Experimentelle Bewertung der Maus Sociability einer automatisierten Bildverarbeitung Ansatz

Impaired Kontaktfreudigkeit ist eine der primären Symptom – Domänen in einer Reihe von Störungen der neurologischen Entwicklung, einschließlich Autismus – Spektrum – Störungen (ASD) ^1,2. Es schränkt die Fähigkeit der Patienten , Beziehungen zu entwickeln und stark beeinflusst Patienten, Familien und Betreuer ^2,3.

In dem Bemühen, besser den Mechanismus verstehen beeinträchtigt Kontaktfreudigkeit zugrunde liegenden und zu entwickeln Behandlungen wurden mehrere Mausmodelle ^1,4-9 untersucht. Ein solcher Stamm ist der Balb / c – Maus, ein Inzuchtstamm , die auffallend niedrige Kontaktfreudigkeit zeigt, ähnlich Funktionen bei Patienten mit ASD5 ^8-12 gesehen. Zum Beispiel zeigt die Balb / c – Maus eine niedrigere Frequenz der sozialen Ansätzen und einer in der Regel negativen Antwort auf die sozialen Ansätze durch einen Reiz Maus (zB soziale Vermeidung) als der Schweizer Webster Komparator Stamm ^10.

Um zu testen, ob eine vorgeschlagene Behandlung ist effective bei der Steigerung sind Kontaktfreudigkeit, objektive Maßnahmen erforderlich. Eine weithin akzeptierte Rahmen ist die Geselligkeit in einem standardisierten Gerät zu analysieren , die drei Fächer hat (siehe Abbildung 1).

Die linke und rechte Kammern enthalten jeweils einen invertierten Draht Tasse, die eine sozial ausgeprägten Reiz Maus beherbergt. Der Test Maus ist für drei Intervallen von 10 min (Sitzungen I-III) in das Gerät freigesetzt; Sitzung I beurteilt die Bewegungsaktivität der Test Maus, während Sitzungen II und III verschiedene Aspekte des Geselligkeits-Test Maus beurteilen.

In Session I, wird der Test Maus an das Gerät akklimatisieren. In dieser Sitzung, die die Anzahl von Übergängen der Test Maus zwischen den verschiedenen Abteilen ermöglicht wird gemessen. Wichtig erhalten, Kontaktfreudigkeit Maßnahmen in der Standard-Drei-Kammer-Gerät auf die Bewegungsaktivität abhängig sind, und reduziert die Bewegungsaktivität kann Interpretation von soci vermengenFähigkeit, Daten.

In Session II wird die Test Maus frei bewegen und ein Reiz Maus wird unter einer der invertierten Tassen platziert (ausgeglichen). Die Stimulus-Mäuse sind 4 Wochen alte männliche ICR outbred Mäuse, Alter und Geschlecht abgestimmt auf die Testmäuse. Der Reiz der Maus wird in einer umgekehrten Schale in der Seite bezeichnet als Sozialraum eingeschlossen ist, und eine leere umgekehrten Schale ist in der Seiten bezeichnet als nonsocial Fach gelegt. In Session II wird die Kontaktfreudigkeit des Test Maus durch einen Vergleich der Zeit , es in der Nähe des "sozialen" Inverted Cup verbringt quantifiziert (weniger als 2 cm entfernt) gegen die Zeit, in der Nähe des "nonsocial" Inverted Cup, und durch die Zeit verbringt sie verbringt im Sozialraum gegen die Zeit, in der nonsocial Raum verbringt. Swiss Webster Komparator Mäuse verbringen deutlich mehr Zeit im sozialen Raum und in der Nähe der sozialen umgekehrten Schale im Vergleich zu Balb / c-Mäusen, die keine signifikante Präferenz für die soziale zeigenInverted Cup oder die soziale Fach ^12.

In Session III, Test und Stimulus Mäuse sind erlaubt, frei zu interagieren (invertiert Tassen werden entfernt). Maßnahmen der Geselligkeit, Stereotypien Verhaltensweisen und Übergänge zwischen den Kammern werden zuverlässig in der dritten 10 min Sitzung der freien Interaktion zwischen Test und Stimulus Mäusen erhalten und analysiert. In diesem Bericht wird die Kontaktfreudigkeit der Test Maus über zwei Maßnahmen quantifiziert: 1) die Anzahl der sozialen Ansätze es in Richtung der Reiz Maus macht, wo eine soziale Ansatz als vorwärts definiert (Nase zuerst) in Richtung der Reiz Maus, so dass die Nase weniger als 2 cm entfernt von der Stimulus-Maus; 2) die Anzahl der Vermeidungen sozialer Ansätze durch den Stimulus Maus. Der Test Maus gilt als Ansatz zu vermeiden, wenn es dreht oder bewegt sich von der Stimulus Maus weg, oder wenn es vorübergehend außer Betrieb ( "Einfrieren Verhalten") nach dem Stimulus Maus zu bewegen hat den Test der Maus angefahren. BALB /c – Mäuse zeigen eine Abnahme der Zahl der sozialen Ansätze gemacht gegenüber dem Stimulus – Maus und eine Erhöhung der Zahl der negativen Reaktionen auf soziale Ansätze durch den Reiz der Maus im Vergleich zum Swiss – Webster – Komparator – Stamm ^10.

Die Auswertung der Verhaltens Filme wurde traditionell manuell durchgeführt worden, dh durch den Film (möglicherweise mit reduzierter Geschwindigkeit) sorgfältig zu beobachten und Stoppuhren für die Zeit , die Maus verbringt in einem bestimmten Fach oder in der Nähe eines der invertierten Becher ¹⁰ zu aktivieren. Dieses Verfahren erfordert wiederholt des Films beobachtet und ist daher sehr zeitraubend. Außerdem wird die Genauigkeit durch die Rater die Reaktionszeit für die Stoppuhr-Messungen und die Fähigkeit zu erkennen, beschränkt, ob die Maus innerhalb von 2 cm von der umgekehrten Schale ist. In den letzten Arbeiten, zwei Verbindungen (D-Serin und D-Cycloserin) haben bei der Wiederherstellung Umgänglichkeit in BALB / c – Mäuse ^9,10,12 wirksam erwiesen. Es ist bekannt, dass beide Komponenten moduEnde der NMDA – Rezeptor, der bekannt ist , eine zentrale Rolle im Sozialverhalten ^2,12 zu spielen. NMDA-Rezeptor-Aktivität in einer Vielzahl von wohldefinierten Weise, und das Potential für einen Durchbruch in ASD-Behandlung Eine große Reihe von Verbindungen ist bekannt, zu modulieren, macht die beschleunigte Bewertung dieser Verbindungen eine Priorität und eine schnelle automatische Methode zur Auswertung sehr wünschenswert.

Nachstehend wird ein automatisches Analyseverfahren für die Beurteilung der Maus Soziabilität entwickelt. Es verwendet Bildverarbeitungsverfahren auf alle Rahmen der Maus Filme der Position der Maus oder Mäuse zu identifizieren. In Sitzungen I und II, sie erkennt weiter Nasenposition und verwendet sie Soziabilität Maßnahmen zu berechnen. In Session III, erkennt er automatisch alle Ansätze, aber manuelle Klassifizierung (soziale Ansatz, soziale Vermeidung oder andere) erforderlich.