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

Это исследование было поддержано обзор заслуги # B1495-R (с Джеффри р. Capadona) и начале карьеры премии президента для ученых и инженеров (PECASE) (для Джеффри р. Capadona) из департамента Соединенных Штатов Америки дел реабилитации ветеранов Исследования и развития службы. Кроме того эта работа частично поддерживалась Управлением из помощника министра обороны по вопросам здравоохранения через Peer обзор медицинских исследований программы под № премии W81XWH-15-1-0608. Авторы признают источник для своих летних исследований финансовой поддержки. Содержимое не представляют взгляды департамента Соединенных Штатов по делам ветеранов или правительства Соединенных Штатов. Авторы хотели бы поблагодарить Хироюки Arakawa в ядре поведение грызунов КЕЙЗА за его руководство в разработке и грызунов поведенческих протоколы испытаний. Авторы также хотели бы поблагодарить Джеймса Дрейк и Кевин Talbot от КЕЙЗА Департамент механической и аэрокосмической инженерии за их помощь в проектировании и производстве теста грызунов лестница.

Все процедуры и практики ухода за животными были одобрены и выполнены в соответствии с Луи Стокса Кливленд Департамента из ветеранов дел медицинский центр институциональных Уход за животными и использования Комитетом. Поведенческого тестирования протокола внимательно следит ранее ?...

<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>

Наиболее важных часть протокола для обеспечения сильной анализ является последовательной съемки. Если видео хорошо освещены и снимался в правильном положении, как описано в разделе первого протокола, система будет в состоянии сделать точный анализ. Как и с любой проблемой обработки и?...

Существует много установленных способов оценить функциональные и поведенческие мотор и когнитивные расстройства1,2,3. Некоторые из более часто работающие методы включают в себя тестирование тонкой моторики через размещение лапой, степпинг и конечностей координации на лестнице тест4, тестирование валового двигательные функции и стресс поведение через открытые поля сетки тест5 ,6и тестирования для страха, депрессии и отчаяние через вынуждены плавать испытания7,8 или ротора род9. Однако многие из этих методов полагаются на человека исследователи «забить» животного или субъективно судить его производительность. Потребность в субъективной оценки человека может замедлить сбора и анализа данных, а также дают возможность для преднамеренного или непреднамеренного воздействия исследований предвзятости в исследовании10. Кроме того, субъективные оценки данных также представляет риск представления неточных данных, будь то через забывчивость, бедных мотивации, неправильного обучения или небрежности11.
Недавно мы сообщили в открытом поле сетки тест и тест лестница в крыс имплантировали с intracortical микроэлектродов12,13. Из-за новизны результатов этих исследований, мы сразу же начал, используя те и дополнительных функциональных испытаний на многих текущих исследований в лаборатории. В ожидании непреднамеренных антропогенных изменчивости, вследствие увеличения числа субъективных оценщиков, а также улучшить анализ пропускной способности мы намереваемся создать программу автоматизированных, компьютерный забить поведенческое тестирование, и значительно ограничить потенциальную угрозу возникновения ошибок.
Здесь мы сообщаем о развитии BVAS. BVAS использует компьютерный анализ Оценка испытаний сетки открытом поле и лестницы как показатели общей и мелкой моторики, соответственно. Результаты могут использоваться для выяснения возможных моторную функцию дефицита, вызванные травмы или профессионального заболевания, независимо от модели травмы или болезни. Анализ коды могут быть адаптированы для учета изменений в поведенческих тестирования оборудования или оценка различных метрик двигательной функции. Таким образом BVAS может быть реализован во многих приложениях, за пределами нашего предполагаемого использования или предназначения в настоящее время занятых другими лабораториями.
Обратите внимание, что открытое поле сетки и лестница тестов требуют запись видео. Таким образом каждый тест потребует видео камеры [1080 p, минимум 15 кадров в секунду (fps)], ноутбук и комната для хранения видеоданных. Для обоих тестов поместите камеру в центре позиции, позволяющие весь аппарат следует рассматривать на раме. Якорь камеру на штатив или леса, так что он не двигаться во время тестирования. Держите параллельно с краями тестирования аппарата края кадра видео как можно ближе к как можно скорее. Убедитесь в том, что же персонала завершить все тестирования и номер хорошо освещенные, с контролем температуры системы. Используйте той же комнате для всех животных на протяжении тестирования, с минимальными изменениями в комнату. Злаков или чипсы банановые делают хорошие награды поощрять животных для завершения испытания поведения.

<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

Недавно мы продемонстрировали, что имплантация intracortical микроэлектродов в мотор corteces крыс приводит немедленное и прочное моторного дефицита. Мотор расстройства были количественно вручную через открытое поле сетки тест для измерения валового двигательной функции и лестница тест для измерения тонкой моторики. Здесь мы обсуждаем техника для автоматизированного количественного определения видеозапись испытаний с использованием нашей пользовательские Capadona поведенческих видео системы анализа: сетки и лестница тест или BVAS. Используя простой и легко доступны, кодирование программного обеспечения (см. Таблицу материалы), эта программа позволяет для отслеживания одиночного животного на открытом поле сетки и лестница тесты. В открыть поле сетки отслеживания, код порогов видео для интенсивности, отслеживает положение Крыса за 3 мин продолжительность теста сетки и анализирует пути. Он затем вычисляет и возвращает измерения для всего расстояния, достигнута максимальная скорость, число оборотов, и для левши и общее количество линий сетки, пересеченных крысы. В лестнице, отслеживания, код снова порогов видео для интенсивности, отслеживает движения крыс через лестницу, и возвращает вычисляемые измерения, включая время, он взял крыса пересечь лестница, количество лапы скользит происходит ниже плоскости лестница перекладины и случаев сбоев из-за застоя или откат. Мы предполагаем, что BVAS, здесь могут быть использованы для анализа двигательной функции в различных приложений, в том числе многие модели травмы или болезни.

Следующие методы, представленные здесь крысы завершил открытое поле сетки и лестница тесты 2 x в неделю. Данные были проанализированы с помощью BVAS и вручную с секундомером, обучение и начинающих рецензентов. Представленные результаты являются в среднем необработанные...

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

Настоящее исследование, направленных для автоматизации количественного определения моторного дефицита в крыс. Первоначальные оценки модель оценивает мотор потери в результате имплантации intracortical микроэлектродные в моторной коры. Мы сообщаем о разработке и использовании алгоритма отслеживания с помощью легко приспосабливается, простой и легко доступны, кодирование программного обеспечения.

Роман одного животного моторную функцию отслеживания системы с помощью простой, легко доступных программного обеспечения

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

Мышь Краткосрочные и долгосрочные двигательную активность Анализируемый видео отслеживания программного обеспечения

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: роман Motor стереотипии в BTBR<em&gt; Т<sup&gt; +</sup&gt; Itpr3<sup&gt; Тс</sup</em&gt; / J мышь Модель аутизма

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

Оценка передних конечностей функции после одностороннего шейки SCI используя Novel Задачи: Лимб Шаг чередование, Постуральной Нестабильность и макаронные изделия Обращение

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

Исследование двигателя навык Обучение на Single-гранул Достижение Задачи у мышей

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

Неинвазивного Электрическая стимуляция мозга Монтажи для модуляции человеческого двигательной функции

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

Для оценки обобщение адаптации человека опорно-двигательного аппарата с использованием Сплит ремня беговой дорожке

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

Контроль питания поведение с помощью системы Роман обратной связи

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

Повышенные плюс лабиринт тест, в сочетании с видео, отслеживания программного обеспечения, чтобы исследовать Анксиолитический эффект экзогенных кетогенной добавки

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

Одновременное отслеживание глаз и однонейронные записи у пациентов с эпилепсией человека

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

Использование неравенства модели расы для количественной оценки эффектов мультисенсорной интеграции

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