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

כל ההליכים אושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי חיים אוניברסיטת מקמאסטר ובוצעו בהתאם להנחיות שנקבעו על ידי המועצה הקנדית של טיפול בבעלי חיים. 1. נהלים כלליים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרגיל עכברים במשך 1-2 שבועות לשעת אור 12 / מחזור קיימים כהה (למשל, 8:00-08:00). לבצע את כל הנהלים ובדיקות במהלך המחזור הכהה, עם RT, לחות ועוצמת אור להיות קבועות יחסית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מארק או זנב-קעקוע כל העכברים לזיהוי קל, מספרי על פני תקופה ממושכת ולטפל בהם 1-2 שעות מדי יום על 5-7 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידות יומיות חוזרות של חום בפי טבעת, משקל גוף וצריכת מים / מזון כדי לזהות חום פוטנציאלי ו / או תת-תזונה הנגרם על ידי הזדקנות או התקדמות מחלה. קריטריוני הדרה סטנדרטיים כוללים משקל גוף נמוך בשל מזון מופחת / צריכת מים, יציבה כפופה עם פרווה הפרועה, הידרוצפלוס, פריקת פורפירין סביב עיניים, וכו &#39; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לidentifגירעונות נוירולוגיות y שעשוי לבלבל את הפעילות וביצועים הכוללים, לבצע בדיקות הסנסורית סטנדרטית כגון רפלקס הגפיים האחורי צְבִיטָה 13, רפלקס הצבת החזותי 14, geotaxis מבחן 15, מבחן סל 16, מבחן הליכה קרן 17-19, Rotarod 20, ובדיקות חוש הריח 21. הערה: התוצאות עשויות גם לסייע בניתוח מתאמים עם אמצעי INBEST, בחירה זהירה יותר של הליכים אחרים (לדוגמא, מבוך מים של מוריס אם עכברים הם מבחן עיוור, רומן אובייקט אם עכברי hyposmic / תתרנים), ירידה של השתנות בתוך הקבוצה, ו הרחקה של עכברים עם גירעונות לידה או זיהום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הפלסטיק ומכשירי זכוכית עם חומר חיטוי להסרת שבילי שתן בזמן בדיקת עכברים מקבוצות ניסוי ובקרה באופנה מתחלף. </li></ol> 2. משולבת התנהגות תחנת נוהל (INBEST) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בית-כלוב להגדיר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא מנפק מזוןים עם כדורי צ&#39;או עכבר 20 מ&quot;ג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא בקבוקים במים ברז. הערה: בקבוק שני יכול להיות מלא עם פתרון של עניין, כגון סוכרוז או פתרון סכריני לבדיקת העדפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל בקבוקים כדי לחשב את הנפח שנצרך בסוף הפגישה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס פיות בקבוק לתוך lickometers. ודא הזרבובית אינה חוסמת את חיישן אינפרא אדום; אם כן, להפחית את אורכו של הזרבובית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח מקלטים בפינה הנבחרת של הכלוב-הבית. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחשב להגדיר הערה: פקודות התוכנה המסופקות בצעדים 2.2-2.11 רלוונטיות לחבילת 8.5 תוכנת Ethovision XT (שצוינה ברשימה של חומרים / ציוד) ותנאי בדיקה במעבדה שלנו. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להאיר את החדר עם מפוזר, אור עמום שמספיק לוידאו-מעקב, אך אינו משקף את התיבה, רצפה או קירות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח פרויקט וידאו-מעקב ברירת מחדל ולקבוע הגדרות הניסוי, על ידי הקשתבפרטים רלוונטיים (למשל, תאריך / שעה של לימוד, הקצאת קבוצה, תנאי חדר וכו &#39;). בהמשך לכך, לבחור את מקור וידאו המתאים (חוטף חרוץ פיקולו) מספר, של זירות (4), מעקב נקודות (center-, חוטם ובזנב-נקודה), ויחידות מדידה (סנטימטרים, שניות, ומעלות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הבחירה בכרטיסייה רשימת המשפט תחת הגדרה, להגדיר את מספר הניסויים על ידי לחיצה על כפתור Add משפטים (1). בשלב הבא, ציינו משתנים בלתי תלויים (למשל, זיהוי עכבר, מין, משימה קבוצתית, זן) באמצעות הלחצן הוסף משתנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על כרטיסיית הגדרות זירה וללכוד את תמונת רקע מהווידאו החי. להגדיר את הפרמטרים של זירת הפרט על ידי המפרט את ההיקף החיצוני באמצעות כלי הציור המתאימים (כגון ליצור מלבן / polyline / אליפסה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, להוסיף אזורים של עניין על ידי לחיצה על כפתור הקבוצה להוסיף אזור ומתאר את האזורים השונים (לדוגמא, רצפה, lickometers, מנפק מזון, רשת טיפוס <eמ &#39;&gt; וכו&#39;.) באופן זהה. הוספת אזורים נסתרים לאזורים שבם העכבר לא ניתן לראות (למשל, מחסה וגלגל ריצה, איור 2) על ידי לחיצה על כפתור קבוצת Zone מוסתר להוסיף. ודא שכניסה / יציאה מצוינת וצמודה לכל אזור נסתר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 2.4-2.5 לכל זירה. לבצע כיול זירה על ידי הדגשת כיול ושימוש בכלי המתאים (ליצור בקנה מידה כיול / צירים) כדי לספק רוחב זירה ואורך. לבסוף, לאמת הגדרות זירה על ידי לחיצה על כפתור הגדרות אימות זירה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמן את כרטיסיית בקרת משפט הגדרות וציין התחלה / סיום תנאים ואורך משפט. הגדר את המצב כדי להתחיל כאשר משך מרכז הנקודה עולה על 1 שניות בזירה. מניפולציות משך המשפט על ידי הרחבת תיבת מצב עצירה והגדרת המשפט לסיים באיחור, כגון 10 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בכרטיסיית הגדרות איתור, סמן את שיטות זיהוי המתאימות (לדוגמא, חיסור ודינמי מודל מבוסס). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הבא, לתפוס את תמונת ההתייחסות של הזירה הריקה על ידי לחיצה על כפתור הגדרות בכרטיסייה באיתור ובלחיצה על לחצן הנוכחי גזל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את הטווח של ניגוד כזה שהמרכז, האף וזיהוי מבוסס זנב לכל עכבר הם אמין, מדויקים ורציפים. לעכברים לבקן, לציין כי העכבר הוא בהיר יותר מהרקע, וכהה יותר מהרקע אם באמצעות מתח פיגמנט. הערה: גודל הנושא וקצב דגימת וידאו ניתן לשנות בהתאם למרחק בין המצלמה מעל והנושא, כמו גם את מהירות העיבוד של המחשב משמש (למשל, 14.9 מסגרות / sec). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להבטיח את כל השינויים יישמרו לפני יציאת מודול הגדרות זיהוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את מכשיר הממשק, האחראית על המרת אירועים אנלוגיים נרשמו מהתקני קלט (למשל, הפרעה של קרן אינפרא אדום, תנועה של וכו &#39;גלגל ריצה) לdiיומני gital. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Data Acquisition הערה: פקודות התוכנה הבאות רלוונטיות לשגרת מחוייט Med PC IV (&quot;אשף&quot;) המספק קלט צעד-אחר-צעד של פרמטרים הפעלה (למשל, משך 10 שעות משפט, זיהוי עכבר, משימה קבוצתית וכו &#39;). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים כל עכבר לתוך התיבה שהוקצתה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסנכרן חבילות וידאו ואירוע מעקב על ידי לחיצה על לחצנים בו זמנית &quot;השיא&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעזוב את החדר הניסיוני בשקט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר תקופת ההקלטה תפוג (למשל, כמה שעות, יום, או שבועות), להסיר את העכברים ולהחזיר אותם לבית כלובים-. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד משקולות בקבוק ולשמור את כל ההקלטות הדיגיטליות במדיה הדיגיטליים (כונן קשיח, מקל USB נייד, DVD). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את הנתונים גולמיים לגיליון אלקטרוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור לניקוד הבא של מעשים נדירים התנהגות (למשל, סטריאוטיפיים, פרכוסים) קבצי MPG. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Henn, F. A., McKinney, W. T., Meltzer, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+67.">Ch. 67.</a> Psychopharmacology: The Third Generation of Progress . , 687-695 (1987).</li><li>Hart, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+behavior+of+sick+animals.">The behavior of sick animals.</a> Vet. Clin. North Am. Small Anim. Pract. 21, 225-237 (1991).</li><li>Kapadia, M., Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autoimmune+and+inflammatory+mechanisms+of+CNS+damage.">Autoimmune and inflammatory mechanisms of CNS damage.</a> Prog. Neurobiol. 95, 301-333 (2011).</li><li>Rogers, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+functional+analysis+of+mouse+phenotype:+SHIRPA,+a+proposed+protocol+for+comprehensive+phenotype+assessment.">Behavioral and functional analysis of mouse phenotype: SHIRPA, a proposed protocol for comprehensive phenotype assessment.</a> Mamm. Genome. 8, 711-713 (1997).</li><li>Moy, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+behavioral+tasks+relevant+to+autism:+phenotypes+of+10+inbred+strains.">Mouse behavioral tasks relevant to autism: phenotypes of 10 inbred strains.</a> Behav. Brain Res. 176, 4-20 (2007).</li><li>Gulinello, M., Putterman, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+MRL/lpr+mouse+strain+as+a+model+for+neuropsychiatric+systemic+lupus+erythematosus.">The MRL/lpr mouse strain as a model for neuropsychiatric systemic lupus erythematosus.</a> J. Biomed. Biotechnol. 2011, 207504 (2011).</li><li>Marchese, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autoimmune+manifestations+in+the+3xTg-AD+model+of+Alzheimer's+disease.">Autoimmune manifestations in the 3xTg-AD model of Alzheimer's disease.</a> J. Alzheimers. Dis. 39, 191-210 (2014).</li><li>Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+behavioral+profile+of+autoimmune+lupus-prone+MRL+mice.">A behavioral profile of autoimmune lupus-prone MRL mice.</a> Brain Behav. Immun. 6, 265-285 (1992).</li><li>Sakic, B., Szechtman, H., Denburg, S. D., Carbotte, R. M., Denburg, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+learning+during+the+course+of+autoimmune+disease+in+MRL+mice.">Spatial learning during the course of autoimmune disease in MRL mice.</a> Behav. Brain Res. 54, 57-66 (1993).</li><li>Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disturbed+emotionality+in+autoimmune+MRL-lpr+mice.">Disturbed emotionality in autoimmune MRL-lpr mice.</a> Physiol. Behav. 56, 609-617 (1994).</li><li>Visser, L., van den Bos, R., Kuurman, W. W., Kas, M. J., Spruijt, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+approach+to+the+behavioural+characterization+of+inbred+mice:+automated+home+cage+observations.">Novel approach to the behavioural characterization of inbred mice: automated home cage observations.</a> Genes Brain Behav. 5, 458-466 (2006).</li><li>Sakic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+integrated+behavioral+station+in+chronic+behavioral+studies.">The use of integrated behavioral station in chronic behavioral studies.</a> Measuring Behavior. , 328 (2008).</li><li>Shinzawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroaxonal+dystrophy+caused+by+group+VIA+phospholipase+A2+deficiency+in+mice:+a+model+of+human+neurodegenerative+disease.">Neuroaxonal dystrophy caused by group VIA phospholipase A2 deficiency in mice: a model of human neurodegenerative disease.</a> J. Neurosci. 28, 2212-2220 (2008).</li><li>Quintana, A., Kruse, S. E., Kapur, R. P., Sanz, E., Palmiter, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+I+deficiency+due+to+loss+of+Ndufs4+in+the+brain+results+in+progressive+encephalopathy+resembling+Leigh+syndrome.">Complex I deficiency due to loss of Ndufs4 in the brain results in progressive encephalopathy resembling Leigh syndrome.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107, 10996-11001 (2010).</li><li>Irwin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+observational+assessment:+Ia.+A+systematic,+quantitative+procedure+for+assessing+the+behavioral+and+physiologic+state+of+the+mouse.">Comprehensive observational assessment: Ia. A systematic, quantitative procedure for assessing the behavioral and physiologic state of the mouse.</a> Psychopharmacologia. 13, 222-257 (1968).</li><li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> What's Wrong With My Mouse?: Behavioral Phenotyping of Transgenic and Knockout Mice. , (2007).</li><li>Feeney, D. M., Gonzales, A., Law, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amphetamine,+haloperidol+and+experience+interact+to+affect+rate+of+recovery+after+motor+cortex+injury.">Amphetamine, haloperidol and experience interact to affect rate of recovery after motor cortex injury.</a> Science. 217, 855-857 (1982).</li><li>Stanley, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mouse+beam+walking+assay+offers+improved+sensitivity+over+the+mouse+rotarod+in+determining+motor+coordination+deficits+induced+by+benzodiazepines.">The mouse beam walking assay offers improved sensitivity over the mouse rotarod in determining motor coordination deficits induced by benzodiazepines.</a> J. Psychopharmacol. 19, 221-227 (2005).</li><li>Gulinello, M., Chen, F., Dobrenis, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+deficits+in+motor+coordination+and+cognitive+dysfunction+in+a+mouse+model+of+the+neurodegenerative+lysosomal+storage+disorder,+Sandhoff+disease.">Early deficits in motor coordination and cognitive dysfunction in a mouse model of the neurodegenerative lysosomal storage disorder, Sandhoff disease.</a> Behav. Brain Res. 193, 315-319 (2008).</li><li>Rustay, N. R., Wahlsten, D., Crabbe, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+task+parameters+on+rotarod+performance+and+sensitivity+to+ethanol+in+mice.">Influence of task parameters on rotarod performance and sensitivity to ethanol in mice.</a> Behav. Brain Res. 141, 237-249 (2003).</li><li>Kapadia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+olfactory+function+in+the+MRL+model+of+CNS+lupus.">Altered olfactory function in the MRL model of CNS lupus.</a> Behav. Brain Res. 234, 303-311 (2012).</li><li>Jhuang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+home-cage+behavioural+phenotyping+of+mice.">Automated home-cage behavioural phenotyping of mice.</a> Nat. Commun. 1, 68 (2010).</li><li>Steele, A. D., Jackson, W. S., King, O. D., Lindquist, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+power+of+automated+high-resolution+behavior+analysis+revealed+by+its+application+to+mouse+models+of+Huntington's+and+prion.">The power of automated high-resolution behavior analysis revealed by its application to mouse models of Huntington's and prion.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104, 1983-1988 (2007).</li><li>Zarringhalam, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+open+system+for+automatic+home-cage+behavioral+analysis+and+its+application+to+male+and+female+mouse+models+of+Huntington's+disease.">An open system for automatic home-cage behavioral analysis and its application to male and female mouse models of Huntington's disease.</a> Behav. Brain Res. 229, 216-225 (2012).</li><li>Chaumont, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computerized+video+analysis+of+social+interactions+in+mice.">Computerized video analysis of social interactions in mice.</a> Nat. Methods. 9, 410-417 (2012).</li><li>Kabra, M., Robie, A. A., Rivera-Alba, M., Branson, S., Branson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=JAABA:+interactive+machine+learning+for+automatic+annotation+of+animal+behavior.">JAABA: interactive machine learning for automatic annotation of animal behavior.</a> Nat. Methods. 10, 64-67 (2013).</li><li>Weissbrod, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+long-term+tracking+and+social+behavioural+phenotyping+of+animal+colonies+within+a+semi-natural+environment.">Automated long-term tracking and social behavioural phenotyping of animal colonies within a semi-natural environment.</a> Nat. Commun. 4, 2018 (2013).</li></ol>

פרסום גישה פתוח של מאמר זה הוא בחסות מד Associates, Inc (סנט אלבנס, VT).

זיהוי של השפעות פונקציונליות בבעלי חיים תלויים במידה רבה ביכולתו של החוקר להגביל את השוני הפנימי למחקרים התנהגותיים. לכן, חשוב בקפדנות שליטה ולמזער בלבול פוטנציאלי שעלולות להפחית את האמינות ושחזור של נתונים התנהגותיים. במקביל, חשוב להכיר בכך שאין בדיקה משקפת תחום אחד של התנהגות, ידע זה של תפקוד נוירולוגים הוא חובה, וההתנהגות שהיא רגישה מאוד ללחצים חיצוניים. אם עקרונות היסוד הנ&quot;ל זוכים להערכה, ניתן להסיק כי ניתוח התנהגות מקיף צריך לכלול את מהלך התגובה נמדדה הזמן, כמו גם, כרוך בתכונות פונקציונליות בסיסיות ופרדיגמות שרז להיבטים התנהגותיים ספציפיים. רבים מקריטריונים אלה יכולים להתממש באמצעות הערכה ממוחשבת של תנועות ופעולות התנהגותיות בסביבת כלוב-הבית מועשר. עד כה, זה כבר emphasized phenotyping שההתנהגות של מודלים עכבריים של כתבי מחלה אנושיים שיקולים נוספים. רעיון זה מבוסס על ההנחה שהומאוסטזיס פונקציונלי הוא קרא תיגר על ידי גורמי לחץ פנימיים וחיצוניים בתחילת מחלה. למרות כל הבלבול הפוטנציאלי עשוי לא יבוטל על ידי ההקדמה של phenotyping האוטומטי, כלוב-בית, סוגיות הנוגעות להגדרות עקביות סביבתיות, לחץ תחבורה, וטיפול חוזר ונשנה הן מזעריות. זה משפר באופן משמעותי את עקביות ודיוק על פני לימודים; אפילו ירידה קטנה בשונות יכולה לשפר את זיהוי של תופעות הנגרמות על ידי מחלה התחלי. ואכן, INBEST מספק שפע של מידע, המאפשר הערכה מדויקת יותר של ההופעה, קינטיקה, וחומרה של שינויים התנהגותיים, כמו גם מערכות יחסים חשובות בין גירעונות התנהגות מושרה מחלה שונות. וידאו-מעקב אמין תלוי בשני תנאי תאורה. ראשית, אור מפוזר נדרש בחדר הבדיקות כדי למנועממצאים מעצמים קרובים המשקפים. שנית, עם ניגודיות גבוהה צבע יכולה להיות מושגת על ידי בחירת צבע רצפה מתאימה לשונים מצבע הנושא עד כמה שניתן. במעבדה שלנו, זו מושגת על ידי שימוש במבול-אורות ממוקמים מתחת לתיבות INBEST ומגשי רצפה שחורות כאשר ניטור עכברים לבקן (רקע לבן או אפור יהיה הולם אם בדיקת זני פיגמנט). עם כל כבוד להיבט אירוע הקלטה של ​​INBEST, ההגדרה הנוכחית החומרה (כרטיס מסך פיקולו 1 עם 4 כניסות) מגבילה 4 קופסות לשימוש במקביל למחשב אישי. זהו מספר לא קטנים של תיבות, ואילו הגדרה מתאימה יותר תדרוש 8 או אפילו 16 כלובים, וכך 2 או 4 מחשבים, בהתאמה. רצוי, INBEST יכול לשמש ברציפות מעל 24 שעות כפי שהכלוב-הבית. הדבר זה יאפשר לבעלי החיים להרגיל באופן מלא לסביבה ולהקים דפוסים יציבים, היממה התנהגות, אשר ניתן לנתח באופן בלתי משוחד. כדי למנוע אובדן נתונים מחשב עקב הפסקת חשמל, כוח רציף supply (או לפחות מקור חשמל פסק) חייב להיות מאובטח. לבסוף, כדי להבטיח הערכה נכונה של צריכת מזון יומית, יש לציין כי הגודל של כדורי מזון לא יעלה על הגודל של החורים במתקן המזון (הגודל המומלץ של גלולה מזון יחידה הוא 20 מ&quot;ג). הוא לא יוזנח, עם זאת, כי ניתוח זה צריך גם לשלב כמה צעדי INBEST שונים עלולים ליצור אינטראקציה אחד עם השני. לדוגמא, עכברים שמבלים יותר זמן בגלגל הריצה עלולים להבלע כמויות גבוהות יותר של מזון ומים כדי לעמוד בדרישות הקלוריות מוגברות שלהם. באופן דומה, עכברי בליעה יותר פתרון סוכרוז עלולים להפחית את הצריכה של מזון. הפרשנות של תוצאות אלה עשויים להיות מסובכות עוד יותר על ידי השיפור הכללי של ביצועים לאורך זמן, במיוחד בכל הקשור לפעילות ingestive גלגל התנהגות וריצה. בהתחשב בתמריץ-הנכסים שלהם, הנסיינים יכולים לשקול גם הגבלת גישה לפתרון ולא סוכרוזהוא פועל גלגל כדי לנטרל את הסיכון לתוצאות פוסט-ingestive וירידה במשקל מוגזם, בהתאמה. עם זאת, חששות אלה עשויים להיות רלוונטיים יותר בכמה זנים יותר מאחרים, כי יש לי זנים שונים של עכברי פרופילים התנהגותיים שונים. למרות שביצוע שני בסיסי ובקרות הערכה ניסיוניות עבור רבים מהנושאים הנ&quot;ל, הנסיינים צריכים להכיר בכך שמשתנים אלה צריכים להילקח בחשבון בעת ​​פירוש נתוני INBEST. באותו הזמן, היבטים מסוימים של התנהגות לא ניתן למדו בסביבת כלוב-הבית, לכן יש צורך בשילוב עם בדיקות סטנדרטיים כדי להשלים את פרופיל ההתנהגות של נושאים. מעקב ממוחשב בתוך סטנדרטי, אבל סביבות גמישות נראה הצעד ההגיוני הבא בניתוח התנהגות עכשווי. כגון גישה לא פולשנית, המבוססת על ethologically תאפשר לחוקרים לבחון את הרפרטואר המלא של תגובות התנהגותיות על פני תקופה ממושכת של זמן.oretically, זה יכול להיות מושלם על ידי לימוד התנהגות בסביבה &quot;וירטואלית&quot;, העשירה דומה גידול טבעי באופן הדוק. מספר קבוצות מחקר מתואר כלי מעקב המבוסס על חזון שתומך phenotyping התנהגותם של עכברים בכלוב-22-25 בביתם, בצמדי 26, 27, או בהקשר של קבוצות חברתיות גדולות 28. דיוק גבוה ורזולוציה מרחבית יכולים להיות מושגת על ידי שילוב וידאו-מעקב עם טכנולוגיית שבבים עבור אוסף בו זמנית ומסונכרן של נתוני התנהגות בקבוצה של עכברים 28. ניתן לשלב מצלמות תרמוגרפיות מסוגלים לזהות חום חתימות עם שבבים או משיבים מושתלים לספק את המיקום היחסי ופונקציות פיסיולוגיות בסיסיות של כל עכבר (למשל טמפרטורת גוף, לב / שיעור, נשימה). בנוסף, מערכת מעקב מתקדמת 3D תפיק הכרה מדויקת יותר וכמותי של מעשי התנהגות. כדי להפעיל שוב ושוב ואריאתי של בדיקות, מערכת כזו צריכה להיות אוטומטית, מרחוק בשליטה, ומודולרי. לדוגמא, זיכרון מרחבי ניתן ללמוד בסביבות גדולות יותר על ידי תכנות המראה של רמזי דיסטלי על קירות LCD, או על ידי הצגה / הסתרת מכשירי עם אוכל טעים מקומתי מטלטלין. באופן דומה, אובייקטי רומן יכולים להיות מוצגים / חבוי בזמנים מסוימים לאורך כל תקופת המחקר. phenotyping הממוחשב כאלה עשויים לעזור בהבהרת הגורמים הגנטיים של התנהגות, מודלים מחלה בסיסי מנגנונים פתוגניים, ופיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשניות. אם לא תושג הסכמה לגבי תנאי בדיקה, רצף של בדיקות, כמו גם את החומרה ותוכנה המשמשת, ניתן לצפות שהתקינה המיוחלת תשפר שחזור של מחקרים התנהגותיים ולרומם psychometrics הניסיוני לרמה חדשה.

התקדמות מהירה בהנדסה גנטית בעשורים האחרונים הובילה לשגשוג חסר תקדים של מודלים של בעלי החיים של מחלות בבני אדם. עכברים זכו למעמד של נתינים ניסיוניים ראשוניים במדעים ביו-רפואיים מכמה סיבות. מבחינה מעשית, יש להם שיעור רבייה גבוה, זולים יחסית, וקלים לבית. מנקודת המבט רעיונית, הם קרובים גנטיים לבני אדם, יכולים להיות מהונדסים גנטי בקלות יחסית, ויש לי מפותחים האנדוקרינית, מערכת חיסון, ומערכת עצבים. בנוסף לנגעים ברמות גנטיות ותאיות, מחקרים עכשוויים של הפרעות במוח דורשים ההפגנה של גירעונות שכפול פונקציונליים שהפנים גולת הכותרת, לבנות, או תוקף ניבוי של מודל עכבר חדש 1. זיהום חריף ביונק homoeothermic לעתים קרובות תוצאות תגובת החום, אשר יחד עם מחלה התנהגות, מהווה את אחד ממנגנוני הישרדות עיקריים 2. בחריפות בעלי חיים חולים להציג שינויים משמעותיים במזון / צריכת מים וביצועים במשימות רעיוני של תגובתיות רגשית, התנהגות גישוש, ויכולת למידה / זיכרון. שינויים אלו אחראים במידה רבה לפעילות לקויה חברתית / מינית ושימור האנרגיה לתגובות חיסוניים הגנתיות. עם זאת, כאשר מצבים אקוטיים להפוך כרוניים (כפי שניתן לראות בהרבה חיסוני, המערכת האנדוקרינית ומחלות נוירולוגיות), ביצועים התנהגותיים יכולים להידרדר עוד יותר בשל נזק מבני של איברים שונים, כולל המוח 3. מחלות ניווניות אדם ובעלי חיים לעתים קרובות מלוות בקבוצת כוכבים של גירעונות נוירולוגיות והתנהגותיות. לכן, מטרה מרכזית במחקרים התנהגותיים של בעלי חיים חולים כרוני היא להבחין השפעות מרכזיות מהגירעונות הנגרמים על ידי סימפטומים היקפיים. עם זאת, משך הזמן הקצר יחסית של משימות התנהגותיות סטנדרטיים מגביל את האיסוףיון של מידע הנוגע לפעולות פונקציונליות בסיסיות, כגון olfaction, מנוחה, שינה, אוכל / צריכת מים, או פרקי אפילפטי. הכללה של אמצעים אלה משפר את פרופיל התנהגות ומאפשרת פרשנות טובה יותר של ביצועים במשימות תובעניות-פעילות. חידודים בphenotyping התנהגותם של עכברים חולים הליקויים בהערכת הפרופיל התנהגותי של עכברים חולים חייבו ניטור רציף של עכברים ביחידות-שוכנו על ידי מחשבי עיבוד מהירים. למרות שיכולות להיות מתוכננים סוללות התנהגות מגוונות 4, 5, להלן הנהלים שכבר שימשו להקמת מודל חיה של זאבת נוירו-פסיכיאטרית 6 בהצלחה. סוללה זו מיושמת שוב ושוב בשני דגמי המשנה כרוניים והכרוניים של מחלה (איור 1), כגון ליקוי קוגנטיבי מתון ומחלת אלצהיימר 7. לאחר סדרה של בדיקות נוירולוגיות 8-10, acמנגנון ustom תוצרת, שנועד לענות על הדרישות הנ&quot;ל, תוך ניצול ניטור רציף של פלטים התנהגותיים מרובים בסביבה דמוית כלוב-בית מועשר, יכול להיות מועסק. גישה כזו המבוססת על ethologically להערכת פעילות גישוש ספונטנית והתנהגות מוטיבציה מספקת הבנה מקיפה יותר של גירעונות ביצועים בפרדיגמות אחרות, כגון אלה רעיוני של למידה וזיכרון. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig1.jpg" /> איור 1. ייצוג סכמטי של phenotyping התנהגות האורך במעבדה שלנו. הסוללה ההתנהגות נועדה להתפתח מפחות-למשימות מלחיצות עוד-, שחוזרים על עצמם בנקודות זמן שונות על מנת להעריך את ההשפעות של גורמים מתמשכים כגון התקדמות מחלה, טיפול תרופתי , או תגובות חיסוניות. בדיקות INBEST ובודדות שבוצעו בעמ &#39;הכההhase, לעתים קרובות מעל 10 ושעה 2, בהתאמה קיצורים:. R - רפלקסים; BW - מהלך בדיקת Beam; RR - Rotarod; OT - בדיקות חוש הריח; SP - בדיקת העדפות סוכרוז; SD - Step Down בדיקה; NO - בדיקת אובייקט רומן; OF - מבחן שטח פתוח; SAB - התנהגות לסירוגין ספונטנית; FS - מבחן לשחות בכפייה; MWM - מבוך מוריס מים. * - היבטים של הבדיקה (לדוגמא, מיקום, הקשר, צבע, צורה) שיהיה צורך לשנות בניסויים הבאים בכל מהלך הניסוי. הקלטת וידאו רציפה וניתוח של התנהגות בסביבה דמוית כלוב-בית דווחו לראשונה בשנת 2007 11. מנגנון מורכב יותר אוטומטי המשלב בדיקות התנהגותיות המשמשות במחקרים עם עכברי אוטואימוניות הוצג ב&#39;התנהגות המדידה &quot;פגישה שנה אחת מאוחר יותר 12. התנהגות התחנה המשולבת (INBEST, איור 2 א) היא מערכת מודולרית, שגomprises של גירוי אור מקלט, מבוקר מחשב, שתי lickometers שליטת photocell (אחד למים, אחד לפתרון של עניין), מנפק אוטומטי מזון, גלגל ריצה ממוחשב, ורשת טיפוס דיגיטציה. שיהוי, תדרים, ומשכי זמן של התנהגויות ספציפיות נבחנו באמצעות תוכנה מותאמת אישית. של תנועה ופעילות גישוש (למשל, של אובייקט רומן או conspecific מוכר) ניתן להעריך עם תוכנת מעקב וידאו (רשימת חומרים / ציוד), בזמן השינה ודפוסי התנהגות שכיחים פחות, כגון התנהגות של פציעה עצמית והתקפים, יכול להיות הבקיע ידני עם תוכנת וידאו-מעקב או חבילות אירוע הקלטה ייעודיות. שמונה setups INBEST / וידאו מלא נמצא בשימוש, ובכך מאפשר ניטור בו-זמני של 4 חיות ניסוי ו -4 שליטה (איור 2). <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig2.jpg" /&gt; איור 2. משולבת התנהגות תחנה. (א) ייצוג סכמטי של חומרה, ותוכנה המשמש בעיצוב תיבת INBEST (L = 39 x = 53 x H = 50 סנטימטרים W). שמונה תיבות INBEST מלאה (B) מספקות הזדמנות לניטור כלוב-הבית מקביל של ארבעה עכברי ניסוי וארבע שליטה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> משתנים תלויים כוללים מדידות של צריכת מזון / מים, היענות לגירוי טעים, פעילות אמבולטורי ספונטנית, טיפוס, ריצה מרצון, התנהגויות הקשורות לחרדה (למשל, בדיקה של אובייקט רומן), טיפוח, תפיסה ושינה. בנוסף, ניתן להציג גירויים חזותיים לפרדיגמות אוויר ולמידה. היתרונות של INBEST על בדיקות התנהגותיות סטנדרטיים כוללים את חיסול induc תופעות של הבלבולאד על ידי לחץ תחבורה, כמו גם אוסף רציף ואוטומטי של אמצעים רעיוני של פעילות לילית, חקר, הקשורות לחרדה והתנהגויות כמו דיכאון. האינטגרציה של רכיבי חומרה רגישים עם חבילת וידאו מעקב מניבה שפע של מידע, המאפשר הערכה טובה יותר של התנהגות ביחס להתקדמות של מחלה כרונית במודלים של בעלי חיים שונים. INBEST יכול לשמש כדי ללמוד הפרעות אחרות במערכת העצבים המרכזית כרוניות (למשל, אוטיזם, דיכאון, סכיזופרניה), כמו גם במחקרים ארוכי טווח מתמקדות בהתפתחות נוירולוגית, תופעות התנהגותיות של הפרעות מערכתיות / גידולים, וטיפול תרופתי ממושך.

<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)

בשל התקדמות מהירה בהנדסה גנטית, מכרסמים קטנים הפכו נושאים המועדפים בתחומים רבים של מחקר ביו-רפואי. במחקרים של הפרעות במערכת העצבים המרכזית כרוניות, יש ביקוש הולך וגובר לדגמים עכבריים עם גבוה תוקף ברמת ההתנהגות. עם זאת, מנגנונים פתוגניים מרובים וגירעונות תפקודיים מורכבים לעתים קרובות להטיל אתגרים למדוד באופן מהימן ומפרשים את התנהגותם של עכברים חולים כרוני. לכן, ההערכה של פתולוגיה ההיקפית ופרופיל התנהגות במספר נקודות זמן שימוש בסוללה של בדיקות נדרשות. וידאו-מעקב, ספקטרוסקופיה התנהגות, ורכישה מרחוק של מדדים פיסיולוגיים הם מתעוררים טכנולוגיות המאפשרות ניתוח התנהגות מקיף, מדויק, ומשוחד בסביבה כמו בית-בסיס. דו&quot;ח זה מתאר פרוטוקול phenotyping מעודן, הכולל מנגנון ניטור מחוייט (Integrated התנהגות תחנה, INBEST) המתמקד במדידות ממושכות של baפלטים כך במקור פונקציונלי, כגון פעילות ספונטנית, מזון / צריכת מים והתנהגות מוטיבציה בסביבה יחסית ללא מתח. שיפורים טכניים ורעיוניים בעיצוב INBEST עלולים נוספים לקדם שחזור וסטנדרטיזציה של מחקרים התנהגותיים.

איור 3 מדגים לקריאה פסקי שונים במחקר התנהגות ממושך עם עכברי CD1. הנתונים מייצגים את ביצועי בסיס (ימים 6-2 לפני הניתוח), התאוששות לאחר הניתוח (ימים 2-4) והשפעות ההתנהגותיות הנגרמות על ידי ממשל התוך Cerebro-חדרית המתמשכת של נוגדני מוח-reactive (ימים 6 עד 10, שבו 0 מציינים יום הניתוח). ניתוח עם תוכנת אירוע הקלטה מגלה כי קבוצת הניסוי מציגה ליקויים בהתנהגות ingestive, כפי שמעיד תדירות נמוכה יותר של מלקק בקבוק מים (), הגדילו את חביון להתקרב לפתרון סוכרוז (B), והירידה בצריכת מזון (C) ב תקופת הניסוי. בד בבד עם שינויים אלה, הם גם מראים פעילות גלגל ריצה מופחתת בהשוואה לעכברים לשלוט (D). כפי שנמדד על ידי תוכנת מעקב וידאו, קבוצת הניסוי גם ambulates פחות בבית הכלוב (E) ומעדיפה לבלות יותר זמן במקלט (F). הבדלי התנהגות אלהמחדש מאויר על ethograms מדגם (G). <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/51524/51524fig3.jpg" /> איור 3. משתני נציג בסדרה של מפגשים יומיים של 10 שעות הממחישים את כוח המבחין של מערכת INBEST. עכברי ניסוי (חשופים לנוגדני מוח-reactive מעל 2 שבועות) לשתות פחות מים (), תיקח זמן רב יותר להתקרב פתרון סוכרוז ( B), ולצרוך פחות מזון (C) במהלך תקופת הבדיקה. בד בבד עם שינויים אלה, הם גם מראים פעילות לקויה, כפי שהודגם על ידי ספירה מופחתת גלגל ריצה (D), ירידה בניידות (E) ושהות ממושכת במקלט (F). הבדלי התנהגות אלה באים לידי הביטוי בethograms מדגם (G). הפנל העליון מציג את ההתנהגות של עכבר ניסיוני ביום 6, מאופיינת בהתנהגות מופחתת ingestive,פעילות גלגל ריצה נמוכה יותר וזמן מקלט גדל בהשוואה לעכבר שליטת קבלת רכב (פנל תחתון). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51524/51524fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station INBEST at JoVE.com

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

ניטור ממושך והמקיף של עכברים בסביבת כלוב-הבית מספק הבנה עמוקה יותר של התנהגות חריגה במודלים עכבריים של מחלות מוח. מאמר זה מתאר את ההתנהגות המשולבת התחנה (INBEST) כמרכיב המרכזי בניתוח התנהגות עכשווי.

ההתנהגות phenotyping של מודלי Murine מחלות עם ההתנהגות המשולבת התחנה (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 Views.  McMaster University.  ניטור ממושך והמקיף של עכברים בסביבת כלוב-הבית מספק הבנה עמוקה יותר של התנהגות חריגה במודלים עכבריים של מחלות מוח. מאמר זה מתאר את ההתנהגות המשולבת התחנה (INBEST) כמרכיב המרכזי בניתוח התנהגות עכשווי. 

Video: 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 ...

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.

התנהגות הערכה של מערכת שיווי המשקל עכבר ההזדקנות

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.

ניתוח מקיף של תמלול Dynamics מדוגמאות המוח בעקבות ניסיון התנהגות

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.

ביצוע משימות התנהגות בנושאים עם אלקטרודות תוך גולגולתי

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

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.

מבחן עייפות הליכון: A Assay פשוט, תפוקה גבוהה של התנהגות העייפות דמוית עבור העכבר

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.

מבחן הערנות Psychomotor המכרסם (rPVT): שיטה להערכת ביצועי נוירו-התנהגותיות אצל חולדות ועכברים

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.

שיטות בסיסיות לחקר אקולוגיה פוריות של דגים באקווריום

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.

אוטומטית, וזמינותו התנהגות לטווח ארוך עבור פונקציות קוגניטיביות במודלים גנטיות מרובות של מחלת אלצהיימר, באמצעות 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.

Behavioral Assessments of Spontaneous Locomotion in a Murine MPTP-induced Parkinson&#039;s Disease Model

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.

הערכות התנהגותיות של גפיים ספונטנית במודל מאתר MPTP-induced מחלת פרקינסון

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

A Behavioral Test Battery for the Repeated Assessment of Motor Skills, Mood, and Cognition in Mice

Pharmacological and toxicological studies in neurodegeneration require comprehensive behavioral analysis in mice because motor dysfunctions and dysfunctions in mood and cognition are common and often shared symptoms in neurodegenerative diseases. Shown here is a behavioral test battery for motor, mood, and cognition, which can be repeatedly tested in a longitudinal study. This battery assesses the overall behavioral phenotype in mice by examining each domain of behavior with at least two independent well-accepted tests (i.e., open-field test and rotarod test for motor function, social interaction test, elevated plus maze test, and forced swim test for emotional function, and Morris water maze test and novel object recognition test for cognitive function). Therefore, this sensitive and comprehensive test battery is a powerful tool for the study of behavioral alternation in neurodegeneration.

A comprehensive behavioral test battery of motor skills, mood&#8212;including social interaction, depression, and anxiety&#8212;and cognition is designed for the repeated assessment of neurodegeneration-related behavioral changes in mice.