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

Dette arbeidet ble støttet av tilskudd fra Den svenske hjernestiftelsen, Den svenske Parkinsonstiftelsen og den svenske regjeringen fond for klinisk forskning (M.A.C.), samt Wenner-Gren stiftelser (M.A.C, E.K.H.C), Åhlén foundation (M.A.C) og stiftelsen Blanceflor Boncompa Ludgniovisi, née Bildt (S.F).

Alle prosedyrer som inkluderer dyrehåndtering er godkjent av Malmö-Lund Etisk utvalg for dyreforskning.
1. Bygge videokameraet
MERK: En liste over komponentene som trengs for å bygge kameraet, finnes i tabellen over materialer. Se også figur 1, figur 2, figur 3, figur 4, figur 5.
<ol><li>Fest den...

<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>

Denne protokollen beskriver hvordan du bygger et billig og fleksibelt videokamera som kan brukes til å ta opp videoer fra operant condition-kamre og andre atferdstestoppsett. Den demonstrerer videre hvordan du bruker DeepLabCut til å spore et sterkt lyssignal i disse videoene, og hvordan det kan brukes til å identifisere korte videosegmenter av interesse for videofiler som dekker full testøkter. Til slutt beskriver den hvordan man bruker sporing av en rottes hode for å utfylle analysen av atferd under operant kondis...

Innen atferdsnevrovitenskap bruker forskere ofte operant kondisjoneringskamre for å vurdere et bredt spekter av forskjellige kognitive og psykiatriske egenskaper hos gnagere. Mens det er flere forskjellige produsenter av slike systemer, deler de vanligvis visse attributter og har en nesten standardisert design1,,2,,3. Kamrene er generelt firkantet- eller rektangelformede, med en vegg som kan åpnes for å plassere dyr inne, og en eller to av de gjenværende veggene som inneholder komponenter som spaker, nese-poke åpninger, belønning skuffer, responshjul og lys av ulike typer1,2,3. Lysene og sensorene som finnes i kamrene brukes til både å kontrollere testprotokollen og spore dyrenes atferd1,,2,,3,,4,5. De typiske operant condition systemer tillate en svært detaljert analyse av hvordan dyrene samhandler med de forskjellige operanda og åpninger tilstede i kamrene. Generelt kan alle anledninger der sensorer utløses registreres av systemet, og fra disse dataene kan brukerne få detaljerte loggfiler som beskriver hva dyret gjorde under bestemte trinn i testen4,5. Selv om dette gir en omfattende representasjon av et dyrs ytelse, kan det bare brukes til å beskrive atferd som direkte utløser en eller flere sensorer4,5. Som sådan er aspekter knyttet til hvordan dyret posisjonerer seg selv og beveger seg inne i kammeret i forskjellige faser av testen ikke godt beskrevet6,7,8,9,10. Dette er uheldig, da slik informasjon kan være verdifull for å forstå dyrets oppførsel fullt ut. For eksempel kan det brukes til å avklare hvorfor visse dyr utfører dårlig på en gitt test6, for å beskrive strategiene som dyr kan utvikle for å håndtere vanskelige oppgaver6,7,8,9,10, eller å sette pris på den sanne kompleksiteten av angivelig enkel atferd11,12. For å få slik artikulert informasjon, går forskerne vanligvis til manuell analyse av videoer6,7,8,9,10,11.
Når du tar opp videoer fra operant condition kamre, valg av kamera er kritisk. Kamrene er vanligvis plassert isolert båser, med protokoller ofte gjør bruk av trinn der ingen synlig lys skinner3,,6,7,8,9. Derfor er bruk av infrarød (IR) belysning i kombinasjon med et IR-sensitivt kamera nødvendig, da det tillater synlighet selv i fullstendig mørke. Videre er plassen som er tilgjengelig for å plassere et kamera inne i isolasjonskabinettet ofte svært begrenset, noe som betyr at man fordeler sterkt fra å ha små kameraer som bruker linser med et bredt synsfelt (f.eks fiskeøyelinser)9. Mens produsenter av operant condition-systemer ofte kan levere høykvalitets kameraoppsett til sine kunder, kan disse systemene være dyre og ikke nødvendigvis passe kamre fra andre produsenter eller oppsett for andre atferdstester. En bemerkelsesverdig fordel med frittstående videokameraer er imidlertid at disse oppsettene ofte kan grensesnitt direkte med de operant kondisjoneringssystemene13,,14. Gjennom dette kan de settes opp til å bare registrere bestemte hendelser i stedet for fullstendige testøkter, noe som i stor grad kan hjelpe til med analysen som følger.
Den nåværende protokollen beskriver hvordan du bygger et billig og allsidig videokamera ved hjelp av hobbyelektronikkkomponenter. Kameraet bruker en fisheye linse, er følsom for IR belysning og har et sett med IR lysdioder (IR lysdioder) festet til den. Videre er det bygget for å ha en flat og slank profil. Sammen gjør disse aspektene det ideelt for opptak av videoer fra de mest kommersielt tilgjengelige operant kondisjoneringskamrene, samt andre atferdstestoppsett. Protokollen beskriver videre hvordan man behandler videoer innhentet med kameraet og hvordan du bruker programvarepakken DeepLabCut15,16 for å hjelpe til med å trekke ut videosekvenser av interesse, samt spore et dyrs bevegelser deri. Dette omgår delvis tilbaketrekkingen av å bruke et frittstående kamera over de integrerte løsningene som tilbys av operaniske produsenter av kondisjoneringssystemer, og gir et supplement til manuell skåring av atferd.
Det er gjort forsøk på å skrive protokollen i et generelt format for å markere at den generelle prosessen kan tilpasses videoer fra forskjellige operant kondisjoneringstester. For å illustrere visse viktige begreper brukes videoer av rotter som utfører 5-valg seriell reaksjonstidstest (5CSRTT)17 som eksempler.

<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 condition kamre brukes til å utføre et bredt spekter av atferdstester innen nevrovitenskap. De registrerte dataene er vanligvis basert på utløsing av spak- og nese-poke-sensorer som finnes inne i kamrene. Selv om dette gir en detaljert oversikt over når og hvordan dyr utfører visse svar, kan det ikke brukes til å evaluere atferd som ikke utløser noen sensorer. Som sådan er det sjelden mulig å vurdere hvordan dyr posisjonerer seg og beveger seg inne i kammeret. For å få denne informasjonen må forskerne vanligvis ta opp og analysere videoer. Produsenter av operant condition kamre kan vanligvis forsyne sine kunder med høy kvalitet kameraoppsett. Disse kan imidlertid være svært kostbare og passer ikke nødvendigvis kamre fra andre produsenter eller andre atferdstestoppsett. Den nåværende protokollen beskriver hvordan du bygger et billig og allsidig videokamera ved hjelp av hobbyelektronikkkomponenter. Den beskriver videre hvordan du bruker bildeanalyseprogramvarepakken DeepLabCut til å spore statusen til et sterkt lyssignal, samt posisjonen til en rotte, i videoer samlet fra et operant kondisjoneringskammer. Førstnevnte er et godt hjelpemiddel når du velger korte segmenter av interesse for videoer som dekker hele testøkter, og sistnevnte muliggjør analyse av parametere som ikke kan hentes fra dataloggene produsert av operantkamrene.

Videokameraytelse
De representative resultatene ble samlet i operant condition kamre for rotter med gulvarealer på 28,5 cm x 25,5 cm, og høyder på 28,5 cm. Når fiskeøyelinsen er festet, fanger kameraet opp hele etasjes området og store deler av de omkringliggende veggene, når det plasseres over kammeret (Figur 7A). Som sådan kan en god utsikt oppnås, selv om kameraet er plassert utenfor sentrum på kammerets topp. Dette bør gjelde for sa...

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

Denne protokollen beskriver hvordan du bygger et lite og allsidig videokamera, og hvordan du bruker videoer hentet fra det til å trene et nevrale nettverk for å spore posisjonen til et dyr inne i operant condition kamre. Dette er et verdifullt supplement til standard analyser av datalogger hentet fra operant kondisjoneringstester.

Sporing rotter i operant condition kamre ved hjelp av en allsidig hjemmelaget videokamera og 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 ...

Ved å følge metodene som er skissert i denne protokollen, vil forskerne kunne ta opp og analysere videoer av gnagere som utfører komplekse atferdstester i operant kondisjoneringskamre. Protokollen beskriver hvordan du bygger billig videokamera og bruker det sammen med en åpen kildekode sporing programvare. Dette er en attraktiv tilnærming for laboratorier på et budsjett.Metoden er verdifull for forskningsprosjekter som involverer operant kondisjonering hos gnagere. Som videoanalyse kan i stor grad forbedre forståelsen av atferd sett i denne typen tester. Begynn med å feste metallringen rundt åpningen av kamerastativet.Fest deretter kameramodulen til stativet ved hjelp av mutterne og boltene som følger med settet. Åpne båndkabelportene på kameramodulen og mikrodatamaskinen ved å forsiktig ha samlet seg på kantene på plastlepper. Åpne båndkabelen i den åpne porten på kameramodulen slik at kablene sølvkontakter vender mot kretskortet.Lås den deretter på plass ved å skyve inn plastklemmen. Gjenta prosessen med en port på mikrodatamaskinen. Fest deretter fisheye-linsen til metallringen på kamerastativet.Plasser mikrodatamaskinen i plastdekselet og sett inn det oppførte micro SD-kortet. Koble deretter en skjerm, et tastatur og en mus til mikrodatamaskinen og startet med å koble strømforsyningen. Åpne et terminalvindu og skriv sudo apt bindestrek, få oppdatering.Trykk deretter enter-tasten. Neste type sudo apt full bindestrek oppgradering og trykk enter. Under startmenyen velger du innstillinger og bringebær PI-konfigurasjoner.Når vinduet åpnes, går du til grensesnittfanen og aktiverer kameraet og I2C Klikk deretter ok. Kopier supplerende fil en til en USB-minnepinne. Deretter overføre den til mikrodatamaskiner hjem PI-mappen og endre navn på den.Åpne en terminal vindu type pseudo nano skråstrek etc, skråstrek RC dot lokale og trykk enter. Bruk tastaturpiltastene til å flytte markøren ned til mellomrommet mellom fi og utgang null. Legg deretter til tekst for å få datamaskinen til å starte det kopierte skriptet.Og de infrarøde lysdiodene, når den starter. Lagre endringene ved å trykke på kontroll og X etterfulgt av Y og angi. Neste loddemotstander og kvinnelige jumperkabler på beina på to fargede lysdioder.Loddete kvinnelige jumperkabler på to knappebrytere. Koble deretter bryterne fargede lysdioder og den oppførte infrarøde led-modulen til datamaskinenes GPI hoop-ender. Når den er riktig tilkoblet, vil en led indikere at kameraet er slått på og klar til bruk.Mens den andre indikerer at kameraet spiller inn en video. Knappen med de lange kablene brukes til å starte og stoppe videoopptak. Mens knappen med disse korte kablene brukes til å slå av kameraet.Sett protokollen til å bruke operant kamre huslys som en indikator på et bestemt trinn i protokollen. Deretter angir du protokollen til å registrere alle hendelser av interesse med tidsstempler i forhold til når denne protokolltrinnindikatoren blir aktiv. Plasser kameraet på toppen av de operantkamrene og start ved å koble det til en stikkontakt via strømkabelen.Bruk den tidligere tilkoblede knappen til å starte og stoppe videoopptak. Når videoopptakene er ferdige, kobler du kameraet til en skjerm, tastaturmus og USB-lagringsenhet og henter videofilene fra skrivebordet. Bruk DeeplabCuts ramme gripe funksjon for å trekke ut 700 til 900 videorammer fra en eller flere av de innspilte videoene.Kontroller at videorammene du velger, viser dyret i forskjellige stillinger, både stasjonære med hodet utvendig og innvendig av åpninger og beveger seg i forskjellige retninger. Bruk markeringsverktøykassen til å markere posisjonen til rottens hode manuelt i hver videoramme ved å plassere en hodeetikett i en sentral posisjon mellom rottens ører. Merk også andre kroppsdeler som kan være av interesse.I tillegg markerer du en posisjon for protokolltrinnindikatoren i hver videoramme der den skinner aktivt. Bruk deretter opprettingsdatasettet og trene nettverksfunksjoner til å opprette et treningsdatasett fra de merkede videorammene og starte treningen av et nevrale nettverk. Når et nevrale nettverk er opplært, bruk det til å analysere de innsamlede videoene.Dette vil opprette en CSV-fil som viser sporposisjonene til rottens hode, andre kroppsdeler av interesse og protokolltrinnindikatoren i hver videoramme. I tillegg vil det opprette markerte videofiler der sporposisjonene vises visuelt. Hvis du vil hente koordinater for bestemte interessepunkter inne i operantkamrene, merker du disse manuelt som beskrevet og henter koordinatene fra CSV-filen som automatisk lagres under merkede data i prosjektmappen.Merk, der videosegmenter protokolltrinnindikatoren spores innenfor 60 piksler av posisjonen som er oppnådd manuelt i forrige del, og trekker ut det nøyaktige utgangspunktet for hver periode der indikatoren er aktiv. Bruk punktene der protokolltrinnindikatoren blir aktiv og tidsstemplene som er registrert av operantkamrene. For å finne ut hvilke videosegmenter som dekker bestemte hendelser i testprotokollen, for eksempel intervaller for inter-trial, svar eller belønningshentinger.Legg merke til videobildene de dekker eventuelle hendelser som er spesifikke interesser. Til slutt utføre relevant grundig analyse av dyrets posisjon og bevegelser, under disse hendelsene. Kameraets fiskeøyelinse bør tillate det å fange en full visning av innsiden av de fleste gnageroperantkondisjoneringskamre.Ved å bruke en passende kilde til infrarød belysning, vil kameraet også tillate videoopptak i fullstendig mørke. Et godt trent nettverk bør tillate over 90% nøyaktighet når du sporer et dyrs hode. Nøyaktig sporing er tydelig identifiserbar av markører som følger et dyr gjennom bevegelsene og plottede stiene som vises glatte.I motsetning er unøyaktig sporing preget av markører som ikke pålitelig holder seg på mål og av ujevne plottede stier. Som et resultat av denne unøyaktige sporingen forårsaker vanligvis plutselige skift i beregnede bevegelser hastigheter. Ved å spore hvor et dyr befinner seg gjennom en testøkt, kan man vurdere hvordan distinkte bevegelsesmønstre forholder seg til ytelse.Som et eksempel, i fem valg seriereaksjon tid test, hodet bevegelser under inter-trial intervall, kan brukes til å skille utslipp studier der dyret viser en begrenset interesse i å utføre en respons. Fra en misjonsprøve der dyret rett og slett ikke legger merke til det korte lyssignalet. I tillegg kan det å undersøke hodebevegelser muliggjøre deteksjon og karakterisering av ulike oppmerksomhetsstrategier.Når du prøver denne prosedyren, er det viktig at protokolltrinnindikatoren er pålitelig. Og at det nevrale nettverket er trent med et dykk av videorammer. For å sikre en nøyaktig sporing.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Mus Kort-og langsiktige Locomotor aktivitet Analyzed by 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

Kontekstuell og spolt Fear Conditioning Test Bruke en video Analysere System i Mus

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 Prosedyre for evaluering av de forsterkede egenskaper av Tastants i laboratorierotter: Operant Intraoral Self-administrasjon

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 Fear Conditioning i Mus

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 prosedyrer for å vurdere Behavioral Fleksibilitet i Rats

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

Forandringer Hole Board - Måling Behavior, kognisjon og sosialt samspill i mus og rotter

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

Kvantifisere Sosial Motivasjon i Mus Bruke Operant Conditioning

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

Klassisk kort forsinket Eyeblink condition i ett år gamle barn

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

Visuelle klassisk betinging i tre maur

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

Frykt inkubasjon ved hjelp av en utvidet frykt-condition protokoll for rotter

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