Name: a novel single animal motor function tracking system using simple, readily available software
Uploaded: 2018-08-31T13:30:00
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Este estudo foi suportado pela revisão de mérito # B1495-R (para Jeffrey R. Capadona) e o prémio de carreira presidencial cedo para cientista e engenheiros (PECASE) (para Jeffrey R. Capadona) do departamento de Estados Unidos de veteranos assuntos reabilitação Pesquisa e desenvolvimento de serviço. Além disso, este trabalho foi financiado em parte pela estância de assistente de defesa para assuntos de saúde, através de Peer revisão médica programa de pesquisa sob n º prêmio W81XWH-15-1-0608. Os autores reconhecem a fonte para suas pesquisas de verão apoio financeiro. O conteúdo não representam a opinião do departamento dos Estados Unidos de assuntos de veteranos ou o governo dos Estados Unidos. Os autores gostaria agradecer Hiroyuki Arakawa no núcleo de comportamento do roedor CWRU para sua orientação em projetar e testar protocolos comportamentais roedores. Os autores também gostaria de agradecer sua ajuda na concepção e fabrico no teste de roedores escada James Drake e Kevin Talbot do CWRU departamento de mecânica e engenharia aeroespacial.

Todos os procedimentos e práticas de cuidados com animais foram aprovadas pela e efectuadas de acordo com o Comité de uso e Louis Stokes Cleveland departamento de veteranos dos Assuntos centro institucional Animal cuidados médicos. Protocolo do teste comportamental segue de perto trabalho anteriormente publicado12,13.
1. teste comportamentais: Filmando as tarefas
Nota: Aqui, os animais foram testados durant...

<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. 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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. 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A parte mais crítica do protocolo para garantir uma análise forte é a filmagem consistente. Se os vídeos são bem iluminados e filmado na posição correta, conforme discutido na primeira seção do protocolo, o sistema será capaz de fazer uma análise precisa. Tal como acontece com qualquer problema de processamento de imagem, o trabalho realizado no pré-processamento fará o pós-processamento mais precisos e simples. Como tal, certificando-se que o aparelho e os animais são bem iluminados durante o teste e qual...

Existem muitos métodos estabelecidos para avaliar motor funcional e comportamental e deficiências cognitivas1,2,3. Alguns dos métodos mais comumente empregados incluem o teste de função motora fina através de pata colocação, revisão e coordenação de membro em uma escada teste4, teste de função motora bruta e estresse comportamento através o teste de rede de campo aberto5 ,6e testes de medo, depressão e desespero através do nado forçado o teste7,8 ou rotor haste9. No entanto, muitos destes métodos dependem de pesquisadores humanos para "marcar" o animal ou julgar seu desempenho subjetivamente. A necessidade de uma avaliação subjetiva humana pode retardar a geração e análise dos dados, bem como apresentar a oportunidade para uma influência intencional ou não intencional do viés de investigação no estudo10. Além disso, subjetiva a avaliação dos dados também apresenta o risco de representação de dados imprecisos, seja através de esquecimento, pobre motivação, formação inadequada ou negligência11.
Nós recentemente relataram o uso de um teste de rede de campo aberto e um teste de escada em ratos implantados com microeletrodos intracortical12,13. Devido a novidade das descobertas nesses estudos, começamos imediatamente aqueles empregando e testes funcionais adicionais em muitos estudos em curso no laboratório. Em antecipação da variabilidade de humanos gerados não intencional resultantes de um aumento do número de avaliadores subjetivos e para melhorar o throughput de análise, partimos para criar um programa automatizado, assistida por computador para marcar testes comportamentais, e limitar consideravelmente o potencial de erro.
Aqui, podemos analisar a evolução do BVAS. O BVAS usa análise de computador para marcar um teste de rede de campo aberto e um teste de escada como métricas de motricidade grosseira e fina, respectivamente. Os resultados podem ser utilizados para elucidar os défices possível função motora causados por lesão ou doença, independentemente do modelo de lesão ou doença. Os códigos de análise podem ser adaptados a conta alterações no equipamento de teste comportamental ou marcar várias métricas de função motora. Portanto, o BVAS pode ser implementado em muitas aplicações, além de nosso uso pretendido ou a utilização desses atualmente empregado por outros laboratórios.
Note que os testes de grade e escada de campo aberto requerem a gravação de vídeo. Portanto, cada teste exigirá uma câmera de vídeo [1080p, mínimos 15 quadros por segundo (fps)], um laptop e um espaço para armazenar os dados de vídeo. Para ambos os testes, coloque a câmera em uma posição centrada, permitindo para o aparelho inteiro ser visto no quadro. Ancore a câmera em um tripé ou andaimes para que ela não se move durante o teste. Manter as bordas do quadro vídeo como perto de paralelo com as bordas do aparelho de teste possível. Certifique-se de que o mesmo pessoal completa todos os testes e o quarto é bem iluminado com um sistema de temperatura controlada. Use o mesmo quarto para todos os animais ao longo do curso dos testes, com mínimas alterações para o quarto. Cereais ou banana chips fazem boas recompensas para encorajar os animais para completar os testes de comportamento.

<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

Recentemente demonstramos que implantar microeletrodos intracortical no corteces motor de ratos resulta em déficits motor imediatos e duradouros. Motor deficiências foram quantificadas manualmente através de um teste de rede de campo aberto para medir a função motora bruta e através de um teste de escada para medir a função motora fina. Aqui, vamos discutir uma técnica para a quantificação automatizada dos testes vídeo-gravado usando nosso Capadona personalizado o sistema comportamental de análise de vídeo: grade e teste de escada ou BVAS. Aproveitando a simples e facilmente disponível software de codificação (ver a Tabela de materiais), este programa permite o controle de um único animal em ambos a grade de campo aberto e os testes de escada. Em abrir a grade de campo de controle, os limiares de código o vídeo para intensidade, rastreia a posição do rato sobre a duração de 3 min de teste a grade e analisa o caminho. Em seguida, calcula e retorna as medições para a distância total percorrida, a velocidade máxima alcançada, o número de voltas de mão esquerda e direita e o número total de linhas de grade, atravessada pelo rato. Na escada novamente o código de rastreamento, limiares o vídeo da intensidade, controla o movimento do rato do outro lado da escada, e retornos calculados medições incluindo o tempo que levou o rato para atravessar a escada, o número de pata desliza ocorrendo abaixo do plano da degraus da escada e a incidência de falhas devido à estagnação ou reversões. Vislumbramos que o BVAS desenvolvido aqui pode ser empregado para a análise da função motora em uma variedade de aplicações, incluindo muitos modelos de lesão ou doença.

Seguindo os métodos apresentados aqui, ratos completou a grade de campo aberto e escada testa 2x por semana. Os dados foram analisados usando BVAS e manualmente com um cronômetro por treinados e revisores de principiante. Os resultados apresentados são uma média dos escores brutos semanais de um animal único controle não implantados ao longo de um estudo de 8 semanas, onde semana "0" corresponde a teste de linha de base. Note que não havia nenhum teste durante a semana 1 como esta ...

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

O presente estudo visa automatizar a quantificação do déficit motor em ratos. O modelo de avaliação inicial avalia motor perda resultante de uma implantação de microeletrodos intracortical no córtex motor. Nós relatamos no desenvolvimento e utilização de um algoritmo de rastreamento usando facilmente adaptável, simples e facilmente disponível software de codificação.

Uma romance única Animal motricidade sistema usando simples, prontamente disponível Software de rastreamento

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

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