Name: Analysis of Recorded Videos for Behavioral Testing of Adult Zebrafish
Uploaded: 2023-11-03T12:40:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Recorded Videos for Behavioral Testing of Adult Zebrafish at JoVE.com

analysis of recorded videos for behavioral testing of adult zebrafish

Gedragstestbatterij om neurotoxische effecten bij volwassen zebravissen te beoordelen

The zebrafish (Danio rerio) is a popular model vertebrate species for ecotoxicology, drug discovery, and safety pharmacology studies. Its low cost, well-established molecular genetic tools, and conservation of key physiological processes involved in the morphogenesis and maintenance of the nervous system make zebrafish an ideal animal model for neuroscience research, including neurobehavioral toxicology1,2. The main endpoint for evaluating the neurotoxicity of a chemical was, until recently, the presence of neuropathological effects. Lately, however, behavioral endpoints have been incorporated into neurotoxicological screening protocols, and these functional outcomes are now commonly used to identify and determine the potential neurotoxicity of chemicals3,4. Moreover, behavioral endpoints are highly relevant from an ecological point of view, as even a very mild behavioral change in fish could endanger the survival of the animal in natural conditions5.
One of the most used behavioral assays in adult zebrafish research is the novel tank test (NTT), which measures anxiety-like behavior6,7. In this assay, fish are exposed to novelty (fish are placed in an unfamiliar tank), a mild aversive stimulus and their behavioral responses are observed. NTT is used to assess basal locomotor activity, geotaxis, freezing, and erratic movements of fish, principally. Erratic8 is characterized by abrupt changes of direction (zigzagging) and repeated episodes of accelerations (darting). It is an alarm reaction and is usually observed before or after freezing episodes. Freezing behavior corresponds to a complete cessation of the fish&#39;s movements (except for opercular and ocular movements) while on the bottom of the tank, as distinguished from immobility caused by sedation, which causes hypolocomotion, akinesia, and sinking8. Freezing is usually related to a high state of stress and anxiety and is also part of submissive behavior. Complex behaviors are excellent indicators of the state of anxiety of animals. NTT has been shown to be sensitive to pharmacological and genetic manipulation9, making it a valuable tool for studying the neural basis of anxiety and related disorders.
Zebrafish are a highly social species, so we can measure a wide range of social behaviors. The shoaling test (ST) and the social preference test (SPT) are the most used assays to assess social behavior10. The ST measures the tendency of fish to group together11 by quantifying their spatial behavior and movement patterns. ST is useful for studying group dynamics, leadership, social learning, and understanding the social behavior of many fish species12. The SPT in adult zebrafish was adapted from Crawley&#39;s preference for social novelty test for mice13&#160;and quickly became a popular behavioral assay for the study of social interaction in this model species14. These two tests have also been adapted for use in drug screening assays and have shown promise for identifying novel compounds that modulate social behavior15,16.
In general, behavioral assays in adult zebrafish are powerful tools that can provide valuable information on the behavior mechanisms or the neurophenotypes of active compounds and abused drugs17. This protocol details how to implement these behavioral tools7 with basic material resources and how to apply them in toxicity assays to characterize the effects of a wide range of neuroactive compounds. In addition, we will see that the same tests can be applied to assess the neurobehavioral effects of acute exposure to a neuroactive compound (methamphetamine) but also to characterize these effects after chronic exposure to environmental concentrations of a pesticide (glyphosate).

Auteur Spotlight: Beoordeling van milieu- en door drugs geïnduceerde gedragsveranderingen bij volwassen zebravissen 

Beoordeling van neurotoxiciteit bij volwassen Danio rerio met behulp van een reeks gedragstests in een enkele tank

Our main research aims to identify the behavioral effects induced by environmental pollutants and drugs in fish. Also trying to understand the mechanisms leading to these effects. A social and anxiety-like behavior cannot be conveniently addressed using embryos.We conduct studies targeting these behaviors in the adult Zebrafish model. This protocol details how to implement behavioral tools with basic material resources to facilitate the reproducibility of tests and harmonize the results obtained within the scientific community. The assays presented in this protocol have proven to be highly reproducible and sensitive to genetic and pharmacological manipulations, making them variable and noninvasive tools fostering the neural and molecular mechanisms underlying behavior.Once a behavioral effort has been identified, the most challenging part is to determine the specific modes of action leading to the observative efforts. Starting by the molecular initiating event where predictions can provide some clues on the molecular initiating event, we are still far from obtaining accurate predictions. We are currently interested in the determining the phase validity of the chemical models of Parkinson's disease developed in embryonic and adult Zebrafish by using MPTP and rotenone with the same, the kinematic of the gait-like movement or during an explosive movement like the acoustic evoked escape response, will be evaluated.

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Recorded Videos for Behavioral Testing of Adult Zebrafish at JoVE.com

Analysis of Recorded Videos for Behavioral Testing of Adult Zebrafish  

Analyse van opgenomen video's voor gedragstesten van volwassen zebravissen

Open de analysesoftware voor het onderzoeken van testgegevens over het gedrag van vissen. Om een nieuwe sjabloon uit te werken, klikt u op Nieuw van sjabloon en vervolgens op Een vooraf gedefinieerde sjabloon toepassen, gevolgd door Van videobestand. Selecteer vervolgens een video uit de sjabloonconfiguratie.Selecteer in het venster Parameters de modelvis tot volwassen zebravis, de arena tot Open veld, vierkant tot één arena en het aantal onderwerpen per arena. Kies vervolgens het type detectie op middelpunt en pas de framesnelheid aan tot 30 FPS. Geef het experiment een naam als sjabloon en sla het op in dezelfde map als de rest van de video's.Controleer onder Experimentinstellingen de geconfigureerde instellingen. Klik in Arena-instellingen met de rechtermuisknop op het midden van het scherm en selecteer Grab. Selecteer in het bestand in het scherm een videobeeld van goede kwaliteit en klik op Accepteren om dit beeld vast te leggen voor de achtergrondinstellingen.Gebruik de 19 centimeter breedte van de tank als schaal en kalibreer het vastgelegde beeld om een gekalibreerde regel te maken. Teken vervolgens de arena en bain met behulp van de kaderfunctie de vormzones af. Teken voor de nieuwe tanktest en de ondieptetest twee gelijke horizontale dozen op de tank.Teken drie gelijke verticale vakjes voor de sociale voorkeurstest. Stel onder Trial Control Settings (Trial Control Settings) een voorwaarde voor oneindige tijd in en verwijder de andere componenten. Selecteer vervolgens onder Detectie-instellingen de video voor analyse uit het videobestand en controleer de detectiekwaliteit.Klik op Auto Detect om de detectie aan te passen en het dier opnieuw scherp te stellen. Voer onder Proefinstellingen één proefversie in. Maak vervolgens onder Gegevensprofielen dialoogvensters met resultaten.En selecteer onder Profielen analyseren de parameters die u wilt analyseren. Als u de sjabloon wilt kopiëren en gebruiken, opent u het sjabloonbestand met gedragsanalysesoftware. Ga vervolgens naar Bestand en klik op Opslaan als om een nieuw identiek bestand te maken.U kunt ook Nieuw uit sjabloon selecteren en vervolgens toepassen op aangepaste sjabloon. Ga vervolgens naar Arena-instellingen om de sjabloon opnieuw aan te passen. Selecteer onder Acquisitie de optie DDS en klik vervolgens op Klaar om de video te verwerken.Zodra de acquisitie is voltooid, gaat u naar de track-editor om de verwerkte video te controleren. Klik ten slotte in Statistieken op Berekenen en vervolgens op Gegevens exporteren. Angstgedrag beoordeeld in een nieuwe tanktest van zebravissen die waren blootgesteld aan methamfetamine vertoonde een afname van de afgelegde afstand, de verkenningsafstand en -tijd en het aantal bezoeken aan de bovenste zone van de tank.De latentietijd voor het eerste bezoek aan de bovenste zone nam aanzienlijk toe. Het bevriezingsgedrag nam ook aanzienlijk toe na drie uur blootstelling aan methamfetamine. Sociaal gedrag beoordeeld in de ondieptetest van de met methamfetamine behandelde vissen vertoonde een gedragsfenotype van sociaal isolement met een verhoogde gemiddelde en verste afstanden tussen individuen.Sociaal gedrag beoordeeld in de sociale voorkeurstest van de met methamfetamine behandelde vissen vertoonde een significante afname van de tijd die werd doorgebracht en de afgelegde afstand in de specifieke zone.