaine. En outre, tremblant pendant la congélation peut être considéré comme nonfreezing parce que quand un gel des animaux, des interruptions intermittentes du photobeam sont observés à la suite de tremblements. Comme méthode alternative, automatisés image et vidéo-analyse des systèmes ont été développés 17-20,37,38. Anagnostaras et al. 37 décrit quelques systèmes avec des logiciels d&#39;analyse d&#39;image qui ont une bonne validité et obtiennent le gel bien 17,20,37-38. Cependant, la plupart de ces systèmes et programmes d&#39;analyse doivent être obtenus auprès de fournisseurs commerciaux et sont généralement coûteux. Nous avons développé le logiciel de ImageFZ pour l&#39;analyse du comportement de congélation, et ce programme est distribué en tant que logiciel libre. ImageFZ détecte la souris comme un corps de pixels (une particule) et une discrimination subtile mouvement de la souris comme «gel» ou «non-gel» en fonction de la quantité deaire de régions ne se chevauchent pas entre les particules de chaque paire d&#39;images consécutives. Comme le montrent les résultats représentatifs, des mesures en utilisant le programme de ImageFZ sont conformes à ou plus précis que ceux obtenus en utilisant d&#39;autres méthodes. Ainsi, le programme de ImageFZ mesure automatiquement le comportement que les observateurs jugent que les droits de congélation, en utilisant des critères définis. En outre, le programme de ImageFZ calcule la distance parcourue (cm) avant, pendant et après l&#39;exposition au choc électrique, ce qui facilite l&#39;évaluation de la sensibilité au choc et à l&#39;analyse du comportement de congélation. Les différences méthodologiques existent entre les laboratoires. Ces différences peuvent entraîner des difficultés dans la comparaison des données entre les laboratoires et à reproduire les résultats dans différents laboratoires. Pour obtenir des données plus stables et comparables, il est nécessaire de normaliser le protocole d&#39;essai autant que possible. Le système d&#39;analyse avec ImageFZ conduit à l&#39;automatisation des procédures de test, ce qui peut contribuer àla standardisation des protocoles utilisés dans les laboratoires. Plusieurs réponses comportementales doivent être considérés lors de l&#39;analyse des comportements congélation. Tout d&#39;abord, lorsque les animaux sont confrontés à une situation effrayante, ils peuvent fuir au lieu du gel 39. Fuite est l&#39;une des réponses de peur, et sa présence va conduire à sous-estimer la mémoire de la peur. En second lieu, le gel peut dépendre d&#39;un niveau d&#39;activité générale et le niveau d&#39;activité chez les souris expérimentales et de contrôle qui doit être examiné. Par exemple, bien que les souris dépourvues du récepteur de l&#39;acétylcholine muscariniques M1 ont montré des niveaux réduits de gel par rapport à des souris de type sauvage, différents tests comportementaux ont indiqué que les résultats peuvent être attribués à leur phénotype de l&#39;hyperactivité à la place de leur trouble de la mémoire 18. ImageFZ calcule la distance (cm) parcourue par les sujets. Les données sont disponibles pour examiner si oui ou non il existe des différences dans les niveaux d&#39;activité entre les sujets généraux. S&#39;il existe une différence entre les groupes dansla distance parcourue, une approche possible pour le problème est de considérer la distance parcourue pendant les 2 premières minutes de la formation que l&#39;activité de base et d&#39;utiliser un rapport de suppression (rapport de suppression = (activité au cours des essais) / (activité au cours de base + activité pendant test)) comme un index secondaire de crainte 17,40. Enfin, une différence de sensibilité à la douleur, induisant des changements dans la réactivité à un choc électrique électrique, le cas échéant, peut entraîner des variations dans le comportement de congélation. ImageFZ calcule également la distance parcourue (cm) dans le détail de deux secondes avant une exposition d&#39;un choc électrique de 2 secondes à 2 secondes après son exposition (pendant 6 s), qui peut être utilisé comme un indice de sensibilité de choc électrique. Systèmes de vidéo-analyse ont été développés pour mesurer le comportement gel des albinos, noir, agouti, et diluer souris brunes. ImageFZ utilise un plateau de sol noir et grilles noires d&#39;examiner souris blanches (voir la figure 1B). Les grilles noires sont faites de spécification<html> allié traités avec des métaux revêtus de peinture noire et d&#39;avoir une conductivité électrique comparable à celle des grilles métalliques non enrobés, qui sont généralement utilisés pour des souris noires. ImageFZ analyse également le comportement de congélation chez les rats et d&#39;autres rongeurs par des ajustements des paramètres du programme. Dans la version actuelle du ImageFZ, le comportement de l&#39;objet est enregistré en utilisant une caméra vidéo à partir de la paroi supérieure pour analyser le gel. ImageFZ pourrait également être utilisé dans une mise en place où les images sont capturées à partir du côté de la chambre. En outre, le contrôle ImageFZ un maximum de quatre appareils. Cette fonction permet au chercheur d&#39;examiner simultanément 4 souris, de gagner du temps et de réduire les influences potentielles de différences dans le temps d&#39;exécution de chaque sujet et l&#39;ordre de test sur le comportement. Ainsi, ImageFZ simplifie la procédure et l&#39;analyse du comportement de congélation tests, et ce programme facilite le test avec moins de travail et sans aucune formation pour les expériences comportementales. e_content &quot;&gt; Dans le laboratoire Miyakawa, nous avons évalué plus de 110 souches de souris transgéniques et des souris de contrôle de type sauvage dans le test contextuelle et indicé conditionné peur en utilisant le système vidéo d&#39;analyse pour élucider les effets d&#39;un gène donné sur l&#39;apprentissage et la mémoire 41-42 Nous avons obtenu un grand nombre de données brutes pour plus de 5000 souris Les données brutes qui a été utilisé pour les articles de recherche publiés 4-16 sont inclus dans la «base de données de souris phénotype« comme une base de données publique (URL:.. http: / / www.mouse-phenotype.org/). L&#39;article de film fournit des informations détaillées en ce qui concerne les détails de notre procédure expérimentale et favorise la compréhension de la situation de test.

Le test contextuelle et indicé conditionné peur est le paradigme comportemental utilisé pour évaluer la peur associatif apprentissage et la mémoire chez les rongeurs 1-3. Ce test a été largement utilisée pour comprendre les mécanismes neurobiologiques de l&#39;apprentissage de la peur et de la mémoire dans transgéniques et des souris knockout 1,4-16. Le comportement de congélation, qui est définie comme l&#39;immobilité complète à l&#39;exception de la respiration, est une réponse commune à des situations terribles. Dans ce paradigme comportemental, après les animaux sont exposés à un couplage d&#39;un signal auditif avec un choc électrique électrique, ils répondent à la stimulation de la production de la peur en affichant un comportement de congélation, qui est mesurée par un indice de l&#39;apprentissage associatif de la peur et de la mémoire. Ce test nécessite un équipement moins élaboré, moins l&#39;effort physique par l&#39;enquêteur, et beaucoup moins de temps de formation pour les souris que d&#39;autres tâches d&#39;apprentissage et de mémoire, il nécessite généralement d&#39;environ 5-10 min / jour par souris pendant 2 jours. Bien que la procédure de test est SImple et nécessite peu de temps pour effectuer, le chercheur doit observer attentivement et de mesurer le comportement de la souris, par conséquent, plusieurs systèmes de mesure automatisés ont été développés pour effectuer l&#39;analyse comportementale 17-20. Notre système de vidéo-analyse, que nous avons développé avec le logiciel de ImageFZ, nous permet d&#39;analyser facilement le comportement de congélation et de produire des résultats très fiables. Cet article fournit des informations détaillées sur notre procédure de test et explique comment utiliser le logiciel de ImageFZ.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="701">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&#160;ImageFZ&#160; program</td>
			<td>Developed by Tsuyoshi Miyakawa</td>
			<td></td>
			<td>&#160;This program is available through O&#39;Hara &#38; Co., Tokyo, Japan and for free download at http://www.mouse-phenotype.org/. This software runs on 32-bit Windows XP/Vista/7.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conditioning chamber</td>
			<td>O&#39;Hara &#38; co., Japan</td>
			<td>CL-3002L</td>
			<td>For mouse.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cued test chamber</td>
			<td>O&#39;Hara &#38; co., Japan</td>
			<td>CLT-3002L</td>
			<td>For mouse.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Interface</td>
			<td>O&#39;Hara &#38; co., Japan</td>
			<td>CL-1040</td>
			<td>The interface includes a white noise/tone generator, which can be controlled by ImageFZ program.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scrambled shock generator</td>
			<td>O&#39;Hara &#38; co., Japan</td>
			<td>SGA-2040</td>
			<td>The shock generator can be controlled by ImageFZ program.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shock grid tester (ammeter)</td>
			<td>O&#39;Hara &#38; co., Japan</td>
			<td>SG-T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB video capture device</td>
			<td>XLR8</td>
			<td>USB2IVOSX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quad image splitter</td>
			<td>Wireless Tsukamoto Co., Ltd., Japan</td>
			<td>400AS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soundproof room</td>
			<td>O&#39;Hara &#38; co., Japan</td>
			<td>CL-4210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freeze Monitor</td>
			<td>San Diego Instruments, Inc., CA, USA</td>
			<td></td>
			<td>16 x 16 photbeam array&#160; ( 2.5 cm spacing)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

contextual and cued fear conditioning test using a video analyzing system in mice

Le test contextuelle et indicé conditionné peur est l&#39;un des tests de comportement qui évalue la capacité des souris à apprendre et à mémoriser une association entre les signaux environnementaux et les expériences aversives. Dans ce test, les souris sont placées dans une chambre de conditionnement et sont donnés rognures d&#39;un stimulus conditionné (un signal auditif) et un stimulus inconditionnel aversif (un choc électrique électrique). Après un temps de retard, les souris sont exposées à la même chambre de conditionnement et une chambre de forme différente avec la présentation du signal auditif. Le comportement de congélation pendant l&#39;essai est mesurée comme un indice de la mémoire de la peur. Pour analyser le comportement automatique, nous avons développé un système d&#39;analyse vidéo en utilisant le logiciel d&#39;application ImageFZ, qui est disponible en téléchargement gratuit à http://www.mouse-phenotype.org/. Ici, pour afficher les détails de notre protocole, nous démontrons notre procédure d&#39;essai contextuelle et de conditionnement de la peur repérée chez la souris C57BL/6J utilisant le syst ImageFZem. En outre, nous avons validé notre protocole et la performance du système d&#39;analyse vidéo en comparant temps de congélation mesurée par le système de ImageFZ ou un système de mesure informatique basé photobeam-avec celui marqué par un observateur humain. Comme on le voit dans les résultats représentatifs, les données obtenues par ImageFZ étaient similaires à ceux qui sont analysés par un observateur humain, ce qui indique que l&#39;analyse du comportement à l&#39;aide du système de ImageFZ est très fiable. L&#39;article de film fournit des informations détaillées concernant les procédures de test et de promouvoir la compréhension de la situation expérimentale.

Dans le test conditionnement de la peur, les expérimentateurs humains utilisés pour quantifier le comportement de congélation par une main-d&#39;œuvre observation directe 26-29, mais la mesure de l&#39;ordinateur récemment fondée photobeam (par exemple le système &quot;Gel Monitor &#39;) et d&#39;analyse d&#39;image des systèmes ont été utilisés pour automatiquement mesurer le comportement de congélation 26,30-32. ImageFZ est un système d&#39;analyse d&#39;image automatisée, qui produit des résultats comparables à ceux obtenus par l&#39;observation humaine, comme décrit ci-dessous. Ici, nous avons comparé les résultats de l&#39;observation humaine avec ceux de l&#39;analyse ImageFZ sous divers paramètres: &#39;Taux (images / seconde) »et« critère de congélation (pixels). Dans cette expérience, cinq souris C57BL/6J mâles (poids corporel moyen ± SD (g), 31,4 ± 3,55; la taille moyenne du corps ± SD (pixels), 351,6 ± 62,2) ont été utilisés à 15-27 semaines d&#39;âge. L&#39;observation a été faite humaine en utilisant un programme d&#39;enregistrement d&#39;événement (un programme de logiciel Macintosh OS 9), un événement de touche de pressage qui continuentd pendant 2 secondes ou plus lorsque la souris affiché un combat sans mouvement était considéré comme «gel». Le pourcentage de gel a été calculé toutes les 60 secondes dans chaque test et utilisé pour les analyses de corrélation. Le pour cent de congélation marqué par les deux observateurs (fiabilité interobservateur, de conditionnement, r = 0,879; pour le test de contexte, r = 0,957; pour le test indicé, r = 0,866, pour tous les cas, r = 0,888) a été en moyenne de générer un humain marquer. Les corrélations entre les pourcentages de gel mesurées par ImageFZ à chaque frame rate (soit 1, 2, et 4 fps) et ceux obtenus par des observations humaines ont été examinées. Comme l&#39;illustre la figure 4, les pourcentages de gel calculées par ImageFZ (1, 2, et 4 fps) étaient fortement corrélées avec la valeur moyenne obtenue à partir des mesures des deux observateurs. Notamment, la capture d&#39;images à une cadence plus élevée ne produit pas toujours la meilleure corrélation. L&#39;analyse d&#39;image à 1 ips généré des résultats similaires à ceux obtenus par les observateurs des droits de l&#39;etest ach. Les corrélations entre les pourcentages de gel mesurées par des observations humaines et en utilisant ImageFZ dans chaque condition de les «critère de congélation (pixels)» (soit 20, 30, et 40 pixels) ont été examinés. Les pourcentages de gel calculés en utilisant ImageFZ au «critère de congélation (pixels)» de 20, 30, et 40 pixels ont été, dans tous les cas, fortement corrélés avec ceux obtenus par des observations humaines (Figure 5). Comme le montre la figure 5D, lorsque le critère de congélation est réglé sur une valeur faible, le mouvement subtil d&#39;une souris, considéré comme «gel» par des observateurs humains, serait considéré comme «non-gel &#39;aide ImageFZ. Inversement, si le critère est réglé sur une valeur élevée, le mouvement de la souris, a marqué comme «non-gel» par des observateurs humains, serait considéré comme «gel» en utilisant ImageFZ (figures 5C, 5F, 5I et). Ainsi, pour obtenir les résultats les plus fiables, chacun des paramètres du programme de ImageFZ doit être étalonné nousment les données marqués par des observations humaines dans chaque environnement de test. De plus, nous avons comparé les résultats obtenus par un observateur humain, en utilisant un système basé sur la mesure de la photobeam-ordinateur (système Gel Monitor), à ceux obtenus en utilisant ImageFZ (voir figure 6). L&#39;observateur humain a été aveuglé au groupe de traitement et les résultats de ImageFZ ballon. Pour les réglages des paramètres du système Gel Monitor, nous avons utilisé trois mesures de la part de congélation d&#39;un système validé précédemment 30. En bref, le nombre d&#39;intervalles de 10 sec dans lequel les animaux a nécessité plus de 1 ou 2 secondes pour traverser le premier nouveau faisceau de l&#39;intervalle (1 s 10 s et 2 s 10 s, respectivement) et le temps de latence entre le début de chaque intervalle de 5 secondes, et la troisième nouvelle interruption de faisceau à l&#39;intérieur de cet intervalle (Latency3) ont été mesurés. Les pourcentages des intervalles pendant lequel la souris a été le gel ou le pourcentage de la quantité totale de temps rbligatoire de briser la troisième photobeam ont été calculés. Les pourcentages de gel mesurés dans chaque système sont illustrées à la Figure 6. Les groupes ont été comparés en utilisant deux voies de mesures répétées ANOVA suivie de tests t (voir le tableau 1). Les pourcentages de gel mesurée à l&#39;aide ImageFZ (figure 6B) étaient plus semblables à ceux marqué par l&#39;observation humaine (figure 6A) que les données obtenues en utilisant un système basé photobeam (figures 6C-E). Les pourcentages de gel mesurées en utilisant le programme de ImageFZ à chaque essai ont été fortement corrélés avec ceux marqué par l&#39;observation humaine (conditionnement, r = 0,947; test de contexte, r = 0,970; indicé test, r = 0,934), alors que les corrélations entre les pourcentages de gel mesurée en utilisant le système de mesure informatique basé photobeam (1sec 10sec, 10sec 2sec, ou Latency3) et l&#39;observateur humain étaient plus faibles (conditionnement, r = 0,503, 0,593, 0,761 et; contexte test, r = 0,772, 0,819, 0,912 et) par rapport aux corrélations entre les pourcentages de gel mesurée à l&#39;aide ImageFZ et l&#39;observation humaine (figures 7A et 7B). En outre, la figure 7 montre que les différences entre les pourcentages de gel obtenues par l&#39;observation humaine et en utilisant ImageFZ dans chaque souris ont été les écarts les plus faibles. Ces résultats montrent que les pourcentages de gel mesurées en utilisant ImageFZ étaient similaires à celles obtenues par l&#39;observation humaine et que ImageFZ est très précis lors de la mesure de la quantité de gel. <img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50871/50871fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig1.jpg" /> Figure 1. Les appareils pour l&#39;contextuelle et défileront essai de conditionnement de la peur. (A) Une chambre carrée acrylique pour le test de conditionnement et le contexte, ( <strong&gt; B) des grilles métalliques sur un plancher en plastique blanc pour le noir, agouti, ou diluer souris brunes (en haut) et électrifiables grilles métalliques noir sur un sol en plastique noir pour la souris blanche (en bas); des images agrandies des grilles sont présentés dans le droit panneau, (C) un générateur bruit / ton blanc et un générateur de chocs, (D) une salle insonorisée, et (E) un chambre triangulaire acrylique avec un plancher plat pour le test indicé. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig1highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> <img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50871/50871fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig2.jpg" /> Figure 2. Représentation schématique du protocole. (A) Vue d&#39;ensemble du contexte et repérée essai de conditionnement de la peur, (B) le conditionnement, (C) contexte essai, et (D) repérée test. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig2highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> <img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50871/50871fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig3.jpg" /> Figure 3. analyse de l&#39;image par le logiciel de ImageFZ. Pour chaque paire d&#39;images successives, la quantité de surface (pixels) à travers laquelle la souris est déplacée calculée par ImageFZ. Lorsque cette zone est inférieur à un certain seuil (par exemple 30 pixels), le comportement est jugé être «gel». Lorsque la superficie est égale ou dépasse le seuil, le comportement est considéré comme «non-gel». <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig3highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> <img alt="Figure 4" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig4highres.jpg" width="500" /> Figure 4. La comparaison des pourcentages de gel calculées à partir des images à différentes fréquences d&#39;images en utilisant ImageFZ avec ceux mesurés par l&#39;observation humaine. Les tests de conditionnement de la peur ont été menées en utilisant des souris mâles C57BL/6J (n = 5). Pendant les essais, deux observateurs ont noté le comportement de congélation. En même temps, les images en direct ont été capturés à 4 fps en utilisant le programme de ImageFZ. Les fichiers capturés à 4 fps réduction des dimensions après l&#39;extraction des cadres pour correspondre aux images capturées à 1 ou 2 fps fps. Les valeurs des paramètres de «taux (images / seconde)&quot; ont été mis à 1, 2 ou 4 images par seconde, et les pourcentages de gel dans chaque 60 sec bin ont été calculées à partir des fichiers d&#39;image en utilisant une analyse hors-ligne ImageFZ. Chaque point représente un pourcentage de congélation de chaque bac de 60 sec. Les coefficients de corrélation de Pearson entre les données obtenues à partir de l&#39;observation et de l&#39;analyse ImageFZ humain ont été calculés.<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig4highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> <img alt="Figure 5" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig5highres.jpg" width="500" /> Figure 5. Les pourcentages de gel calculées à partir des images à différentes valeurs de critère de congélation utilisant ImageFZ et celles mesurées par des observations humaines ont été comparés. Les tests de conditionnement de la peur ont été menées en utilisant des souris mâles C57BL/6J (n = 5). Pendant les essais, deux observateurs ont enregistré le comportement de congélation, et les images en direct ont été capturées à l&#39;aide du programme de ImageFZ. Les pourcentages de gel dans chaque 60 sec bin ont été calculées à partir des images (1 image / s) grâce à une analyse hors-ligne ImageFZ, fixer les valeurs des paramètres de «critère de congélation (pixels)» à 20, 30 ou 40 pixels. Chaque point représente un pourcentage de congélation de chaque bac de 60 sec. Corrélation de Pearson cocoefficients entre les données obtenues à partir de l&#39;observation humaine et l&#39;analyse de ImageFZ ont été calculées pour chaque test. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig5highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> <img alt="Figure 6" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50871/50871fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig6.jpg" /> Figure 6. Les pourcentages de gel ont été mesurés à l&#39;aide de systèmes automatisés et de l&#39;observation humaine dans les groupes non conditionnés et conditionnés de souris C57BL/6J mâles (n = 5, chaque groupe). (A) l&#39;observation humaine, (B) ImageFZ, (C) Geler système de moniteur 1 (1sec 10sec), (D) Geler système de Monitor 2 (2sec 10sec), et (E) Geler système de Monitor 3 (Latency3). comparaisons de groupe ont été réalisées en utilisant deux voies mesures répétées ANOVA suivie par des tests t (Uncovs conditionné groupe nditioned de groupe, *, P &lt;0,05; † p &lt;0,01). Les données obtenues en utilisant ImageFZ étaient similaires à ceux marqué par l&#39;observation humaine. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig6highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> <img alt="Figure 7" fo:content-width="4.3in" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig7highres.jpg" width="420" /> Figure 7. Corrélation et la distribution de fréquence des différences entre les pourcentages de gel, mesurée à l&#39;aide de systèmes automatisés et de l&#39;observation humaine. (AB) Les diagrammes de dispersion et les coefficients de corrélation de Pearson entre les pourcentages de gel marqués par des systèmes automatisés et l&#39;observation humaine sont présentés. Les pourcentages de gel, calculées à l&#39;aide ImageFZ, étaient fortement corrélés avec ceux obtenus par l&#39;observation humaine. (FC) Événements de moins d&#39;un DIF de 10%rence entre les pourcentages de gel obtenues à partir de systèmes automatisés vs observation humaine était plus élevée lorsque les données analysées en utilisant ImageFZ ont été comparés à ceux analysés par l&#39;observation humaine. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig7highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> Des analyses de variance </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td> Condition </td><td> Temps </td><td> Condition x Temps </td></tr><tr><td> Jour 1 (conditionnement) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Humain </td><td> F (1,8) = 28,53, p = 0,0007 </td><td> F (7,56) = 20,79, p &lt;0,0001 </td><td> F (7,56) = 16,58, p &lt;0,0001 </td></tr><tr><td> ImageFZ </td><td> F (1,8) = 13,97, p = 0,0057 </td><td> F (7,56) = 21,40, p &lt;0,0001 </td><td> F (7,56) = 11,69, p &lt;0,0001 </td></tr><tr><td> Gel Monitor (1sec10sec) </td><td> F (1,8) = 5.16, p = 0,0528 </td><td> F (7,56) = 2.39, p = 0,0329 </td><td> F (7,56) = 0,72, p = 0,6572 </td></tr><tr><td> Gel Monitor (2sec10sec) </td><td> F (1,8) = 4.07, p = 0,0782 </td><td> F (7,56) = 3.44, p = 0,0039 </td><td> F (7,56) = 1,52, p = 0,1803 </td></tr><tr><td> Gel Monitor (Latency3) </td><td> F (1,8) = 4.44, p = 0,0682 </td><td> F (7,56) = 9,94, p &lt;0,0001 </td><td> F (7,56) = 4.33, p = 0,0007 </td></tr><tr><td> Jour 2 (contexte) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Humain </td><td> F (1,8) = 42,94, p = 0,0002 </td><td> F (4,32) = 1.91, p = 0,1336 </td><td> F (4,32) = 1,48, p = 0,2302 </td></tr><tr><td> ImageFZ </td><td> F (1,8) = 49,61, p = 0,0001 </td><td> F (4,32) = 2.06, p = 0,1087 </td><td> F (4,32) = 0,83, p = 0,5174 </td></tr><tr><td> Gel Monitor (1sec10sec) </td><td> F (1,8) = 20,28, p = 0,002 </td><td> F (4,32) = 1,63, p = 0,1918 </td><td> F (4,32) = 0,55, p = 0,6997 </td></tr><tr><td> Gel Monitor (2sec10sec) </td><td>F (1,8) = 40,20, p = 0,0002 </td><td> F (4,32) = 2.66, p = 0,0504 </td><td> F (4,32) = 1.20, p = 0,3306 </td></tr><tr><td> Gel Monitor (Latency3) </td><td> F (1,8) = 35,30, p = 0,0003 </td><td> F (4,32) = 2.49, p = 0,0626 </td><td> F (4,32) = 1,09, p = 0,3793 </td></tr></tbody></table> Tableau 1. Les comparaisons des statistiques.

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Contextual and Cued Fear Conditioning Test Using a Video Analyzing System in Mice

Cet article présente un protocole pour un test de conditionnement peur contextuelle et indicé l&#39;aide d&#39;un système vidéo d&#39;analyse pour évaluer l&#39;apprentissage peur et la mémoire chez la souris.

Contextuelles et Cued conditionnement de la peur de test en utilisant un système d&#39;analyse de la vidéo chez des souris

The contextual and cued fear conditioning test is one of the behavioral tests that assesses the ability of mice to learn and remember an association ...

contextual-cued-fear-conditioning-test-using-video-analyzing-system

Research

JoVE Journal

Behavior

50.9K vues.  Fujita Health University.  Cet article présente un protocole pour un test de conditionnement peur contextuelle et indicé l'aide d'un système vidéo d'analyse pour évaluer l'apprentissage peur et la mémoire chez la souris. 

Vidéo: Contextual and Cued Fear Conditioning Test Using a Video Analyzing System in Mice

Trace Fear Conditioning in Mice

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings between a neutral stimulus and an unconditioned stimulus. There is a 20 sec trace period that separates each conditioning trial. On the following day freezing is measured during presentation of the conditioned stimulus (CS) and trace period. On the third day there is an 8 min test to measure contextual memory. The representative results are from mice that were presented with the aversive unconditioned stimulus (shock) compared to mice that received the tone presentations without the unconditioned stimulus. Trace fear conditioning has been successfully used to detect subtle learning and memory deficits and enhancements in mice that are not found with other fear conditioning methods. This type of fear conditioning is believed to be dependent upon connections between the medial prefrontal cortex and the hippocampus. One current controversy is whether this method is believed to be amygdala-independent. Therefore, other fear conditioning testing is needed to examine amygdala-dependent learning and memory effects, such as through the delay fear conditioning.

In the following experiment we describe a protocol for trace fear conditioning in mice. This type of associative memory includes a trace period that separates the neutral stimulus and the unconditioned stimulus.

Trace conditionnement de la peur chez la souris

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings ...

Recherche

Sciences du comportement

Using the Threat Probability Task to Assess Anxiety and Fear During Uncertain and Certain Threat

Fear of certain threat and anxiety about uncertain threat are distinct emotions with unique behavioral, cognitive-attentional, and neuroanatomical components. Both anxiety and fear can be studied in the laboratory by measuring the potentiation of the startle reflex. The startle reflex is a defensive reflex that is potentiated when an organism is threatened and the need for defense is high. The startle reflex is assessed via electromyography (EMG) in the orbicularis oculi muscle elicited by brief, intense, bursts of acoustic white noise (i.e., &#8220;startle probes&#8221;). Startle potentiation is calculated as the increase in startle response magnitude during presentation of sets of visual threat cues that signal delivery of mild electric shock relative to sets of matched cues that signal the absence of shock (no-threat cues). In the Threat Probability Task, fear is measured via startle potentiation to high probability (100% cue-contingent shock; certain) threat cues whereas anxiety is measured via startle potentiation to low probability (20% cue-contingent shock; uncertain) threat cues. Measurement of startle potentiation during the Threat Probability Task provides an objective and easily implemented alternative to assessment of negative affect via self-report or other methods (e.g., neuroimaging) that may be inappropriate or impractical for some researchers. Startle potentiation has been studied rigorously in both animals (e.g., rodents, non-human primates) and humans which facilitates animal-to-human translational research. Startle potentiation during certain and uncertain threat provides an objective measure of negative affective and distinct emotional states (fear, anxiety) to use in research on psychopathology, substance use/abuse and broadly in affective science. As such, it has been used extensively by clinical scientists interested in psychopathology etiology and by affective scientists interested in individual differences in emotion.

Potentiation of the startle reflex is measured via electromyography of the orbicularis oculi muscle during low (uncertain) and high (certain) probability electric shock threat in the Threat Probability Task. This provides an objective measure of distinct negative emotional states (fear/anxiety) for research on psychopathology, substance use/abuse, and broad affective science.

Utilisation de la tâche menace de probabilité pour évaluer l&#39;anxiété et la peur Pendant menace incertaine et certains

Fear of certain threat and anxiety about uncertain threat are distinct emotions with unique behavioral, cognitive-attentional, and neuroanatomical ...

Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning

In this protocol, social motivation is measured in mice through a pair of operant conditioning paradigms. To conduct the experiments, two-chambered shuttle boxes were equipped with two operant levers (left and right) and a food receptacle in one chamber, which was then divided from the second chamber by an automated guillotine door covered by a wire grid. Different stimulus mice, rotated across testing days, served as a social stimulus behind the wire grid, and were only visible following the opening of the guillotine door. Test mice were trained to lever press in order to open the door and gain access to the stimulus partner for 15 sec. The number of lever presses required to obtain the social reward progressively increased on a fixed schedule of 3. Testing sessions ended after test mice stopped lever pressing for 5 consecutive minutes. The last reinforced ratio or breakpoint can be used as a quantitative measure of social motivation. For the second paradigm, test mice were trained to discriminate between left and right lever presses in order to obtain either a food reward or the social reward. Mice were rewarded for every 3 presses of each respective lever. The number of food and social rewards can be compared as a measurement of the value placed upon each reward. The ratio of each reward type can also be compared between mouse strains and the change in this ratio can be monitored within testing sessions to measure satiation with a given reward type. Both of these operant conditioning paradigms are highly useful for the quantification of social motivation in mouse models of autism and other disorders of social behavior.

This article describes a new protocol for the quantitative measurement of social motivation in mice using operant conditioning for a social reward. The protocol is useful for the measurement of social motivation in mouse models of autism and other disorders of social behavior.

Quantifier Motivation sociale chez la souris utilisant Conditionnement opérant

In this protocol, social motivation is measured in mice through a pair of operant conditioning paradigms. To conduct the experiments, two-chambered ...

Determining Ultrasonic Vocalization Preferences in Mice using a Two-choice Playback Test

Mice emit ultrasonic vocalizations (USVs) during a variety of conditions, such as pup isolation and adult social interactions. These USVs differ with age, sex, condition, and genetic background of the emitting animal. Although many studies have characterized these differences, whether receiver mice can discriminate among objectively different USVs and show preferences for particular sound traits remains to be elucidated. To determine whether mice can discriminate between different characteristics of USVs, a playback experiment was developed recently, in which preference responses of mice to two different USVs could be evaluated in the form of a place preference.
First, USVs from mice were recorded. Then, the recorded USVs were edited, trimmed accordingly, and exported as stereophonic sound files. Next, the USV amplitudes generated by the two ultrasound emitters used in the experiment were adjusted to the same sound pressure level. Nanocrystalline silicon thermo-acoustic emitters were used to play the USVs back. Finally, to investigate the preference of subject mice to selected USVs, pairs of two differing USV signals were played back simultaneously in a two-choice test box. By repeatedly entering a defined zone near an ultrasound emitter and searching the wire mesh in front of the emitter, the mouse reveals its preference for one sound over another. This model allows comparing the attractiveness of the various features of mouse USVs, in various contexts.

Ultrasonic vocalizations (USVs) in mice differ depending on age, sex, condition, and genetic background. Using two ultrasound emitters broadcasting simultaneously in different locations, this two-choice test can evaluate murine recognition and preference responses to different characteristics of USVs.

Déterminer ultrasons vocalisation Préférences chez la souris en utilisant un test de lecture à deux choix

Mice emit ultrasonic vocalizations (USVs) during a variety of conditions, such as pup isolation and adult social interactions. These USVs differ with age, ...

Whisker-signaled Eyeblink Classical Conditioning in Head-fixed Mice

Eyeblink conditioning is a common paradigm for investigating the neural mechanisms underlying learning and memory. To better utilize the extensive repertoire of scientific techniques available to study learning and memory at the cellular level, it is ideal to have a stable cranial platform. Because mice do not readily tolerate restraint, they are usually trained while moving about freely in a chamber. Conditioned stimulus (CS) and unconditioned stimulus (US) information are delivered and eyeblink responses recorded via a tether connected to the mouse's head. In the head-fixed apparatus presented here, mice are allowed to run as they desire while their heads are secured to facilitate experimentation. Reliable conditioning of the eyeblink response is obtained with this training apparatus, which allows for the delivery of whisker stimulation as the CS, a periorbital electrical shock as the US, and analysis of electromyographic (EMG) activity from the eyelid to detect blink responses.

The preparation presented here for whisker-signaled eyeblink conditioning in head-fixed mice precisely stimulates specific whiskers while allowing mice to ambulate on a cylindrical treadmill. A whisker stimulation conditioned stimulus (CS) paired with a periorbital shock unconditioned stimulus (US) results in reliable associative learning on this apparatus.

Moustaches de signalisation eyeblink conditionnement classique chez les souris de tête-fixe

Eyeblink conditioning is a common paradigm for investigating the neural mechanisms underlying learning and memory. To better utilize the extensive ...

Reducing State Anxiety Using Working Memory Maintenance

The purpose of this protocol is to explain how to examine the relationship between working memory processes and anxiety by combining the Sternberg Working Memory (WM) and the threat of shock paradigms. In the Sternberg WM paradigm, subjects are required to maintain a series of letters in the WM for a brief interval and respond by identifying whether the position of a given letter in the series matches a numerical prompt. In the threat of shock paradigm, subjects are exposed to alternating blocks where they are either at risk of receiving unpredictable presentations of a mild electric shock or are safe from the shock. Anxiety is probed throughout the safe and threat blocks using the acoustic startle reflex, which is potentiated under threat (Anxiety-Potentiated Startle (APS)). By conducting the Sternberg WM paradigm during the threat of shock and probing the startle response during either the WM maintenance interval or the intertrial interval, it is possible to determine the effect of WM maintenance on APS.

This protocol demonstrates how to measure anxiety-potentiated startle during the Sternberg Working Memory paradigm.

Réduire l&#39;anxiété de l&#39;État à l&#39;aide de la mémoire de travail

The purpose of this protocol is to explain how to examine the relationship between working memory processes and anxiety by combining the Sternberg Working ...

Using Electroencephalography Measurements and High-quality Video Recording for Analyzing Visual Perception of Media Content

This article explores a method to detect differences in visual perception in humans. The method used is based on the psychological (or "cognitive") function of eyeblinks. Participants' eyeblinks are detected and acquired while watching videos specifically created for the investigation. The detection and acquisition of eyeblinks are carried out with the help of a 20-channel electroencephalographic (EEG) wireless device. The international 10-20 system for electrode placement is followed. A high-definition (HD) video camera is used to record participants' facial expressions, for contrast purposes. Instead of using pre-existing media content, purpose-made video content has been created following specific criteria of interest for this investigation, with stimuli enabling researchers to manage the precise parameters of interest. Otherwise, results could be contaminated with uncontrolled variables. The synchronization of the presentation of video stimuli with EEG recordings needs to be done in milliseconds. Analysis of collected data is performed with robust software for working with big matrices. Statistically significant differences in eyeblink rate related to media professionalization and editing style are found with the reported experimental procedures.

We present detection, acquisition, and analysis of eyeblink rates while watching media content.

À l’aide de mesures d’électroencéphalographie et l’enregistrement vidéo de haute qualité pour l’analyse de la Perception visuelle du contenu multimédia

This article explores a method to detect differences in visual perception in humans. The method used is based on the psychological (or "cognitive") ...

Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms

The Barnes maze is a reliable measure of spatial learning and memory that does not require food restriction or exposure to extremely stressful stimuli. The Barnes maze can also assess other mouse behaviors, such as general motivation to escape from the maze platform and exploratory behavior. The Barnes maze can measure whether a genetic mutation or environmental variable can impact the acquisition and retention of spatial memories, as well as provide information about the search strategy employed by the mice. Here we use the Barnes maze to detect a memory deficit in adult mice following a single developmental ethanol exposure event. The newly described Damsel-in-Distress paradigm exposes a male mouse to a female mouse trapped in a chamber in the open center field of the arena. It provides an opportunity for the mouse to socially respond to the trapped female and exhibit prosocial behavior. The Damsel-in-Distress paradigm can also be used to examine mouse behavior in a novel arena and measure locomotor activity. Both the Barnes Maze and the Damsel-in-Distress protocols require minimal financial investment and most aspects of the tests can be constructed from common lab supplies. These flexible and accessible tools can also be used to detect behavioral changes over the course of development.

This protocol measures spatial learning and memory using the Barnes maze. A novel Damsel-in-Distress paradigm is used to assess locomotor activity and prosocial behavior in mice.

Analysant l’apprentissage Spatial et comportement Prosocial chez la souris à l’aide de la Maze de Barnes et paradigmes de la demoiselle en détresse

The Barnes maze is a reliable measure of spatial learning and memory that does not require food restriction or exposure to extremely stressful stimuli. ...

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.

Visuels conditionnement classique dans les fourmis des bois

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

Fear Incubation Using an Extended Fear-Conditioning Protocol for Rats

Emotional memory has been primarily studied with fear-conditioning paradigms. Fear conditioning is a form of learning through which individuals learn the relationships between aversive events and otherwise neutral stimuli. The most-widely utilized procedures for studying emotional memories entail fear conditioning in rats. In these tasks, the unconditioned stimulus (US) is a footshock presented once or several times across single or several sessions, and the conditioned response (CR) is freezing. In a version of these procedures, called cued fear conditioning, a tone (conditioned stimulus, CS) is paired with footshocks (US) during the training phase. During the first test, animals are exposed to the same context in which training took place, and freezing responses are tested in the absence of footshocks and tones (i.e., a context test). During the second test, freezing is measured when the context is changed (e.g., by manipulating the smell and walls of the experimental chamber) and the tone is presented in the absence of footshocks (i.e., a cue test). Most cued fear conditioning procedures entail few tone-shock pairings (e.g., 1-3 trials in a single session). There is a growing interest in less common versions involving an extensive number of pairings (i.e., overtraining) related to the long-lasting effect called fear incubation (i.e., fear responses increase over time without further exposure to aversive events or conditioned stimuli). Extended fear-conditioning tasks have been key to the understanding of fear incubation&#8217;s behavioral and neurobiological aspects, including its relationship with other psychological phenomena (e.g., post-traumatic stress disorder). Here, we describe an extended fear-conditioning protocol that produces overtraining and fear incubation in rats. This protocol entails a single training session with 25 tone-shock pairings (i.e., overtraining) and a comparison of conditioned freezing responses during context and cue tests 48 h (short-term) and 6 weeks (long-term) after training.

We describe an extended fear-conditioning protocol that produces overtraining and fear incubation in rats. This protocol entails a single training session with 25 tone-shock pairings (i.e., overtraining) and a comparison of conditioned freezing responses during context and cue tests 48 h (short-term) and 6 weeks (long-term) after training.

Incubation de la peur à l’aide d’un protocole étendu de conditionnement de la peur pour les rats

Emotional memory has been primarily studied with fear-conditioning paradigms. Fear conditioning is a form of learning through which individuals learn the ...