多功能社交學(xué)習(xí)行為分析系統(tǒng)在監(jiān)測小鼠行為的應(yīng)用

瀏覽次數(shù)：833　發(fā)布日期：2023-2-17　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

自20世紀(jì)80年代以來，我們見證了人類疾病轉(zhuǎn)基因小鼠模型的快速發(fā)展。大量轉(zhuǎn)基因和基因敲除小鼠已被用于基礎(chǔ)應(yīng)用研究，包括神經(jīng)退行性疾病和神經(jīng)精神疾病的模型。為了評估突變基因的生物學(xué)功能，現(xiàn)代技術(shù)對檢測行為表型的變化至關(guān)重要。IntelliCage，一個用于小鼠行為篩選和復(fù)雜行為詳細(xì)分析的高通量系統(tǒng)。大約在20年前被引入，已經(jīng)在150多項(xiàng)研究中用于評估自發(fā)行為和認(rèn)知行為。

IntelliCage智能測試

整個系統(tǒng)用于評估飲水、探索行為、空間學(xué)習(xí)、參考記憶、行為靈活性、注意力和情境記憶。包含四個角室，可通過配備天線的開放式隧道進(jìn)入。計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)用于通過每個角落的兩個單獨(dú)門來調(diào)節(jié)供水。位于每個角落入口處的掃描儀通過掃描單個 RFID 來記錄每只動物的入口;動物的整個身體必須進(jìn)入角落才能識別 RFID 并計(jì)算訪問次數(shù)。鼻戳和舔舐分別由鼻口和出水口上的傳感器檢測。在整個過程中，用標(biāo)準(zhǔn)小鼠食物在智能籠中隨意喂食小鼠，行為室的燈從06：00-20：00亮起。在IntelliCage外面放置了一個攝像機(jī)，并記錄了整個測試過程（24小時/每周7天）。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)行為任務(wù)的順序如下：（1）適應(yīng)，包括自由適應(yīng)、門適應(yīng)和鼻子適應(yīng)階段;（2）位置偏好和逆轉(zhuǎn);（3）連續(xù)反應(yīng)時間;（4）地方回避。任何在24小時內(nèi)未能進(jìn)食水的動物從籠中取出并置于標(biāo)準(zhǔn)籠中7小時以避免嚴(yán)重脫水。如果這些動物被重新引入IntelliCage中并且再次未能消耗水，它們就會從實(shí)驗(yàn)中移除。

使用TSE IntelliCagePlus分析儀軟件提取數(shù)據(jù)，我們將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到多個制表符分隔的文本文件中。然后，使用 Python 腳本將文本文件轉(zhuǎn)換為單個 SQLite3 數(shù)據(jù)庫文件。使用此文件作為輸入，然后使用幾個 Python 腳本使用 SQL 查詢數(shù)據(jù)庫以提取訪問次數(shù)、鼻戳和舔舐，此外，每個角落至少有一個鼻戳的訪問次數(shù)，每個角落至少有一次舔舐的訪問次數(shù)，第一次訪問的延遲，第一次鼻戳的延遲，以及每只動物的第一口水的延遲。同一腳本還將數(shù)據(jù)切成 24 小時周期，并將數(shù)據(jù)與每天的數(shù)據(jù)分隔到 Excel 電子表格中。

應(yīng)用領(lǐng)域

高通量行為表型篩選- 應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因或突變小鼠的行為表型快速篩選,為特定基因功能研究提供高通量解決方案。 

疾病模型評估- 多功能社交學(xué)習(xí)行為分析系統(tǒng)(IntelliCage)可以進(jìn)行長期研究,小鼠可以在生命的不同階段多次重復(fù)進(jìn)入系統(tǒng)。因此,我們可以監(jiān)測各種疾病的早期或者隨著年齡增長出現(xiàn)的癥狀(例如: 亨廷頓舞蹈癥、老年癡呆癥等)。 

發(fā)病機(jī)制研究- 例如腦損傷研究可以測試在不同行為領(lǐng)域內(nèi)功能相關(guān)性,因此可以更好的了解小鼠可能的發(fā)病機(jī)制。 

行為遺傳學(xué)- 在過去15年中,通過傳統(tǒng)的行為學(xué)測試已經(jīng)得到近交系之間的各種差異,而在多功能社交學(xué)習(xí)行為分析系統(tǒng)(IntelliCage)中進(jìn)行測試可以更深入分析這些行為差異，并構(gòu)建詳細(xì)的遺傳特征。 

藥理學(xué)研究- 可通過飲用水或者微型泵等進(jìn)行給藥,自動化檢測藥物對動物行為學(xué)的影響。

01、IntelliCage基于成熟的動物行為學(xué)原理，提供開放性的易用實(shí)驗(yàn)程序編輯功能，研究人員能夠利用TSE提供的成熟的行為程序模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可以根據(jù)研究的需求自行設(shè)定行為程序，結(jié)合模塊化設(shè)計(jì)的可拓展組件，構(gòu)建完全符合研究人員創(chuàng)造性設(shè)想的智能行為檢測系統(tǒng)。

02、IntelliCage適用于多只大/小鼠的長期認(rèn)知行為監(jiān)測，全自動進(jìn)行大小鼠在群居狀態(tài)下的認(rèn)知、情緒、節(jié)律和社會行為等的篩選，為突變或藥物干預(yù)大/小鼠的行為學(xué)表型篩選提供了高通量的一站式測試平臺。