ここに示したデータの中には、精神米国国立衛生研究所の博士ジャクリーンN.クローリーの実験室で得られたし、私たちは私たちが論文のデータを表示することを可能にするために彼女に感謝したいと思います。我々はまた、行動分析のためのImageFZプログラムの開発に彼の助け和夫中西に感謝します。この研究は、文部科学省、科学、スポーツ、日本文化から（包括脳科学ネットワーク）新学術領域に科学研究費補助金（B）（21300121）、科学研究費補助金によってサポートされていました、神経情報基盤センター（NIJC）、および科学技術振興機構（JST）のCRESTからの補助金からの助成金。

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我々は、この出版物に関連した興味のある既知の競合がないことを確認し、その結果に影響を与えた可能性があり、この作業にはかなりの財政的支援がなかった。

文脈手がかりと恐怖条件付け試験は、学習および記憶を評価するための最も広く使用されているパラダイムの一つである。このテストでは、関連付けは、コンテキストおよび/または条件刺激（聴覚信号）と嫌悪刺激（電気フットショック）との間で行われたパブロフの条件付けの一形態である。コンテキストまたはキューのどちらかに直面したときにコンテキスト/聴覚信号およびフットショックの単一のペアリングした後、マウスは長期的な凍結を示す。この試験では、凍結挙動が恐怖記憶の指標として用いられる。薬理学的病変の研究は、記憶形成、統合、及び検索は、例えば扁桃体、海馬および前頭前皮質3,33-35などのいくつかの脳領域によって調節されることを明らかにした。また、分子遺伝学研究は、特定の遺伝子および遺伝子改変マウス36を使用して、これらの脳領域における学習および記憶に関与する分子の役割を実証した。したがって、このテストはSIMPLあるEと恐怖の学習と記憶の根底にある神経生物学的基礎を探索するのに便利。この映画の記事では、我々は理解し、簡単にテストを実行するための詳細な情報を実験者を提供するために、我々のプロトコルを導入しました。 すくみ行動は、人間の実験者による直接観察により定量した。よく訓練された実験者が観察渡って信頼性の高い、安定した結果を生み出すことが期待される。しかし、この方法は、それが困難な直接の独立実験者と異なる研究室からの結果を比較すること、そのような観測方法の違い、観察者バイアス、および単純な定量化の間違いのような潜在的な問題を伴う。自動化されたフォトビーム·ベースのコンピュータ·測定システムはまた、26,30-32に使用されている。しかしながら、このシステムはまた、凍結挙動を測定する潜在的な問題を提示する。なぜならセンサ装置の、このシステムはtypicaなり、小さな頭の動きを検出することができない場合がありますLLY人間観察を通して「アクティブ」として採点する。また、凍結中震えは動物がフリーズ、フォトビーム間欠中断が震えるの結果として観察されている場合ので、不凍液として考えられるかもしれません。代替方法として、自動化された画像およびビデオ解析システムが17-20,37,38が開発されている。 Anagnostaras ら 37は、良好な有効性を有し、ウェル17,20,37-38の凍結スコア画像分析ソフトウェアプログラムと、いくつかのシステムが記載されている。しかしながら、これらのシステムおよび解析プログラムのほとんどは商業的供給業者から入手しなければならず、典型的に高価である。我々は、凍結挙動の分析のためのImageFZソフトウェアプログラムを開発し、このプログラムはフリーソフトウェアプログラムとして分配される。 ImageFZは、ピクセルの体（粒子）として、マウスが検出され、「凍結」や量に応じて、「非凍結」と微妙なマウスの動きを判別する連続する画像の各対の粒子間の非オーバーラップ領域の面積。代表的な結果に示されるように、ImageFZプログラムを用いての測定は、と一致して又は他​​の方法を用いて得られるよりも正確である。このように、ImageFZプログラムが自動的に人間の観察者が定義した基準を使用して凍結するように判断する動作を測定します。また、ImageFZプログラムは、距離が凍結挙動の衝撃感度および分析の評価を容易にする、その間、およびフットショック露光後、前（cm）の走行を算出する。 方法論的な違いは、研究室間に存在する。これらの違いは、研究室間のデータを比較することが困難で、別の実験室での結果を複製することがあります。より安定した比較可能なデータを得るためには、できるだけ多くの試験プロトコルを標準化する必要がある。 ImageFZと解析システムに寄与することができる試験手順の自動化をもたらす研究室全体で使用されるプロトコルの標準化。 凍結挙動を分析する際に、いくつかの行動反応を考慮しなければなりません。動物は恐ろしい状況に直面するとき、最初に、彼らは39を凍結するのではなく、逃げることがあります。逃げるには、恐怖反応の一つであり、その発生が恐怖記憶を過小評価につながる。第二に、凍結は、一般的な活動レベルに依存することが、実験マウスおよび対照マウスにおける活性レベルを検討する必要がある。 M1ムスカリン性アセチルコリン受容体を欠くマウスは野生型マウスと比較して凍結レベルの低下を示したが、例えば、種々の行動試験は、結果が代わりに記憶障害18のそれらの機能亢進表現型に起因し得ることを示した。 ImageFZは被験者が移動した距離（CM）を算出する。データは、違いは被験者間の一般的な活動レベルに存在するかどうかを調べるために用意されています。のグループの差が存在する場合走行距離、問題に対する一つの可能​​なアプローチは、距離を考慮することであるベースラインの活動などの訓練の最初の2分の間に旅して、抑圧比（テスト中抑圧比は=（活性）/（中にベースライン+活動中のアクティビティを使用する恐怖17,40の二次インデックスとテスト））。最後に、電気フットショックに対する反応性の変化を誘発する疼痛感受性の差は、もしあれば、凍結挙動の変動をもたらし得る。 ImageFZも距離がフットショック感受性の指標として使用することができる、（6秒）の暴露後に2秒2秒のフットショックの露光前に2秒から詳細に（CM）を旅し計算します。 ビデオ分析システムは、ブラックアグーチアルビノの凍結挙動を測定し、茶色のマウスを希釈するために開発されてきた。 ImageFZ（ 図1B参照 ）白いマウスを調べるために黒い床トレイと黒のグリッドを使用しています。ブラックグリッドは仕様で作られている<html>味方コーティングされた黒色塗料を、金属を加工し、典型的には、黒色マウスに使用される非被覆の金属グリッドと同様の導電性を有している。 ImageFZは、プログラム·パラメータの調整を経てラットおよび他のげっ歯類での凍結挙動を解析します。 ImageFZの現在のバージョンでは、被験者の挙動を分析するために凍結上壁からビデオカメラを用いて記録される。 ImageFZはまた、画像が室側から捕捉されるセットアップに用いることができる。また、ImageFZは4機器の最大値を制御します。この機能は、時間を節約し、各被験者の実行時間と動作上のテスト順の違いによる潜在的な影響を低減する、研究者は、同時に4匹のマウスを調べることができます。このように、ImageFZは試験手順と凍結挙動の分析を簡素化しており、このプログラムは、より少ない労力で、行動実験のための任意の訓練なしでテストを容易にします。 宮川ラボにおいてe_content &quot;&gt;、我々は、学習及び記憶上の所定の遺伝子の影響を解明するために、ビデオ解析システムを用いて、文脈と頭出し恐怖条件付け試験における遺伝子改変マウスおよび野生型対照マウスの110以上の株を評価している41-42我々は5,000人以上のマウスの生データの大規模なセットを取得している公開された研究論文4-16のために使用された生データを公開データベース（URLとして「マウス表現型データベース」に含まれています：HTTP： / / www.mouse-phenotype.org/）本映画の記事では、我々の実験手順の詳細についての詳細な情報を提供し、テストの状況の理解を促進する。

文脈的恐怖条件付け試験をきっかけに、げっ歯類1-3の連想恐怖学習と記憶を評価するために用いた行動パラダイムである。この試験は、広く、トランスジェニックおよびノックアウトマウス1,4-16における恐怖学習および記憶の神経生物学的メカニズムを理解するために使用されている。呼吸を除いて完全に不動のように定義されている動作を、凍結、恐ろしい状況に共通する反応である。この行動のパラダイムでは、動物は、電気フットショックと聴覚信号のペアリングにさらされた後、彼らは連想恐怖学習と記憶の指標として測定される凍結挙動を表示することによって、恐怖生産的刺激に応答します。このテストはあまり精巧機器、研究者が少ない身体運動、その他の学習と記憶タスクよりマウスについてのはるかに少ないトレーニング時間を必要とし、それは一般的に2日間、マウスあたり約5〜10分/日が必要です。試験手順は、Siではあるがmpleとすると、実行するには少し時間が必要で、研究者は慎重に観察し、マウスの動作を測定する必要があるため、いくつかの自動化された測定システムは、行動分析17〜20を実施するために開発されている。我々はImageFZソフトウェアプログラムで開発された我々のビデオ分析システムは、私たちが容易に凍結挙動を分析し、信頼性の高い結果を生成することを可能にする。この記事では、我々のテスト手順に関する詳細な情報を提供し、ImageFZソフトウェアプログラムを使用する方法について説明します。

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

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

文脈や手がかり恐怖条件付け試験は、環境手がかりと嫌悪の経験との間の関連性を学び、覚えてマウスの能​​力を評価する行動試験の一つです。この試験では、マウスは、コンディショニングチャンバ内に配置され、馴化刺激（聴覚信号）と嫌悪無条件刺激（電気フットショック）のくずを与えられている。遅延時間後、マウスを同じ調整チャンバと、聴覚信号の提示を有する異なる形状のチャンバに露出している。試験中にすくみ行動は、恐怖記憶の指標として測定される。自動的に動作を分析するために、我々はhttp://www.mouse-phenotype.org/から無料でダウンロードできますImageFZアプリケーションソフトウェアプログラムを使用してビデオ解析システムを開発した。ここでは、我々のプロトコルの詳細を示すために、我々は文脈のための私たちの手順を示し、ImageFZのシステム経験を使用してC57BL/6Jマウスで恐怖条件付け試験を頭出しEM。加えて、我々は我々のプロトコルとImageFZシステムや人間の観察者によってスコアものとフォトビームベースのコンピュータ測定システムで測定された凍結時間を比較することにより、ビデオ分析システムの性能を検証しました。我々の代表的な結果に示されるように、ImageFZによって得られたデータはImageFZシステムを用いて行動解析は非常に信頼性があることを示す、人間の観察者によって分析されたものと同様であった。現在の映画の記事は、テスト手順についての詳細な情報を提供し、実験的な状況への理解を推進していきます。

恐怖条件付け試験で、人間の実験者は、労働集約型の直接観察26から29を通して凍結挙動を定量化するために使用されるが、最近ではフォトビームベースのコンピュータ計測（ 例えばフリーズモニター」システム）と画像解析システムが自動的に使用されてきたすくみ行動26,30-32を測定します。 ImageFZは、後述するように、人間の観察によって得られるものに匹敵する結果を生成し、自動画像解析システムである。ここでは、様々なパラメータの下でImageFZ分析の結果と人間の観察の結果を比較した。 &#39;レート（フレーム/秒）」と「（ピクセル）を基準に凍結。&#39;この実験では、5雄のC57BL/6Jマウス（SD（G±平均体重）、31.4±3.55は、SD（ピクセル）、351.6±62.2±ボディサイズを意味する）は、生後15-27週で使用した。人間の観察は、イベント記録プログラム（マッキントッシュOS9ソフトウェアプログラム）を用いて作製した;続けるキー押下イベントマウスが動かないの試合を表示2秒以上Dは「凍結」と考えられていた。凍結の割合を各試験において60秒ごとに計算し、相関分析のために使用した。 2オブザーバーによってスコア凍結の割合（空調用者間の信頼性、R = 0.879、コンテキスト·テスト、R = 0.957のため、頭出しのテストのために、R = 0.866、すべてのケースのために、R = 0.888）は、ヒトを生成するために平均化したスコア。凍結各フレームレート（ すなわち、1、2、および4のfps）でImageFZを通して測定百分率およびヒト観測で得られたものとの間の相関関係を調べた。 図4に示すように、ImageFZ（1,2、および4のfps）によって算出凍結百分率は非常2の観察者の測定から得られる平均値と相関していた。注目すべきは、より高いフレームレートで画像をキャプチャすると、常に最良の相関を生成しません。 1 fpsでの画像解析には、電子で、人間の観察者から得られた結果と同様の結果を生成したACHテスト。人間の観察により測定し、「凍結基準（ピクセル）」の各条件を用いて凍結ImageFZパーセンテージ（ すなわち 20、30、及び40画素）との相関を調べた。凍結百分率は20、30 &#39;の凍結基準（ピクセル）&#39;でImageFZを用いて計算し、40ピクセルは、全ての場合において、高度に人間の観察（ 図5）を介して得られたものと相関していた。 図5Dに示すように、凍結基準が低い値に設定されている場合、人間の観察者によって「凍結」されると考えマウスの微妙な動きは、「未凍結&#39;ImageFZを用いて考えられるであろう。基準が高い値に設定されている場合、逆に、マウスの動きは、人間の観察者により「不凍」としてスコア、ImageFZ（ 図5C、5F、および5I）を用い&#39;凍結&#39;とみなされる。このように、最も信頼性の高い結果を得るために、ImageFZプログラムの各パラメータは私達に較正されるべきである各テスト環境で人間の観察を通して獲得したデータをING。 加えて、我々はImageFZ（ 図6参照 ）を用いて得られたものと、フォトビーム·ベースのコンピュータ·測定システム（フリーズモニターシステム）を用いて、人間の観察者によって生成された結果を比較した。人間の観察、処置群とImageFZスコアリングの結果を知らされた。フリーズ監視システムのパラメータ設定のために、我々は以前に検証済みシステム30から冷凍の割合の3尺度を使用していました。簡単に説明すると、10秒間隔の数とは、動物が各5秒間隔の開始との間に（それぞれ1秒の10秒と2秒の10秒）間隔および待ち時間の最初の新しいビームを交差させる以上の1または2秒を必要とし、この区間（Latency3）内の第3の新たなビームの中断を測定した。マウスは、凍結された時の間隔のパーセンテージまたは時間rの合計量の割合第三のフォトビームを計算した破るequired。 各システムで測定された凍結のパーセンテージは、図6に示されている。基は、t検定、続いて二方向反復測定ANOVA（ 表1を参照）を用いて比較した。 ImageFZ（ 図6B）を用いて測定凍結百分率は、フォトビーム·ベースのシステム（ 図6C-E）を使用して得られたデータよりもヒトの観察（ 図6A）を介して獲得したものと、より類似していた。凍結パーセンテージの間の相関を測定し、一方、各試験においてImageFZプログラムを用いて測定された冷凍パーセンテージは非常に人間の観察（手がかり試験であり、r = 0.934;、コンテキスト試験であり、r = 0.970コンディショニングあり、r = 0.947）を介して獲得したものと相関していたフォトビームベースのコンピュータ測定システム（1秒の10秒、2秒の10秒、またはLatency3）を使用し、人間の観察者は、コンディショニング、R = 0.503、0.593、および0.761（低かった。コンテキストTImageFZおよびヒトの観察（ 図7Aおよび7B）を用いて測定し、凍結パーセンテージの間の相関に比べエストあり、r = 0.772、0.819、および0.912）。また、 図7は、人間の観測で得られた各マウスにImageFZを使用して凍結割合の違いは、最小の違いだったことが明らかになった。これらの結果は、凍結の量を測定する際ImageFZを用いて測定冷凍パーセンテージは非常に正確であり、人間の観察とそのImageFZにより得られたものと同様であったことを示した。 <img alt="図1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50871/50871fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig1.jpg" /> 図1。文脈的恐怖条件付け試験を頭出しするための装置。（A）、エアコン、コンテキストのテストのためのアクリルの正方形チャンバー、（ <strオング&gt; B）白いマウス（下）のための黒いプラスチック製の床に、黒アグーチ、あるいは希薄な茶色のマウス（上）と帯電性黒色金属グリッドの白いプラスチックの床の上に金属グリッドは、グリッドの拡大画像が右側に表示されますパネル（C）ホワイトノイズ/音源とショックジェネレータ、（D）防音室、（E）の頭出し試験のための平らな床を有するアクリル三角室。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig1highres.jpg" target="_blank">拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。</a> <img alt="図2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50871/50871fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig2.jpg" /> 図2。プロトコルの概略図。文脈の（A）の概要と恐怖条件付け試験を手がかり、（B）の調節、（C）はContextテスト、および（D）は 、テストを頭出し。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig2highres.jpg" target="_blank">拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。</a> <img alt="図3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50871/50871fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig3.jpg" /> 図3。 ImageFZソフトウェアプログラムによる画像解析。連続する画像の各ペアについて、マウスを移動する面積（画素）の量はImageFZによって計算される。この領域が特定の閾値（ 例えば 30画素）未満であると、動作が「凍結」していると判断される。面積の大きさに等しいか、しきい値を超えた場合、動作は「凍結のないこと」であると考えられている。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig3highres.jpg" target="_blank">拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。</a> <img alt="図4" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig4highres.jpg" width="500" /> 図4。人間の観察により測定されたものでImageFZを使用して、異なるフレームレートで画像から算出された凍結パーセンテージの比較。恐怖条件付け試験は、雄のC57BL/6Jマウス（n = 5）を用いて行った。テストの間に、二人の観察者は、凍結挙動を記録した。同時に、ライブ画像はImageFZプログラムを用いて4 fpsで捕捉した。 4 fpsでキャプチャしたファイルは、1 FPSや2 fpsで撮影された画像に対応するフレームを抽出した後に小型化された。 「レート（フレーム/秒）」のパラメータ値は、1,2、または4 fpsに設定し、各60秒ビン内の凍結百分率はImageFZオフライン分析を用いて画像ファイルから計算した。各ドットは、それぞれ60秒ビンの凍結割合を表します。人間の観察とImageFZ分析から得られたデータとの間のピアソンの相関係数を算出した。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig4highres.jpg" target="_blank">拡大画像を表示するには、ここをクリックしてください。</a> <img alt="図5" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig5highres.jpg" width="500" /> 図5。 ImageFZおよびヒト観測で測定されたものを使用して、異なる凍結基準値で画像から算出した凍結百分率は、恐怖条件付け試験を雄C57BL/6Jマウス（n = 5）を用いて行った。比較した 。テストの間に、二人の観察者は、凍結挙動を記録し、ライブ画像がImageFZプログラムを使用して撮影した。各60秒のビンにおける冷凍パーセンテージは、20、30、または40ピクセルに「凍結基準（ピクセル）」のパラメータ値の設定、ImageFZオフライン分析を通して画像（1フレーム/秒）から計算した。各ドットは、それぞれ60秒ビンの凍結割合を表します。ピアソンの相関係数人間観察とImageFZ分析から得られたデータとの間efficients各試験で計算した。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig5highres.jpg" target="_blank">拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。</a> <img alt="図6" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50871/50871fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig6.jpg" /> 図6。凍結のパーセンテージは、雄のC57BL/6Jマウスの無条件馴化群（n = 5、各基）で自動化されたシステム及びヒト観察を用いて測定した 。 （A）ヒトの観察、（B）ImageFZ、（C）監視システム1（1秒と10秒）を凍結、（D）は、モニタ装置2（2秒と10秒）、および（E）凍結監視システム3（Latency3）をフリーズ。グループ比較はt検定（続く双方向反復測定分散分析を用いて行った異様なnditioned基対馴化基、*、P &lt;0.05、†はp &lt;0.01）。 ImageFZを使用して得られたデータは、ヒト観察を通して獲得したものと類似していた。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig6highres.jpg" target="_blank">拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。</a> <img alt="図7" fo:content-width="4.3in" src="/files/ftp_upload/50871/50871fig7highres.jpg" width="420" /> 図7。相関凍結百分率自動化されたシステム及びヒト観察により得点との間の自動化されたシステム及びヒト観察を使用して測定冷凍パーセント、（AB）散布図およびピアソンの相関係数の差の度数分布が示されている。 ImageFZを使用して計算凍結パーセンテージは、高度に人間の観察を通して得られたものと相関していた。 10％DIF未満（CF）。出現データは、人間の観察を通して分析されたものと比較したImageFZを使用して分析した場合に自動化されたシステム対人間の観察から得られた凍結割合間ferenceが最も高かった。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50871/50871fig7highres.jpg" target="_blank">拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td>分散分析</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>条件</td><td>時間</td><td>条件×時間</td></tr><tr><td> 1日目（コンディショニング） </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>人間</td><td> F（1,8）= 28.53、P = 0.0007 </td><td> F（7,56）= 20.79、P &lt;0.0001 </td><td> F（7,56）= 16.58、p &lt;0.0001 </td></tr><tr><td> ImageFZ </td><td> F（1,8）= 13.97、P = 0.0057 </td><td> F（7,56）= 21.40、P &lt;0.0001 </td><td> F（7,56）= 11.69、p &lt;0.0001 </td></tr><tr><td>フリーズモニター（1sec10sec） </td><td> F（1,8）= 5.16、P = 0.0528 </td><td> F（7,56）= 2.39、P = 0.0329 </td><td> F（7,56）= 0.72、P = 0.6572 </td></tr><tr><td>フリーズモニター（2sec10sec） </td><td> F（1,8）= 4.07、P = 0.0782 </td><td> F（7,56）= 3.44、P = 0.0039 </td><td> F（7,56）= 1.52、P = 0.1803 </td></tr><tr><td>フリーズモニター（Latency3） </td><td> F（1,8）= 4.44、P = 0.0682 </td><td> F（7,56）= 9.94、p &lt;0.0001 </td><td> F（7,56）= 4.33、P = 0.0007 </td></tr><tr><td> 2日目（コンテキスト） </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>人間</td><td> F（1,8）= 42.94、P = 0.0002 </td><td> F（4,32）= 1.91、P = 0.1336 </td><td> F（4,32）= 1.48、P = 0.2302 </td></tr><tr><td> ImageFZ </td><td> F（1,8）= 49.61、P = 0.0001 </td><td> F（4,32）= 2.06、P = 0.1087 </td><td> F（4,32）= 0.83、P = 0.5174 </td></tr><tr><td>フリーズモニター（1sec10sec） </td><td> F（1,8）= 20.28、P = 0.002 </td><td> F（4,32）= 1.63、P = 0.1918 </td><td> F（4,32）= 0.55、P = 0.6997 </td></tr><tr><td>フリーズモニター（2sec10sec） </td><td>F（1,8）= 40.20、P = 0.0002 </td><td> F（4,32）= 2.66、P = 0.0504 </td><td> F（4,32）= 1.20、P = 0.3306 </td></tr><tr><td>フリーズモニター（Latency3） </td><td> F（1,8）= 35.30、P = 0.0003 </td><td> F（4,32）= 2.49、P = 0.0626 </td><td> F（4,32）= 1.09、P = 0.3793 </td></tr></tbody></table> 表1。統計の比較。

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

この記事では、コンテキストのためのプロトコルを提示したマウスで恐怖学習と記憶を評価するために、ビデオ分析システムを使用して、恐怖条件付け試験に頭出し。

マウスにおけるビデオ解析システムを用いた文脈と手掛り恐怖条件付け試験

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

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

Research

JoVE Journal

Behavior

50.9K ビュー.  Fujita Health University. この記事では、コンテキストのためのプロトコルを提示したマウスで恐怖学習と記憶を評価するために、ビデオ分析システムを使用して、恐怖条件付け試験に頭出し。 

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Trace Fear Conditioning in Mice

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

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

マウスにおける恐怖条件付けをトレース

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

行動学

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

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

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

脅威の確率タスクを使用すると、不確実かつ特定の脅威の間に不安と恐怖を評価するために

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

Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning

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

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

オペラント条件付けを使用したマウスにおける社会的モチベーションを定量化します

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

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

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

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

二つの選択肢の再生テストを使用して、マウスにおける超音波発声の設定を決定します

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

Whisker-signaled Eyeblink Classical Conditioning in Head-fixed Mice

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

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

ヘッド固定マウスのヒゲ合図瞬目古典的条件

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

Reducing State Anxiety Using Working Memory Maintenance

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

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

ワーキングメモリメンテナンスによる状態不安の軽減

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

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

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

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

脳波測定と高品質のビデオ録画を使用して、メディア コンテンツの視覚認識を分析するため

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

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

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

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

空間的な学習とバーンズ迷路と乙女の苦痛のパラダイムを用いたマウスの向社会的行動の分析

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

Visual Classical Conditioning in Wood Ants

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, studies implementing classical conditioning paradigms with harnessed insects have been important for investigating the exact cues that individuals learn and the neural mechanisms underlying learning and memory formation. Here we present a protocol for evoking visual associative learning in wood ants through classical conditioning. In this paradigm, ants are harnessed and presented with a visual cue (a blue cardboard), the conditional stimulus (CS), paired with an appetitive sugar reward, the unconditional stimulus (US). Ants perform a Maxilla-Labium Extension Reflex (MaLER), the unconditional response (UR), which can be used as a readout for learning. Training consists of 10 trials, separated by a 5-minute intertrial interval (ITI). Ants are also tested for memory retention 10 minutes or 1 hour after training. This protocol has the potential to allow researchers to analyze, in a precise and controlled manner, the details of visual memory formation and the neural basis of learning and memory formation in wood ants.

We present a protocol for the classical conditioning of harnessed ants that permits researchers to study visual learning and memory formation at a level of analysis not possible with freely moving individuals.

木蟻で visual の古典的条件付け

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

Fear Incubation Using an Extended Fear-Conditioning Protocol for Rats

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

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

ラットの拡張恐怖調節プロトコルを用いた恐怖インキュベーション

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