Eksperimentel Vurdering af Mouse Sociability Brug af en Automatiseret Image Processing Approach

Nedsat selskabelighed er en af de primære symptom domæner i en række neurologiske lidelser, herunder autisme spektrum forstyrrelser (ASDs) ^1,2. Det alvorligt begrænser patienternes evne til at udvikle relationer og i høj grad påvirker patienter, familier og omsorgspersoner ^2,3.

I et forsøg på bedre at forstå den mekanisme underliggende forringet selskabelighed og udvikle behandlinger, har flere musemodeller undersøgt ^1,4-9. Én sådan stamme er Balb / c-mus, en indavlet stamme, der udviser forbavsende lav selskabelighed, ligner features, som findes hos patienter med ASD5 ^8-12. For eksempel BALB / c-mus viser en lavere frekvens af sociale tilgange og en sædvanligvis negativ reaktion på sociale tilgange af en stimulus mus (fx social unddragelse) end den schweiziske Webster komparator stamme ^10.

For at teste, om en foreslået behandling er virkningsfulde i stigende selskabelighed, er der behov for objektive mål. Et bredt accepteret ramme er at analysere selskabelighed i standardiseret apparat, som har tre rum (se figur 1).

De venstre og højre kamre hver indeholder en omvendt wire bæger, som huser en socialt fremtrædende stimulus mus. Testen mus frigives i apparatet til tre intervaller på 10 min (sessioner I-III); session I vurderer bevægelsesaktivitet af testen musen, mens sessioner II og III vurdere forskellige aspekter af testen musens selskabelighed.

I session I, test musen akklimatisere til apparatet. I denne session, er antallet af overgange, at testen musen gør mellem de forskellige rum målt. Vigtigere, Socialt samvær foranstaltninger opnået i standard tre rum apparat er afhængig af bevægelsesaktivitet, og reduceret bevægelsesaktivitet kan forvirre fortolkning af socievne data.

I session II, er testen musen bevæger sig frit og en stimulus mus er placeret under en af ​​de omvendte kopper (kontravægts). De stimulerende mus er 4 uger gamle udavlede ICR-mus, alders- og køn-matchede til test mus. Stimulus mus er indesluttet i en omvendt kop i den side, der er udpeget som den sociale rum, og en tom omvendt bæger placeres i den side, der er udpeget som den nonsocial rum. I session II er selskabelighed af testen musen kvantificeres ved at sammenligne den tid, det tilbringer i nærheden af "sociale" omvendt kop (under 2 cm væk) vs. tid, det tilbringer i nærheden af "nonsocial" omvendt kop, og af den tid det tilbringer i det sociale rum vs. den tid, det tilbringer i nonsocial rum. Swiss Webster komparator mus tilbringer betydeligt mere tid i det sociale rum og nær social inverterede cup sammenlignet med BALB / c-mus, der viser ingen signifikant præference for den socialeomvendt kop eller det sociale rummet ^12.

I session III, test- og stimulus mus lov til at interagere frit (omvendte kopper fjernes). Foranstaltninger af selskabelighed, stereotype adfærd og overgange mellem rum er pålideligt opnået i den tredje 10 min session gratis samspil mellem test og stimulerende mus og analyseret. I denne rapport er selskabelighed af testen musen kvantificeret via to foranstaltninger: 1) antallet af sociale tiltag det gør mod stimulus mus, hvor en social tilgang defineres som bevæger sig fremad (næse først) mod stimulus musen, så næse er mindre end 2 cm fra stimulus mus; 2) antallet af undgåelser sociale henvendelser fra stimulus musen. Testen mus anses for at være at undgå den fremgangsmåde, hvis det viser eller bevæger sig væk fra stimulus mus, eller hvis den midlertidigt stopper, ( "frysning opførsel") efter at stimulus musen har henvendt test mus. BALB /c mus viser et fald i antallet af sociale henvendelser mod stimulus mus og en stigning i antallet af negative reaktioner på de sociale tilgange ved stimulus mus, sammenlignet med den schweiziske Webster komparator stamme ^10.

Evalueringen af de adfærdsmæssige film har traditionelt været udført manuelt, dvs ved at se filmen omhyggeligt (muligvis med reduceret hastighed) og aktivering stopure for den tid musen tilbringer i en bestemt rum eller i nærheden af en af de omvendte kopper ^10. Denne metode kræver watching af filmen gentagne gange og er derfor meget tidskrævende. Ligeledes bliver nøjagtigheden begrænset af rater reaktionstid for stopuret målinger og evne til at opfatte, om musen er inden for 2 cm af den omvendte kop. I nyere arbejde, to forbindelser, (D-serin og D-cycloserin) har vist sig effektiv til at genskabe selskabelighed i BALB / c-mus ^9,10,12. Det er kendt, at både komponenter modusent NMDA-receptoren, som vides at spille en central rolle i social adfærd ^2,12. Et stort udvalg af forbindelser er kendt for at modulere NMDA-receptor-aktivitet i en række veldefinerede måder, og potentialet for et gennembrud i ASD behandling så fremskyndet evaluering af disse forbindelser til en prioritet og en hurtig automatisk metode til vurdering meget ønskeligt.

Beskrevet nedenfor er en automatisk analyse procedure udviklet til vurdering af muse selskabelighed. Det bruger billedbehandling metoder på alle rammerne af musen film til at identificere positionen af ​​musen eller mus. I sessioner I og II, den yderligere detekterer næse position og bruger den til at beregne Socialt samvær foranstaltninger. I session III, registrerer den automatisk alle tilgange, men manuel klassifikation (social tilgang, social unddragelse, eller andet) er påkrævet.