Un metodo di strabismo automatizzato per il comportamento di sincronizzazione temporale e le dinamiche cerebrali negli studi sul dolore del topo

Riepilogo

Questo protocollo fornisce un metodo per tracciare lo strabismo oculare automatizzato nei roditori nel tempo in modo compatibile con il blocco temporale delle misure neurofisiologiche. Questo protocollo dovrebbe essere utile ai ricercatori che studiano i meccanismi dei disturbi del dolore come l'emicrania.

Abstract

Il dolore spontaneo è stato difficile da tracciare in tempo reale e quantificare in modo da prevenire i pregiudizi umani. Ciò è particolarmente vero per le metriche del dolore alla testa, come in disturbi come l'emicrania. Lo strabismo oculare è emerso come una metrica variabile continua che può essere misurata nel tempo ed è efficace per prevedere gli stati di dolore in tali saggi. Questo documento fornisce un protocollo per l'uso di DeepLabCut (DLC) per automatizzare e quantificare lo strabismo oculare (distanza euclidea tra le palpebre) in topi trattenuti con movimenti della testa a rotazione libera. Questo protocollo consente di abbinare la quantificazione imparziale dello strabismo oculare e di confrontarla direttamente con misure meccanicistiche come la neurofisiologia. Forniamo una valutazione dei parametri di addestramento dell'IA necessari per raggiungere il successo, come definito discriminando i periodi di strabismo e non strabismo. Dimostriamo la capacità di tracciare e differenziare in modo affidabile lo strabismo in un fenotipo simile all'emicrania indotto da CGRP con una risoluzione inferiore al secondo.

Introduzione

L'emicrania è uno dei disturbi cerebrali più diffusi in tutto il mondo, che colpisce più di un miliardo di persone¹. I modelli murini preclinici di emicrania sono emersi come un modo informativo per studiare i meccanismi dell'emicrania poiché questi studi possono essere controllati più facilmente rispetto agli studi sull'uomo, consentendo così lo studio causale del comportamento correlato all'emicrania². Tali modelli hanno dimostrato una risposta fenotipica forte e ripetibile ai composti che inducono l'emicrania, come il peptide correlato al gene della calcitonina (CGRP). Persiste la nec....

Protocollo

NOTA: Tutti gli animali utilizzati in questi esperimenti sono stati gestiti secondo i protocolli approvati dall'Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) dell'Università dell'Iowa.

1. Preparare l'attrezzatura per la raccolta dei dati

1. Garantire la disponibilità di tutte le apparecchiature necessarie: assicurarsi che l'hardware consigliato per l'esecuzione dei DLC disponga di almeno 8 GB di memoria. Vedere la Tabella dei materiali per informazioni relative all'hardware e al software.
   NOTA: i dati possono essere raccolti in qualsiasi formato, ma devono e....

Discussione

Questo protocollo fornisce un metodo approfondito facilmente accessibile per l'utilizzo di strumenti basati sull'apprendimento automatico in grado di differenziare lo strabismo con un'accuratezza quasi umana, mantenendo la stessa (o migliore) risoluzione temporale degli approcci precedenti. In primo luogo, rende la valutazione dello strabismo automatizzato più facilmente disponibile a un pubblico più ampio. Il nostro nuovo metodo per la valutazione dello strabismo automatizzato present.......

Materiali

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