Questa ricerca è stata sostenuta da sovvenzioni da Health Research Board del Commonwealth della Virginia.

Il protocollo per la facilità di spiegazione è stato suddiviso in 2 parti: 1) procedura sperimentale e 2) Analisi automatizzata. Tutti gli animali sono stati trattati secondo la guida per la cura e l&#39;uso di animali da laboratorio 15, e tutte le procedure sono state approvate dal Comitato di Cura e uso istituzionale degli animali. 1. Procedura sperimentale <ol><li> Impostare la gabbia, che è un plexiglas antiriflesso neri scatola rettangolare (52 x 25 x 23 cm 3) divisa in tre scomparti: sociali, non sociali, e un vano centrale neutra (Figura 1). Mettere coppe filo invertite in ciascuno dei comparti finali durante le sessioni I e II (discusso sotto) e la casa del topo di stimolo durante la sessione II. </li><li> Impostare la fotocamera in modo che la gabbia riempie il campo visivo. Poiché illuminazione può interferire con quello del mouse, mantenere una luminanza di non più di 3,5 lux all&#39;interno della gabbia, proveniente dalla luce indiretta dauna lampada ad incandescenza e misurata sul pavimento della gabbia in direzione verso l&#39;alto. Anche utilizzare una sorgente di luce infrarossa, che i topi non può percepire ma la fotocamera può rilevare. Registrare tutti i film in 720 x 480 definizione standard. </li><li> Registrazione di un singolo fotogramma di una gabbia vuota per l&#39;elaborazione delle immagini in seguito (chiamato il &quot;quadro di riferimento&quot;) e salvare come immagine in scala di grigi. </li><li> Sessione I: introdurre il mouse di prova nella gabbia e Wave mano sopra la gabbia, che indica l&#39;inizio della sessione (confrontare l&#39;analisi automatizzata). Record di film per 10 min. Alla fine di 10 min, mettere il mouse avanti nella sua gabbia originale. </li><li> Sessione II: Mettere il mouse stimolo sotto una delle tazze invertite (controbilanciato). </li><li> Utilizzare il pulsante &quot;Social sinistra&quot; o &quot;destra sociale&quot; per selezionare se il mouse stimolo è nella tazza rovesciata a sinistra o nella tazza rovesciata sulla destra. NOTA: La tazza rovesciata con il mouse stimolo viene chiamato &quot;coppa sociale&quot;, mentre l&#39;altraCoppa del &quot;calice non sociale&quot;. Il vano in cui la coppa sociale si trova è chiamato il comparto sociale, il vano con la coppa non sociale è il comparto non sociale, ed il vano centrale è la &quot;vano neutrale&quot;. </li><li> Introdurre il mouse di prova nella gabbia. Onda mano sulla gabbia per indicare l&#39;inizio della sessione. Record di film per 10 min. È importante sottolineare che, mantenere topi dell&#39;apparato socialità prima di rimuovere le tazze invertite per iniziare Sessione III. </li><li> Sessione III: Rimuovere le coppe invertite, rilasciare entrambi i topi e permettere ai topi di prova e di stimolo di interagire liberamente con l&#39;altro. Onda mano sulla gabbia per indicare l&#39;inizio della sessione. Record di film per 10 min. Alla fine di 10 min, mettere entrambe topi nelle loro rispettive gabbie. </li></ol> 2. Analisi automatizzata NOTA: I comandi nella sezione 2 sono rilasciati tramite un&#39;interfaccia utente grafica (vedi figura 2), che concontrolli il nostro software. Qui spieghiamo il trattamento passo-passo che il nostro software permette; il software è anche in grado di realizzare l&#39;analisi in modalità batch senza intervento dell&#39;utente. <ol><li> Per ogni film, eseguire le seguenti fasi di lavorazione: <ol><li> film di carico (pulsante Carica clicca). </li><li> Selezionare la configurazione gabbia, che dice al programma di analisi della posizione dei confini della gabbia, i confini del vano, e le posizioni di coppa. Selezionare una delle quattro configurazioni salvate o regolare manualmente tutte le coordinate. NOTA: La configurazione normalmente non cambia da un esperimento all&#39;altro e può quindi essere riutilizzato. </li><li> Per ogni fotogramma del filmato, eseguire le seguenti fasi di lavorazione (2.1.3.1-2.1.3.6). <ol><li> Convertire il telaio in scala di grigio facendo clic sul pulsante &quot;scala di grigi&quot;. </li><li> sottrarre digitalmente il quadro di riferimento in scala di grigi (vedi punto 1.3) facendo clic sul pulsante &quot;Sottrarre&quot;. NOTA: L&#39;obiettivo di questa fase è quello di rendere le va pixellues del telaio molto vicino a zero ovunque tranne per la posizione del mouse. </li><li> Binarizzare il telaio impostando tutti i pixel al di sotto di un certo livello di soglia al nero, tutti i pixel sopra di tale livello al bianco (fare clic sul pulsante &quot;binarizzare&quot;). Nota: L&#39;idea è che, poiché i pixel del mouse hanno generalmente valori più elevati rispetto ai rimanenti pixel, i pixel del mouse diventerà bianco e tutti gli altri pixel nero. Il livello di soglia ottimale dipende dalle condizioni di illuminazione e può essere determinata valutando la forma del mouse durante un film. Se la soglia viene scelta troppo bassa, il mouse appare troppo grande, e pixel che non appartengono al mouse può essere colorato bianco. Se la soglia è troppo alta, il mouse diventa piccola e può disintegrarsi in pezzi sconnessi. Nei film registrati, la soglia ottimale è sempre compresa tra 20 e 35 (su una scala da 0 a 255). </li><li> Erodono 13 le binarizzate immagine e volte, poi si dilatano 13 2e volte, poi erode volte ancora e, premendo il tasto &quot;Erod / Dil&quot;. Nota: Lo scopo di questa procedura è di rimuovere la coda. Per la risoluzione (720 x 480) che è stato utilizzato, e = 3 lavorato in tutte le circostanze. Nota: Il software controlla automaticamente la presenza di una mano nella foto (durante la registrazione dei filmati, le mani sono agitò attraverso l&#39;immagine per indicare l&#39;inizio di una sessione). Se è presente una mano, ci saranno insolitamente molti pixel bianchi nel telaio binarizzata perché la mano è molto più grande di un topo. La condizione per la presenza di una mano è che ci sono più di 10.000 pixel bianchi nel telaio binarizzata. Il software determina l&#39;inizio di sessioni I, II, e III, rilevando l&#39;intervallo di fotogrammi in cui si verificano movimenti della mano. </li></ol></li></ol></li><li> In sessioni I e II, continuare come segue: <ol><li> Rilevare la più grande componente connessa dell&#39;insieme di pixel bianchi (clicca &quot;LComp&quot;). Nota: Lo scopo of questo passaggio è quello di eliminare i pixel bianchi che non appartengono al mouse, ad esempio, causata dal movimento del mouse stimolo sessione II. Il più grande componente collegato è in quasi tutti i fotogrammi del mouse. </li><li> Determinare i due pixel bianchi più lontani (chiamati i &quot;fini&quot; del mouse) cliccando su &quot;Trova Ends&quot;. Nota: Il software stabilisce la continuità delle due estremità, cioè, per ciascuna delle estremità del primo telaio al quale delle estremità dei fotogrammi successivi appartengono. L&#39;idea generale è che poiché le cornici sono rilevate al tasso alto, le estremità non possono viaggiare lontano da un fotogramma a quello successivo, in modo che per il corretto mantenimento delle estremità da un fotogramma successivo è quella che minimizza la somma delle distanze le estremità si muovono. Vedi la discussione per maggiori dettagli. </li><li> Determinare quale fine del mouse è il naso. <ol><li> Determinare la direzione in cui un mouse mosse da osservare come il centro di gravità (COG)cambiamenti da fotogramma a fotogramma (moto della COG è il moto della somma di tutti i pixel di topo). Nota: Il COG di un insieme di pixel p 1, ..., p n con coordinate x 1, .., x n è definita da: <img alt="Equazione 1" src="/files/ftp_upload/52508/52508eq1.jpg" /> I topi di solito si muovono in avanti (cioè verso il naso). In una sezione di diverse centinaia di cornici, c&#39;è sempre molto alta fiducia nella rilevazione testa / coda. Nota: il software determina automaticamente verso quale delle rilevato termina il mouse è in movimento; questo scopo è identificato come il naso e contrassegnato con un cerchio rosso nel film. Quando il naso rilevato è contrassegnato con un cerchio rosso in ogni fotogramma, l&#39;utente può controllare la qualità della rilevazione. </li></ol></li></ol></li><li> In sessione III, continuare come segue: <ol><li> Rileva due maggiori componenti di pixel bianchi. <ol><li> Se entrambi sono di dimensioni accettabili per AMOuse e le loro centri di gravità (COGS) sono compatibili con gli ingranaggi del mouse del fotogramma precedente, prendere in considerazione queste due componenti i due topi. </li><li> Considerare il mouse di dimensioni accettabili, se non hanno cambiato di più del 20% dal momento che il fotogramma precedente, e prendere in considerazione ingranaggi della due fotogrammi consecutivi come compatibile se la loro differenza non è maggiore della distanza di un mouse può viaggiare nel tempo tra i fotogrammi (questa distanza segue dalla velocità massima del mouse, che può essere determinata come parte dei preparativi di una serie di esperimenti analizzando il movimento di vari topi individuali (come in sessioni i e II). Nota: Se i due componenti principali sono formati non accettabili per un mouse, o gli ingranaggi sono troppo diverse da quelle nel frame precedente, il software aumenta automaticamente la soglia di binarizzazione finché i due componenti principali sono di dimensioni accettabili e loro COGs sono compatibili con quelli del frame precedente. </li></ol></li><li> Clicca con il mouse provail primo fotogramma. Utilizzare l&#39;analisi 2.3.1 per identificare sia di test e il mouse di stimolo in ogni fotogramma della sessione III. </li><li> Identificare le cornici in sessione III in cui un mouse avvicina socialmente l&#39;altro. Nota: Il software implementa questo passaggio controllando automaticamente che la distanza tra i topi è inferiore alla distanza tipica interazione dei topi (usiamo 2 cm). </li><li> Quando il software gioca un breve segmento del film con l&#39;approccio rilevato all&#39;utente, selezionare un pulsante per indicare se questo approccio si qualifica come un approccio sociale dal mouse prova, evitamento sociale dal mouse di prova, o nessuno. Nota: Passo 2.3.4 può essere automatizzata se è noto che il mouse è il mouse di prova. Dal momento che queste informazioni si perde quando i topi diventano troppo vicini l&#39;uno all&#39;altro (o salire su uno sopra l&#39;altro), e non dal momento che abbiamo ancora trovato un modo per etichettare i topi in un modo che può essere rilevato in modo affidabile dal nostro software e fa non influenzare il loro comportamento, abbiamo ritornati alclassificazione manuale per ora. </li></ol></li><li> Per valutare i filmati elaborati, film di carico utilizzando il pulsante Carica. <ol><li> Fare clic su Start Sessione 1 per visualizzare il primo fotogramma della sessione 1 (o Inizia Sessione 2 per visualizzare il primo fotogramma della sessione 2). </li><li> Clicca su Play / Stop per riprodurre e interrompere i filmati. Nota: I film elaborati verranno visualizzati il ​​mouse con la testa e la coda contrassegnati con cerchi di colore diverso. Tutte le misure socialità vengono visualizzati sullo schermo e aggiornati come il film gioca. </li><li> Export socialità dati in formato Excel cliccando &quot;Export&quot;. </li><li> Clicca su &quot;Compile dati&quot; per compilare tutti i dati di tutti i filmati in una cartella in un unico file di Excel. </li></ol></li></ol>

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	<li>Brodkin, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BALB/c+mice:+Low+sociability+and+other+phenotypes+that+may+be+relevant+to+autism.">BALB/c mice: Low sociability and other phenotypes that may be relevant to autism.</a> Behavioural Brain Research. 176, 53-65 (2007).</li><li>Deutsch, S. I., Burket, J. A., Urbano, M. R., Herndon, A. L., Winebarger, E. E., Mohammadi, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+sociability+of+the+BALB/c+mouse,+an+animal+model+of+autism+spectrum+disorders,+is+attenuated+by+NMDA+receptor+agonist+interventions:+clinical+implications.">Impaired sociability of the BALB/c mouse, an animal model of autism spectrum disorders, is attenuated by NMDA receptor agonist interventions: clinical implications.</a> Comprehensive Book on Autism Spectrum Disorders. , 323-342 (2011).</li><li>Dunn, M. E., Burbine, T., Bowers, C. A., Tantleff-Dunn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moderators+of+stress+in+parents+of+children+with+autism.">Moderators of stress in parents of children with autism.</a> Community Mental Health Journal. 37, 39-52 (2001).</li><li>Babineau, B. A., Yang, M., Berman, R. F., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+home+cage+social+behaviors+in+BTBR+T+tf/J+mice+during+juvenile+development.">Low home cage social behaviors in BTBR T+tf/J mice during juvenile development.</a> Physiology &amp; Behavior. 114-115, 49-54 (2013).</li><li>Benson, A. D., Burket, J. A., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BALB/c+mice+treated+with+d-cycloserine+arouse+increased+social+interest+in+conspecifics.">BALB/c mice treated with d-cycloserine arouse increased social interest in conspecifics.</a> Brain Research Bulletin. 99, 95-99 (2013).</li><li>Burket, J. A., Benson, A. D., Tang, A. H., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapamycin+improves+sociability+in+the+BTBR+T(+)Itpr3(tf)/J+mouse+model+of+autism+spectrum+disorders.">Rapamycin improves sociability in the BTBR T(+)Itpr3(tf)/J mouse model of autism spectrum disorders.</a> Brain Research Bulletin. 100, 70-75 (2014).</li><li>Burket, J. A., Benson, A. D., Tang, A. H., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=D-Cycloserine+improves+sociability+in+the+BTBR+T++Itpr3tf/J+mouse+model+of+autism+spectrum+disorders+with+altered+Ras/Raf/ERK1/2+signaling.">D-Cycloserine improves sociability in the BTBR T+ Itpr3tf/J mouse model of autism spectrum disorders with altered Ras/Raf/ERK1/2 signaling.</a> Brain Research Bulletin. 96, 62-70 (2013).</li><li>Burket, J. A., Herndon, A. L., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Locomotor+activity+of+the+genetically+inbred+BALB/c+mouse+strain+is+suppressed+by+a+socially+salient+stimulus.">Locomotor activity of the genetically inbred BALB/c mouse strain is suppressed by a socially salient stimulus.</a> Brain Research Bulletin. 83, 255-256 (2010).</li><li>Deutsch, S. I., 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=D-cycloserine+improves+sociability+and+spontaneous+typic+behaviors+in+4-week+old+mice.">D-cycloserine improves sociability and spontaneous typic behaviors in 4-week old mice.</a> Brain Research. 1439, 96-107 (2012).</li><li>Jacome, L. F., Burket, J. A., Herndon, A. L., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+inbred+BALB/c+mice+differ+from+outbred+Swiss+Webster+mice+on+discrete+measures+of+sociability:+relevance+to+a+genetic+mouse+model+of+autism+spectrum+disorders.">Genetically inbred BALB/c mice differ from outbred Swiss Webster mice on discrete measures of sociability: relevance to a genetic mouse model of autism spectrum disorders.</a> Autism Research. 4, 393-400 (2011).</li><li>Jacome, L. F., Burket, J. A., Herndon, A. L., Cannon, W. R., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=D-serine+improves+dimensions+of+the+sociability+deficit+of+the+genetically-inbred+BALB/c+mouse+strain.">D-serine improves dimensions of the sociability deficit of the genetically-inbred BALB/c mouse strain.</a> Brain Research Bulletin. 84, 12-16 (2011).</li><li>Deutsch, S. I., Burket, J. A., Jacome, L. F., Cannon, W. R., Herndon, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=D-Cycloserine+improves+the+impaired+sociability+of+the+BALB/c+mouse.">D-Cycloserine improves the impaired sociability of the BALB/c mouse.</a> Brain Research Bulletin. 84, 8-11 (2011).</li><li>Shih, F. 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> Image Processing and Mathematical Morphology: Fundamentals and Applications. , (2009).</li><li>Nixon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Feature Extraction &amp; Image Processing. , (2008).</li><li>National Research Council. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , (2011).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Combinando i topi videoregistrazione e l&#39;analisi di film automatica, abbiamo creato un, affidabile tecnica di screening high-throughput a prezzi accessibili. L&#39;accuratezza dell&#39;analisi automatizzata stato confrontato con i risultati delle analisi manuale per più di 100 film. Nella stragrande maggioranza dei telai (&gt; 99%) di frame, il naso del mouse è identificato con buona precisione. La maggior parte dei (pochi) misdetections non hanno effetto sulle misure socialità, in mo...

Socialità alterata è uno dei domini sintomo principale in una serie di disturbi dello sviluppo neurologico, inclusi i disturbi dello spettro autistico (ASD) 1,2. Si limita gravemente la capacità dei pazienti di sviluppare relazioni e influisce notevolmente i pazienti, le famiglie e gli operatori sanitari 2,3. Nel tentativo di comprendere meglio il meccanismo alla base della socialità ridotta e sviluppare trattamenti, diversi modelli di topo sono stati studiati 1,4-9. Uno di questi è il ceppo topo BALB / c, un ceppo inbred che presenta sorprendentemente bassa socialità, che assomiglia caratteristiche osservate in pazienti con ASD5 8-12. Ad esempio, il topo BALB / c mostra una minore frequenza di approcci sociali e una risposta di solito negativa approcci sociali da un mouse stimolo (ad esempio, evitamento sociale) che l&#39;Swiss Webster comparatore ceppo 10. Per verificare se un trattamento proposto è effective ad aumentare la socialità, sono necessarie misure oggettive. Un quadro ampiamente accettata è quello di analizzare la socialità in un apparato standardizzato che ha tre scomparti (vedi Figura 1). Gli scomparti a sinistra ea destra contengono ciascuno una coppa filo rovesciato che ospita un mouse stimoli socialmente saliente. Il mouse test viene rilasciato nell&#39;apparecchio per tre intervalli di 10 min (sessioni I-III); sessione ho valuta l&#39;attività locomotoria del mouse di prova, mentre le sessioni II e III valutare diversi aspetti della socialità del topo di prova. In sede ho, il mouse di test è consentito di acclimatarsi all&#39;apparato. In questa sessione, viene misurato il numero di transizioni che il mouse di prova rende tra i diversi comparti. È importante sottolineare che le misure socialità ottenuti negli apparati tre compartimenti di serie dipendono attività locomotoria e ridotta attività locomotoria possono confondere l&#39;interpretazione dei sociDati abilità. In sessione II, il mouse di prova si muove liberamente e un mouse stimolo è posto sotto una delle tazze invertite (controbilanciato). I topi sono di stimolo di 4 settimane topi ICR maschi outbred vecchi, età e sesso-abbinato ai topi di prova. Il mouse stimolo è racchiuso in un bicchiere rovesciato nel lato designato come vano sociale, ed un bicchiere rovesciato vuoto viene posizionato nel lato designato come vano non sociale. In sede II, la socialità del mouse test è quantificata confrontando il tempo che passa vicino alla coppa &quot;sociale&quot; invertita (meno di 2 cm di distanza) rispetto al tempo che passa vicino alla tazza rovesciata &quot;non sociale&quot;, e per il momento spende nel vano sociali contro il tempo che trascorre nel vano non sociale. topi di confronto Swiss Webster trascorrono molto più tempo nel compartimento sociale e vicino alla tazza rovesciata sociale, rispetto ai topi BALB / c che mostrano nessuna preferenza significativa per il socialetazza rovesciata o il vano sociali 12. In sessione III, topi di prova e di stimolo possono interagire liberamente (tazze invertite vengono rimossi). Le misure di socialità, comportamenti stereotipati e le transizioni tra i compartimenti sono affidabile ottenuti nella terza sessione di 10 min di libera interazione tra prova e topi di stimolo e analizzati. In questa relazione, la socialità del mouse test viene quantificato tramite due misure: 1) il numero di approcci sociali rende verso il mouse stimolo, dove un approccio sociale è definito come movimento in avanti (naso prima) verso il mouse stimoli in modo che il il naso è inferiore a 2 cm di distanza dal mouse di stimolo; 2) il numero di evitamenti degli approcci sociali con il mouse stimolo. Il mouse test è considerato essere evitando l&#39;approccio se gira o si allontana dal mouse stimolo, o se si ferma temporaneamente movimento ( &quot;congelamento comportamento&quot;) dopo che il puntatore stimolo è avvicinato il mouse test. BALB /topi c mostrano una diminuzione del numero di approcci sociali realizzati verso il mouse stimolo e un aumento del numero di risposte negative approcci sociali nel topo stimolo, rispetto al Swiss Webster comparatore ceppo 10. La valutazione dei film comportamentali è stato tradizionalmente fatto manualmente, cioè, guardando il film con attenzione (eventualmente a velocità ridotta) e attivando cronometri per il tempo trascorre il mouse in un certo compartimento o vicino ad una delle tazze invertite 10. Questo metodo richiede monitorando del film volte ed è, quindi, molto tempo. Inoltre, la precisione è limitata dal tempo di reazione del rater per le misurazioni del cronometro e la capacità di percepire se il mouse si trova a 2 cm di coppa rovesciata. In un lavoro recente, due composti, (D-serina e D-cicloserina) si sono dimostrati efficaci nel ripristinare la socialità in BALB topi / c 9,10,12. È noto che sia componenti moduin ritardo il recettore NMDA, che è noto a svolgere un ruolo centrale nel comportamento sociale 2,12. Una vasta gamma di composti è noto per modulare l&#39;attività del recettore NMDA in una varietà di modi ben definiti, e il potenziale di una svolta nel trattamento ASD rende la valutazione accelerata di questi composti una priorità e un metodo automatico per la valutazione rapida altamente desiderabile. Descritto di seguito è una procedura di analisi automatica sviluppata per la valutazione della socialità del mouse. Esso utilizza metodi di elaborazione delle immagini su tutti i fotogrammi di film mouse per identificare la posizione del mouse o topi. In sessioni I e II, rileva ulteriormente la posizione del naso e la usa per calcolare misure socialità. In sessione III, rileva automaticamente tutti gli approcci, ma è richiesta la classificazione manuale (approccio sociale, evitamento sociale, o altro).

<table><tbody><tr><td>Plexiglas cage</td><td>Norva Plastics, Norfolk, VA</td><td>custom made</td><td>Dimensions and layout described in manuscript,&lt;br/&gt; can be adjusted according to needs.&lt;br/&gt; Use non-reflective plexiglas for to facilitate image processing</td></tr><tr><td>Wire cups</td><td>Kitchen plus</td><td>315</td><td>Use one to house stimulus mouse, one empty</td></tr><tr><td>Video camera</td><td>SONY</td><td>HDR-PJ790</td><td>Can be replaced by any camera with&lt;br/&gt; Comparable specifications</td></tr><tr><td>OpenCV (Image processing library)</td><td>Willow Garage</td><td>N/A</td><td>Any modern image processing library&lt;br/&gt; can be used.</td></tr></tbody></table>

experimental assessment of mouse sociability using an automated image processing approach

Mouse è l&#39;organismo modello preferito per testare i farmaci progettati per aumentare la socialità. Presentiamo un metodo per quantificare socialità topo in cui il mouse esame viene posto in un apparecchio standardizzato e relativi comportamenti sono valutati in tre diverse sessioni (chiamato sessione I, II, e III). L&#39;apparecchio ha tre scomparti (vedi figura 1), i compartimenti sinistro e destro contenere un bicchiere rovesciato che può alloggiare un mouse (chiamato &quot;stimolo mouse&quot;). In sede I, il mouse esame viene posto in gabbia e la sua mobilità è caratterizzata dal numero di transizioni effettuate tra i compartimenti. In sessione II, un topo di stimolo è posto sotto una delle tazze invertite e la socialità del mouse test viene quantificato dagli importi di tempo che trascorre vicino alla tazza contenente il mouse stimolo chiusa contro la tazza rovesciata vuoto. In sede III, le coppe invertite vengono rimossi un<html> d entrambi i topi interagiscono liberamente. La socialità del mouse di prova in sessione III è quantificata dal numero di approcci sociali lo rende verso il mouse stimolo e per il numero di volte che evita un approccio sociale dal mouse stimolo. La valutazione automatica del film rileva il naso del mouse test, che consente la determinazione di tutte le misure sociability descritte in seduta I e II (in sessione III, approcci vengono identificati automaticamente ma classificate manualmente). Per trovare il naso, l&#39;immagine di una gabbia vuota viene sottratto digitalmente da ogni fotogramma del film e l&#39;immagine risultante viene binarizzata per identificare i pixel del mouse. La coda del mouse viene rimosso automaticamente e i due punti più distanti del mouse restanti vengono determinati; queste sono vicino al naso e la base della coda. Analizzando il movimento del mouse e utilizzando argomenti di continuità, il naso è identificato. <img alt="&lt;/ Html">&quot;Figura 1&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 52508 / 52508fig1.jpg&quot; /&gt; Figura 1. Valutazione di socialità durante 3 sessioni I (in alto):.. Acclimatazione di topo test per la gabbia Sessione II (centrale):. Prova del mouse si muove liberamente nella gabbia mentre il mouse stimolo è racchiuso in una tazza rovesciata Sessione III (in basso): Sia il mouse e mouse prova di stimolo sono autorizzati a muoversi liberamente e interagire con l&#39;altro.

La figura 3 mostra una struttura di colore di un film comportamentale con una gabbia vuota. Il mouse non è stato introdotto nella gabbia ancora. La posizione delle coppe, (sociali e non sociali) ei confini vano sono sovrapposte. La struttura di colore della gabbia vuota viene convertita in scala di grigi 8 bit, come mostrato in Figura 4 e utilizzato come sistema di riferimento. Il telaio di riferimento viene sottratto da ogni altro fotogramma del filmato acquisito. <p class="jove_c...

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Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

Questo protocollo descrive un metodo per quantificare socialità mouse. I topi sono videoregistrati mentre si muovono e interagiscono in una gabbia speciale. trasformazione di film consente la quantificazione automatizzata di socialità con ottima precisione e affidabilità.

Valutazione sperimentale del mouse Socialità con un approccio Image Processing automatizzata

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

experimental-assessment-mouse-sociability-using-an-automated-image

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

8.4K Views.  Old Dominion University.  Questo protocollo descrive un metodo per quantificare socialità mouse. I topi sono videoregistrati mentre si muovono e interagiscono in una gabbia speciale. trasformazione di film consente la quantificazione automatizzata di socialità con ottima precisione e affidabilità. 

Video: Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

Automated, Quantitative Cognitive/Behavioral Screening of Mice: For Genetics, Pharmacology, Animal Cognition and Undergraduate Instruction

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and pharmacological manipulations on basic mechanisms of cognition and learning in mice. A standard polypropylene mouse housing tub is connected through an acrylic tube to a standard commercial mouse test box. The test box has 3 hoppers, 2 of which are connected to pellet feeders. All are internally illuminable with an LED and monitored for head entries by infrared (IR) beams. Mice live in the environment, which eliminates handling during screening. They obtain their food during two or more daily feeding periods by performing in operant (instrumental) and Pavlovian (classical) protocols, for which we have written protocol-control software and quasi-real-time data analysis and graphing software. The data analysis and graphing routines are written in a MATLAB-based language created to simplify greatly the analysis of large time-stamped behavioral and physiological event records and to preserve a full data trail from raw data through all intermediate analyses to the published graphs and statistics within a single data structure. The data-analysis code harvests the data several times a day and subjects it to statistical and graphical analyses, which are automatically stored in the &#34;cloud&#34; and on in-lab computers. Thus, the progress of individual mice is visualized and quantified daily. The data-analysis code talks to the protocol-control code, permitting the automated advance from protocol to protocol of individual subjects. The behavioral protocols implemented are matching, autoshaping, timed hopper-switching, risk assessment in timed hopper-switching, impulsivity measurement, and the circadian anticipation of food availability. Open-source protocol-control and data-analysis code makes the addition of new protocols simple. Eight test environments fit in a 48 in x 24 in x 78 in&#160;cabinet; two such cabinets (16 environments) may be controlled by one computer.

Fully automated system for measuring physiologically meaningful properties of the mechanisms mediating spatial localization, temporal localization, duration, rate&#160;and probability estimation, risk assessment, impulsivity, and the accuracy and precision of memory, in order to assess the effects of genetic and pharmacological manipulations on foundational mechanisms of cognition in mice.

Automatizzato, Quantitative cognitivo / comportamentale Proiezione di topi: per la genetica, farmacologia, Animal Cognition e istruzione laurea

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and ...

Ricerca

Comportamento

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station (INBEST)

Due to rapid advances in genetic engineering, small rodents have become the preferred subjects in many disciplines of biomedical research. In studies of chronic CNS disorders, there is an increasing demand for murine models with high validity at the behavioral level. However, multiple pathogenic mechanisms and complex functional deficits often impose challenges to reliably measure and interpret behavior of chronically sick mice. Therefore, the assessment of peripheral pathology and a behavioral profile at several time points using a battery of tests are required. Video-tracking, behavioral spectroscopy, and remote acquisition of physiological measures are emerging technologies that allow for comprehensive, accurate, and unbiased behavioral analysis in a home-base-like setting. This report describes a refined phenotyping protocol, which includes a custom-made monitoring apparatus (Integrated Behavioral Station, INBEST) that focuses on prolonged measurements of basic functional outputs, such as spontaneous activity, food/water intake and motivated behavior in a relatively stress-free environment. Technical and conceptual improvements in INBEST design may further promote reproducibility and standardization of behavioral studies.

Behavioral Phenotyping of Murine Disease Models with the Integrated Behavioral Station INBEST

Prolonged and comprehensive monitoring of mice in a home-cage environment provides a deeper understanding of aberrant behavior in murine models of brain diseases. This paper describes the Integrated Behavioral Station (INBEST) as the key component of contemporary behavioral analysis.

Behavioral Fenotipizzazione di modelli di malattia murini con la stazione Integrated Behavioral (INBEST)

Due to rapid advances in genetic engineering, small rodents have become the preferred subjects in many disciplines of biomedical research. In studies of ...

Assessment of Social Interaction Behaviors

Social interactions are a fundamental and adaptive component of the biology of numerous species. Social recognition is critical for the structure and stability of the networks and relationships that define societies. For animals, such as mice, recognition of conspecifics may be important for maintaining social hierarchy and for mate choice 1.
A variety of neuropsychiatric disorders are characterized by disruptions in social behavior and social recognition, including depression, autism spectrum disorders, bipolar disorders, obsessive-compulsive disorders, and schizophrenia. Studies of humans as well as animal models (e.g., Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, Mus musculus, Rattus norvegicus) have identified genes involved in the regulation of social behavior 2. To assess sociability in animal models, several behavioral tests have been developed (reviewed in 3). Integrative research using animal models and appropriate tests for social behavior may lead to the development of improved treatments for social psychopathologies.
The three-chamber paradigm test known as Crawley's sociability and preference for social novelty protocol has been successfully employed to study social affiliation and social memory in several inbred and mutant mouse lines (e.g. 4-7). The main principle of this test is based on the free choice by a subject mouse to spend time in any of three box's compartments during two experimental sessions, including indirect contact with one or two mice with which it is unfamiliar. To quantitate social tendencies of the experimental mouse, the main tasks are to measure a) the time spent with a novel conspecific and b) preference for a novel vs. a familiar conspecific. Thus, the experimental design of this test allows evaluation of two critical but distinguishable aspects of social behavior, such as social affiliation/motivation, as well as social memory and novelty. "Sociability" in this case is defined as propensity to spend time with another mouse, as compared to time spent alone in an identical but empty chamber 7. "Preference for social novelty" is defined as propensity to spend time with a previously unencountered mouse rather than with a familiar mouse 7. This test provides robust results, which then must be carefully analyzed, interpreted and supported/confirmed by alternative sociability tests. In addition to specific applications, Crawley's sociability test can be included as an important component of general behavioral screen of mutant mice.

Here we describe a detailed protocol for examination of sociability in mice by using Crawley's sociability and preference for social novelty test. We describe the advantages and possible applications for this procedure, including critical details important for correct interpretation of the results.

Valutazione dei comportamenti di interazione sociale

Social interactions are a fundamental and adaptive component of the biology of numerous species. Social recognition is critical for the structure and ...

Neuroscienze

Simple and Computer-assisted Olfactory Testing for Mice

Olfaction is highly conserved among species and is required for reproduction and survival.
In humans, olfaction is also one of the senses that is affected with aging and is a strong predictor of neurodegenerative diseases. Thus, olfaction testing is used as a non-invasive diagnostic method to detect neurological deficits early on. In order to understand the mechanisms underlying olfactory network susceptibility, olfactory research in rodents has gained momentum in the past decade.
Here, we present a very simple, time efficient and reproducible olfactory testing method of innate odor perception and sensitivity in mice without the need of any prior food or water restriction. The tests are performed in a familiar environment to the mice, require only the scents and a 2 min session of odorant exposure. The analysis is performed, post-hoc, using computer-assisted commands on ImageJ and can be, therefore, carried out from start to end by one researcher.
This protocol does not require any special hardware or setup and is indicated for any laboratory interested in testing olfactory perception and sensitivity.

We present a simple and unbiased olfactory test in mice. With this protocol olfactory discrimination, preference, avoidance and sensitivity to a novel odor as compared to water can be assessed in single behavioral sessions. This method is indicated for a single experimenter and analysis is based on computer-assisted video processing.

Semplice e assistita da computer Olfattivo Test per Mice

Olfaction is highly conserved among species and is required for reproduction and survival.
In humans, olfaction is also one of the senses that is affected ...

Recording Mouse Ultrasonic Vocalizations to Evaluate Social Communication

Mice emit ultrasonic vocalizations in different contexts throughout development and in adulthood. These vocal signals are now currently used as proxies for modeling the genetic bases of vocal communication deficits. Characterizing the vocal behavior of mouse models carrying mutations in genes associated with neuropsychiatric disorders such as autism spectrum disorders will help to understand the mechanisms leading to social communication deficits. We provide here protocols to reliably elicit ultrasonic vocalizations in pups and in adult mice. This standardization will help reduce inter-study variability due to the experimental settings. Pup isolation calls are recorded throughout development from individual pups isolated from dam and littermates. In adulthood, vocalizations are recorded during same-sex interactions (without a sexual component) by exposing socially motivated males or females to an unknown same-sex conspecific. We also provide a protocol to record vocalizations from adult males exposed to an estrus female. In this context, there is a sexual component in the interaction. These protocols are established to elicit a large amount of ultrasonic vocalizations in laboratory mice. However, we point out the important inter-individual variability in the vocal behavior of mice, which should be taken into account by recording a minimal number of individuals (at least 12 in each condition). These recordings of ultrasonic vocalizations are used to evaluate the call rate, the vocal repertoire and the acoustic structure of the calls. Data are combined with the analysis of synchronous video recordings to provide a more complete view on social communication in mice. These protocols are used to characterize the vocal communication deficits in mice lacking ProSAP1/Shank2, a gene associated with autism spectrum disorders. More ultrasonic vocalizations recordings can also be found on the mouseTube database, developed to favor the exchange of such data.

Mouse ultrasonic vocalizations are used as proxies to model the genetic bases of vocal communication deficits in mouse models for neuropsychiatric disorders. The present protocol describes three experimental contexts that reliably elicit ultrasonic vocalizations from pups (throughout development) and adult mice (same-sex interactions, male-estrus female interactions).

Registrazione del mouse ultrasuoni Vocalizations per valutare Comunicazione Sociale

Mice emit ultrasonic vocalizations in different contexts throughout development and in adulthood. These vocal signals are now currently used as proxies ...

Measuring Active and Passive Tameness Separately in Mice

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two behavioral components: a reluctance to avoid humans (passive tameness) and a motivation to approach humans (active tameness). To quantify these components in mice, we previously developed behavioral tests for active tameness, passive tameness, and the willingness to stay on a human hand, each designed to be completed within 3 min. The data obtained were used for selective breeding, with a large number of mice analyzed per generation. The active tameness test measures the movement of the mouse toward a human hand and the contact it engages in. The passive tameness test measures the duration of time that a mouse tolerates human touch. In the stay-on-hand test, a mouse is placed on a human hand and touched slowly using the thumb of that hand; the duration of time that the animal remains on the hand is measured. Here, we describe the test set-up and apparatus, explain the procedures, and discuss the appropriate data analysis. Finally, we explain how to interpret the results.

Tameness in animals includes a reduction of avoidance responses to humans (passive tameness) and an increase in active approaches to humans (active tameness). Here, we describe detailed protocols for three behavioral tests (active tameness, passive tameness, and stay-on-hand tests) to separately measure the active and passive tameness of mice.

Attiva e passiva docilità separatamente nei topi di misura

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various physiological or pathological changes. The object location task (OLT) and the novel object recognition task (NORT) are two effective behavioral tasks commonly used to reveal the function and relative health of specific brain regions involved in memory. While both of these tests exploit the inherent preference of mice for the novelty to reveal memory for previously encountered objects, the OLT primarily evaluates spatial learning, which relies heavily on hippocampal activity. The NORT, in contrast, evaluates non-spatial learning of object identity, which relies on multiple brain regions. Both tasks require an open-field-testing arena, objects with equivalent intrinsic value to mice, appropriate environmental cues, and video recording equipment and the software. Commercially available systems, while convenient, can be costly. This manuscript details a simple, cost-effective method for building the arenas and setting up the equipment necessary to perform the OLT and NORT. Furthermore, the manuscript describes an efficient testing protocol that incorporates both OLT and NORT and provides typical methods for data acquisition and analysis, as well as representative results. Successful completion of these tests can provide valuable insight into the memory function of various mouse model systems and appraise the underlying neural regions that support these functions.

Here we provide a protocol which includes comprehensive instructions for the economical establishment of murine object location and novel object recognition behavioral testing, including the design, cost, and construction of required equipment as well as execution of behavioral testing, data collection, and analysis.

Riconoscimento di oggetti nuovi e oggetto posizione comportamentali test in topi con un budget limitato

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various ...

A System for Tracking the Dynamics of Social Preference Behavior in Small Rodents

Exploring the neurobiological mechanisms of social behavior requires behavioral tests that can be applied to animal models in an unbiased and observer-independent manner. Since the beginning of the millennium, the three-chamber test has been widely used as a standard paradigm to evaluate sociability (social preference) and social novelty preference in small rodents. However, this test suffers from multiple limitations, including its dependence on spatial navigation and negligence of behavioral dynamics. Presented and validated here is a novel experimental system that offers an alternative to the three-chamber test, while also solving some of its caveats. The system requires a simple and affordable experimental apparatus and publicly available open-source analysis system, which automatically measures and analyzes multiple behavioral parameters at individual and population levels. It allows detailed analysis of the behavioral dynamics of small rodents during any social discrimination test. We demonstrate the efficiency of the system in analyzing the dynamics of social behavior during the social preference and social novelty preference tests as performed by adult male mice and rats. Moreover, we validate the ability of the system to reveal modified dynamics of social behavior in rodents following manipulations such as whisker trimming. Thus, the system allows for rigorous investigation of social behavior and dynamics in small rodent models and supports more accurate comparisons between strains, conditions, and treatments.

Described here is a novel automated experimental system that offers an alternative to the three-chamber test and also solves several caveats. This system supplies multiple behavioral parameters that enable rigorous analysis of small rodent behavioral dynamics during the social preference and social novelty preference tests.

Un sistema per tenere traccia delle dinamiche del comportamento delle preferenze sociali nei piccoli roditori

Exploring the neurobiological mechanisms of social behavior requires behavioral tests that can be applied to animal models in an unbiased and ...

<meta charset="utf8"></head><body>Saggi comportamentali per il disturbo dello spettro autistico in modelli murini

Strategies for Assessing Autistic-Like Behaviors in Mice

Autism spectrum disorder (ASD) is a neurobiologically complex condition with a heterogeneous genetic etiology. Clinically, ASD is diagnosed by social communication impairments and restrictive or repetitive behaviors, such as hand flapping or lining up objects. These behavioral patterns can be reliably observed in mouse models with ASD-linked genetic mutations, making them highly useful tools for studying the underlying cellular and molecular mechanisms in ASD. Understanding how genetic changes affect the neurobiology and behaviors observed in ASD will facilitate the development of novel targeted therapeutic compounds to ameliorate core behavioral impairments. Our lab has employed several protocols encompassing well-described training and testing procedures that reflect a wide range of behavioral deficits related to ASD. Here, we detail two assays to study the core features of ASD in mouse models: self-grooming (a measure of repetitive behavior) and the three-chamber social interaction test (a measure of social interaction approach and preference for social novelty).

<meta charset="utf8"></head><body>Strategie per valutare i comportamenti simil-autistici nei topi

Rodent models are valuable tools for studying core behaviors related to autism spectrum disorder (ASD). In this article, we expound on two behavioral tests for modeling the core features of ASD in mice: self-grooming, which assesses repetitive behavior, and the three-chamber social interaction test, which documents social impairments.

Strategie per valutare i comportamenti simil-autistici nei topi

Autism spectrum disorder (ASD) is a neurobiologically complex condition with a heterogeneous genetic etiology. Clinically, ASD is diagnosed by social ...

Valutazione sperimentale del mouse Socialità con un approccio Image Processing automatizzata

Riepilogo

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Automatizzato, Quantitative cognitivo / comportamentale Proiezione di topi: per la genetica, farmacologia, Animal Cognition e istruzione laurea

Behavioral Fenotipizzazione di modelli di malattia murini con la stazione Integrated Behavioral (INBEST)

Valutazione dei comportamenti di interazione sociale

Semplice e assistita da computer Olfattivo Test per Mice

Registrazione del mouse ultrasuoni Vocalizations per valutare Comunicazione Sociale

Attiva e passiva docilità separatamente nei topi di misura

Riconoscimento di oggetti nuovi e oggetto posizione comportamentali test in topi con un budget limitato

Un sistema per tenere traccia delle dinamiche del comportamento delle preferenze sociali nei piccoli roditori

Strategie per valutare i comportamenti simil-autistici nei topi

Strategie per valutare i comportamenti simil-autistici nei topi