Name: automated analysis of c. elegans swim behavior using celest software
Uploaded: 2016-12-07T12:30:00
Duration: 8 min 47 s
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Celest विकास एनआईएच द्वारा समर्थित किया गया अनुदान R21AG027513 और U01AG045864। डेटा और कुछ लघु वीडियो अभ्यावेदन Restif एट अल से अनुकूलित कर रहे हैं। (2014) 8, जो क्रिएटिव कॉमन्स रोपण (सीसी द्वारा) लाइसेंस http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ के तहत प्रकाशित किया गया। हम पांडुलिपि मदद के लिए रिकार्डो Laranjeiro धन्यवाद।

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एक मॉडल प्रणाली के रूप में एलिगेंस का उपयोग अपनी आनुवंशिक बढ़ने की योग्यता, प्रयोगात्मक शिक्षणीयता और शरीर रचना विज्ञान सूक्ष्म विस्तार करने के लिए एनोटेट की वजह से वृद्धि जारी है। उदाहरण के लिए, न्यूरोनल संरचना और एलिगेंस उभयलिंगी की कनेक्टिविटी स्पष्ट रूप से 34-36 बाहर मैप किया गया है, बहुत विशिष्ट neuronal सर्किट है कि विशेष व्यवहार पर नियंत्रण की जांच की सुविधा। 302 न्यूरॉन्स वयस्क द्विलिंग के तंत्रिका तंत्र, जो हरकत की तरह बुनियादी व्यवहार outputs में संवेदी आदानों की एक विस्तृत श्रृंखला की प्रक्रिया का गठन। और अधिक जटिल पुरुष तंत्रिका तंत्र की संरचना भी 37 वर्णित किया गया है, लिंग-विशिष्ट circuitry सक्षम करने से संबोधित किया जाएगा। 37 एलिगेंस व्यवहार में बड़े पैमाने पर ठोस मीडिया वाले मानक संस्कृति प्लेटों पर अध्ययन किया गया है। चूंकि गुम्मट सी से आगर-भरा प्लेटों पर उम्मीद के मुताबिक sinusoidal लहरों में चलता है, विचलन एलिगेंससमग्र पैटर्न आंखों से पता लगाया जा सकता है और मैन्युअल रन बनाए। यह दृष्टिकोण, तथापि, प्रयोगकर्ता की कसौटी के अधीन है और श्रम गहन है। हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर उपकरण को ट्रैक और उपाय सी एलिगेंस ठोस मीडिया पर हरकत आत्मीयता पूर्वाग्रह को दूर करने और बड़े पैमाने पर अध्ययन के लिए अनुमति देते हैं, और अधिक परिष्कृत जैविक सवालों की अनुमति देने से संबोधित किया जा करने के लिए बनाया गया है। हाल के व्यवहार Schafer प्रयोगशाला द्वारा बनाई गई 16 डेटाबेस विश्लेषणात्मक विस्तार और गहराई है कि प्लेटों पर हरकत के लिए एक कम्प्यूटेशनल प्रणाली के साथ हासिल किया गया है का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। जब गुम्मट एलिगेंस तरल में रखा गया है, पशु जल्दी से नए वातावरण को इसकी गति adapts, तैरने की शुरुआत। सी तैराकी रेंगने से गति की एक बड़ी रेंज इस्तेमाल करता है और अधिक अनियमित 8 हो सकता है एलिगेंस। Celest जैसे सॉफ्टवेयर सी का विस्तृत विश्लेषण के लिए खाई को भरने का इरादा है तरल में, permi व्यवहार एलिगेंसप्रस्ताव जुड़े पैरामीटर है कि आसानी से संयुक्त राष्ट्र के सहायता प्राप्त आंख से मापा नहीं कर रहे हैं, या कि मैनुअल स्कोरिंग की तुलना में अधिक तेजी से पूरा किया जा सकता है की tting quantitation। 8 मुश्किल एच में एक व्यक्ति प्रति दिन 1,000 रिकॉर्ड, 200 अप करने के लिए वीडियो प्रक्रिया सकता है ~। सॉफ्टवेयर का आकलन पैरामीटर है कि शारीरिक फिटनेस और व्यवहार का एक व्यापक फिंगरप्रिंट के रूप में सेवा तैराकी परिभाषित करता है। तरल में एलिगेंस व्यवहार और अपनी अंतर्निहित आणविक रास्ते के जटिल पहलुओं की समझ को समृद्ध बनाने के अलावा, इस सॉफ्टवेयर औषधीय प्रतिक्रियाओं, उम्र बढ़ने, और विशिष्ट व्यवहार सहित जीव विज्ञान के कई पहलुओं का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। यहाँ प्रस्तुत मात्रा निर्धारित परिवर्तन है कि सी का शारीरिक प्रदर्शन में होने का अवलोकन वयस्कों एलिगेंस के रूप में वे उम्र सॉफ्टवेयर के इस तरह के आवेदन का एक उदाहरण है (एक अधिक विस्तृत खाते के लिए, वहाँ Restif एट अल। 8)। उम्र बढ़ने के संदर्भ में कुछ गिरावट आई है, जबकि मापा मापदंडोंदूसरों वृद्धि हुई है या लगातार जंगली प्रकार में परिवर्तन नहीं किया। रुझान दीर्घायु म्यूटेंट के कम्प्यूटेशनल प्रोफ़ाइल से काफी हद तक इस बात की पुष्टि कर रहे थे, और एक ही उम्र की आबादी के सुंदर और बुरा प्रबंधक साथियों के रिश्तेदार प्रोफाइल वर्दी पर्यावरण की स्थिति में रखा। सॉफ्टवेयर के उच्च संकल्प भी पहले बड़े पैमाने पर विशेषता म्यूटेंट (जैसे, आयु-1 (चित्र 1 में hx546)) में अज्ञात सूक्ष्म phenotypes प्रकट कर सकते हैं। वहाँ प्रोटोकॉल वर्णित के कुछ विशेष रूप से महत्वपूर्ण कदम उठाए हैं। तैरने के माहौल और तनाव प्लेट संस्कृति के बीच एक निरंतर तापमान वातावरण बनाए रखने के तैरने reproducibility के लिए महत्वपूर्ण है ताकि प्रयोगकर्ताओं अत्यधिक महान दर्द में जाने के लिए यादृच्छिक तापमान परिवर्तन से बचने के लिए प्रोत्साहित किया जाता है। तैरना मीडिया प्लेटों के रूप में एक ही तापमान पर होना चाहिए। इसी तरह, तैरने के लिए ड्रॉप आकार के लिए सावधान ध्यान reproducibility सुनिश्चित करने में मदद मिलेगी। अंत में, यह में सोचने के लिए समझदारी हैबड़े वीडियो फ़ाइलों है कि जमा सौदों की कटान के बारे में अग्रिम। वीडियो पर कब्जा कंप्यूटर से एक साइट के अलावा पर छवियों प्रसंस्करण की सिफारिश की है। यहां तैरने के विश्लेषण के लिए प्रस्तुत सॉफ्टवेयर के उपयोग के कुछ सीमाएँ हैं। सबसे पहले, हालांकि कार्यक्रमों एक साथ कई जानवरों को ट्रैक कर सकते हैं, अगर अधिक से अधिक पांच जानवरों संयुक्त रूप से विश्लेषण कर रहे हैं, वहाँ एक वृद्धि की संभावना है कि जानवरों के वीडियो चित्र में एक दूसरे के पार तैर जाएगा। जब कार्यक्रम स्पष्ट रूप से निर्धारित नहीं कर सकता जो पशु था जो, यह उन डेटा फ्रेम सेंसर। हालांकि इस कार्यक्रम की सुविधा सुनिश्चित करता है कि अलग-अलग जानवरों के लिए डेटा उच्च गुणवत्ता के हैं, यह throughput सीमा। दूसरा, छवियों काफी साफ होना चाहिए, कि धूल, smudges और रोशनी से चकाचौंध से मुक्त है, एसोसिएटेड संकेतों भी छवि विश्लेषण उलझाना के रूप में कर सकते हैं। प्रोटोकॉल खंड 2.1.1, एक बहुत ही कम तकनीक निवेश है कि बहुत उतार चढ़ाव के साथ जटिलताओं को नष्ट करने से छवि पर कब्जा सहायता कर सकते हैं के रूप में विख्यात रहाn पर्यावरण प्रकाश एक काले कपड़े कि परिवेश प्रकाश मंच तक पहुँचने के लिए अनुमति नहीं है के साथ मंच क्षेत्र को कवर करने के लिए है। तीसरा, कार्यक्रम वयस्क अवस्था में जानवरों के लिए अनुकूलित है। बहुत तेजी से और युवा लार्वा तैरने छोटे निकायों, जो कार्यक्रम त्रुटि बढ़ जाती है। चौथा, सॉफ्टवेयर के कुछ matlab का इस्तेमाल करता है, और जब वहाँ संस्करण उन्नयन और / या ऑपरेटिंग सिस्टम उन्नयन कर रहे हैं, कुछ कार्यक्रम लिंक बाधित हो सकता है। वर्तमान में, सॉफ्टवेयर MATLAB 2015b और मैक ओएस संस्करण 10.10 पर उपयोग के लिए अनुकूलित है, लेकिन हम जल्द ही एक सॉफ्टवेयर संस्करण है कि इस तरह के बदलाव के खिलाफ और अधिक मजबूत है पोस्ट करने की उम्मीद है। अंत में, वीडियो डेटा फ़ाइलों को बड़ी तेजी से हो जाते हैं, और भंडारण के लिए जगह की आवश्यकता होती है आवंटित किया जा सकता है। सारांश में, यहाँ प्रस्तुत एक सरल पद्धति आसानी से Celest विश्लेषण के लिए तैराकी एलिगेंस की वीडियो बनाने के लिए ज्यादा निवेश के बिना किसी भी प्रयोगशाला द्वारा कार्यान्वित किया जा सकता है। सॉफ्टवेयर पैकेज की सुविधाओं के माध्यम से ट्रैकिंग से व्यापक स्वचालन शामिलविश्लेषण, एक साथ बहु-पशु ट्रैकिंग, और गणितीय कुर्सियां (यानी, वक्रता के उपाय) सबसे हरकत मापदंडों के quantitation के लिए का उपयोग करें। सॉफ्टवेयर खुला स्रोत, कोड और क़ौम सार्वजनिक रूप से उपलब्ध Restif एट अल में विस्तृत रूप में साथ है। 8। हालांकि कार्यक्रम पर नज़र रखने के लिए उन्नत कंप्यूटर दृष्टि विश्लेषण, अन्य प्रकाशित ट्रैकिंग सिस्टम की सुविधा है (जैसे, Greenblum एट अल।, 38 2014) यहाँ प्रस्तुत सॉफ्टवेयर के पैरामीटर के विश्लेषण के साथ संगत कर रहे हैं। भविष्य में सुधार के लिए एक और अधिक मजबूत पैकेज है कि ऑपरेटिंग सिस्टम के ऊपर उल्लेख किया है (यह भी सामग्री की तालिका में संकेत दिया) के विशेष संस्करण के लिए उपयोग को सीमित नहीं करता है में परिवर्तित सॉफ्टवेयर की ओर निर्देशित किया जाएगा।

निर्धारित करना कि आनुवंशिकी, एपिजेनेटिक्स, अनुभव, और पर्यावरण प्रभाव व्यवहार आधुनिक जीव विज्ञान में एक बड़ी चुनौती है। सरल, आनुवंशिक रूप से उत्तरदायी मॉडल है कि computationally लगाया जा सकता है और मापा इस लक्ष्य की ओर महत्वपूर्ण योगदान कर सकते हैं। निमेटोड Caenorhabditis एलिगेंस ऐसे ही एक मॉडल है। इस लेख का उद्देश्य प्रदर्शित करने के लिए कैसे सी तैराकी हरकत एलिगेंस पर नज़र रखी और जैविक प्रासंगिकता के साथ आठ उपन्यास सुविधाओं के बारे में जानकारी निकालने के लिए quantitated किया जा सकता है। 3 डब्ल्यू और 20 डिग्री सेल्सियस 1,2 पर लगभग 4 डी के एक प्रजनन अवधि - एलिगेंस के बारे में 2 एक अपेक्षाकृत कम उम्र की है। मानक प्रयोगशाला संस्कृतियों में, इस सूक्ष्म निमेटोड निमेटोड विकास मीडिया (एन जी एम) युक्त पेट्री प्लेटें कि एक जीवाणु खाद्य स्रोत 3,4 के साथ फैल रहे हैं पर उगाया जाता है। गुम्मट एन 2 जानवरों आगर-भरा प्लेटों पर सुरुचिपूर्ण sinusoidal लहरों में सक्रिय रूप से ले जाते हैं; वे आंदोलन चूहे बदलes जब (भोजन की मांग) घूम, (ब्राउज़िंग) रहने वाली है, या एक भोजन (निष्क्रिय तृप्ति निष्क्रियता) से ठीक 5। 6 हानि या 7-12 साल की उम्र में भी नाटकीय रूप से प्लेटों पर आंदोलन को बदल सकते हैं। जीन है कि व्यवहार मिलाना, healthspan या उम्र बढ़ने, कार्यात्मक एलिगेंस आंदोलन पैटर्न या हरकत का विश्लेषण करके होती जा सकता है। एक दृष्टिकोण healthspan को मापने के लिए तीन श्रेणियों (जैसे, ए, बी, और सी) प्लेटों पर उनकी हरकत के अनुसार उम्र बढ़ने में वयस्कों वर्गीकृत करने के लिए, जोरदार शारीरिक गतिविधि जा रहा वर्ग ए और पक्षाघात वर्ग जा रहा सी 7,8,13 के साथ है। हालांकि इस तरह के गुणात्मक छँटाई शारीरिक फिटनेस में मतभेद प्रकट करने के लिए उपयोगी है, श्रेणियों स्पष्ट सीमाओं के बिना व्यापक हैं और इस तरह उनके स्कोरिंग पूर्वाग्रह प्रयोगकर्ता के अधीन है। ट्रैकर्स की बढ़ती संख्या निष्पक्षता, परिष्कार उठाया है, और सी के विश्लेषण के सटीक आंदोलन एलिगेंसठोस मीडिया पर 14-18। सी एलिगेंस प्लेटों पर हरकत ज्यादातर विमान, जिसमें पशु मीडिया के ठोस सतह के साथ संपर्क में आता है के लिए प्रतिबंधित है। (सी एलिगेंस भी सिर शरीर एक ठोस सतह के साथ संपर्क में अब भी है कि के बाकी हिस्सों से दूर उठाने, स्थिति कई विमानों में शरीर द्वारा अन्वेषण के लिए प्रेरित कर सकते हैं। हालांकि, इस व्यवहार असामान्य है।) जब तरल में रखा गया है, इस निमेटोड एक undulatory आंदोलन, या तैराकी, ठोस सतहों पर जानवरों की तुलना में अधिक व्यापक है कि आयामी आंदोलन, गति और गति की गहराई की एक बड़ी रेंज, और पूर्वकाल पीछे से अलग ढंग से बढ़ने की उम्र के साथ वृद्धि हुई घटना की सुविधा शुरू की। शारीरिक फिटनेस और नए वातावरण के लिए प्रतिक्रिया की एक त्वरित विश्लेषण के रूप में, एक प्रयोगकर्ता एक तरल बूंद में एक व्यक्ति जानवरों की जगह और विदारक दायरे के तहत शरीर झुकता की अपनी आवृत्ति स्कोर कर सकते हैं। वीडियो रिकॉर्डिंग की तैराकी ताक़त का वर्तमान और भविष्य scorings सुविधा कर सकते हैंजानवर। हालांकि, मैनुअल दृष्टिकोण सुविधाओं है कि रन बनाए जा सकते हैं की संख्या को सीमित करता है, और पूरी तरह से एक समय में एक पशु स्कोरिंग के लिए विवश है। तरल में हरकत कम ठोस मीडिया पर हरकत से पता लगाया गया है। वास्तव में, वहाँ कुछ सॉफ्टवेयर विकल्प है कि मजबूत और प्रयोगशाला में लागू करने के लिए तरल 19-24 में हरकत को मापने के लिए आसान कर रहे हैं। सॉफ्टवेयर Celest (एलिगेंस तैरना परीक्षण) के उपयोग और गणितीय आधारित उपाय है कि डेटा (वक्रता अंक) देने के लिए सीधे प्रस्ताव 8 की प्रकृति के लिए प्रासंगिक सादगी प्रदान करता है; (Restif एट अल। 8 में सुविधाएँ और लाभ का विस्तृत विवरण)। इसके अलावा, कम्प्यूटेशनल विश्लेषण प्ररूपी सुविधाओं मानव आँख स्कोर करने के लिए असंभव है कि की व्याख्या सक्षम बनाता है। यहाँ, डेटा विश्लेषण इस दृष्टिकोण का संकल्प उदाहरण देना उसके लिए बाद में Celest विश्लेषण वर्णन किया गया है तैरना परीक्षणों रिकॉर्ड करने के लिए प्रोटोकॉल लागू करने के लिए प्रस्तुत किया है और एक आसान कर रहे हैं।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1764">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">REAGENT</td>
			<td style="width:256px;"></td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td style="width:649px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:484px;">N2</td>
			<td style="width:256px;">Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td>C. elegans wild type (ancestral).</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:484px;">OP50 Escherichia coli</td>
			<td style="width:256px;">Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td>Biosafety Level: BSL-1.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:484px;">OP50-1 Escherichia Coli&#160;</td>
			<td style="width:256px;">Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td>Streptomycin resistant strain of OP50.&#160; Biosafety Level: BSL-1.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Streptomycin sulfate salt</td>
			<td style="width:256px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:375px;">S6501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Printed Microscope Slides&#160;</td>
			<td style="width:256px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:375px;">Gold Seal Fluorescent Antibody Microslides: 3032-002</td>
			<td>have two etched 10mm diameter circles delineated by white ceramic ink</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:484px;">Nematode Growth Medium (NGM)</td>
			<td style="width:256px;">For 1L: 17g Agar, 3g NaCl, 2.5g Peptone, 1mL 1M CaCl2, 1mL 5mg/mL Cholesterol in ethanol, 25mL 1M KPO4 buffer, 1mL 1M MgSO4, H2O to 1 L. Sterilize by autoclaving.</td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td>Stiernagle, T. Maintenance of C. elegans. WormBook, 1-11, doi:10.1895/wormbook.1.101.1 (2006)</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:484px;">M9 buffer</td>
			<td style="width:256px;">For 1L: 3g KH2PO4, 6g Na2HPO4, 5g NaCl, 1mL 1 M MgSO4, H2O to 1 L. Sterilize by autoclaving.</td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td>Stiernagle, T. Maintenance of C. elegans. WormBook, 1-11, doi:10.1895/wormbook.1.101.1 (2006)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td style="width:256px;"></td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">EQUIPMENT</td>
			<td style="width:256px;"></td>
			<td style="width:375px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">CeleST</td>
			<td style="width:256px;">Driscoll Lab, Rutgers University</td>
			<td style="width:375px;">C. elegans Swim Test</td>
			<td>Open Source, see http://celestmod.github.io/CeleST/ and http://celest.mbb.rutgers.edu/</td>
		</tr>
		<tr height="189">
			<td height="189" style="height:189px;width:484px;">MATLAB</td>
			<td style="width:256px;">www.mathworks.com/downloads</td>
			<td style="width:375px;">MatLab version 2015b (best)</td>
			<td style="width:649px;">The CeleST version demonstrated here has best functionality with Mac OS 10.10 and MatLab 2015b. MATLAB 2015B introduced changes to how MATLAB handled graphics, including a new coding convention and syntax. These changes resolved an issue that couldn&#39;t be resolved elegantly (primarily because the internals of MATLAB really needed the major graphics overhaul implemented in MATLAB 2015B). For this reason, CeleST should always be run on MATLAB 2015B or later versions. However for users without access to MATLAB version 2015B or later (or MATLAB at all), we have created a CeleST program that doesn&#39;t need MATLAB on the computer at al. An installer is downloaded by the prospective user and then it installs itself onto the computer through a couple prompts like most programs.&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:484px;">Mac OS</td>
			<td>www.apple.com</td>
			<td style="width:375px;">Version 10.10</td>
			<td style="width:649px;">Currently, CeleST has been ported to the major operating systems (Windows, Mac, and Linux). The current code can be run on any of the operating systems and there are versions for each operating system that don&#39;t even require users to have MATLAB to use CeleST (this version requires a large download). The Windows version has been tested the least and is most prone to bugs as such. Linux has been moderately tested. And Mac has been and continues to be tested extensively (primarily because it&#39;s the operating system in our lab).</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Stereomicroscope&#160;</td>
			<td style="width:256px;">Zeiss</td>
			<td style="width:375px;">Stemi 2000-C&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Transmitted Light Base</td>
			<td style="width:256px;">Diagnostic Instruments</td>
			<td style="width:375px;">TLB 3.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Digital CCD Camera</td>
			<td style="width:256px;">QImaging</td>
			<td style="width:375px;">Rolera-XR Mono Fast 1394 (ROL-XR-F-M-12)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:484px;">Digital Video Recording Software</td>
			<td style="width:256px;">Norpix</td>
			<td style="width:375px;">Streampix Version 3.17.2</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated analysis of c. elegans swim behavior using celest software

न्यूरोनल और neuromuscular सर्किट है कि व्यवहार को विनियमित विदारक जीव विज्ञान में एक बड़ी चुनौती बनी हुई है। निमेटोड Caenorhabditis एलिगेंस, इस चुनौती से निपटने के लिए मदद करने के लिए तकनीकी दृष्टिकोण प्रेरणादायक, मानव मस्तिष्क connectome निर्माण, वास्तव में बुनियादी कार्यात्मक पैटर्न के विशिष्ट आणविक चालकों पर प्रकाश बहा करने से में एक अमूल्य मॉडल जीव साबित हो गया है। एलिगेंस में व्यवहार के अध्ययन के थोक ठोस substrates पर प्रदर्शन किया गया है। तरल में, जानवरों के व्यवहार पैटर्न है कि 3 डी में गति की एक सीमा पर आंदोलन है, साथ ही इस तरह के पूर्वकाल आकार बदलने के बिना एक पीछे कर्ल के रूप में आंशिक शरीर आंदोलनों, जो quantitation के लिए नई चुनौतियों का परिचय शामिल दिखा रहे हैं। एक साधारण प्रक्रिया के कदम, और एक सॉफ्टवेयर के लिए सक्षम बनाता है कि एलिगेंस के उच्च संकल्प विश्लेषण व्यवहार तैरने का उपयोग करते हैं, यहाँ प्रस्तुत कर रहे हैं। सॉफ्टवेयर, Celest का नाम है, एक विशेष कंप्यूटर प्रोग्राम है कि पटरियों का उपयोग करता हैएक साथ कई जानवरों और प्रदान करता सी के उपन्यास उपायों तरल (तैराकी) में हरकत एलिगेंस। उपायों ज्यादातर पशु आसन पर आधारित हैं और गणित कंप्यूटर दृष्टि और पैटर्न मान्यता में इस्तेमाल के आधार पर सीमा कट-ऑफ के लिए कम्प्यूटेशनल आवश्यकताओं के बिना। सॉफ्टवेयर उपकरण दोनों सैकड़ों संयुक्त छोटे बैच परीक्षणों से पशुओं के में समग्र तैराकी कौशल का आकलन करने और यहां तक ​​कि उपन्यास में phenotypes अच्छी तरह से विशेषता आनुवंशिक म्यूटेंट प्रकट करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। Celest के साथ विश्लेषण के लिए नमूनों की तैयारी वैज्ञानिक समुदाय द्वारा व्यापक अनुकूलन सक्षम करने के लिए, सरल और कम तकनीक है। यहाँ वर्णित कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण का उपयोग इसलिए एलिगेंस मॉडल में व्यवहार और व्यवहार सर्किट का अधिक से अधिक समझ के लिए योगदान करना चाहिए।

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Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

तरल में निमेटोड तैराकी व्यवहार के कंप्यूटर आधारित विश्लेषण के लिए एक कुशल और सरल पद्धति में वर्णित है। विधि एलिगेंस प्रयोगशालाओं के लिए कोई निवेश करने के लिए थोड़ा की आवश्यकता है। प्रयुक्त हार्डवेयर मानक है, और व्यवहार विश्लेषण (Celest) के लिए कंप्यूटर सॉफ्टवेयर एक खुला स्रोत एक है।

की स्वचालित विश्लेषण<em&gt; सी। एलिगेंस</em&gt; तैरना व्यवहार Celest सॉफ्टवेयर का उपयोग

Dissecting the neuronal and neuromuscular circuits that regulate behavior remains a major challenge in biology. The nematode Caenorhabditis elegans has ...

The overall goal of this methodology is to quantitatively evaluate C.Elegans swim behavior using Computer Vision software called CeleST, for C.Elegans Swim Test"This analysis method can help address the impact of genetic mutations or pharmacological interventions on C.elegans swim behavior. It can also easily score the age-associated decline in locomotive capacities. The main advantages of this technique are that multiple animals can be tracked simultaneously, with different aspects of swim posture analyzed to score eight parameters of swim behavior, and automated data evaluation.Begin by obtaining a stereo microscope and digital CCD camera as well as a computer with digital video recording software and computer vision software for the C.Elegans swim behavior analysis. Within the digital video recording software set up the following settings:Cover the microscope with a dark cloth to prevent glare in the swim drop area on the microscope slide, and improve image quality. Adjust the microscope's working distance and magnification to full view of the swim area, and adjust the base mirror to get sharp contrast of the animals against the background.Then, set the illumination to dark field to visualize the bodies of the adults as white against a black background. Next, pipette 60 microliters of 1 x M9 buffer into a 10 millimeter ring, pre-printed on a microscope slide, and ensure the drop entirely covers the inside area of the ring. Transfer four adult nematodes into the drop of 1 x M9 buffer while minimizing the transport of bacteria that can cloud the liquid.Minimize bacteria in the swim well by either allowing nematodes to crawl briefly on an unseated region of the plate before being transferred, or mixing the swim well slightly to disperse minor bacteria traces before recording. Next, position the slide loaded with adult nematodes on the base of the microscope to record their swimming behavior in liquid in 30 second videos. To record, select New Sequence in RAM under the Home heading, then press the red record button.Finally, after recording is complete, click the Home heading and select Export Full Sequence, in order to fragment the video into a sequence of image frames. Begin by launching the Computer Vision software for C.elegans swim behavior analysis from Mat Lab by clicking the Run button. On the home screen of the swim analysis program, use the Add one video"or Add multiple videos"buttons to upload sequences of image frames one at a time or in groups while attaching relevant labels, such as genotype, date, trial, and duration.Then, click Process videos"to enable simultaneous tracking of multiple animals in the uploaded sequences. In the new screen that appears, select the desired videos in the left box and click Add to the list"Next, demarcate the swim zone by selecting three points inside the ring and initiate processing by clicking Process all the videos listed above. View progress of the video processing at the center bottom of the screen.After it has completed, close the video processing screen. Begin by clicking on Compute measures"to open a new screen where the processed videos can be uploaded one at a time to validate or reject the tracking of single animals. Use this manual step to focus on areas of missed tracking, shown in the red blocks, and contrast to successful tracking, noted in the green blocks.Find the Validity of the segmented body"in the first color bar across the screen in the bottom half. Note the percentage of valid frames is in green, and the percentage of rejected frames is in red. Then, navigate and modify blocks of valid or rejected frames utilizing the next block, Switch validity"Split block"and Isolate frame"options.In the rare event that two animals cross paths in an uncrowded swim zone, switch their identification numbers over a specific frame range with the Switch"button. Finally, click on Save and compute measures"to save the validity input before uploading another processed video. Then select Close"to exit the Compute Measures screen.Note that the software computes curvature maps of the swim performance of individual animals in the background as well as the eight parameters indicated later. On the Home Screen of the Computer Vision software program, click Display results"to obtain the analysis output. Then, create sample groups for statistical treatment by selecting the desired analyzed sequences of frames in the left box and moving them into a newer existing sample group by clicking the Add to the selected sample"or Add to a new sample"buttons.Click Show graphs for these samples"to go to a second screen that displays the graphs and key statistics of the samples for each of the eight parameters by selection on the top of the screen. Next, select 2D histograms"to plot combinations of any two parameters via the measure on the X axis and measure on the Y axis dropdown menus on the left of the screen. Click Close"to exit and return to the Display Results"screen.Then, select the export button on the top left of the screen to save detailed numerical data as a csv file to open and further manipulate in a spreadsheet program. Finally, select Close"to exit the Display Results"screen and go back to the home screen. Click Quit"to ensure saving of the database containing the analyzed video sequences.Certain parameters of swimming, such as wave initiation rate, activity index, brush stroke, and travel speed gradually declined with age even in favorable genetic backgrounds. On the other hand, body wave number, asymmetry, stretch, and curling parameters trended up with age in wild type and aging mutant adults. Although all nematodes start as healthy adults, some rapidly lose their physical fitness, while others maintain vigor for longer periods of time, indicating bad agers have a considerably shorter health span than graceful agers.Once mastered, analysis of four swimming worms can be acquired in a matter of minutes. Computation takes about six minutes per video, and can be done remotely. It's feasible to process 250 animals per day.After watching this video, you should have a good understanding of how to acquire videos of swim trials, and process data to obtain evaluation of locomotion in liquid.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

Assaying &beta;-amyloid Toxicity using a Transgenic C. elegans Model

Assaying &#946;-amyloid Toxicity using a Transgenic C. elegans Model

परख β-amyloid ट्रांसजेनिक का उपयोग विषाक्तता सी. एलिगेंस मॉडल

Accumulation of the &beta;-amyloid peptide (A&beta;) is generally believed to be central to the induction of Alzheimer's disease, but the relevant ...

In vivo Laser Axotomy in C. elegans

In vivo Laser Axotomy in C. elegans

सी. में vivo लेजर Axotomy में एलिगेंस

Neurons communicate with other cells via axons and dendrites, slender membrane extensions that contain pre- or post-synaptic specializations. If a neuron ...

VisioTracker, an Innovative Automated Approach to Oculomotor Analysis

VisioTracker, एक अभिनव Oculomotor विश्लेषण के लिए स्वचालित दृष्टिकोण

Investigations into the visual system development and function necessitate quantifiable behavioral models of visual performance that are easy to elicit, ...

The Mouse Forced Swim Test

माउस जबरिया तैरो टेस्ट

The forced swim test is a rodent behavioral test used for evaluation of antidepressant drugs, antidepressant efficacy of new compounds, and experimental ...

Automated Quantification of Synaptic Fluorescence in C. elegans

Automated Quantification of Synaptic Fluorescence in C. elegans

में Synaptic प्रतिदीप्ति स्वचालित में मात्रा<em&gt; सी. एलिगेंस</em

Synapse strength refers to the amplitude of postsynaptic responses to presynaptic neurotransmitter release events, and has a major impact on overall ...

C. elegans Tracking and Behavioral Measurement

C. elegans Tracking and Behavioral Measurement

सी. एलिगेंस ट्रैकिंग और व्यवहार मापन

We have developed instrumentation, image processing, and data analysis techniques to quantify the locomotory behavior of C. elegans as it crawls on the ...

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

लंबी अवधि में घ्राण अनुकूलन के एक आणविक Readout<em&gt; सी. एलिगेंस</em

During sustained stimulation most sensory neurons will adapt their response by decreasing their sensitivity to the signal. The adaptation response helps ...

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

Vivo सी. में neuronal कैल्शियम इमेजिंग में एलिगेंस

The nematode worm C. elegans is an ideal model organism  for relatively simple, low cost neuronal imaging in vivo. Its small transparent body and simple, ...

Visualizing Neuroblast Cytokinesis During C. elegans Embryogenesis

Visualizing Neuroblast Cytokinesis During C. elegans Embryogenesis

दौरान Neuroblast cytokinesis Visualizing<em&gt; सी. एलिगेंस</em&gt; Embryogenesis

This protocol describes the use of fluorescence microscopy to image dividing cells within developing Caenorhabditis elegans embryos. In particular, this ...

In Vivo Imaging of Dauer-specific Neuronal Remodeling in C. elegans

In Vivo Imaging of Dauer-specific Neuronal Remodeling in C. elegans

सी में Dauer-विशिष्ट neuronal remodeling के vivo इमेजिंग में एलिगेंस

The mechanisms controlling stress-induced phenotypic plasticity in animals are frequently complex and difficult to study in vivo. A classic example of ...