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

Toutes les procédures sont approuvées par le Comité de protection des animaux de l&#39;Université McMaster et effectués conformément aux lignes directrices définies par le Conseil canadien de protection des animaux. 1. Procédures générales <ol><li> Habituer souris pour 1-2 semaines à un 12 h cycle lumière / obscurité existante (par exemple, huit heures-20 heures). Effectuer toutes les procédures et les tests pendant le cycle sombre, avec RT, l&#39;humidité et l&#39;intensité de la lumière étant relativement constante. </li><li> Mark ou de la queue-de tatouage pour toutes les souris, identification numérique facile sur une période prolongée et de les manipuler 1-2 heures par jour pendant 5-7 jours. </li><li> Répéter les mesures quotidiennes de la température rectale, le poids corporel et la consommation / eau alimentaire pour détecter la fièvre et / ou à la malnutrition potentiel induite par le vieillissement ou la progression de la maladie. Critères d&#39;exclusion standard incluent un faible poids corporel due à des aliments réduite / prise d&#39;eau, une posture voûtée avec fourrure ébouriffée, hydrocéphalie, porphyrine décharge autour des yeux, etc. </li><li> Pour identifdéficits neurologiques qui peuvent y confondre l&#39;activité globale et de performance, d&#39;effectuer des tests sensori-motrices standard tels que la patte postérieure accrochage reflex 13, mise réflexe visuel 14, géotaxie essai de 15, panier essai 16, faisceau test de marche de 17 à 19, 20 Rotarod, et des tests olfactifs 21. Note: Les résultats peuvent également aider dans l&#39;analyse de corrélation avec les mesures de INBEST, sélection plus rigoureuse des autres procédures (par exemple, labyrinthe aquatique de Morris si les souris sont aveugles, nouveau test de l&#39;objet si les souris sont hyposmic / anosmique), réduction de la variabilité intra-groupe, et l&#39;exclusion de souris avec des déficits ou une infection naissance. </li><li> Nettoyez le plastique et un appareil de verre avec un désinfectant pour éliminer les sentiers urinaires tout en testant les souris des groupes expérimentaux et de contrôle dans un mode alternatif. </li></ol> 2. intégré de stations comportementale (INBEST) Procédure <ol><li> Home-cage configuré <ol><li> Remplissez distributeur de nourritures avec 20 mg pastilles chow de la souris. </li><li> Remplir les bouteilles avec de l&#39;eau du robinet. Remarque: Une deuxième flacon peut être rempli avec une solution de l&#39;intérêt, tel que le saccharose ou la saccharine solution pour un test de préférence. </li><li> Peser bouteilles pour calculer le volume consommé à la fin de la session. </li><li> Insérez becs de bouteilles dans les lickometers. Assurez-vous que la buse ne bloque pas le capteur infrarouge; si ce est le cas, réduire la longueur du bec. </li><li> Placez abris dans le coin choisi de la maison-cage. </li></ol></li><li> Set Computer jusqu&#39;à Remarque: Les commandes de logiciels fournis dans les étapes 2.2 à 2.11 sont pertinentes pour le logiciel 8,5 Ethovision XT (spécifié dans la Liste des Matériaux / Équipement) et des conditions de test dans notre laboratoire. <ol><li> Illuminez la salle avec diffuse, faible lumière qui est suffisant pour la vidéo-suivi, mais ne reflète pas la case, sol ou les murs. </li><li> Ouvrez un projet par défaut de suivi vidéo et configurer les paramètres de l&#39;expérience, en tapantdans les détails pertinents (par exemple, date / heure d&#39;étude, travail de groupe, des conditions de salle etc.). Ensuite, choisissez la source vidéo appropriée (Picolo Diligent grabber), le nombre d&#39;arènes (4), suivi de points (centre-, nose- et la queue points), et les unités de mesure (centimètres, secondes et degrés). </li><li> Après avoir sélectionné l&#39;onglet Liste de première instance en vertu de configuration, de définir le nombre de procès en cliquant sur le bouton Ajouter des essais (1). Ensuite, spécifier les variables indépendantes (par exemple, ID de la souris, le sexe, travail de groupe, déformation) en utilisant le bouton Ajouter une variable. </li><li> Cliquez sur l&#39;onglet Paramètres Arena et capturer l&#39;image d&#39;arrière-plan de la vidéo en direct. Définir les paramètres de l&#39;arène individuelle en décrivant le périmètre extérieur en utilisant l&#39;outil de dessin approprié (comme créer rectangle / polyligne / ellipse). </li><li> Ensuite, ajouter des zones d&#39;intérêt en cliquant sur ​​le bouton Ajouter groupe Zone et exposant les différentes zones (par exemple, sol, lickometers, distributeur de nourriture, maille escalade <em&gt; etc.) d&#39;une manière identique. Ajouter zones cachées pour les zones où la souris ne peut pas être vu (par exemple, le logement et la roue de roulement, Figure 2) en cliquant sur ​​le bouton Ajouter Invisible Groupe Zone. Veiller à ce qu&#39;une entrée / sortie est spécifié et liée à chaque zone cachée. </li><li> Répétez les étapes 2.4 à 2.5 pour chaque arène. Effectuer le calibrage de l&#39;aréna en soulignant étalonnage et en utilisant l&#39;outil approprié (créer une échelle d&#39;étalonnage / axes) pour fournir la largeur et la longueur de l&#39;aréna. Enfin, valider les réglages Arena en cliquant sur le bouton Paramètres Valider Arena. </li><li> Sélectionnez l&#39;onglet Paramètres de contrôle de première instance et spécifiez start / stop conditions et la durée du procès. Réglez la condition de démarrage pour commencer lorsque la durée de la point central dépasse 1 sec dans l&#39;arène. Manipuler la durée du procès en élargissant la zone de condition d&#39;arrêt et la mise en procès de résiliation après un délai, comme 10 heures. </li><li> Sous l&#39;onglet Paramètres de détection, mettre en évidence les méthodes de détection appropriées (par exemple,, Soustraction dynamique et fondée sur un modèle-). </li><li> Ensuite, prendre l&#39;image de référence de l&#39;arène vide en cliquant sur le bouton Paramètres dans l&#39;onglet Détection et en appuyant sur le bouton actuel Grab. </li><li> Réglez la plage de contraste tels que le centre, le nez et la détection basée queue pour chaque souris sont fiables, précis et continu. Pour les souris albinos, précise que la souris est plus lumineux que l&#39;arrière-plan, et plus sombre que l&#39;arrière-plan si vous utilisez une souche pigmentée. Remarque: La taille d&#39;objet et la fréquence d&#39;échantillonnage vidéo peuvent être changés en fonction de la distance entre l&#39;appareil de tête et l&#39;objet, ainsi que la vitesse de traitement de l&#39;ordinateur utilisé (par exemple, 14,9 images / s). </li><li> Se assurer que toutes les modifications sont enregistrées avant de quitter le module de paramètres de détection. </li><li> Allumez le dispositif d&#39;interface, qui est responsable de la conversion des événements analogiques enregistrées à partir de périphériques d&#39;entrée (par exemple, l&#39;interruption du faisceau infrarouge, le mouvement de la roue de roulement, etc.) dans diGital journaux. </li></ol></li><li> L&#39;Acquisition Des Données Remarque: Les commandes de logiciels suivants sont pertinents pour le Med PC IV de routine sur-mesure (&quot;magicien&quot;) qui fournit entrée étape par étape de paramètres de session (par exemple, la durée de 10 heures d&#39;essai, ID de la souris, affectation de groupe, etc.). <ol><li> Placez chaque souris dans la boîte attribué. </li><li> Synchroniser paquets vidéo et de l&#39;événement de suivi en appuyant simultanément sur les boutons &#39;records&#39;. </li><li> Quittez la pièce expérimentale tranquillement. </li><li> Lorsque la période d&#39;enregistrement expire (par exemple, quelques heures, jours ou semaines), supprimer les souris et les retourner à leurs maisons-cages. </li><li> Mesurer le poids des bouteilles et enregistrer tous les enregistrements numériques sur support numérique (disque dur, clé USB portable, DVD). </li><li> Transfert des données brutes dans un tableur. </li><li> Enregistrer les fichiers MPG pour la notation ultérieure des actes de comportement peu fréquents (par exemple, stéréotypies, convulsions). </li></ol></li></ol>

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Open publication d&#39;accès de cet article est sponsorisé par Med Associates, Inc. (St. Albans, VT).

La détection des effets fonctionnels chez l&#39;animal dépend largement de la capacité du chercheur de limiter la variabilité inhérente à des études comportementales. Par conséquent, il est important de contrôler minutieusement et de minimiser les éventuels facteurs de confusion qui peuvent réduire la fiabilité et la reproductibilité des données comportementales. Dans le même temps, il est important de reconnaître que pas de test reflète un seul domaine de comportement, que la connaissance de la fonction neurologique est obligatoire, et que le comportement est très sensible à des facteurs de stress externes. Si les postulats ci-dessus sont appréciés, on peut conclure que l&#39;analyse comportementale globale doit inclure le cours du temps de la réponse mesurée, ainsi que, impliquer les traits et les paradigmes qui puisent dans les aspects comportementaux spécifiques fonctionnels de base. Beaucoup de ces critères peuvent être satisfaites en utilisant évaluation informatisée des mouvements et des actes de comportement dans un environnement home-cages aménagées. Jusqu&#39;à présent, il a été emphasized phénotypage que comportementale des modèles murins de maladies humaines mandats d&#39;Considérations supplémentaires. Cette notion est basée sur la prémisse que l&#39;homéostasie fonctionnelle est contestée par les facteurs de stress internes et externes lors de l&#39;apparition de la maladie. Bien que tous les facteurs de confusion potentiels ne peuvent pas être éliminés par l&#39;introduction de automatisé, la maison-cage phénotypage, les questions relatives aux paramètres incompatibles environnementales, le stress du transport et des manipulations répétées sont minimisés. Cela améliore considérablement la cohérence et la précision dans les études; même de petites réductions de la variabilité peuvent améliorer la détection des effets induits par une maladie naissante. En effet, INBEST fournit une mine d&#39;informations, ce qui permet une évaluation plus précise de l&#39;apparition, la cinétique et la gravité des changements de comportement, ainsi que des relations importantes entre les divers déficits comportementaux induits par la maladie. Vidéo suivi fiable dépend de deux conditions d&#39;éclairage. Tout d&#39;abord, la lumière diffuse est requise dans la chambre de test pour empêcherobjets à partir d&#39;objets à proximité réfléchissante. Deuxièmement, le contraste de couleur élevée peut être obtenue en choisissant une couleur de plancher appropriée pour différer de la couleur de l&#39;objet le plus possible. Dans notre laboratoire, ceci est réalisé en utilisant des crues feux positionnés en dessous des boîtes de INBEST et plateaux de sol noir lors du contrôle de souris albinos (fond blanc ou gris serait suffisant si l&#39;essai souches pigmentées). En ce qui concerne l&#39;aspect de l&#39;enregistrement des événements de INBEST, le réglage du matériel actuel (1 Piccolo de la carte vidéo avec 4 entrées) limite quatre cases pour être simultanément utilisées par PC. Ce est un assez petit nombre de boîtes, tout un set-up plus adapté exigerait 8 ou même 16 cages, et donc 2 ou 4 PC, respectivement. De préférence, INBEST peut être utilisé en continu pendant 24 heures comme la maison-cage. Ce serait permettre aux animaux de se habituent pleinement à l&#39;environnement et à établir, comportements circadiens stables, qui peuvent être analysés d&#39;une manière impartiale. Pour éviter toute perte de données informatiques en raison de panne de courant, une puissance continue suppliquer (ou au moins une source d&#39;alimentation sans coupure) doivent être sécurisés. Enfin, pour assurer une évaluation correcte de la ration alimentaire quotidienne, il convient de noter que la taille des boulettes de nourriture ne doit pas dépasser la taille des trous dans le distributeur de produits alimentaires (la taille recommandée d&#39;une seule pastille alimentaire est de 20 mg). Il ne est pas à négliger, toutefois, que cette analyse devrait également intégrer la façon dont différentes mesures de INBEST peuvent interagir les uns avec les autres. Par exemple, les souris qui passent plus de temps dans la roue de roulement sont susceptibles d&#39;ingérer de plus grandes quantités de nourriture et d&#39;eau pour répondre à leurs demandes croissantes en calories. De même, les souris ayant ingéré plus d&#39;une solution de saccharose peuvent diminuer leur consommation de nourriture. L&#39;interprétation de ces résultats peut être en outre compliquée par l&#39;amélioration générale de la performance au fil du temps, en particulier en ce qui concerne l&#39;ingestion activité roues comportement et le fonctionnement. Compte tenu de leurs propriétés incitatives, les expérimentateurs peuvent également envisager de limiter l&#39;accès à une solution de saccharose et til courir roue pour contrer la probabilité d&#39;effets post-ingestifs et perte de poids excessive, respectivement. Cependant, ces préoccupations peuvent être plus pertinents dans certaines souches que d&#39;autres parce que les différentes souches de souris ont des profils comportementaux dissemblables. Bien que réalisant à la fois de base et des contrôles d&#39;évaluation expérimentales pour la plupart des questions ci-dessus, les expérimentateurs doivent reconnaître que ces variables doivent être prises en compte lors de l&#39;interprétation des données INBEST. Dans le même temps, certains aspects du comportement ne peuvent être étudiés dans l&#39;environnement maison-cage, nécessitant ainsi une combinaison avec des tests standard pour compléter le profil comportemental des sujets. Suivi informatisé au sein normalisée, mais les environnements flexibles semble être la prochaine étape logique dans l&#39;analyse comportementale contemporaine. Une telle approche non invasive, basée éthologiquement-permettra aux chercheurs d&#39;observer le répertoire complet des réponses comportementales sur une période de temps prolongée. Leoretically, ceci peut être accompli par l&#39;étude du comportement dans un environnement &quot;virtuel&quot; enrichi qui ressemble étroitement à un habitat naturel. Plusieurs groupes de recherche ont décrit des outils de suivi basés sur la vision qui prennent en charge le phénotypage du comportement des souris dans leur cage 22-25 domicile, en dyades 26, 27, ou dans le contexte des 28 grands groupes sociaux. De haute précision et une résolution spatiale peuvent être obtenus par l&#39;intégration de poursuite vidéo avec la technologie de micropuce pour la collecte simultanée et synchronisée des données comportementales dans un groupe de souris 28. Caméras thermographiques capable de détecter la chaleur signatures peuvent être combinés avec des puces ou des transpondeurs implantables pour fournir l&#39;emplacement relatif et les fonctions physiologiques de base de chaque souris (par exemple, la température du corps, le cœur / fréquence respiratoire). En outre, un système de suivi 3D avancée produirait une reconnaissance plus précise et quantitative des actes de comportement. Afin d&#39;exécuter plusieurs reprises une variety de tests, un tel système devrait être automatisé, télécommandé, et modulaire. Par exemple, la mémoire spatiale peut être étudiée dans des environnements plus grands en programmant l&#39;apparition d&#39;indices distales sur les murs LCD, ou en présentant / cacher distributeurs avec de la nourriture savoureuse de planchers mobiles. D&#39;une manière similaire, les nouveaux objets pourraient être présentées / caché à des moments spécifiques pendant toute l&#39;étude. Cette phénotypage informatique peut aider à élucider les déterminants génétiques du comportement, des modèles de mécanismes pathogènes de maladies sous-jacentes, et le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Si un consensus est atteint par rapport aux conditions de test, séquence de tests, ainsi que le matériel et les logiciels utilisés, on peut se attendre que la normalisation tant attendue améliorer la reproductibilité des études comportementales et d&#39;élever la psychométrie expérimentales à un nouveau niveau.

Les progrès rapides dans le génie génétique au cours des dernières décennies ont conduit à une prolifération sans précédent de modèles animaux de maladies humaines. Souris ont acquis le statut de sujets expérimentaux primaires en sciences biomédicales pour plusieurs raisons. D&#39;un point de vue pratique, ils ont un taux de reproduction élevé, sont relativement peu coûteux, et sont faciles à loger. D&#39;un point de vue conceptuel, ils sont génétiquement proches des humains, peuvent être génétiquement modifiés avec une relative facilité, et ont endocrinien, immunitaire et nerveux très développé. En plus des lésions à des niveaux génétiques et cellulaires, les études contemporaines de troubles du cerveau exigent la démonstration de déficits fonctionnels reproductibles ce visage de surbrillance, construire, ou la validité prédictive d&#39;un nouveau modèle de la souris 1. Une infection aiguë chez un mammifère homéothermes se traduit souvent par la réponse fébrile, qui, conjointement avec le comportement de la maladie, constitue l&#39;un desdes mécanismes de survie deux principaux. Profondément animaux malades présentent des modifications significatives dans les aliments / prise d&#39;eau et la performance dans des tâches qui reflètent la réactivité émotionnelle, comportement exploratoire, et la capacité d&#39;apprentissage / mémoire. Ces changements expliquent en grande partie l&#39;activité / social déficient sexuelle et la conservation de l&#39;énergie pour les réactions immunitaires défensives. Toutefois, lorsque les conditions aiguës tournent chronique (comme on le voit dans de nombreux immunologique, maladies endocriniennes et neurologiques), performance comportementale peut encore se détériorer en raison des dommages structurels de divers organes, dont le cerveau 3. Maladies neurodégénératives humaines et animales sont souvent accompagnés par une constellation de déficits neurologiques et comportementaux. Par conséquent, un objectif clé dans les études comportementales des animaux malades chroniques est de distinguer les effets centraux des déficits induits par la symptomatologie périphérique. Toutefois, la durée relativement courte de tâches comportementales standards limite la collecteions d&#39;informations concernant les mesures fonctionnelles de base, tels que l&#39;olfaction, repos, sommeil, de nourriture / prise d&#39;eau, ou des épisodes épileptiques. L&#39;inclusion de ces mesures améliore profilage comportemental et permet une meilleure interprétation de la performance dans des tâches d&#39;activité exigeant. Les améliorations apportées à phénotypage comportemental des souris malades Les insuffisances dans l&#39;évaluation du profil comportemental des souris malades ont nécessité une surveillance continue de souris seuls logés par les PC-traitement rapide. Bien que les piles comportementales diverses peuvent être conçus 4, 5, ci-dessous sont les procédures qui ont été utilisées pour établir avec succès un modèle animal du lupus neuropsychiatrique 6. Cette batterie est appliquée de façon répétée dans les deux modèles sub-chronique et chronique de la maladie (figure 1), tels que la déficience cognitive légère et de la maladie d&#39;Alzheimer 7. Après une série de tests neurologiques 8-10, acAppareil ustom fait, conçu pour répondre aux exigences ci-dessus en utilisant une surveillance continue de plusieurs sorties de comportement dans un environnement home-cage enrichi, peut être utilisé. Une telle approche éthologique base à l&#39;évaluation de l&#39;activité exploratoire spontanée et le comportement motivé fournit une compréhension plus globale des déficits de performance dans d&#39;autres paradigmes, tels que ceux de réflexion de l&#39;apprentissage et de la mémoire. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig1.jpg" /> Figure 1. Représentation schématique de phénotypage comportemental longitudinale dans notre laboratoire. La batterie de comportement est conçu pour évoluer à partir de moins: vers plus- tâches stressantes, qui se répètent à différents points de temps pour évaluer les effets de facteurs durables tels que la progression de la maladie, le traitement pharmacologique ou les réponses immunologiques. Essais INBEST et individuelles sont effectuées au cours de la p sombrehase, souvent plus de 10 et 2 h, respectivement abréviations:. R - réflexes; BW - Poutre test de marche; RR - Rotarod; OT - des tests olfactifs; SP - test de préférence saccharose; SD - Step Down essai; NO - essai de nouveaux objets; DE - essai sur le champ; SAB - spontanée Alternance Comportement; FS - test de la nage forcée; MWM - labyrinthe aquatique de Morris. * - Les aspects de l&#39;essai (par exemple, l&#39;emplacement, le contexte, couleur, forme) qui doivent être modifiés dans les essais ultérieurs au long du parcours de l&#39;expérience. Enregistrement vidéo et l&#39;analyse du comportement continu dans un environnement home-cage ont été rapportées en 2007 11. Un appareil automatisé plus complexe qui intègre des tests comportementaux utilisés dans les études avec des souris auto-immune a été présenté à la «Comportement de mesure &#39;répondant un an plus tard 12. La station comportementale intégrée (INBEST, figure 2A) est un système modulaire, qui comprises d&#39;un stimulus lumineux abri, contrôlé par ordinateur, deux lickometers cellules photoélectriques contrôlée (une pour l&#39;eau, une pour une solution d&#39;intérêt), un distributeur automatique de nourriture, une roue qui tourne informatisé, et un filet d&#39;escalade numérisé. Latences, les fréquences et durées de comportements particuliers sont examinés en utilisant un logiciel personnalisé. Activité locomotrice et exploratoire (par exemple, d&#39;un nouvel objet ou un congénère connaissent pas) peut être évaluée avec le logiciel vidéo-tracking (Liste des Matériaux / Équipement), pendant le sommeil et du comportement moins fréquents, tels que le comportement et les saisies automutilation, peut être marqué manuellement avec le logiciel de suivi vidéo ou des paquets événement enregistrement dédiés. Huit configurations complètes INBEST / vidéo sont utilisés, ce qui permet la surveillance simultanée de quatre animaux témoins expérimentaux et 4 (figure 2B). <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig2.jpg" /&gt; Figure 2. gare comportementale intégrée. (A) Représentation schématique du matériel et des logiciels utilisés dans la conception d&#39;une boîte de INBEST (L = 39 x W x H = 53 = 50 cm). (B) de huit boîtes de INBEST complètes fournissent une opportunité pour la maison concurrente surveillance cage de quatre souris expérimentales et quatre témoins. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig2large.jpg" target="_blank">Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> Les variables dépendantes comprennent des mesures de l&#39;apport alimentaire / de l&#39;eau, la réactivité à la stimulation agréable au goût, l&#39;activité ambulatoire spontanée, escalade, course volontaire, les comportements liés à l&#39;anxiété (par exemple, l&#39;exploration du roman objet), le toilettage, la saisie et dormir. En outre, des stimuli visuels peuvent être présentées pour le conditionnement et d&#39;apprentissage paradigmes. Les avantages de INBEST plus de tests comportementaux norme comprennent l&#39;élimination des effets de confusion Induced par le stress du transport, ainsi que continue, la collecte automatisée des mesures de réflexion de l&#39;activité nocturne, l&#39;exploration, l&#39;anxiété liée et comportements dépressifs-comme. L&#39;intégration de composants matériels sensibles avec un paquet de suivi vidéo donne une foule de renseignements, ce qui permet une meilleure évaluation du comportement par rapport à la progression des maladies chroniques dans des modèles animaux divers. INBEST peut être utilisé pour étudier d&#39;autres troubles chroniques du système nerveux central (par exemple, l&#39;autisme, la dépression majeure, la schizophrénie), ainsi que dans des études longitudinales portant sur ​​le développement neurologique, les effets comportementaux des troubles systémiques / néoplasique, et la pharmacothérapie prolongée.

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

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

En raison des progrès rapides dans le génie génétique, les petits rongeurs sont devenus les sujets de prédilection dans de nombreuses disciplines de la recherche biomédicale. Dans les études de troubles chroniques du système nerveux central, il ya une demande croissante pour les modèles murins avec une haute validité au niveau comportemental. Cependant, les mécanismes pathogènes multiples et les déficits fonctionnels complexes imposent souvent des défis pour mesurer de manière fiable et interpréter le comportement de souris malades chroniques. Par conséquent, l&#39;évaluation de la pathologie périphérique et un profil comportemental à plusieurs points dans le temps en utilisant une batterie de tests sont nécessaires. Vidéo-suivi, la spectroscopie de comportement, et l&#39;acquisition à distance des mesures physiologiques sont les technologies qui permettent l&#39;analyse comportementale complète, exacte et impartiale dans un cadre maison de base comme le jour. Ce rapport décrit un protocole de phénotypage raffinée, qui comprend un dispositif de surveillance sur mesure (Station comportementale intégrée, INBEST) qui met l&#39;accent sur des mesures prolongées de basic sorties fonctionnels, tels que l&#39;activité spontanée, la nourriture / prise d&#39;eau et le comportement motivé dans un environnement relativement sans stress. Les améliorations techniques et conceptuelles dans la conception INBEST peuvent en outre promouvoir la reproductibilité et la normalisation des études comportementales.

Figure 3 illustre différents lecture-out dans une étude comportementale prolongé avec souris CD1. Les données représentent la performance de base (jours 6-2 avant la chirurgie), la récupération post-chirurgicale (jours 2-4) et les effets comportementaux induits par soutenue administration intra-cérébro-ventriculaire d&#39;anticorps du cerveau réactive (jours 6 à 10, où 0 représente le jour de l&#39;intervention). Analyse avec le logiciel événement d&#39;enregistrement révèle que le groupe expérimental présente des déficiences dans le comportement alimentaire, comme en témoigne une fréquence inférieure de lèche bouteille d&#39;eau (A), augmentation de la latence d&#39;approcher la solution de saccharose (B), et une diminution de la consommation alimentaire (C) pendant la période expérimentale. Coïncidant avec ces changements, ils présentent également une activité de roue de roulement diminuée par rapport aux souris témoins (D). Tel que mesuré par un logiciel de vidéo-tracking, le groupe expérimental ambulates aussi moins à la maison-cage (E) et préfère passer plus de temps dans l&#39;abri (F). Ces différences de comportement d&#39;unre illustrée sur éthogrammes de l&#39;échantillon (g). <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig3.jpg" /> Figure 3. variables représentatives dans une série de 10 hr séances quotidiennes illustrant le pouvoir discriminant du système de INBEST. Souris expérimentale (exposés à des anticorps du cerveau réactive plus de deux semaines) boire moins d&#39;eau (A), prendre plus de temps pour aborder solution de saccharose ( B) et consomment moins de nourriture (C) au cours de la période de test. Coïncidant avec ces changements, ils présentent également une activité altérée, comme en témoigne la réduction nombre de roue de roulement (D), une diminution de la marche (E) et un séjour prolongé à l&#39;abri (F). Ces différences de comportement sont illustrés sur éthogrammes l&#39;échantillon (g). Le panneau supérieur affiche le comportement d&#39;une souris expérimentale le jour 6, caractérisé par un comportement d&#39;ingestion réduite,la baisse d&#39;activité de la roue de roulement et une augmentation du temps de l&#39;abri par rapport à une souris de commande recevant un véhicule (panneau inférieur). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig3large.jpg" target="_blank">Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>

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

Surveillance prolongée et complète de souris dans un environnement home-cage fournit une compréhension plus profonde de comportement aberrant dans des modèles murins de maladies du cerveau. Ce document décrit la station comportementale intégrée (INBEST) comme composant clé de l&#39;analyse comportementale contemporaine.

Behavioral phénotypage de modèles de maladies murin avec la station intégrée comportementale (INBEST)

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

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

Research

JoVE Journal

Behavior

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

9.8K vues.  McMaster University.  Surveillance prolongée et complète de souris dans un environnement home-cage fournit une compréhension plus profonde de comportement aberrant dans des modèles murins de maladies du cerveau. Ce document décrit la station comportementale intégrée (INBEST) comme composant clé de l'analyse comportementale contemporaine. 

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

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

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

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

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

Recherche

Sciences du comportement

Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System

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

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

Évaluation du comportement du système vestibulaire vieillissement de souris

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

Comprehensive Analysis of Transcription Dynamics from Brain Samples Following Behavioral Experience

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

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

Analyse détaillée de la dynamique de transcription à partir d&#39;échantillons de cerveau après l&#39;expérience comportementale

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

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

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

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

Exécution de tâches comportementales chez des sujets atteints intracrâniennes électrodes

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

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been maintaining the behavior. There is close correspondence between fear and human anxiety, and therefore studies of extinction learning might provide insight into the biological nature of anxiety-related disorders such as post-traumatic stress disorder, and they might help to develop strategies to treat them. Preclinical research aims to aid extinction learning and to induce targeted plasticity in extinction circuits to consolidate the newly formed memory. Vagus nerve stimulation (VNS) is a powerful approach that provides tight temporal and circuit-specific release of neurotransmitters, resulting in modulation of neuronal networks engaged in an ongoing task. VNS enhances memory consolidation in both rats and humans, and pairing VNS with exposure to conditioned cues enhances the consolidation of extinction learning in rats. Here, we provide a detailed protocol for the preparation of custom-made parts and the surgical procedures required for VNS in rats. Using this protocol we show how VNS can facilitate the extinction of conditioned fear responses in an auditory fear conditioning task. In addition, we provide evidence that VNS modulates synaptic plasticity in the pathway between the infralimbic (IL) medial prefrontal cortex and the basolateral complex of the amygdala (BLA), which is involved in the expression and modulation of extinction memory.

Vagus nerve stimulation (VNS) has emerged as a tool to induce targeted synaptic plasticity in the forebrain to modify a range of behaviors. This protocol describes how to implement VNS to facilitate the consolidation of fear extinction memory.

Stimulation du nerf vague comme un outil pour induire la plasticité dans les voies pertinentes pour l&#39;extinction d&#39;apprentissage

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

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

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

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

The Treadmill Fatigue Test: Un test simple, à haut débit de fatigue comme comportement pour la souris

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

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

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

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

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

Le Rongeur psychomoteur Vigilance Test (RPVT): une méthode d&#39;évaluation des performances neurocomportementales chez les rats et les souris

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

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

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

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

Méthodes fondamentales pour l&#39;étude de l&#39;écologie reproductive du poisson dans les aquariums

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

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

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

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

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

Automatisé, à long terme analyse comportementale pour les fonctions cognitives dans de multiples modèles génétiques de la maladie d’Alzheimer, à l’aide de IntelliCage

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

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

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

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

Évaluations comportementales de Locomotion spontanée dans un modèle murin induite par le MPTP la maladie de Parkinson

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