いくつかの株は、NIH Office of Research Infrastructure Programs（P40 OD010440）の資金提供を受けているCaenorhabditis Genetics Center（CGC）によって提供された。この作業は、PWSが調査者であるHoward Hughes Medical Instituteによってサポートされています。

<ol>
	<li>White, J. G., Southgate, E., Thomson, J. N., Brenner, 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+structure+of+the+nervous+system+of+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">The structure of the nervous system of the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314, 1-340 (1986).</li><li>Bargmann, C. I., Horvitz, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemosensory+neurons+with+overlapping+functions+direct+chemotaxis+to+multiple+chemicals+in+C.+elegans.">Chemosensory neurons with overlapping functions direct chemotaxis to multiple chemicals in C. elegans.</a> Neuron. 7 (5), 729-742 (1991).</li><li>Bargmann, C. I., Hartwieg, E., Horvitz, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odorant-selective+genes+and+neurons+mediate+olfaction+in+C.+elegans.">Odorant-selective genes and neurons mediate olfaction in C. elegans.</a> Cell. 74 (3), 515-527 (1993).</li><li>Hilliard, M. A., Bargmann, C. I., Bazzicalupo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=C.+elegans+responds+to+chemical+repellents+by+integrating+sensory+inputs+from+the+head+and+the+tail.">C. elegans responds to chemical repellents by integrating sensory inputs from the head and the tail.</a> Curr Biol. 12 (9), 730-734 (2002).</li><li>Hilliard, M. A., Bergamasco, C., Arbucci, S., Plasterk, R. H., Bazzicalupo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Worms+taste+bitter:+ASH+neurons,+QUI-1,+GPA-3+and+ODR-3+mediate+quinine+avoidance+in+Caenorhabditis+elegans.">Worms taste bitter: ASH neurons, QUI-1, GPA-3 and ODR-3 mediate quinine avoidance in Caenorhabditis elegans.</a> EMBO J. 23 (5), 1101-1111 (2004).</li><li>Zariwala, H. A., Miller, A. C., Faumont, S., Lockery, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Step+response+analysis+of+thermotaxis+in+Caenorhabditis+elegans.">Step response analysis of thermotaxis in Caenorhabditis elegans.</a> J Neurosci. 23 (10), 4369-4377 (2003).</li><li>Ward, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotaxis+by+the+nematode+Caenorhabditis+elegans:+identification+of+attractants+and+analysis+of+the+response+by+use+of+mutants.">Chemotaxis by the nematode Caenorhabditis elegans: identification of attractants and analysis of the response by use of mutants.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 70 (3), 817-821 (1973).</li><li>Wicks, S. R., de Vries, C. J., van Luenen, H. G., Plasterk, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CHE-3,+a+cytosolic+dynein+heavy+chain,+is+required+for+sensory+cilia+structure+and+function+in+Caenorhabditis+elegans.">CHE-3, a cytosolic dynein heavy chain, is required for sensory cilia structure and function in Caenorhabditis elegans.</a> Dev Biol. 221 (2), 295-307 (2000).</li><li>Jansen, G., Weinkove, D., Plasterk, R. H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+G-protein+subunit+gpc-1+of+the+nematode+C.+elegans+is+involved+in+taste+adaptation.">The G-protein subunit gpc-1 of the nematode C. elegans is involved in taste adaptation.</a> EMBO J. 21 (5), 986-994 (2002).</li><li>Srinivasan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+blend+of+small+molecules+regulates+both+mating+and+development+in+Caenorhabditis+elegans.">A blend of small molecules regulates both mating and development in Caenorhabditis elegans.</a> Nature. 454 (7208), 1115-1118 (2008).</li><li>Choe, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ascaroside+signaling+is+widely+conserved+among+nematodes.">Ascaroside signaling is widely conserved among nematodes.</a> Curr Biol. 22 (9), 772-780 (2012).</li><li>Ezcurra, M., Tanizawa, Y., Swoboda, P., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+sensitizes+C.+elegans+avoidance+behaviours+through+acute+dopamine+signalling.">Food sensitizes C. elegans avoidance behaviours through acute dopamine signalling.</a> EMBO J. 30 (6), 1110-1122 (2011).</li><li>Ward, A., Liu, J., Feng, Z., Xu, X. Z. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-sensitive+neurons+and+channels+mediate+phototaxis+in+C.+elegans.">Light-sensitive neurons and channels mediate phototaxis in C. elegans.</a> Nat Neurosci. 11 (8), 916-922 (2008).</li><li>Kunitomo, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concentration+memory-dependent+synaptic+plasticity+of+a+taste+circuit+regulates+salt+concentration+chemotaxis+in+Caenorhabditis+elegans.">Concentration memory-dependent synaptic plasticity of a taste circuit regulates salt concentration chemotaxis in Caenorhabditis elegans.</a> Nat Commun. 4, 2210 (2013).</li><li>Snow, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+anterograde+intraflagellar+transport+motors+cooperate+to+build+sensory+cilia+on+C.+elegans+neurons.">Two anterograde intraflagellar transport motors cooperate to build sensory cilia on C. elegans neurons.</a> Nat Cell Biol. 6 (11), 1109-1113 (2004).</li><li>Tobin, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinatorial+expression+of+TRPV+channel+proteins+defines+their+sensory+functions+and+subcellular+localization+in+C.+elegans+neurons.">Combinatorial expression of TRPV channel proteins defines their sensory functions and subcellular localization in C. elegans neurons.</a> Neuron. 35 (2), 307-318 (2002).</li><li>Waggoner, L. E., Zhou, G. T., Schafer, R. W., Schafer, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+alternative+behavioral+states+by+serotonin+in+Caenorhabditis+elegans.">Control of alternative behavioral states by serotonin in Caenorhabditis elegans.</a> Neuron. 21 (1), 203-214 (1998).</li><li>Sawin, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Genetic and cellular analysis of modulated behaviors in Caenorhabditis elegans. , (1996).</li><li>Ramot, D., Johnson, B. E., Berry, T. L., Carnell, L., Goodman, M. 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+parallel+worm+tracker:+A+platform+for+measuring+average+speed+and+drug-induced+paralysis+in+nematodes.">The parallel worm tracker: A platform for measuring average speed and drug-induced paralysis in nematodes.</a> PLoS One. 3 (5), e2208 (2008).</li><li>Swierczek, N. A., Giles, A. C., Rankin, C. H., Kerr, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+behavioral+analysis+in+C.+elegans.">High-throughput behavioral analysis in C. elegans.</a> Nat Methods. 8 (7), 592-598 (2011).</li></ol>

著者は何も開示することはない。

このプロトコルの重要なステップは、アッセイプレートが異なる実験日間にわたって一貫したレベルの乾燥度を有することを保証することである。乾燥レベルが異なると、溶液の寒天への拡散速度が異なり、結果として行動結果が変化する。したがって、アッセイプレートは実験前に常に午後に新鮮にしなければならない。アッセイ間の比較を容易にするために、アッセイごとに試験したワームの数もまた規制しなければならない。上記ウォーム同期プロトコルは17に従っている場合、参照のために、野生型のワームは、アッセイ当たりの平均得&gt; 360のワームに4-10個の卵/時間を産みます。特定の突然変異系統が産卵欠損である場合、産卵のためにより多くの妊娠した成虫の虫を拾い、子孫の標的数に達するようにする。このプロトコルのもう一つの重要なステップは、洗浄プロセスとワームの配置中にワームを静かに処理することです。ワームは機械的刺激に敏感で、ストレス反応を誘発する<html>逆転と産卵阻害18 。さらに、ROIを正確に定義し、ビデオ解析を進める前に、特定の照明条件に対する最適な閾値設定定数を決定するように注意する必要があります。また、最後の実験が実行されてから長い時間が経過した場合には、較正としきい値処理のプロセスを繰り返すことをお勧めします。 この方法の限界は、小さなワーム集団をアッセイするのには適していないということである。しかし、食べ物の存在が感覚行動に及ぼす影響を決定するための適切なコントロールが行われた場合、食物を利用して保持アッセイと同様にワームの空間的探索位置を制限することも可能である。加えて、この方法は、接近しているために刺激勾配ナビゲーションを研究するためのものではなく、少量の対照溶液および実験的溶液滴を使用した。 マルチワームトラッキングとシングルワーム特徴抽出を可能にし、将来においてe_content &quot;&gt;、プログラミングソフトウェアは、このシステム19、20に組み込むことができる。そのような逆転速度と提供する本体屈曲部の振幅のような単一のワームの動作の微妙な挙動パラメータを記録します適切なゲージサイズのシリンジ針を使用してROIを穴を開けることによって慣らしを研究し、穴を寒天注入して慣らしを調べることによって、習慣を研究するためにアッセイを改変することもできるこの方法の別の潜在的な応用は、異なる線虫種に亘って比較行動研究を行うことである。さらに、行動チャンバマルチモーダル刺激に対する行動反応を研究するために複数の方法で修正することができる。オプトジェネティックアプリケーションでは、アッセイ中に目的のニューロンを選択的に活性化するために、高輝度LEDアレイをカメラマウントの隣に取り付けることができます。加熱素子、冷却システム、および温度センサを設定に追加して、感温性の挙動に対する温度の影響を調べることもできます。さらに、臭気送達システムを室内に設置して、臭気感受性モダリティと化学感覚様式との間の相互作用を調べることができる。

飼育動物は、複数の感覚様式からのインプットを統合し、環境をうまく乗り越えるためには適切な行動戦略を選択する必要があります。外部の感覚入力がどのように受け入れられ、行動選択を導くために神経情報に変換されるのかを理解することは、神経生物学の分野における中心的な目標である。遺伝的に扱いやすい線虫C. elegansは、感覚生物学およびマルチモーダル統合の基礎となる神経メカニズムを研究する魅力的なモデル生物である。 C.エレガンスは、唯一302ニューロンを有しているが、これは検出および可溶性化合物、揮発性臭気物質、周囲温度1、2、3、4、5、6、7を含む環境刺激の多種多様を区別することができます。ザ線虫C. elegansは、食物源を特定し、潜在的な脅威に気づくために、その化学感覚装置に大きく依存する。したがって、野生型および変異体C.エレガンスの化学刺激に対する応答をスクリーニングするように設計された行動アッセイは、 C.エレガンスの顕著な感覚能力の基礎となる遺伝的、細胞性および神経系の解剖において重要な役割を果たす。 可溶性化合物に対する応答をアッセイするために、液滴試験、走化性アッセイ、および保持アッセイの3つのタイプのアッセイが記載されている。落下試験では、化合物の小滴を動くワームの尾に置き、液体が前の知覚装置に到達したら前進または後退するというワームの決定が得られます4 。落下試験はほとんど実験的な準備を必要とせず、レーザー作動ワームの場合のように、ワームのサンプルサイズが小さい場合に有用である。しかし、1つのワーム一度にアッセイすることができ、実験期間中、実験者が存在しなければならない場合、落下試験には時間がかかることがある。ドロップテストは、サンプル内の各ワーム間のドロップデリバリーの変動にも脆弱であり、これはアッセイの全体的な結果に影響する可能性があります。落下試験のもう一つの制限は、ワームの前方への移動からの魅力的または中立的な効果を区別することが不可能であるため、嫌悪化合物に対するワームの反応をアッセイするためにしか使用できないことである。 可溶性化合物のための走化性アッセイは、一般に、2つの対向する象限の寒天および他の2つの象限8,9に混入対照溶液に混合実験溶液で、4つの象限に寒天プレートを分割することを含みます。アッセイの開始時に、ワームを含む緩衝液の一滴をプレートの中央に置き、ワームの数を<html>各象限は、異なる時点で採点される。走化性アッセイは、各アッセイにおいて多数のワームが試験されるため、落下試験と比較してより大きな統計力を提供する。しかしながら、この方法の1つの限界は、走化性アッセイプレートの調製が大量の実験化合物を必要とすることである。これは、アスカロシドシグナル伝達分子10の場合のように、興味のある化合物を得るために収率が限られた複雑な精製プロセスが必要な場合、大規模な挙動スクリーンを行うことを困難にする。さらに、アッセイ中のワームの手動カウントはエラーの影響を受けやすく、カウントプロセス中のプレートの摂動が結果に影響を与える可能性があります。 前述の2つの方法とは異なり、保持アッセイは、スコアリングプロセス中の誤差を最小にし、アッセイ中の実験者の干渉を減少させる機械視覚を利用する<html> &gt; 11。ワームの行動のビデオ記録のコンピュータ化された分析はまた、スコアリングがいくつかの離散的な時点でのみ行われるときに失われる微妙な行動の力学を潜在的に明らかにする可能性がある。保持アッセイでは、2つの溶液スポットが小さな円形の細菌性食品パッチの反対側に加えられ、続いて少数のワームが食品パッチの中央に配置される。次に、ワームの挙動が記録され、分析され、各解決領域内のワームピクセルの総数に基づいて嗜好指標値が計算される。魅力的な食品パッチが存在すると、各アッセイで使用されるワームの個体数がより少なくなる可能性がありますが、食べ物は以前は可溶性忌避剤12への回避行動を感作することが示されていました12 。さらに、ワームは、短波長の光に対して光敏感応答を示し、挙動記録設定において白色光を放射する顕微鏡光源の使用は、挙動に影響を及ぼす可能性があるs = &quot;xref&quot;&gt; 13。 この記事で論じる方法の目的は、集団ベースのアッセイを用いた可溶性化合物のC.エレガンスの選好を記録および分析することである。このために、現在の方法は、前述の3つの方法すべてからの態様を統合し、改善する。これは、ワームの大集団を検査することを可能にし、各アッセイで使用される実験溶液の少量のみを必要とする。さらに、アッセイは赤外LEDバックライトを備えた特注の密閉型動作チャンバー内で行われ、短波長光の影響を最小限に抑えます。各チャンバには、複数の顕微鏡カメラを装備することもでき、ベンチスペースを損なうことなく実験のスループットを向上させます。最後に、ビデオ分析ソフトウェアは、各ビデオの嗜好指数値および付随するワーム占有率プロットを出力して、時間の経過とともに人口行動のダイナミクスを視覚化する。チャンバーのセットアップとassayプロトコルは、臭気物質または化学感覚挙動の温度の影響などの多峰性挙動応答を研究するためにさらに修飾することができる。 この記事では、行動チャンバの構築とアッセイプロトコルについて説明します。また、野生型ワームおよび化学感覚欠損突然変異体の既知の可溶性忌避物質銅イオンに対する反応をアッセイする際のこの方法の有用性も実証している4 。最後に、提供されたソフトウェアを使用したビデオ解析プロセスについて詳しく説明します。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="840">
	<tbody>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Aluminum T-slotted framing extrusions</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:119px;">47065T101</td>
			<td style="width:359px;">Single profile, 1&#34; size, solid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Brackets</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T236</td>
			<td>1&#34; long for 1&#34; high single profile extrusions</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Compact end-feed fasteners</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T139</td>
			<td>1&#34; (single), pack of 4</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Twist-in solid panel holders</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T251</td>
			<td>For 1&#34; high extrusion</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Plastic end caps</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>47065T91</td>
			<td>For 1&#34; high extrusion</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Optically clear cast acrylic sheet</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:119px;">8560K211</td>
			<td>3/16&#34; thick, 12&#34; x 12&#34;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vinyl-coated polyester fabric</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:119px;">88505K57</td>
			<td>0.027&#34; thick, 61&#34; width, black</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Brass grommets</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>9604K22</td>
			<td>Trade size 0, 0.545&#34; outer diameter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Steel washers</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>90107A029</td>
			<td>1/4&#34; screw size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rounded head screws</td>
			<td style="width:147px;">McMaster-Carr</td>
			<td>90272A546</td>
			<td>1/4&#34;-20 thread size, 1-1/2&#34; long</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Standard operating backlight</td>
			<td style="width:147px;">Smart Vision Lights</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td>8&#34;x8&#34;, infrared 850nm</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">IVP-C1 Variable Control Pot</td>
			<td style="width:147px;">Smart Vision Lights</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">T1 Power Supply</td>
			<td style="width:147px;">Smart Vision Lights</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Dino lite Pro AM4113T</td>
			<td style="width:147px;">Dino-Lite Digital Microscope</td>
			<td style="width:119px;">See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">MS09B microscope stand</td>
			<td style="width:147px;">Dino-Lite Digital Microscope</td>
			<td>See local vendor</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated analysis of a nematode population-based chemosensory preference assay

線虫であるCaenorhabditis elegansの唯一の302ニューロンのコンパクトな神経系は、様々な行動のレパートリーの基礎を成しています。これらの挙動の根底にある神経回路の解剖を容易にするために、頑強で再現性のある行動アッセイの開発が必要である。以前のC.エレガンスの行動研究では、可溶性化合物に対するC.エレガンスの応答を調べるために、「落下試験」、「走化性アッセイ」、および「保持アッセイ」のバリエーションを使用しています。この資料に記載されている方法は、前述の3つのアッセイの補完的な強みを組み合わせることを目指しています。簡潔には、各アッセイプレートの中央にある小さな円を、コントロールおよび実験溶液を交互に配置して4つの四分円に分割する。ワームを添加した後、アッセイプレートを行動チャンバに入れ、顕微鏡カメラがワームの遭遇を治療領域と記録する。次に、自動化されたビデオ分析が各ビデオの嗜好指数（PI）値が生成される。この方法のビデオ取得および自動解析機能は、実験者の関与および関連するエラーを最小限に抑える。さらに、アッセイごとに微量の実験化合物を使用し、行動チャンバのマルチカメラ設定は実験スループットを増加させる。この方法は、遺伝的突然変異体および新規化合物の行動スクリーンを実施するのに特に有用である。しかしながら、この方法は、対照および実験溶液領域が近接しているため、刺激勾配ナビゲーションの研究には適していない。また、少数のワームしか利用できない場合には使用しないでください。この方法は、現在の形態の可溶性化合物に対する応答のみをアッセイするのに適しているが、マルチモーダル感覚相互作用および光発生研究に適合するように容易に改変することができる。この方法は、他の線虫種の化学感覚応答をアッセイするためにも適用することができる。 </p&gt;

図3Aは、異なる遺伝子型および治療対において得られた嗜好指標値を示す。嗜好指数値1は、実験ROIに置かれた解に対する強い誘引力を示し、嗜好指数値-1は、強い反発力を示す。 M13緩衝溶液を対照ROIおよび実験ROIの両方に配置した場合、0.02の嗜好指数が得られ、いずれのROIに対しても空間的偏りがないことが実証された。 N2虫は銅イオンを強く避け、嗜好指数は-0.67であり、これは銅イオンが強力な忌避剤であるという以前の知見を裏付けている（ 補遺1 ） 4 。感覚繊毛の遠位部分の適切な形成を欠いているosm-3突然変異体は、銅イオン（PI = -0.19）の有意に減少した回避を示した15 。 ocr-2変異体は、de<html>銅回避を含む多くのASH仲介侵害受容応答において有害であり、銅イオン（PI = 0.19）に対する軽度の誘引も有意に減少した（ 補助映画2 ） 16 。 図3Bは、代表的なワーム占有率のプロットを示しています。これは、コントロール内のワームの密度と各ビデオの経時的な実験的ROIを示しています。描画領域の色が濃いほど、ROI内のワームピクセルの数が多くなります。 M13緩衝液対照で処理したN2虫の占有率プロットは、両方のROIにおける虫の数がアッセイを通して同様のままであることを示している。しかし、銅イオンで処理されたN2虫の占有率プロットは、ワームが、アッセイを通して試験ROIを強く一貫して回避することを示しています。 gimg &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55963 / 55963fig1.jpg &quot;/&gt; 図1：行動室設計の写真と図式表現。 （ A ）挙動チャンバのセットアップの正面図（左）およびチャンバフレームの対応する概略図（右）。不透明なポリエステルシートは、底面を除くすべての面にチャンバを囲み、赤外線バックライトパネルからの光を通過させる。数字1,2および3は（B）の押出層に対応する。 （ B ）挙動チャンバフレームを構成する押出層の平面図。これには、最上層（1）、中間カメラマウントアセンブリ層（2）、および最下段層（3）が含まれる。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a> <img alt="図2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig2.jpg"/&gt; 図2：ソリューション配置とプレート配置テンプレート （ A ）ソリューション配置テンプレートには、4つの象限と番号整列マーカーがあります。対照溶液を左上および右下象限に入れ、実験溶液を右上および左下の四分円に入れる。 （ B ）プレートアラインメントテンプレートは、ビデオ記録および分析中に視野内のワームの閉塞を最小限に抑えるための番号整列マーカーのみを有する。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/55963fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a> <img alt="図3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55963/55963fig3.jpg" /> 図3：このアッセイを使用して収集されたデータの例 （ A ）野生型N2および変異体C.エレガンス（C. elegans ）の優先順位指数（PI）値</e<html> M13緩衝液および10mM CuCl 2に応答してm&gt;。 N2虫は、M13対照溶液を両方のROIに入れたときに対照と実験ROIの間に優位性は示さなかったが、銅イオンが置かれたときに実験ROIを強く避けた（PI = 0.02および-0.67）。 osm-3（p802）突然変異体およびocr-2（ak47）突然変異体は、N2と比較して銅イオンの回避が有意に減少した（PI = -0.1および0.2）。各遺伝子型 - 治療ペアリングについてN = 6アッセイ、検定当たり360ワーム、エラーバーは±1SEM、***p &lt;0.001、一方向性ANOVA、ポストホックTukey Honestly Significant Difference（HSD）試験を示す。 （ B ）対照ROIにはM13バッファ、実験ROIには銅イオン（下）の両方のROI（上）およびN2ワームにM13バッファを有するN2ワームの代表的なワーム占有率プロット。各占有プロットの下のカラースケールは、ワームピクセルの数を表します。pload / 55963 / 55963fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt;この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。 補遺ムービー1：10mM塩化銅に対するN2虫の行動応答。ワームはM13バッファー（左上と右下）でコントロール四分円に引き付けられますが、M13バッファーに溶解した銅イオンを含む四分円（右上と左下）を強く避けます。ビデオは毎秒1フレームで記録され、15倍高速化されました。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_Video_1.mp4">このファイルをダウンロードするにはここをクリックしてください。</a> 補足ムービー2： 10mM塩化銅 に対する ocr-2（ak47） ワームの 行動応答 。ワームは、M13バッファー（左上と右下）とコントロール四分円の両方でおよそ等しい程度までローミングし、M13バッファー（右上と左下）に溶解した銅イオンを含有しています。突然変異体は、記録の開始時に銅イオンを含有する象限に対してわずかな選択性を示す。ビデオは毎秒1フレームで記録され、15倍高速化されました。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/Supplementary_video_2.mp4">このファイルをダウンロードするにはここをクリックしてください。</a> 補足ファイル：ソリューション配置およびプレートアライメントテンプレート。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55963/JoVE_template.pptx">このファイルをダウンロードするにはここをクリックしてください。</a>

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Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay

本発明者らは、集団ベースアッセイにおいて可溶性化合物に対するCaenorhabditis elegansの選好を自動的に分析することができる行動記録設定およびプロトコルを提示する。この記事では、ビヘイビアチェンバーの構築、ビヘイビアアッセイプロトコル、およびビデオ分析ソフトウェアの使用について説明します。

線虫集団ベースの化学感覚嗜好アッセイの自動解析

The nematode, Caenorhabditis elegans' compact nervous system of only 302 neurons underlies a diverse repertoire of behaviors. To facilitate the dissection ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

7.4K ビュー.  California Institute of Technology. 本発明者らは、集団ベースアッセイにおいて可溶性化合物に対するCaenorhabditis elegansの選好を自動的に分析することができる行動記録設定およびプロトコルを提示する。この記事では、ビヘイビアチェンバーの構築、ビヘイビアアッセイプロトコル、およびビデオ分析ソフトウェアの使用について説明します。 

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Fat Preference: A Novel Model of Eating Behavior in Rats

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to this multifactorial disorder is the consumption of a high fat diet, a behavior that has been shown to increase both caloric intake and body fat content. However, the elements regulating preference for high fat food over other foods remain understudied.
To overcome this deficit, a model to quickly and easily test changes in the preference for dietary fat was developed. The Fat Preference model presents rats with a series of choices between foods with differing fat content. Like humans, rats have a natural bias toward consuming high fat food, making the rat model ideal for translational studies. Changes in preference can be ascribed to the effect of either genetic differences or pharmacological interventions. This model allows for the exploration of determinates of fat preference and screening pharmacotherapeutic agents that influence acquisition of obesity.

Dietary fat content influences both energy intake and body fat composition in mammals. By examining rats&#8217; preference for high fat food in a series of choice experiments, it is possible to test genetic differences and pharmacological interventions on their preference for high fat food.

脂肪嗜好：摂食行動の新規モデルラットにおける

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to ...

行動学

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the test mouse is placed in a standardized apparatus and relevant behaviors are assessed in three different sessions (called session I, II, and III).
The apparatus has three compartments (see Figure 1), the left and right compartments contain an inverted cup which can house a mouse (called &#34;stimulus mouse&#34;).
In session I, the test mouse is placed in the cage and its mobility is characterized by the number of transitions made between compartments. In session II, a stimulus mouse is placed under one of the inverted cups and the sociability of the test mouse is quantified by the amounts of time it spends near the cup containing the enclosed stimulus mouse vs. the empty inverted cup. In session III, the inverted cups are removed and both mice interact freely. The sociability of the test mouse in session III is quantified by the number of social approaches it makes toward the stimulus mouse and by the number of times it avoids a social approach by the stimulus mouse.
The automated evaluation of the movie detects the nose of the test mouse, which allows the determination of all described sociability measures in session I and II (in session III, approaches are identified automatically but classified manually). To find the nose, the image of an empty cage is digitally subtracted from each frame of the movie and the resulting image is binarized to identify the mouse pixels. The mouse tail is automatically removed and the two most distant points of the remaining mouse are determined; these are close to nose and base of tail. By analyzing the motion of the mouse and using continuity arguments, the nose is identified.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52508/52508fig1.jpg" /> 
Figure 1. Assessment of Sociability During 3 sessions. Session I (top): Acclimation of test mouse to the cage. Session II (middle): Test mouse moving freely in the cage while the stimulus mouse is enclosed in an inverted cup. Session III (bottom): Both test mouse and stimulus mouse are allowed to move freely and interact with each other.

This protocol describes a method to quantify mouse sociability. Mice are videotaped as they move and interact in a special cage. Movie processing allows for the automated quantification of sociability with excellent accuracy and reliability.

自動画像処理手法を用いてマウス社交性の実験的評価

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Assessment of Cocaine-induced Behavioral Sensitization and Conditioned Place Preference in Mice

It is thought that rewarding experiences with drugs create strong contextual associations and encourage repeated intake. In turn, repeated exposures to drugs of abuse make lasting alterations in the brain function of vulnerable individuals, and these persistent alterations likely serve to maintain the maladaptive drug seeking and taking behaviors characteristic of addiction/dependence2. In rodents, reward experience and contextual associations are frequently measured using the conditioned place preference assay, or CPP, wherein preference for a previously drug-paired context is measured. Behavioral sensitization, on the other hand, is an increase in a drug-induced behavior that develops progressively over repeated exposures. Since sensitized behaviors can often be measured after several months of drug abstinence, depending on the dose and length of initial exposure, they are considered observable correlates of lasting drug-induced plasticity. Researchers have found these assays useful in determining the neurobiological substrates mediating aspects of addiction as well as assessing the potential of different interventions in disrupting these behaviors. This manuscript describes basic, effective protocols for mouse CPP and locomotor behavioral sensitization to cocaine.

This protocol is intended to enable researchers to conduct experiments designed to test these aspects of addiction using the conditioned place preference and locomotor behavioral sensitization assays.

コカイン誘発性行動感作の評価とマウスにおける条件付け場所嗜好

It is thought that rewarding experiences with drugs create strong contextual associations and encourage repeated intake. In turn, repeated exposures to ...

Protocol for Data Collection and Analysis Applied to Automated Facial Expression Analysis Technology and Temporal Analysis for Sensory Evaluation

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial expression analysis (AFEA) software. Additionally, we demonstrate a method for extracting relevant emotional data output and plotting the emotional response of a population over a specified time frame. By time pairing each participant's treatment response to a control stimulus (baseline), the overall emotional response over time and across multiple participants can be quantified. AFEA is a prospective analytical tool for assessing unbiased response to food and beverages. At present, most research has mainly focused on beverages. Methodologies and analyses have not yet been standardized for the application of AFEA to beverages and foods; however, a consistent standard methodology is needed. Optimizing video capture procedures and resulting video quality aids in a successful collection of emotional response to foods. Furthermore, the methodology of data analysis is novel for extracting the pertinent data relevant to the emotional response. The combinations of video capture optimization and data analysis will aid in standardizing the protocol for automated facial expression analysis and interpretation of emotional response data.

A protocol for capturing and statistically analyzing emotional response of a population to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial expression analysis software is described.

官能評価のための自動化された表情解析技術と時間的分析へのデータの収集と分析応用のためのプロトコル

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial ...

An Automated Rapid Iterative Negative Geotaxis Assay for Analyzing Adult Climbing Behavior in a Drosophila Model of Neurodegeneration

Neurodegenerative diseases are frequently associated with a progressive loss of movement ability, reduced life span, and age-dependent neurodegeneration. To understand the mechanism of these cellular events, and their causal relationships with each other, Drosophila melanogaster, with its sophisticated genetic tools and diverse behavioral features, are used as disease models for assessing neurodegenerative phenotypes. Here we describe a high-throughput method to analyze Drosophila adult negative geotaxis behavior, as an indication for possible motor defects associated with neurodegeneration. An automated machine is designed and developed to drive fly synchronization using an initial electric impulse, later allowing the recording of negative geotaxis behavior over a course of secs to mins. Images from the digitally recorded video are then processed with the self-designed RflyDetection software for statistical data manipulation. Different from the manually controlled negative geotaxis assay based on single fly, this precise, fast, and high-throughput protocol allows data acquisition from more than hundreds of flies simultaneously, providing an efficient approach to advance our understanding in the underlying mechanism of locomotor deficits associated with neurodegeneration.

An Automated Rapid Iterative Negative Geotaxis Assay for Analyzing Adult Climbing Behavior in a Drosophila Model of Neurodegeneration

This step-by-step protocol analyzes Drosophila negative geotaxis behavior using an automated multi-cylinder system that hosts hundreds of flies and synchronizes their action by an electric motor. Upon synchronization, fly negative geotaxis behavior is assayed, digitally recorded, and analyzed using the self-designed RflyDetection software.

神経変性のショウジョウバエモデル アダルト登山行動を分析するための自動化された迅速な反復負走アッセイ

Neurodegenerative diseases are frequently associated with a progressive loss of movement ability, reduced life span, and age-dependent neurodegeneration. ...

Reinstatement of Drug-seeking in Mice Using the Conditioned Place Preference Paradigm

The present protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse in drug addiction. In this model, animals are first trained to acquire a conditioned place preference in a drug-paired compartment, and after the post-conditioning test, they perform several sessions to extinguish the established preference. The CPP permits the evaluation of the conditioned rewarding effects of drugs related to environmental cues. Then, the extinguished CPP can be robustly reinstated by the non-contingent administration of a priming dose of the drug, and by exposure to stressful stimuli. Both methods will be explained here. When the animal reinitiates the behavioral response, a reinstatement of the conditioned reward is considered to have taken place.
The main advantages of this protocol are that it is non-invasive, inexpensive, and simple with good validity criteria. In addition, it allows the study of different environmental manipulations, such as stress or diet, which can modulate relapse into drug seeking behaviors. However, one limitation is that if the researcher aims to explore the motivation and primary reinforcing effects of the drug, it should be complemented with self-administration procedures, as they involve operant responses of animals.

This protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse. This procedure permits the measurement of relapse in laboratory animals, considering the impact of drug-associated environmental cues as craving and relapse in abstaining addicts is currently the focus of drug-abuse treatment programs.

エアコンの場所の好みのパラダイムを使用してマウスの薬物探索の復権

The present protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse in drug addiction. In this model, animals are first trained to ...

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.

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.

アルツハイマー病、IntelliCage を使用しての複数の遺伝モデルにおける認知機能の長期的な行動のアッセイの自動化

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

A Conditioned Place Preference Protocol for Measuring Incubation of Craving in Rats

A major cause of repeated relapses is a craving for the drug. Drug craving increases progressively during the abstinence period, a phenomenon termed incubation of drug craving. Here, we describe a morphine conditioned place preference (CPP) protocol for measuring the incubation of craving in rats. In this protocol, a CPP paradigm mainly employing somatosensory cues is used to establish a long-term reward memory of morphine. A three-chamber CPP box that differs in the texture of the chamber floor is constructed. First, the animals are tested for their baseline preference to the two side chambers for three consecutive days. Then, they are injected intraperitoneally with morphine/saline and put into their non-preferred/preferred chamber for 45 min. After 6 days of conditioning, their preference to the side chambers is tested for 15 min at different time points after the last conditioning session. With this paradigm, the reward memory of morphine could last for at least 18 days. To test whether the above-mentioned protocol can model increased craving, the number of entrances into the two side chambers are counted during the abstinence period. The results show that the entrances increased, suggesting that the CPP paradigm could mimic the incubation of craving. Future studies can employ this model to study neural mechanisms underlying long-term memory and incubation of craving.

Here, a morphine conditioned place preference (CPP) protocol is described to measure incubation of craving in rats.

ラットにおける渇望のインキュベーションを測定するためエアコンの場所設定プロトコル

A major cause of repeated relapses is a craving for the drug. Drug craving increases progressively during the abstinence period, a phenomenon termed ...

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER): A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

Gait analysis is used to quantify changes in motor function in many rodent models of disease. Despite the importance of assessing gait and motor function in many areas of research, the available commercial options have several limitations such as high cost and lack of accessible, open code. To address these issues, we developed PrAnCER, Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings, for automated quantification of gait. The contrast-enhanced recordings are produced by using a translucent floor that obscures objects not in contact with the surface, effectively isolating the rat&#8217;s paw prints as it walks. Using these videos, our simple software program reliably measures a variety of spatiotemporal gait parameters. To demonstrate that PrAnCER can accurately detect changes in motor function, we employed a haloperidol model of Parkinson&#8217;s disease (PD). We tested rats at two doses of haloperidol: high dose (0.30 mg/kg) and low dose (0.15 mg/kg). Haloperidol significantly increased stance duration and hind paw contact area in the low dose condition, as might be expected in a PD model. In the high dose condition, we found a similar increase in contact area but also an unexpected increase in stride length. With further research, we found that this increased stride length is consistent with the bracing-escape phenomenon commonly observed at higher doses of haloperidol. Thus, PrAnCER was able to detect both expected and unexpected changes in rodent gait patterns. Additionally, we confirmed that PrAnCER is consistent and accurate when compared with manual scoring of gait parameters.

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings PrAnCER: A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

We describe a novel gait analysis system, Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER), an open-access automated system for the quantification of gait characteristics in rats that utilizes a novel semitransparent floor to automatically quantify gait. This system was validated using the haloperidol model of Parkinson&#8217;s Disease.

コントラスト強化録音(PrAnCER)の足プリント解析:運動不足を評価するための低コストでオープンアクセスの自動歩行解析システム

Gait analysis is used to quantify changes in motor function in many rodent models of disease. Despite the importance of assessing gait and motor function ...

A System for Tracking the Dynamics of Social Preference Behavior in Small Rodents

Exploring the neurobiological mechanisms of social behavior requires behavioral tests that can be applied to animal models in an unbiased and observer-independent manner. Since the beginning of the millennium, the three-chamber test has been widely used as a standard paradigm to evaluate sociability (social preference) and social novelty preference in small rodents. However, this test suffers from multiple limitations, including its dependence on spatial navigation and negligence of behavioral dynamics. Presented and validated here is a novel experimental system that offers an alternative to the three-chamber test, while also solving some of its caveats. The system requires a simple and affordable experimental apparatus and publicly available open-source analysis system, which automatically measures and analyzes multiple behavioral parameters at individual and population levels. It allows detailed analysis of the behavioral dynamics of small rodents during any social discrimination test. We demonstrate the efficiency of the system in analyzing the dynamics of social behavior during the social preference and social novelty preference tests as performed by adult male mice and rats. Moreover, we validate the ability of the system to reveal modified dynamics of social behavior in rodents following manipulations such as whisker trimming. Thus, the system allows for rigorous investigation of social behavior and dynamics in small rodent models and supports more accurate comparisons between strains, conditions, and treatments.

Described here is a novel automated experimental system that offers an alternative to the three-chamber test and also solves several caveats. This system supplies multiple behavioral parameters that enable rigorous analysis of small rodent behavioral dynamics during the social preference and social novelty preference tests.