C. elegansの追跡と行動計測
Summary
私たちは、記録し、定量化することができるビデオレートトラッキング顕微鏡システムを開発した<em> Cエレガンス</em高分解能と高速走行時の>振る舞い。我々はまた、完全にワームの形状を表す測定値の基本的なセットにワーム画像の次元を削減するための計算手法を開発しました。
Abstract
我々は、Cの運動器官の挙動を定量化する計測機器、画像処理、データ解析技術を開発しましたエレガンスそれは寒天プレートの表面にはクロールのように。行動、Cの遺伝的、生化学的、および神経基盤の研究のためそれは顕微鏡に従順で、遺伝的に扱いやすい、タクシー、学習、社会的相互作用1,2含む複雑な行動の数を示していますのでelegansは理想的な生物である。彼らは寒天プレート上でクロールのようにワームの動きを追跡に基づいた行動分析は、感覚行動3、移動4、および一般的な変異表現型5の研究に特に有用であった。我々のシステムは、ワームは、機械的な刺激がワームには送信されません確実に静止寒天プレート上にクロールしているように、カメラと照明システムの設置場所を移動することによって動作します。私たちの追跡システムは使いやすいですし、半自動校正機能を備えています。茶すべてのビデオトラッキングシステムのllengeは、それが本質的に高い次元で大量のデータを生成することです。当社の画像処理やデータ解析プログラムでは、総合的に唯一の3から4次元6,7の関数としてワームの挙動を再現する独立したコンポーネントのセットにワームの形状を減らすことで、この課題に対処する。プロセスの例として、我々はこのワームは、位相特異的な方法で、その反転状態に出入りすることを示している。
Protocol
1。トラッキング顕微鏡の説明寒天プレートは、ファイバ光源により照明とカメラで撮像される。このシステムは、X、Y移動ステージに取り付けられている。 ステージは、ステッパ·モータ·コントローラに接続されている標準のステッパモータによって移動されています。 コントローラとカメラがパソコンに接続されており、LabVIEWで記述されたカスタムプログラムによ?…
Representative Results
例：採餌、C. elegansの前方からの遷移が頻繁に前進運動の状態に戻る前に再配向を（オメガターン）を行うと、動きを逆転させる。この移行を定量化する動きの採餌パターンを理解する上で、また、ワームのモータ制御に重要である。歩行動作の微妙な詳細を明らかにする力は私たちのトラッカーデバイスを使用して見ることができます。 例として、我々は逆にし?…
Discussion
運動や自然な行動の研究では、データ削減技術を持つパートナーで非侵襲追跡技術を必要とします。ここでは、Cの詳細な画像を記録·トラッキング·システムを使用して簡単に実証されているそれは寒天プレートの表面にクロールとしてelegansは動作。これらの画像に含まれる情報の量が膨大かつ高次元であるので、我々はまた、4つだけ根本的な対策にデータの次元数を削減する…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Name of the part | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| CCD camera | Basler | A601f | |
| Lens | Edmund Optics | MMS series | |
| Fiber Illumination | Dolan Jenner | DC-950H | |
| Translation stage | Deltron | LS3-4 | |
| Stepper Motor | US digital | MS23C | |
| Stepper motor drive | Gecko | G201 | |
| Stepper motor control | SimpleStep | SSXYZ | |
| All programming code is available. Please send a request email to the corresponding author. |
References
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C. ElegansTrackingBehavioral MeasurementLocomotory BehaviorImage ProcessingData AnalysisAgar PlateGenetic Basis Of BehaviorSensory BehaviorLocomotionMutational PhenotypingCamera SystemIllumination SystemMechanical StimulusTracking SystemCalibration FeatureVideo TrackingHigh Dimensional DataIndependent ComponentsWorm BehaviorReversal State
Cite This Article
Likitlersuang, J., Stephens, G., Palanski, K., Ryu, W. S. C. elegans Tracking and Behavioral Measurement. J. Vis. Exp. (69), e4094, doi:10.3791/4094 (2012).