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

Detta arbete stöddes av anslag från Hjärnstiftelsen, Parkinsonstiftelsen och Statens medel för klinisk forskning (M.A.C.), samt Wenner-Gren-stiftelserna (M.A.C, E.K.H.C), Åhléns stiftelse (M.A.C) och stiftelsen Blanceflor Boncompagni Ludovisi, född Bildt (S.F).

Alla förfaranden som omfattar djurhantering har godkänts av Malmö-Lunds etiska kommitté för djurforskning.
1. Bygga videokameran
OBS: En lista över de komponenter som behövs för att bygga kameran finns i tabellen över material. Se även figur 1, figur 2, figur 3, figur 4, figur 5.
<ol><li>F?...

<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>

Detta protokoll beskriver hur man bygger en billig och flexibel videokamera som kan användas för att spela in videor från operant konditioneringskammare och andra beteendetestinställningar. Det visar vidare hur man använder DeepLabCut för att spåra en stark ljussignal inom dessa videor, och hur det kan användas för att hjälpa till att identifiera korta videosegment av intresse för videofiler som täcker hela testsessioner. Slutligen beskriver den hur man använder spårning av en råtta huvud för att komplett...

Inom beteendeneurovetenskap använder forskare ofta operant konditioneringskammare för att bedöma ett brett spektrum av olika kognitiva och psykiatriska egenskaper hos gnagare. Även om det finns flera olika tillverkare av sådana system, de vanligtvis delar vissa attribut och har en nästan standardiserad design1,2,3. Kamrarna är i allmänhet kvadratiska- eller rektangelformade, med en vägg som kan öppnas för att placera djur inuti, och en eller två av de återstående väggarna som innehåller komponenter som spakar, näsa-poke öppningar, belöning brickor, svar hjul och lampor av olika slag1,2,3. De lampor och sensorer som finns i kamrarna används både för att styra testprotokollet och spåra djurens beteenden1,,2,,3,,4,5. De typiska operantkonditioneringssystemen möjliggör en mycket detaljerad analys av hur djuren interagerar med de olika operanda och öppningar som finns i kamrarna. I allmänhet kan alla tillfällen där sensorer utlöses registreras av systemet, och från dessa data användare kan få detaljerade loggfiler som beskriver vad djuret gjorde under specifika steg i testet4,5. Även om detta ger en omfattande representation av ett djurs prestanda, kan det bara användas för att beskriva beteenden som direkt utlöser en eller flera sensorer4,5. Som sådan beskrivs inte aspekter relaterade till hur djuret positionerar sig och rör sig inne i kammaren under olika faser av testet inte väl beskrivna6,,7,,8,9,10. Detta är olyckligt, eftersom sådan information kan vara värdefull för att fullt ut förstå djurets beteende. Det kan till exempel användas för att klargöra varför vissa djur presterar dåligt på ett visst test6, för att beskriva de strategier som djur kan utveckla för att hantera svåra uppgifter6,7,8,9,10, eller för att uppskatta den verkliga komplexiteten i förment enkla beteenden11,12. För att få sådan artikulera information, forskare vänder sig ofta till manuell analys av videor6,7,8,9,10,11.
När du spelar in videor från operant konditioneringskammare är valet av kamera avgörande. Kamrarna är ofta belägna i isoleringsbås, med protokoll som ofta använder sig av steg där inget synligt ljus lyser3,,6,,7,,8,9. Därför är det nödvändigt att använda infraröd (IR) belysning i kombination med en IR-känslig kamera, eftersom den ger synlighet även i fullständigt mörker. Vidare är det utrymme som finns tillgängligt för att placera en kamera inuti isoleringsbåset ofta mycket begränsat, vilket innebär att man drar starkt nytta av att ha små kameror som använder linser med ett brett synfält (t.ex. fish-eye linser)9. Medan tillverkare av operant konditioneringssystem ofta kan leverera högkvalitativa kamerainställningar till sina kunder, kan dessa system vara dyra och inte nödvändigtvis passar kamrar från andra tillverkare eller inställningar för andra beteendetester. En anmärkningsvärd fördel med att använda fristående videokameror är dock att dessa inställningar ofta kan samverka direkt med operant konditioneringssystemen13,14. Genom detta kan de ställas in för att endast registrera specifika händelser snarare än fullständiga testsessioner, vilket i hög grad kan underlätta i den analys som följer.
Det nuvarande protokollet beskriver hur man bygger en billig och mångsidig videokamera med hjälp av hobbyelektronikkomponenter. Kameran använder en fisheye lins, är känslig för IR-belysning och har en uppsättning IR lysdioder (IR lysdioder) fäst vid den. Dessutom är den byggd för att ha en platt och smal profil. Tillsammans gör dessa aspekter den idealisk för att spela in videor från de flesta kommersiellt tillgängliga operant konditioneringskammare samt andra beteendetestinställningar. Protokollet beskriver vidare hur man bearbetar videor som erhållits med kameran och hur man använder mjukvarupaketet DeepLabCut15,16 för att hjälpa till att extrahera videosekvenser av intresse samt spåra ett djurs rörelser däri. Detta kringgår delvis dragningen av att använda en fristående kamera över de integrerade lösningar som tillhandahålls av operant tillverkare av konditioneringssystem, och erbjuder ett komplement till manuell bedömning av beteenden.
Ansträngningar har gjorts för att skriva protokollet i ett allmänt format för att belysa att den övergripande processen kan anpassas till videor från olika operant konditionering tester. För att illustrera vissa nyckelbegrepp används videor av råttor som utför 5-vals seriell reaktionstidstest (5CSRTT)17 som exempel.

<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 konditioneringskammare används för att utföra ett brett spektrum av beteendetester inom neurovetenskap. De inspelade uppgifterna baseras vanligtvis på utlösning av spak- och nossäcksensorer som finns inne i kamrarna. Även om detta ger en detaljerad bild av när och hur djur utför vissa svar, kan den inte användas för att utvärdera beteenden som inte utlöser några sensorer. Som sådan är det sällan möjligt att bedöma hur djur positionerar sig och rör sig inne i kammaren. För att få denna information måste forskare i allmänhet spela in och analysera videor. Tillverkare av operant konditioneringskammare kan vanligtvis förse sina kunder med högkvalitativa kamerainställningar. Dessa kan dock vara mycket kostsamma och passar inte nödvändigtvis kammare från andra tillverkare eller andra beteendemässiga testinställningar. Det nuvarande protokollet beskriver hur man bygger en billig och mångsidig videokamera med hjälp av hobbyelektronikkomponenter. Den beskriver vidare hur man använder bildanalysprogramvarapaketet DeepLabCut för att spåra status för en stark ljussignal, liksom positionen för en råtta, i videor som samlats in från en operant konditioneringskammare. Den förra är ett bra stöd vid val av korta segment av intresse för videor som täcker hela testsessioner, och den senare möjliggör analys av parametrar som inte kan erhållas från de dataloggar som produceras av operant kamrarna.

Videokameraprestanda
De representativa resultaten samlades i operant konditioneringskammare för råttor med golvytor på 28,5 cm x 25,5 cm och höjder på 28,5 cm. Med fisheye-linsen fäst fångar kameran hela golvytan och stora delar av de omgivande väggarna när den placeras ovanför kammaren (figur 7A). Som sådan kan en bra utsikt erhållas, även om kameran är placerad från mitten på kammarens topp. Detta bör gälla för jämförbara op...

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

Detta protokoll beskriver hur man bygger en liten och mångsidig videokamera, och hur man använder videor som erhållits från den för att träna ett neuralt nätverk för att spåra positionen för ett djur inuti operant konditionering kammare. Detta är ett värdefullt komplement till standardanalyser av dataloggar som erhållits från operant konditioneringstester.

Tracking Rats i Operant Conditioning Chambers med hjälp av en mångsidig hemlagad videokamera och 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 ...

Genom att följa de metoder som beskrivs i detta protokoll forskare kommer att kunna spela in och analysera videor av gnagare utför komplexa beteendemässiga tester i operant konditioneringskammare. Protokollet beskriver hur man bygger billig videokamera och använder den tillsammans med en programvara för spårning med öppen källkod. Detta är ett attraktivt tillvägagångssätt för laboratorier på en budget.Metoden är värdefull för forskningsprojekt som involverar operant konditionering hos gnagare. Som videoanalys kan kraftigt förbättra förståelsen av beteenden ses i denna typ av tester. Börja med att fästa metallringen runt öppningen av kamerastativ.Fäst sedan kameramodulen på stativet med hjälp av muttrarna och bultarna som medföljer satsen. Öppna bandet kabelportar på kameran modulen och mikrodatorn genom att försiktigt poola på kanterna av deras plast läppar. Bläs bandkabeln i den öppna porten på kameramodulen så att kablarna silverkontakter vetter mot kretskortet.Lås sedan in den genom att trycka in plastklämman. Upprepa processen med en port på mikrodatorn. Fäst sedan fisheye-linsen på metallringen på kamerastativ.Placera mikrodatorn i plastfodralet och sätt i det listade mikro SD-kortet. Anslut sedan en bildskärm, tangentbord och en mus till mikrodatorn och började med att ansluta dess strömförsörjning. Öppna ett terminalfönster och skriv sudo apt bindestreck, få uppdatering.Tryck sedan på enter-tangenten. Nästa typ sudo apt full bindestreck uppgradera och tryck enter. Under startmenyn väljer du preferenser och raspberry PI-konfigurationer.När fönstret öppnas, gå till fliken gränssnitt och aktivera kameran och I2C Klicka sedan på okej. Kopiera kompletterande fil en på ett USB-minne. Överför den sedan till mappen mikrodatorer hemma PI och byta namn på den.Öppna en terminal fönster typ pseudo nano slash etc, snedstreck RC punkt lokal och tryck enter. Använd tangentbordens piltangenter för att flytta markören ned till mellanrummet mellan fi och avsluta noll. Lägg sedan till text för att få datorn att starta det kopierade skriptet.Och de infraröda lysdioderna, när det stövlar. Spara ändringarna genom att trycka på kontroll och X följt av Y och ange. Nästa lödmotstånd och kvinnliga startkablar på benen på två färgade lysdioder.Löda kvinnliga startkablar på två knappbrytare. Anslut sedan växlarna färgade lysdioder och den listade infraröda ledmodulen till datorerna GPI hoop slutar. När den ansluts på rätt sätt kommer en led att indikera att kameran är påslagen och klar att användas.Medan den andra anger att kameran spelar in en video. Knappen med de långa kablarna används för att starta och stoppa videoinspelningar. Medan knappen med dessa korta kablar används för att stänga av kameran.Ställ in protokollet för att använda operantkamrarnas husljus som en indikator på ett specifikt steg i protokollet. Ställ sedan in protokollet för att registrera alla händelser av intresse med tidsstämplar i förhållande till när den här protokollstegsindikatorn blir aktiv. Placera kameran ovanpå operantkamrarna och började med att ansluta den till ett eluttag via nätaggregatskabeln.Använd den tidigare anslutna knappen för att starta och stoppa videoinspelningar. När videoinspelningarna är färdiga ansluter du kameran till en bildskärm, tangentbordsmus och USB-lagringsenhet och hämtar videofilerna från skrivbordet. Använd DeeplabCuts ram greppa funktion för att extrahera 700 till 900 videoramar från en eller flera av de inspelade videor.Se till att de videobildrutor du väljer visar djuret i olika arbetsställningar, både stillastående med huvudet utanför och insidan av öppningar och rör sig i olika riktningar. Använd verktygslådan för etikettering för att manuellt markera råttans huvuds position i varje videobildruta genom att placera en huvudetikett i ett centralt läge mellan råttans öron. Märk även andra kroppsdelar som kan vara av intresse.Dessutom markerar en position av protokollet steg indikator i varje video bildruta där det är aktivt skiner. Nästa använda skapa träningsdatauppsättningen och träna nätverksfunktioner för att skapa en träningsdatauppsättning från de märkta videobildrutorna och starta träningen av ett neuralt nätverk. När ett neuralt nätverk har tränats, använd det för att analysera de samlade videorna.Detta kommer att skapa en CSV-fil som listar spåret positioner råttans huvud, andra kroppsdelar av intresse och protokollet steg indikator i varje video ram. Dessutom kommer det att skapa märkta upp videofiler där spåret positioner visas visuellt. För att få fram koordinater för specifika intressanta platser inuti operantkamrarna, markerar du manuellt dessa som tidigare beskrivits och hämtar koordinaterna från CSV-filen som automatiskt lagras under märkta data i projektmappen.Obs, i vilken video segmenter protokollet steg indikator spåras inom 60 pixlar av den position som erhållits manuellt i föregående avsnitt och extrahera den exakta utgångspunkten för varje period där indikatorn är aktiv. Använd de punkter där protokollstegsindikatorn blir aktiv och de tidsstämplar som spelas in av operantkamrarna. För att avgöra vilka videosegment som täcker specifika händelser av testprotokollet som inter-trial-intervall, svar eller belöningshämtningar.Observera de videobildrutor de täcker eventuella händelser som är specifika intresse. Slutligen utföra relevant djupgående analys av djurets position och rörelser, under dessa händelser. Kamerans fisköga lins bör tillåta den att fånga en fullständig bild av insidan av de flesta gnagare operant konditioneringskammare.Genom att använda en lämplig källa för infraröd belysning, kommer kameran också tillåta videofångst i fullständigt mörker. Ett välutbildat nätverk bör möjliggöra över 90% noggrannhet när man spårar ett djurs huvud. Noggrann spårning är tydligt identifierbar genom markörer efter ett djur under hela dess rörelser och ritade vägar som verkar jämna.Däremot kännetecknas felaktig spårning av markörer som inte på ett tillförlitligt sätt stannar på målet och av ojämna ritade banor. Som ett resultat av denna felaktiga spårning orsakar vanligtvis plötsliga förskjutningar i beräknade rörelser hastigheter. Genom att spåra var ett djur befinner sig under en testsession kan man bedöma hur distinkta rörelsemönster relaterar till prestanda.Som ett exempel, i fem val seriell reaktionstid test, huvudrörelser under mellan-trial intervall, kan användas för att separera utsläppsförsök där djuret visar ett begränsat intresse för att utföra ett svar. Från ett uppdrag försök där djuret helt enkelt inte märker den korta ljus cue. Dessutom undersöka huvudet rörelser kan möjliggöra detektering och karakterisering av olika attentional strategier.När du försöker dessa förfarande är det viktigt att indikatorn protokoll steg är tillförlitlig. Och att det neurala nätverket tränas med ett ert av videoramar. För att säkerställa en korrekt spårning.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Mus på kort och lång sikt rörelseaktivitet 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

Kontextuell och cued rädsla Conditioning Test Med hjälp av en videoanalyssystem hos möss

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

Ett nytt förfarande för att utvärdera de förstärkande egenskaper Tastants i laboratorieråttor: Operant Intraoral Själv administration

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 rädsla Conditioning i möss

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

Operanta förfaranden för att bedöma Behavioral Flexibilitet i råttor

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

Den modifierade Hole Board - Mätning Beteende, Kognition och social interaktion i möss och råttor

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

Kvantifiera social motivation i möss med användning av 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 fördröjning Blink luftkonditionering i ett-åriga 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

Visuella klassisk betingning i trä myror

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

Rädsla Inkubation Med hjälp av en utökad Fear-Conditioning Protokoll för råttor

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