Name: tracking rats in operant conditioning chambers using a versatile homemade video camera and deeplabcut
Uploaded: 2020-06-15T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Tracking Rats in Operant Conditioning Chambers Using a Versatile Homemade Video Camera and DeepLabCut at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door subsidies van de Swedish Brain Foundation, de Zweedse Parkinson Foundation, en de Zweedse regering Fondsen voor Klinisch Onderzoek (M.A.C.), evenals de Wenner-Gren stichtingen (M.A.C, E.K.H.C), Åhlén foundation (M.A.C) en de stichting Blanceflor Bongnim ludmoovisi, n Bildéet (S.F).

Alle procedures die de behandeling van dieren omvatten zijn goedgekeurd door de Malmö-Lund Ethische commissie voor dieronderzoek.
1. Het bouwen van de videocamera
OPMERKING: Een lijst van de onderdelen die nodig zijn voor het bouwen van de camera is opgenomen in de tabel met materialen. Zie ook figuur 1, figuur 2, figuur 3, figuur 4...

<ol>
	<li>Pritchett, K., Mulder, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Operant+conditioning.">Operant conditioning.</a> Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 43 (4), (2004).</li><li>Clemensson, E. K. H., Novati, A., Clemensson, L. E., Riess, O., Nguyen, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+BACHD+rat+model+of+Huntington+disease+shows+slowed+learning+in+a+Go/No-Go-like+test+of+visual+discrimination.">The BACHD rat model of Huntington disease shows slowed learning in a Go/No-Go-like test of visual discrimination.</a> Behavioural Brain Research. 359, 116-126 (2019).</li><li>Asinof, S. K., Paine, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+5-choice+serial+reaction+time+task:+a+task+of+attention+and+impulse+control+for+rodents.">The 5-choice serial reaction time task: a task of attention and impulse control for rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (90), e51574 (2014).</li><li>Coulbourn instruments. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphic+State:+Graphic+State+4+user's+manual.">Graphic State: Graphic State 4 user's manual.</a> Coulbourn instruments. , 12-17 (2013).</li><li>Med Associates Inc. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Med-PC+IV:+Med-PC+IV+programmer's+manual.">Med-PC IV: Med-PC IV programmer's manual.</a> Med Associates Inc. , 21-44 (2006).</li><li>Clemensson, E. K. H., Clemensson, L. E., Riess, O., Nguyen, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+BACHD+rat+model+of+Huntingon+disease+shows+signs+of+fronto-striatal+dysfunction+in+two+operant+conditioning+tests+of+short-term+memory.">The BACHD rat model of Huntingon disease shows signs of fronto-striatal dysfunction in two operant conditioning tests of short-term memory.</a> PloS One. 12 (1), (2017).</li><li>Herremans, A. H. J., Hijzen, T. H., Welborn, P. F. E., Olivier, B., Slangen, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+infusion+of+cholinergic+drugs+into+the+prefrontal+cortex+area+on+delayed+matching+to+position+performance+in+the+rat.">Effect of infusion of cholinergic drugs into the prefrontal cortex area on delayed matching to position performance in the rat.</a> Brain Research. 711 (1-2), 102-111 (1996).</li><li>Chudasama, Y., Muir, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+behavioral+analysis+of+the+delayed+non-matching+to+position+task:+the+effects+of+scopolamine,+lesions+of+the+fornix+and+of+the+prelimbic+region+on+mediating+behaviours+by+rats.">A behavioral analysis of the delayed non-matching to position task: the effects of scopolamine, lesions of the fornix and of the prelimbic region on mediating behaviours by rats.</a> Psychopharmacology. 134 (1), 73-82 (1997).</li><li>Talpos, J. C., McTighe, S. M., Dias, R., Saksida, L. M., Bussey, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trial-unique,+delayed+nonmatching-to-location+(TUNL):+A+novel,+highly+hippocampus-dependent+automated+touchscreen+test+of+location+memory+and+pattern+separation.">Trial-unique, delayed nonmatching-to-location (TUNL): A novel, highly hippocampus-dependent automated touchscreen test of location memory and pattern separation.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 94 (3), 341 (2010).</li><li>Rayburn-Reeves, R. M., Moore, M. K., Smith, T. E., Crafton, D. A., Marden, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+midsession+reversal+learning+in+rats:+Effects+of+egocentric+cue+use+and+memory.">Spatial midsession reversal learning in rats: Effects of egocentric cue use and memory.</a> Behavioural Processes. 152, 10-17 (2018).</li><li>Gallo, A., Duchatelle, E., Elkhessaimi, A., Le Pape, G., Desportes, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topographic+analysis+of+the+rat's+behavior+in+the+Skinner+box.">Topographic analysis of the rat's behavior in the Skinner box.</a> Behavioural Processes. 33 (3), 318-328 (1995).</li><li>Iversen, I. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response-initiated+imaging+of+operant+behavior+using+a+digital+camera.">Response-initiated imaging of operant behavior using a digital camera.</a> Journal of the Experimental Analysis of Behavior. 77 (3), 283-300 (2002).</li><li>Med Associates Inc. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Video+monitor:+Video+monitor+SOF-842+user's+manual.">Video monitor: Video monitor SOF-842 user's manual.</a> Med Associates Inc. , 26-30 (2004).</li><li>. Coulbourn Instruments Available from: <a target="_blank" href="https://www.coulbourn.com/product_p/h39-16.htm">https://www.coulbourn.com/product_p/h39-16.htm</a> (2020)</li><li>Mathis, A., 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=DeepLabCut:+markerless+pose+estimation+of+user-defined+body+parts+with+deep+learning.">DeepLabCut: markerless pose estimation of user-defined body parts with deep learning.</a> Nature Neuroscience. 21 (9), 1281-1289 (2018).</li><li>Nath, T., Mathis, A., Chen, A. C., Patel, A., Bethge, M., Mathis, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+DeepLabCut+for+3D+markerless+pose+estimation+across+species+and+behaviors.">Using DeepLabCut for 3D markerless pose estimation across species and behaviors.</a> Nature Protocols. 14 (7), 2152-2176 (2019).</li><li>Bari, A., Dalley, J. W., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+application+of+the+5-chopice+serial+reaction+time+task+for+the+assessment+of+visual+attentional+processes+and+impulse+control+in+rats.">The application of the 5-chopice serial reaction time task for the assessment of visual attentional processes and impulse control in rats.</a> Nature Protocols. 3 (5), 759-767 (2008).</li><li>. Raspberry Pi foundation Available from: <a target="_blank" href="https://thepi.io/how-to-install-raspbian-on-the-raspberry-pi/">https://thepi.io/how-to-install-raspbian-on-the-raspberry-pi/</a> (2020)</li><li>. Pi-supply Available from: <a target="_blank" href="https://learn.pi-supply.com/make/bright-pi-quickstart-faq/">https://learn.pi-supply.com/make/bright-pi-quickstart-faq/</a> (2018)</li><li>. Python Available from: <a target="_blank" href="https://wiki.python.org/moin/BeginnersGuide/NonProgrammers">https://wiki.python.org/moin/BeginnersGuide/NonProgrammers</a> (2020)</li><li>. MathWorks Available from: <a target="_blank" href="https://mathworks.com/academia/highschool/">https://mathworks.com/academia/highschool/</a> (2020)</li><li>. Cran.R-Project.org Available from: <a target="_blank" href="https://cran.r-project.org/manuals.html">https://cran.r-project.org/manuals.html</a> (2020)</li><li>Liu, Y., Tian, C., Huang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Critical assessment of correction methods for fisheye lens distortion. The international archives of the photogrammetry, remote sensing and spatial information sciences. , (2016).</li><li>Pereira, T. D., 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=Fast+animal+pose+estimation+using+deep+neural+networks.">Fast animal pose estimation using deep neural networks.</a> Nature Methods. 16 (1), 117-125 (2019).</li><li>Graving, J. 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=DeepPoseKit,+a+software+toolkit+for+fast+and+robust+animal+pose+estimation+using+deep+learning.">DeepPoseKit, a software toolkit for fast and robust animal pose estimation using deep learning.</a> Elife. 8 (47994), (2019).</li><li>Geuther, B. Q., 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=Robust+mouse+tracking+in+complex+environments+using+neural+networks.">Robust mouse tracking in complex environments using neural networks.</a> Communications Biology. 2 (124), (2019).</li></ol>

Dit protocol beschrijft hoe u een goedkope en flexibele videocamera bouwen die kan worden gebruikt om video's op te nemen van operant conditioningkamers en andere gedragstestopstellingen. Het laat verder zien hoe deeplabcut te gebruiken om een sterk lichtsignaal in deze video's te volgen, en hoe dat kan worden gebruikt om te helpen bij het identificeren van korte videosegmenten van belang in videobestanden die volledige testsessies dekken. Ten slotte beschrijft het hoe het bijhouden van het hoofd van een rat te gebruiken...

Op het gebied van gedragsneurowetenschappen, onderzoekers vaak gebruik operant conditionering kamers om een breed scala van verschillende cognitieve en psychiatrische kenmerken bij knaagdieren te beoordelen. Hoewel er verschillende fabrikanten van dergelijke systemen zijn, delen ze doorgaans bepaalde kenmerken en hebben ze een bijna gestandaardiseerd ontwerp1,2,3. De kamers zijn over het algemeen vierkant- of rechthoekvormig, met een muur die kan worden geopend voor het plaatsen van dieren binnen, en een of twee van de resterende muren met componenten zoals hendels, neus-poke openingen, beloning trays, respons wielen en lichten van verschillende soorten1,,2,3. De lichten en sensoren in de kamers worden gebruikt om zowel het testprotocol te controleren als het gedrag van de dieren te volgen1,2,,3,4,5. De typische operant conditioneringssystemen zorgen voor een zeer gedetailleerde analyse van hoe de dieren omgaan met de verschillende operanda en openingen in de kamers. In het algemeen kunnen alle gelegenheden waarbij sensoren worden geactiveerd door het systeem worden geregistreerd, en uit deze gegevens kunnen gebruikers gedetailleerde logbestanden verkrijgen waarin wordt beschreven wat het dier deed tijdens specifieke stappen van de test4,5. Hoewel dit een uitgebreide weergave van de prestaties van een dier biedt, kan het alleen worden gebruikt om gedrag te beschrijven dat direct een of meer sensoren4,5activeert . Als zodanig worden aspecten die verband houden met de manier waarop het dier zich positioneert en zich tijdens verschillende fasen van de test in de kamer beweegt , niet goed beschreven6,7,8,9,10. Dit is jammer, omdat dergelijke informatie waardevol kan zijn voor het volledig begrijpen van het gedrag van het dier. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt om te verduidelijken waarom bepaalde dieren slecht presteren op een bepaalde test6, om de strategieën te beschrijven die dieren zouden kunnen ontwikkelen om moeilijke taken6,7,8, 98,,10te behandelen , of om de ware complexiteit van zogenaamd eenvoudig gedrag11,12te waarderen .9 Om dergelijke welbespraakte informatie te verkrijgen, onderzoekers vaak wenden tot handmatige analyse van video's6,7,8,9,10,11.
Bij het opnemen van video's van operant conditioneringkamers, is de keuze van de camera van cruciaal belang. De kamers bevinden zich gewoonlijk in isolatiehokjes, waarbij protocollen vaak gebruik maken van trappen waar geen zichtbaar licht schijnt3,6,7,8,9. Daarom is het gebruik van infrarood (IR) verlichting in combinatie met een IR-gevoelige camera noodzakelijk, omdat het zicht mogelijk maakt, zelfs in volledige duisternis. Verder is de beschikbare ruimte voor het plaatsen van een camera in de isolatiecabine vaak zeer beperkt, wat betekent dat men sterk profiteert van het hebben van kleine camera's die lenzen gebruiken met een breed gezichtsveld (bijvoorbeeld visooglenzen)9. Terwijl fabrikanten van opernige conditioneringssystemen vaak hoogwaardige camera-opstellingen aan hun klanten kunnen leveren, kunnen deze systemen duur zijn en niet noodzakelijkerwijs kamers van andere fabrikanten of opstellingen voor andere gedragstests passen. Echter, een opmerkelijk voordeel ten opzichte van het gebruik van stand-alone videocamera's is dat deze opstellingen vaak rechtstreeks kunnen interface met de operant conditionering systemen13,14. Hierdoor kunnen ze worden opgezet om alleen specifieke gebeurtenissen op te nemen in plaats van volledige testsessies, wat enorm kan helpen bij de analyse die volgt.
Het huidige protocol beschrijft hoe je een goedkope en veelzijdige videocamera bouwen met hobby-elektronicacomponenten. De camera maakt gebruik van een fisheye lens, is gevoelig voor IR-verlichting en heeft een set van IR-lichtgevende diodes (IR LED's) aan verbonden. Bovendien is het gebouwd om een plat en slank profiel te hebben. Samen maken deze aspecten het ideaal voor het opnemen van video's van de meeste commercieel beschikbare operant conditioneringkamers en andere gedragstestopstellingen. Het protocol beschrijft verder hoe video's verkregen met de camera te verwerken en hoe het softwarepakket DeepLabCut15,16 te gebruiken om te helpen bij het extraheren van video sequenties van belang, alsmede het bijhouden van de bewegingen van een dier daarin. Dit omzeilt gedeeltelijk de draw-back van het gebruik van een stand-alone camera over de geïntegreerde oplossingen die door operant fabrikanten van conditionering systemen, en biedt een aanvulling op handmatige score van gedrag.
Er zijn inspanningen geleverd om het protocol in een algemeen formaat te schrijven om te benadrukken dat het totale proces kan worden aangepast aan video's van verschillende operant conditioneringstests. Om bepaalde sleutelbegrippen te illustreren, worden video's van ratten die de 5-keuze seriële reactietijdtest (5CSRTT)17 uitvoeren, als voorbeelden gebruikt.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>32 Gb micro SD card with New Our Of Box Software (NOOBS) preinstalled</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>32GB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>330-Ohm resistor</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>100287</td>
			<td>This article is for a package with mixed resistors, where 330-ohm resistors are included.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera module (Raspberry Pi NoIR camera v.2)</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>100004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera ribbon cable (Raspberry Pi Zero camera cable stub)</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>MMP-1294</td>
			<td>This is only needed if a Raspberry Pi zero is used. If another Raspberry Pi board is used, a suitable camera ribbon cable accompanies the camera component</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Colored LEDs</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>ADA4203</td>
			<td>This article is for a package with mixed colors of LEDs. Any color can be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Female-Female jumper cables</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>ADA266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR LED module (Bright Pi)</td>
			<td>Pi Supply (https://uk.pi-supply.com)</td>
			<td>PIS-0027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microcomputer motherboard (Raspberry Pi Zero board with presoldered headers)</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>102373</td>
			<td>Other Raspberry Pi boards can also be used, although the method for automatically starting the Python script only works with Raspberry Pi zero. If using other models, the python script needs to be started manually.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Push button switch</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>ADA367</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raspberry Pi power supply cable</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>102032</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raspberry Pi Zero case</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>102118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raspberry Pi, Mod my pi, camera stand with magnetic fish eye lens and magnetic metal ring attachment</td>
			<td>The Pi hut (https://thpihut.com)</td>
			<td>MMP-0310-KIT</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tracking rats in operant conditioning chambers using a versatile homemade video camera and deeplabcut

Operant conditionering kamers worden gebruikt om een breed scala van gedragstests uit te voeren op het gebied van neurowetenschappen. De opgenomen gegevens zijn meestal gebaseerd op het activeren van hendel- en neus-porne sensoren die aanwezig zijn in de kamers. Hoewel dit een gedetailleerd beeld geeft van wanneer en hoe dieren bepaalde reacties uitvoeren, kan het niet worden gebruikt om gedragingen te evalueren die geen sensoren activeren. Als zodanig is het zelden mogelijk om te beoordelen hoe dieren zich positioneren en zich in de kamer bewegen. Om deze informatie te verkrijgen, moeten onderzoekers over het algemeen video's opnemen en analyseren. Fabrikanten van operant conditioneringkamers kunnen hun klanten doorgaans voorzien van hoogwaardige camera-opstellingen. Echter, deze kunnen zeer kostbaar zijn en niet noodzakelijkerwijs kamers van andere fabrikanten of andere gedragstest setups passen. Het huidige protocol beschrijft hoe je een goedkope en veelzijdige videocamera bouwen met hobby-elektronicacomponenten. Het beschrijft verder hoe het beeldanalyse softwarepakket DeepLabCut te gebruiken om de status van een sterk lichtsignaal, evenals de positie van een rat, in video's verzameld vanuit een operant conditionering kamer te volgen. De eerste is een groot hulpmiddel bij het selecteren van korte segmenten van belang in video's die hele testsessies bestrijken, en de laatste maakt analyse van parameters die niet kunnen worden verkregen uit de data logs geproduceerd door de operant kamers.

Prestaties van videocamera's
De representatieve resultaten werden verzameld in operant conditioneringskamers voor ratten met vloeroppervlakken van 28,5 cm x 25,5 cm en een hoogte van 28,5 cm. Met de fisheye lens bevestigd, de camera vangt de volledige vloer en grote delen van de omliggende muren, wanneer geplaatst boven de kamer (Figuur 7A). Als zodanig kan een goed uitzicht worden verkregen, zelfs als de camera buiten het midden op de bovenkant v...

Watch this Scientific Journal Video about Tracking Rats in Operant Conditioning Chambers Using a Versatile Homemade Video Camera and DeepLabCut at JoVE.com

Tracking Rats in Operant Conditioning Chambers Using a Versatile Homemade Video Camera and DeepLabCut

Dit protocol beschrijft hoe je een kleine en veelzijdige videocamera bouwen en hoe je video's gebruiken die daaruit zijn verkregen om een neuraal netwerk te trainen om de positie van een dier in operant-conditioneringskamers te volgen. Dit is een waardevolle aanvulling op standaard analyses van datalogs verkregen uit operne-conditioneringen.

Het bijhouden van ratten in Operant Conditioning Kamers met behulp van een veelzijdige zelfgemaakte videocamera en DeepLabCut

Operant conditioning chambers are used to perform a wide range of behavioral tests in the field of neuroscience. The recorded data is typically based on ...

Door het volgen van de methoden die in dit protocol onderzoekers in staat zullen zijn om op te nemen en te analyseren video's van knaagdieren het uitvoeren van complexe gedragstests in operant conditionering kamers. Het protocol beschrijft hoe je goedkope videocamera's bouwen en deze samen met een open source tracking software gebruiken. Dit is een aantrekkelijke aanpak voor labs met een beperkt budget.De methode is waardevol voor onderzoeksprojecten waarbij operant conditionering bij knaagdieren betrokken is. Als video-analyse kan sterk verbeteren van het begrip van gedrag gezien in dit soort tests. Begin met het bevestigen van de metalen ring rond de opening van de camerastandaard.Bevestig vervolgens de cameramodule aan de standaard met behulp van de moeren en bouten die bij de kit horen. Open de lintkabelpoorten op de cameramodule en microcomputer door zachtjes te poolen op de randen van hun plastic lippen. Laat de lintkabel in de open poort van de cameramodule branden, zodat de zilveren kabels op de printplaat staan.Sluit het vervolgens op zijn plaats door te duwen in de plastic clip. Herhaal het proces met een poort op de microcomputer. Bevestig vervolgens de fisheye lens aan de metalen ring op de camera standaard.Plaats de microcomputer in de plastic behuizing en plaats de genoemde micro-SD-kaart. Sluit vervolgens een monitor, toetsenbord en een muis aan op de microcomputer en begon door de voeding aan te sluiten. Open een terminal venster en type sudo apt koppelteken, krijgen update.Druk vervolgens op de enter-toets. Volgende type sudo apt volledige koppelteken upgrade en druk op enter. Selecteer onder het startmenu voorkeuren en raspberry PI-configuraties.Wanneer het venster wordt geopend, ga naar het tabblad interfaces en schakel de camera en I2C dan klik oke. Kopieer het aanvullende bestand naar een USB-geheugenstick. Breng het vervolgens over naar de pi-map van de microcomputers thuis en hernoemen.Open een terminal venster type pseudo nano slash etc, slash RC dot lokale en druk op enter. Gebruik de pijltoetsen van de toetsenborden om de cursor naar beneden te verplaatsen naar de ruimte tussen fi en afslag nul. Voeg vervolgens tekst toe om ervoor te zorgen dat de computer het gekopieerde script start.En de infrarood LED's, wanneer het opstart. Sla de wijzigingen op door op het besturingselement en X gevolgd door Y en voer in. Volgende soldeerweerstanden en vrouwelijke jumperkabels op de poten van twee gekleurde LED's.Soldeer vrouwelijke jumper kabels op twee knop schakelaars. Sluit vervolgens de schakelaars gekleurde LED's en de genoemde infrarood geleid module aan de computers GPI hoepel eindigt. Wanneer goed aangesloten, een led zal aangeven dat de camera is ingeschakeld en klaar om te worden gebruikt.Terwijl de andere aangeeft dat de camera een video opneemt. De knop met de lange kabels wordt gebruikt om video-opnamen te starten en te stoppen. Terwijl de knop met deze korte kabels wordt gebruikt om de camera uit te schakelen.Stel het protocol in om het huislicht van de operantkamers te gebruiken als indicator van een specifieke stap in het protocol. Stel vervolgens het protocol in om alle gebeurtenissen van belang met tijdstempels vast te leggen in relatie tot wanneer deze protocolstapindicator actief wordt. Plaats de camera op de top van de operant kamers en begon door het aan te sluiten op een stopcontact via de voedingskabel.Gebruik de eerder verbonden knop om video-opnamen te starten en te stoppen. Wanneer de video-opnamen zijn voltooid, sluit u de camera aan op een monitor, toetsenbordmuis en USB-opslagapparaat en haalt u de videobestanden van het bureaublad. Gebruik deeplabCuts frame grabbing functie om 700 tot 900 videoframes uit een of meer van de opgenomen video's te extraheren.Zorg ervoor dat de videoframes die u selecteert het dier in verschillende houdingen weergeven, zowel stationair met het hoofd buiten als binnen in openingen en in verschillende richtingen bewegen. Gebruik de labelingtoolbox om handmatig de positie van het hoofd van de rat in elk videoframe te markeren door een hoofdlabel in een centrale positie tussen de oren van de rat te plaatsen. Label ook andere lichaamsdelen die van belang kunnen zijn.Markeer bovendien een positie van de protocolstapindicator in elk videoframe waar deze actief schijnt. Gebruik vervolgens de trainingsgegevensset maken en train netwerkfuncties om een trainingsgegevensset te maken van de gelabelde videoframes en de training van een neuraal netwerk te starten. Wanneer een neuraal netwerk is getraind, gebruikt u het om de verzamelde video's te analyseren.Dit zal een CSV-bestand met de track posities van het hoofd van de rat, andere lichaamsdelen van belang en het protocol stap indicator in elk videoframe. Bovendien wordt gemarkeerde videobestanden gemaakt waarin de spoorposities visueel worden weergegeven. Als u coördinaten van specifieke aandachtspunten in de operantkamers wilt verkrijgen, markeert u deze handmatig zoals eerder beschreven en haalt u de coördinaten op uit het CSV-bestand dat automatisch wordt opgeslagen onder gelabelde gegevens in de projectmap.Opmerking, waarbij videosegmenten de protocolstapindicator worden bijgehouden binnen 60 pixels van de positie die handmatig in de vorige sectie is verkregen en het exacte beginpunt extrahert voor elke periode waarin de indicator actief is. Gebruik de punten waar de protocolstapindicator actief wordt en de tijdstempels die door de operantkamers zijn geregistreerd. Bepalen welke videosegmenten specifieke gebeurtenissen van het testprotocol behandelen, zoals inter-trial intervallen, reacties of beloningsrecidums.Let op de videoframes waarop ze betrekking hebben op gebeurtenissen die specifiek interessant zijn. Ten slotte een relevante diepgaande analyse van de positie en bewegingen van het dier tijdens deze gebeurtenissen. De vis ooglens van de camera moet het mogelijk maken om een volledig zicht op de binnenkant van de meeste knaagdier operant conditionering kamers vast te leggen.Door gebruik te maken van een geschikte bron van infraroodverlichting, zal de camera ook video-opname in volledige duisternis mogelijk maken. Een goed getraind netwerk moet zorgen voor meer dan 90% nauwkeurigheid bij het volgen van het hoofd van een dier. Nauwkeurige tracking is duidelijk te herkennen aan markeringen die een dier volgen tijdens zijn bewegingen en uitgezet paden die vloeiend lijken.Onnauwkeurige tracking wordt daarentegen gekenmerkt door markeringen die niet betrouwbaar op doel blijven en door gekartelde uitgezet paden. Als gevolg van deze onjuiste tracking veroorzaakt meestal plotselinge verschuivingen in de berekende bewegingen snelheden. Door bij te houden waar een dier zich tijdens een testsessie bevindt, kan men beoordelen hoe verschillende bewegingspatronen zich verhouden tot prestaties.In de vijfkeuzeseriestijdtest kunnen bijvoorbeeld hoofdbewegingen tijdens het interprocessinterval worden gebruikt om emissieproeven te scheiden waarbij het dier een beperkte interesse toont om een reactie uit te voeren. Van een missie proeven waar het dier gewoon niet aan de korte licht cue merken. Daarnaast kan het onderzoeken van hoofdbewegingen de opsporing en de karakterisering van verschillende aandachtsstrategieën toelaten.Bij het proberen van deze procedure is het belangrijk dat de protocolstapindicator betrouwbaar is. En dat het neurale netwerk getraind is met een duikert van videoframes. Om een nauwkeurige tracking te garanderen.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Muis Kort-en langlopende bewegingsactiviteit Analyzed door Video Tracking Software

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

Contextual and Cued Fear Conditioning Test Using a Video Analyzing System in Mice

Contextuele en cued Fear Conditioning Test Met behulp van een video analysesysteem in Muizen

The contextual and cued fear conditioning test is one of the behavioral tests that assesses the ability of mice to learn and remember an association ...

A Novel Procedure for Evaluating the Reinforcing Properties of Tastants in Laboratory Rats: Operant Intraoral Self-administration

A Novel Procedure voor het evalueren van de versterkende eigenschappen van tastants in laboratoriumratten: Operante Intraoral Zelftoediening

This paper describes a novel method for studying the bio-behavioral basis of addiction to food. This method combines the surgical component of taste ...

Trace Fear Conditioning in Mice

Trace Angst Conditioning in Muizen

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings ...

Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

Operante procedures voor het evalueren Behavioral Flexibiliteit in Ratten

Executive functions consist of multiple high-level cognitive processes that drive rule generation and behavioral selection. An emergent property of these ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

De Modified Hole Board - Het meten van gedrag en cognitieve en sociale interactie bij muizen en ratten

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning

Het kwantificeren van Sociale Motivatie in Muizen met behulp van operante conditionering

In this protocol, social motivation is measured in mice through a pair of operant conditioning paradigms. To conduct the experiments, two-chambered ...

Classical Short-Delay Eyeblink Conditioning in One-Year-Old Children

Klassieke korte-vertraging Eyeblink Conditioning in één-jarige kinderen

Classical eyeblink conditioning (EBC) refers to the learned association between a conditioned stimulus (an auditory tone) and an unconditioned stimulus (a ...

Visual Classical Conditioning in Wood Ants

Visuele klassieke conditionering in hout mieren

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, ...

Fear Incubation Using an Extended Fear-Conditioning Protocol for Rats

Angst Incubatie met behulp van een uitgebreide Angst-Conditioning Protocol voor ratten

Emotional memory has been primarily studied with fear-conditioning paradigms. Fear conditioning is a form of learning through which individuals learn the ...