Name: a novel single animal motor function tracking system using simple, readily available software
Uploaded: 2018-08-31T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Single Animal Motor Function Tracking System Using Simple, Readily Available Software at JoVE.com

أيد هذه الدراسة على "جائزة الجدارة استعراض" # B1495-R (لجيفري ر. كابادونا) و "جائزة الوظيفي المبكر الرئاسية" للعلماء والمهندسين (بيكاس) (لجيفري ر. كابادونا) من "إدارة الولايات المتحدة لقدامى المحاربين في شؤون التأهيل" بحوث وتطوير الخدمة. بالإضافة إلى ذلك، هذا العمل كان في الجزء التي يدعمها المكتب من مساعد وزير الدفاع "الشؤون الصحية" عن طريق "الأقران استعرض الطبية برنامج البحوث" تحت "رقم الجائزة" W81XWH-15-1-0608. يعترف الكتاب مصدر لبحوثه الصيف الدعم التمويلي. المحتويات لا تمثل وجهات نظر حكومة الولايات المتحدة أو إدارة شؤون قدامى المحاربين في الولايات المتحدة. المؤلف يود أن يشكر هيرويوكي Arakawa في "صميم سلوك القوارض كورو" لقيادته في تصميم واختبار بروتوكولات السلوكية القوارض. الكتاب أيضا يود أن يشكر جيمس دريك وكيفن تالبوت من كورو الإدارة الميكانيكية وهندسة الطيران للمساعدة في تصميم وتصنيع اختبار سلم القوارض.

جميع إجراءات وممارسات رعاية الحيوان كانت وافقت عليها وتنفيذها وفقا للويس ستوكس كليفلاند الإدارة من قدامى المحاربين في الشؤون الطبية مركز الحيوان الرعاية المؤسسية واستخدام اللجنة. بروتوكول اختبار سلوكية تتابع عن كثب أعمال منشورة سابقا12،13.
1....

<ol>
	<li>Beery, A. K., Kaufer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress,+social+behavior,+and+resilience:+insights+from+rodents.">Stress, social behavior, and resilience: insights from rodents.</a> Neurobiology of Stress. 1, 116-127 (2015).</li><li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+phenotyping+of+rodents.">Behavioral phenotyping of rodents.</a> Comparative Medicine. 53, 140-146 (2003).</li><li>Wolf, A., Bauer, B., Abner, E. L., Ashkenazy-Frolinger, T., Hartz, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Comprehensive+Behavioral+Test+Battery+to+Assess+Learning+and+Memory+in+129S6/Tg2576+Mice.">A Comprehensive Behavioral Test Battery to Assess Learning and Memory in 129S6/Tg2576 Mice.</a> PLoS One. 11, 0147733 (2016).</li><li>Metz, G. A., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+and+subcortical+lesions+impair+skilled+walking+in+the+ladder+rung+walking+test:+a+new+task+to+evaluate+fore-+and+hindlimb+stepping,+placing,+and+co-ordination.">Cortical and subcortical lesions impair skilled walking in the ladder rung walking test: a new task to evaluate fore- and hindlimb stepping, placing, and co-ordination.</a> Journal of Neuroscience Methods. 115, 169-179 (2002).</li><li>Bailey, K. R., Crawley, J. N., Buccafusco, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anxiety-Related+Behaviors+in+Mice.">Anxiety-Related Behaviors in Mice.</a> Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. , (2009).</li><li>Prut, L., Belzung, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+open+field+as+a+paradigm+to+measure+the+effects+of+drugs+on+anxiety-like+behaviors:+a+review.">The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review.</a> European Journal of Pharmacology. 463, 3-33 (2003).</li><li>Porsolt, R. D., Bertin, A., Jalfre, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+despair+in+mice:+a+primary+screening+test+for+antidepressants.">Behavioral despair in mice: a primary screening test for antidepressants.</a> Archives Internationales de Pharmacodynamie et de Th&#233;rapie. 229, 327-336 (1977).</li><li>Porsolt, R. D., Brossard, G., Hautbois, C., Roux, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rodent+models+of+depression:+forced+swimming+and+tail+suspension+behavioral+despair+tests+in+rats+and+mice.">Rodent models of depression: forced swimming and tail suspension behavioral despair tests in rats and mice.</a> Current Protocols in Neuroscience. , 10 (2001).</li><li>Dunham, N. W., Miya, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+note+on+a+simple+apparatus+for+detecting+neurological+deficit+in+rats+and+mice.">A note on a simple apparatus for detecting neurological deficit in rats and mice.</a> Journal of the American Pharmaceutical Association. 46, 208-209 (1957).</li><li>Forstmeier, W., Wagenmakers, E. J., Parker, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+and+avoiding+likely+false-positive+findings+-+a+practical+guide.">Detecting and avoiding likely false-positive findings - a practical guide.</a> Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 92, 1941-1968 (2017).</li><li>Reason, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+error:+models+and+management.">Human error: models and management.</a> The Western Journal of Medicine. 172, 393-396 (2000).</li><li>Goss-Varley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rodent+Behavioral+Testing+to+Assess+Functional+Deficits+Caused+by+Microelectrode+Implantation+in+the+Rat+Motor+Cortex.">Rodent Behavioral Testing to Assess Functional Deficits Caused by Microelectrode Implantation in the Rat Motor Cortex.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2018).</li><li>Goss-Varley, 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=Microelectrode+implantation+in+motor+cortex+causes+fine+motor+deficit:+Implications+on+potential+considerations+to+Brain+Computer+Interfacing+and+Human+Augmentation.">Microelectrode implantation in motor cortex causes fine motor deficit: Implications on potential considerations to Brain Computer Interfacing and Human Augmentation.</a> Scientific Reports. 7, 15254 (2017).</li><li>Metz, G. A., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ladder+rung+walking+task:+a+scoring+system+and+its+practical+application.">The ladder rung walking task: a scoring system and its practical application.</a> Journal of Visual Experiments. (28), e1204 (2009).</li><li>Chesler, E. J., Wilson, S. G., Lariviere, W. R., Rodriguez-Zas, S. L., Mogil, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influences+of+laboratory+environment+on+behavior.">Influences of laboratory environment on behavior.</a> Nature Neuroscience. 5, 1101-1102 (2002).</li><li>Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+mouse+behavior:+interactions+with+laboratory+environment.">Genetics of mouse behavior: interactions with laboratory environment.</a> Science. 284, 1670-1672 (1999).</li><li>Richter, S. H., Garner, J. P., Auer, C., Kunert, J., Wurbel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+variation+improves+reproducibility+of+animal+experiments.">Systematic variation improves reproducibility of animal experiments.</a> Nature Methods. 7, 167-168 (2010).</li></ol>

الجزء الأكثر أهمية من البروتوكول لضمان إجراء تحليل قوي هو تصوير متسقة. إذا كانت أشرطة الفيديو مضاءة جيدا وتم تصويرها في الموضع الصحيح كما ورد في الجزء الأول من البروتوكول، سوف يكون النظام قادراً على القيام بتحليل دقيق. كما هو الحال مع أي مشكلة معالجة الصور، وسيجعل العمل المنجز في تجهيزها ?...

وهناك العديد من الأساليب المتبعة لتقييم السيارات الوظيفية والسلوكية والإعاقات الإدراكية1،،من23. تتضمن بعض أساليب أكثر شيوعاً من العاملين اختبار الدالة الحركية الدقيقة عن طريق تنسيب مخلب والتنقل والتنسيق أطرافهم على سلم اختبار4، اختبار وظيفة المحرك الإجمالية والإجهاد السلوك عن طريق اختبار الشبكة فتح الحقل5 ،6، واختبار للخوف والاكتئاب واليأس عبر السباحة القسري اختبار7،8 أو دوار رود9. ومع ذلك، العديد من هذه الأساليب تعتمد على البشرية من الباحثين "نقاط" الحيوان أو للحكم على أدائه ذاتيا. الحاجة إلى إجراء تقييم ذاتي بشرية يمكن بطيئة في توليد وتحليل البيانات، فضلا عن تقديم الفرصة لتأثير مقصود أو غير مقصود من التحيز للبحث في دراسة10. تقييم ذاتي، والمزيد من البيانات يعرض أيضا الخطر لتمثيل البيانات غير دقيقة، سواء كان ذلك عن طريق السهو أو ضعف الدافع، والتدريب غير لائق أو الإهمال11.
وقد أبلغنا مؤخرا استخدام إجراء اختبار شبكة حقل مفتوح واختبار سلم في الفئران مزروع مع12،ميكروليكتروديس إينتراكورتيكال13. نظراً لحداثة نتائج تلك الدراسات، بدأنا فورا توظيف تلك، وإجراء اختبارات وظيفية إضافية في العديد من الدراسات الجارية في المختبر. وتحسبا للتقلبات غير مقصود المولدة بواسطة الإنسان الناجمة عن زيادة في عدد القائمين بالتقييم الذاتي، وتحسين الإنتاجية تحليل، حددنا لإنشاء برنامج الآلي، والحاسوب إلى نقاط اختبار سلوكية، وإلى حد كبير الحد من احتمالات الخطأ.
هنا، نحن تقريرا عن وضع بفاس. يستخدم بفاس التحليل الحاسوبي لنقاط سلم واختبار شبكة فتح حقل كمقاييس مهمة السيارات الإجمالي وغرامة، على التوالي. يمكن استخدام النتائج توضيح الدالة موتور ممكن العجز الناجم عن الإصابة أو المرض، بغض النظر عن النموذج الذي إصابة أو مرض. يمكن تكييفها مع رموز التحليل إلى حساب للتغييرات في معدات اختبار سلوكية أو نقاط مقاييس مختلفة للدالة السيارات. ولذلك، يمكن تنفيذها بفاس في العديد من التطبيقات، أبعد من أن الغرض من استخدامها أو الاستخدام المقصود من تلك التي تستخدمها حاليا في مختبرات أخرى.
علما بأن الاختبارات الميدانية فتح الشبكة وسلم تتطلب تسجيل الفيديو. لذلك، سوف تتطلب كل اختبار كاميرا فيديو [ف 1080، الحد الأدنى 15 إطار في الثانية (fps)] وجهاز كمبيوتر محمول، وغرفة لتخزين بيانات الفيديو. لكل من الاختبارات، ضع الكاميرا في وضع الوسط، مما يسمح لجهاز كامل الاطلاع على الإطار. تثبيت الكاميرا على ترايبود أو السقالات حتى أن لم تتحرك أثناء الاختبار. الحفاظ على حواف إطار الفيديو أقرب إلى متوازية مع حواف جهاز الاختبار قدر الإمكان. تأكد من نفس الموظفين إكمال جميع التجارب والغرفة مضاءة جيدا مع نظام التحكم في درجة الحرارة. استخدام نفس الغرفة لجميع الحيوانات طوال فترة الاختبار، مع تغيرات طفيفة للغرفة. الحبوب أو رقائق الموز تقديم مكافآت جيدة لتشجيع الحيوانات لاستكمال الاختبارات السلوك.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:843px;" width="842">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Sprague Dawley rats, male, 201-225g</td>
			<td style="width:197px;">Charles River</td>
			<td style="width:163px;">CD</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Webcam HD Pro c920</td>
			<td style="width:197px;">Logitec</td>
			<td style="width:163px;">960-000764</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Excel</td>
			<td style="width:197px;">Microsoft</td>
			<td style="width:163px;">N/A</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Matalb 2017a, Computer Vision System Toolbox</td>
			<td style="width:197px;">Mathworks</td>
			<td style="width:163px;">N/A</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Open field grid test</td>
			<td style="width:197px;">Made in-house at Case Western Reserve University</td>
			<td style="width:163px;">N/A</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Ladder test</td>
			<td style="width:197px;">Made in-house at Case Western Reserve University</td>
			<td style="width:163px;">N/A</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel single animal motor function tracking system using simple, readily available software

لقد أظهرنا مؤخرا أن غرس ميكروليكتروديس إينتراكورتيكال في كورتيسيس السيارات من الفئران يؤدي إلى العجز الحركي فورية ودائمة. كانت كمياً الإعاقات الحركية يدوياً من خلال إجراء اختبار شبكة حقل مفتوح لقياس وظيفة المحرك الإجمالية واختبار سلم لقياس وظيفة الحركية الدقيقة. هنا، نحن نناقش أسلوب للتقدير الكمي الآلي للاختبارات تسجيل الفيديو باستخدام مخصص "كابادونا السلوكية الفيديو تحليل نظامنا": الشبكة وسلم الاختبار، أو بفاس. زيادة بسيطة ومتاحة بسهولة ترميز البرمجيات (انظر الجدول للمواد)، يسمح هذا البرنامج لتتبع حيوان واحد في شبكة الحقول المفتوحة والاختبارات سلم. في فتح مجال الشبكة تتبع، عتبات رمز الفيديو لكثافة والمسارات موقف الفئران خلال مدة 3 دقيقة لاختبار الشبكة، ويحلل المسار. ثم يحسب وإرجاع قياسات المسافة الإجمالية سافر، السرعة القصوى التي تحققت، وعدد المنعطفات اليد اليسرى واليمنى، وإجمالي عدد خطوط الشبكة التي عبرت بالفئران. في سلم تتبع، التعليمة البرمجية مرة أخرى عتبات الفيديو لكثافة، مسارات حركة الفئران عبر السلم، وإرجاع القياسات المحسوبة بما في ذلك الوقت الذي استغرقته الفئران عبر السلم، عدد مخلب زلات تحدث أسفل الطائرة سلم الدرجات، والإصابة بالفشل بسبب الركود أو التراجع. ونحن نتصور أن بفاس وضعت هنا يمكن أن تستخدم لتحليل وظيفة المحركات في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك العديد من نماذج الإصابة أو المرض.

أثر الأساليب المعروضة هنا، الفئران إكمال شبكة الحقول المفتوحة وسلم اختبارات x 2 في الأسبوع. تم تحليل البيانات سواء باستخدام بفاس أو يدوياً مع مراقبة وقف بالمدربين والمراجعين المبتدئين. النتائج المقدمة في متوسط من عشرات التنزيلات الخام من الحيوانات تحكم واحد غير مزروع أك...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Single Animal Motor Function Tracking System Using Simple, Readily Available Software at JoVE.com

A Novel Single Animal Motor Function Tracking System Using Simple, Readily Available Software

تهدف الدراسة الحالية إلى أتمتة التقدير الكمي لحالات العجز الحركي في الفئران. نموذج التقييم الأولى تقيم السيارات الخسارة الناتجة عن غرس ميكروليكترودي إينتراكورتيكال في القشرة الحركية. نحن تقريرا عن تطوير واستخدام خوارزمية تتبع استخدام قابلة للتكيف بسهولة وبسيطة ومتاحة بسهولة ترميز البرمجيات.

رواية حيوان موتور دالة واحدة تتبع النظام باستخدام برامج بسيطة ومتوفرة بسهولة

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Mouse Short- and Long-term Locomotor Activity Analyzed by Video Tracking Software

الماوس قصيرة وطويلة الأجل الحركي نشاط تحليلها بواسطة برامج تتبع فيديو

Locomotor  activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice  and other rodents. Improvements in video tracking software ...

Inchworming: A Novel Motor Stereotypy in the BTBR T+ Itpr3tf/J Mouse Model of Autism

Inchworming: A Novel Motor Stereotypy in the BTBR T+ Itpr3tf/J Mouse Model of Autism

Inchworming: رواية موتور الرتابة في BTBR<em&gt; T<sup&gt; +</sup&gt; Itpr3<sup&gt; فريق العمل</sup</em&gt; / J نموذج الفأر من التوحد

Autism Spectrum Disorder (ASD) is a behaviorally defined neurodevelopmental disorder characterized by decreased reciprocal social interaction, abnormal ...

Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling

تقييم Forelimb وظيفة بعد اصابات النخاع الشوكي العنقي من جانب واحد باستخدام المهام رواية: الاطراف خطوة التناوب، عدم الاستقرار الوضعي والمعكرونة المناولة

Cervical spinal cord injury (cSCI) can cause devastating neurological deficits, including impairment or loss of upper limb and hand function. A majority ...

Study Motor Skill Learning by Single-pellet Reaching Tasks in Mice

الدراسة موتور مهارة التعلم عن طريق واحدة بيليه المهام الوصول في الفئران

Reaching for and retrieving objects require precise and coordinated motor movements in the forelimb. When mice are repeatedly trained to grasp and ...

Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montages for Modulation of Human Motor Function

غير الغازية الكهربائية تحفيز الدماغ التنسيقات لالتحوير من وظيفة موتور الإنسان

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, ...

Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation

استخدام حلقة مفرغة سبليت-حزام لتقييم تعميم التكيف الحركي البشري

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. ...

Control of Eating Behavior Using a Novel Feedback System

مراقبة تناول السلوك باستخدام نظام التغذية مرتدة رواية

Subjects eat food from a plate that sits on a scale connected to a computer that records the weight loss of the plate during the meal and makes up a curve ...

Elevated Plus Maze Test Combined with Video Tracking Software to Investigate the Anxiolytic Effect of Exogenous Ketogenic Supplements

مرتفعة بالإضافة إلى متاهة اختبار جنبا إلى جنب مع الفيديو تتبع البرمجيات للتحقيق في تأثير والمركنه ملاحق Ketogenic خارجية

The overall goal of this study is to describe the methodology of the elevated plus maze (EPM) test in combination with a video tracking software. The ...

Simultaneous Eye Tracking and Single-Neuron Recordings in Human Epilepsy Patients

تتبع العين في وقت واحد وتسجيلات الخلايا العصبية واحدة في مرضى الصرع البشري

Intracranial recordings from patients with intractable epilepsy provide a unique opportunity to study the activity of individual human neurons during ...

Using the Race Model Inequality to Quantify Behavioral Multisensory Integration Effects

استخدام عدم المساواة نموذج السباق لتحديد آثار التكامل السلوكي المتعدد الحواس

Multisensory integration research investigates how the brain processes simultaneous sensory information. Research on animals (mainly cats and primates) ...