Experimentele Evaluatie van de muis Gezelligheid behulp van een geautomatiseerd Beeldverwerking Approach

Gestoorde gezelligheid is een van de belangrijkste symptoom domeinen in een reeks van neurologische stoornissen, waaronder autisme spectrum stoornissen (ASS) ^1,2. Het beperkt ernstig het vermogen van de patiënten om relaties te ontwikkelen en sterk van invloed op de patiënten, families en verzorgers ^2,3.

In een poging om beter inzicht in de onderliggende mechanisme verminderde gezelligheid en het ontwikkelen van behandelingen, zijn er verschillende muismodellen onderzocht ^1,4-9. Een dergelijke stam is de BALB / c muis, een ingeteelde stam die opvallend laag sociability vertoont, lijkt functies bij patiënten met ASD5 ^8-12. Bijvoorbeeld, de BALB / c muis geeft een lagere frequentie van sociale benaderingen en meestal negatieve reactie op sociale benaderingen door een stimulus muis (bijvoorbeeld sociale vermijding) dan de Zwitserse Webster comparator ¹⁰ stam.

Om te testen of een voorgestelde behandeling is effective in het verhogen van gezelligheid, zijn objectieve maatregelen noodzakelijk. Een algemeen aanvaard raamwerk is de gezelligheid gestandaardiseerde inrichting met drie compartimenten ervan (zie figuur 1).

De links en rechts vakken bevatten elk een omgekeerde draad beker die een maatschappelijk saillante stimulus muis herbergt. De testmuis wordt vrijgegeven in de inrichting voor drie intervallen van 10 min (sessies I-III); sessie Ik beoordeelt de bewegingsactiviteit van de test muis, terwijl sessies II en III de verschillende aspecten van de gezelligheid van de test muis te beoordelen.

In sessie I, wordt de test muis mogen wennen aan de inrichting. In deze sessie wordt het aantal overgangen die de testmuis maakt tussen de verschillende compartimenten gemeten. Belangrijk is verkregen gezelligheid maatregelen in de standaard drie compartimenten inrichting zijn afhankelijk van bewegingsactiviteit en verminderde bewegingsactiviteit kan interpretatie van soci beschamenvermogen data.

In sessie II, wordt de test muis vrij bewegen en een stimulans muis is onder één van de omgekeerde cups geplaatst (gecompenseerd). De stimulus muizen 4 weken oude gekruiste mannelijke ICR-muizen, leeftijd en geslacht gematchte aan de proefmuizen. De stimulus muis is omsloten door een omgekeerde beker in de als sociaal compartiment kant en een lege omgekeerde beker wordt geplaatst in de als de nonsocial compartiment kant. In sessie II, is de gezelligheid van de test muis gekwantificeerd door de tijd die het besteedt in de buurt van de 'sociale' omgekeerde cup (minder dan 2 cm afstand) versus de tijd doorbrengt in de buurt van de "asociale" omgekeerde cup te vergelijken, en tegen de tijd het besteedt in de sociale ruimte ten opzichte van de tijd doorbrengt in de nonsocial compartiment. Swiss Webster muizen vergelijker besteden aanzienlijk meer tijd in de sociale compartiment en nabij de sociale omgekeerde beker vergeleken met BALB / c muizen die geen significante voorkeur tonen voor de socialeomgekeerde cup of de sociale compartiment ^12.

In sessie III, worden test- en stimulus muizen toegestaan ​​om vrij te communiceren (omgekeerde kopjes worden verwijderd). Maatregelen van gezelligheid, stereotiep gedrag en overgangen tussen de compartimenten worden op betrouwbare wijze verkregen in de derde 10 min sessie van de vrije interactie tussen onderzoek en stimulus muizen en geanalyseerd. In dit rapport wordt de gezelligheid van de test muis gekwantificeerd via twee maatregelen: 1) het aantal sociale aanpak maakt in de richting van de stimulus muis, waarbij een sociale benadering wordt gedefinieerd als vooruit (neus eerst) in de richting van de stimulus muis, zodat de neus kleiner dan 2 cm van de stimulus muis; 2) het aantal vermijdingen sociale aanpak van de stimulus muis. De testmuis wordt geacht vermijden aanpak als blijkt of zich van de stimulus muis, of tijdelijk stopt met bewegen ( "freezing gedrag") nadat de stimulus muis heeft testmuis benaderd. BALB /c muizen tonen een afname aantal sociale eerdere contacten naar de stimulus muis en een toename van het aantal negatieve reacties op sociale aanpak van de stimulus muis, vergeleken met de Zwitserse Webster comparator ¹⁰ stam.

De evaluatie van de gedrags-films is van oudsher met de hand gedaan, dat wil zeggen, door te kijken naar de film voorzichtig (eventueel bij beperkte snelheid) en het activeren van stopwatches voor de tijd dat de muis doorbrengt in een bepaalde afdeling of in de buurt van één van de omgekeerde kopjes ^10. Deze werkwijze vereist het bekijken van de film herhaaldelijk is derhalve zeer tijdrovend. Ook is de nauwkeurigheid beperkt door de meting van een reactietijd van de stopwatch metingen en het vermogen om waar te nemen of de muis binnen 2 cm van de omgekeerde beker. In recent werk, twee verbindingen (D-serine en D-cycloserine) zijn effectief in het herstellen sociability in BALB / c-muizen ^9,10,12 bewezen. Het is bekend dat beide componenten modulaat de NMDA-receptor, waarvan bekend is dat een centrale rol spelen in het sociale gedrag ^2,12. Een grote reeks verbindingen is bekend dat NMDA receptoractiviteit moduleren een verscheidenheid van goed gedefinieerde wijze, en het potentieel voor een doorbraak in ASD behandeling maakt de versnelde evaluatie van deze verbindingen een prioriteit en een snelle automatische werkwijze voor evaluatie zeer gewenst.

Hieronder wordt een automatische analyse procedure ontwikkeld voor de beoordeling van de muis sociability. Het gebruikt beeldverwerkingsmethodes op alle frames van de muis films om de positie van de muis of muizen te identificeren. Sessies I en II, verder ontdekt neusstand en gebruikt dat om sociability maatregelen berekenen. In sessie III, detecteert automatisch alle benaderingen, maar handmatige classificatie (sociale benadering, sociale vermijding, of andere) is vereist.