この研究は、バージニア州の連邦保健研究会からの助成金によってサポートされていました。

1）実験手順および2）自動分析：説明を容易にするためのプロトコルは、2つの部分に分割されています。全ての動物は、実験動物の管理と使用15用のガイドに従って処理し、すべての手順は、施設内動物管理使用委員会によって承認されました。 1.実験手順<ol><li>非社会的、社会的、中立中央の区画（ 図1）：黒無反射プレキシガラス長方形のボックス3つの区画に分かれて（52×25×23センチメートル3）でケージを、設定します。セッションIおよびII（後述）中にエンド区画のそれぞれで反転ワイヤーカップを置き、セッションIIの間に刺激マウスを収容します。 </li><li>ケージが視野を埋めるようにカメラを設定します。照明は、マウスの動作を妨害することができるので、より間接的な光から来て、ケージの中にせいぜい3.5ルクスの明るさを維持白熱電球と上方向にケージの床で測定。また、マウスが感知することはできませんが、カメラが検出できる赤外光源を、使用しています。 720×480の標準的な定義ですべてのムービーを記録します。 </li><li> （「基準フレーム」と呼ばれる）は、後の画像処理のための空のケージの単一のフレームを記録し、グレースケール画像として保存します。 </li><li>セッションI：（自動解析を比較）セッションの開始を示す、ケージの上にケージと波の手に試験マウスを紹介​​します。 10分間の録音ムービー。 10分の終わりには、元のケージに戻し、マウスを置きます。 </li><li>セッションII：反転カップ（相殺）のうちの1つの下での刺激マウスを置きます。 </li><li>刺激マウスが左に、右に反転カップで反転カップ内にあるかどうかを選択するために、「社会が左」または「ソーシャル右」ボタンを使用します。 注：刺激マウスで反転カップは、他の一方で、「社会的なカップ」と呼ばれていますカップ「非社会的カップ」。社会カップが置かれているコンパートメントは非社会的カップ付きコンパートメントが非社会的コンパートメントで、中央のコンパートメントは「中立コンパートメント」で、社会的なコンパートメントと呼ばれています。 </li><li>ケージに試験マウスをご紹介します。セッションの開始を示すために、ケージの上に波の手。 10分間の録音ムービー。重要なことは、第3セッションを開始するために、反転カップを取り外す前に、社交性の装置でマウスを保持します。 </li><li>セッションIII：、反転カップを取り外し、両方のマウスを解放し、テストと刺激マウスはお互いに自由に対話することを可能にします。セッションの開始を示すために、ケージの上に波の手。 10分間の録音ムービー。 10分の終わりに、バックそれぞれのケージに両方のマウスを置きます。 </li></ol> 2.自動解析注：セクション2のコマンドは、グラフィカル・ユーザ・インタフェースを介して発行されます（ 図2を参照）、そのコン私たちのソフトウェアをントロール。ここでは、当社のソフトウェアが可能にするステップバイステップの処理を説明します。ソフトウェアはまた、ユーザ入力なしにバッチモードで分析を行うことができます。 <ol><li>すべての映画のために、以下の処理ステップを実行します。 <ol><li>ロードムービー（Loadボタンをクリックします）。 </li><li>解析プログラムにケージの境界、区画境界、およびカップの場所の位置を指示するケージの設定を、選択します。 4保存された構成のいずれかを選択するか、手動ですべての座標を調整します。 注：構成は、通常、一つの実験から次へと変更されないため、再利用することができます。 </li><li>動画の各フレームについて、次の処理ステップ（2.1.3.1-2.1.3.6）を行います。 <ol><li> 「グレースケール」ボタンをクリックしてグレースケールにフレームに変換します。 </li><li>デジタル「引く」ボタンをクリックして（ステップ1.3を参照）、グレースケール参照フレームを引きます。注：このステップの目標は、ピクセルVAを作ることですマウスの位置を除いてどこでもゼロに非常に近いフレームの梅毒。 </li><li>黒に一定の閾値レベル以下のすべてのピクセルを設定することにより、フレームを2値化、白にそのレベル以上のすべてのピクセルは、（「2値化」ボタンをクリックします）。 注：アイデアは、マウス画素は一般に残りの画素よりも高い値を有するので、マウスの画素が白と他のすべての画素の黒になることです。最適な閾値レベルは、照明条件に依存し、映画全体マウス形状を評価することによって決定することができます。閾値が低すぎる選択された場合、マウスが大きすぎて表示され、マウスに属していないピクセルが白色に着色することができます。閾値が高すぎると、マウスは小さくなり、切断された小片に崩壊することができます。撮影した動画では、最適なしきい値は20と35の間（0〜255のスケールで）常にありました。 </li><li> 13値化画像電子時間を侵食し、その後EROその後、13 2eの時間を拡張デ再び電子回、ボタン「EROD /ディル」を押すことによって。 注：この手順の目的は、尾を除去することです。使用された解像度（720×480）の場合は、E = 3は、すべての状況で働いていました。 注：ソフトウェアは、画像における手の存在を自動的にチェックします（動画の撮影中に、手はセッションの開始を示すために、絵を通して手を振っています）。手が存在する場合は、手がマウスよりもはるかに大きいので、二値化フレームに異常に多くの白画素が存在することになります。手の存在のための条件は、二値化フレームで10,000人以上の白画素があるということです。ソフトウェアは、手の動きが発生したフレームの範囲を検出することにより、セッションI、II、およびIIIの始まりを決定します。 </li></ol></li></ol></li><li>次のようにセッションではIおよびII、継続： <ol><li>白画素の集合の最大の連結成分を検出（「LCOMP」をクリックしてください）​​。注：汎用Oをこの工程FセッションIIで刺激マウスの動きによって引き起こされる、 例えば 、マウスに属していない白画素を排除することです。最大の連結成分は、ほぼすべてのフレームのマウスです。 </li><li> 「エンドを探す」をクリックする（マウスの「端」と呼ばれる）は、2つの最も離れた白画素を決定します。 注：このソフトウェアは、両端の連続性を確立し、 すなわち 、それらが属する後続のフレーム内のどのへの両端の最初のフレームにおける端部の各々のために。一般的な考え方は、フレームが高速で記録されているので、端部が次の1つのフレームから遠くに移動することができないので、それは、次の1つのフレームから端部の正しい継続のための距離の和を最小化するものであること端部が移動します。詳細についての議論を参照してください。 </li><li>鼻であるマウスの終了を決定します。 <ol><li>方向を決定する中で観察することによって、マウスの移動方法重心（COG）フレームからフレームへの変更（COGの動きがすべてのマウスのピクセルの合計の動きです）。 注：画素P 1の組のCOGは、···、座標P nは 1、...、X nは 、によって定義され、X。 <img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/52508/52508eq1.jpg" /> マウスは、通常（ すなわち 、鼻に向かって）前進します。百数フレームのセクションでは、ヘッド/テール検出において非常に高い信頼性が常にあります。 注：ソフトウェアが自動的にマウスが移動している終了検出のどちらの方に決定します。この最後は鼻と識別され、映画の中の赤い丸でマークされています。検出されたノーズは、すべてのフレームで赤い丸でマークされている場合、ユーザは、検出の品質を確認することができます。 </li></ol></li></ol></li><li>次のようにセッションIIIでは、継続： <ol><li>白画素の二大成分を検出。 <ol><li>両方は、AM用の許容可能なサイズである場合ウーズと重力のそれらの中心（COGS）は、前フレームのマウスCOGSと互換性があり、これらの2成分2匹のマウスを検討してください。 </li><li>彼らは、以前のフレームから20％以上変化し、その差は、マウスがフレーム間の時間で走行可能な距離よりも大きくない場合には互換性があると2つの連続するフレームのコグを考慮していない場合は、許容可能なマウスの大きさを考慮して（この距離は、以下のいくつかの個々のマウスの動きを解析することにより、実験系の調製物の一部として決定することができる最大のマウス速度から（I及びIIのセッションのように）。 注：二大成分はマウス用の許容できない大きさであり、または歯が前のフレームのものとあまりに異なる場合、二大成分が許容可能な大きさになるまで、ソフトウェアは自動的に2値化閾値を増加させ、それらの歯はと互換性があります前のフレームのもの。 </li></ol></li><li>で試験マウスをクリックしてください最初のフレーム。セッションIIIのすべてのフレームにテストと刺激マウスの両方を識別するために、2.3.1に分析を使用してください。 </li><li> 1マウスは社会的に他に近づくセッションIII内のフレームを識別します。注：このソフトウェアは自動的に（私たちは2センチメートルを使用）マウスとの間の距離は、マウスの典型的な相互作用距離未満であることを確認することで、この手順を実装しています。 </li><li>ソフトウェアは、ユーザに検出アプローチで映画の短いセグメントを再生すると、このアプローチは、試験マウス、またはどちらによって試験マウス、社会的回避の社会的なアプローチとしての資格かどうかを示すために、ボタンをクリックします。 注：試験マウスであるマウスが知られている場合はステップ2.3.4自動化することができます。マウスは、お互いに近づきすぎる（または互いの上に登る）する際に、この情報は失われますので、我々はまだ私達のソフトウェアによって確実に検出ANDんすることができますようにマウスを標識する方法を発見していないので、彼らの行動に影響を与えていない、我々はに戻ってきました今の手動分類。 </li></ol></li><li>読み込み]ボタンを使用して処理映画、ロードムービーを評価します。 <ol><li>セッション1の最初のフレームを表示するには、[スタートセッション1をクリックします（またはセッション2の最初のフレームを表示するには、セッション2を起動します）。 </li><li>ムービーを再生し、停止するには再生/停止をクリックします。 注：処理された映画は、異なる色の丸の付いた頭と尾でマウスが表示されます。すべての社交性対策は、画面上に表示され、ムービーの再生時に更新されます。 </li><li> 「エクスポート」をクリックして、Excel形式でエクスポート社交性は、データ。 </li><li>単一のExcelファイルにフォルダ内のすべての映画のすべてのデータをコンパイルするために、「コンパイルデータ」をクリックします。 </li></ol></li></ol>

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	<li>Brodkin, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BALB/c+mice:+Low+sociability+and+other+phenotypes+that+may+be+relevant+to+autism.">BALB/c mice: Low sociability and other phenotypes that may be relevant to autism.</a> Behavioural Brain Research. 176, 53-65 (2007).</li><li>Deutsch, S. I., Burket, J. A., Urbano, M. R., Herndon, A. L., Winebarger, E. E., Mohammadi, M. 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I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+inbred+BALB/c+mice+differ+from+outbred+Swiss+Webster+mice+on+discrete+measures+of+sociability:+relevance+to+a+genetic+mouse+model+of+autism+spectrum+disorders.">Genetically inbred BALB/c mice differ from outbred Swiss Webster mice on discrete measures of sociability: relevance to a genetic mouse model of autism spectrum disorders.</a> Autism Research. 4, 393-400 (2011).</li><li>Jacome, L. F., Burket, J. A., Herndon, A. L., Cannon, W. R., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=D-serine+improves+dimensions+of+the+sociability+deficit+of+the+genetically-inbred+BALB/c+mouse+strain.">D-serine improves dimensions of the sociability deficit of the genetically-inbred BALB/c mouse strain.</a> Brain Research Bulletin. 84, 12-16 (2011).</li><li>Deutsch, S. I., Burket, J. A., Jacome, L. F., Cannon, W. R., Herndon, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=D-Cycloserine+improves+the+impaired+sociability+of+the+BALB/c+mouse.">D-Cycloserine improves the impaired sociability of the BALB/c mouse.</a> Brain Research Bulletin. 84, 8-11 (2011).</li><li>Shih, F. 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著者らは、開示することは何もありません。

ビデオテープに録画したマウスと自動映画の分析を組み合わせることで、私たちは手頃な価格、信頼性の高いハイスループットスクリーニング技術を作成しました。 自動分析の精度は100以上の映画の手動分析の結果と比較しました。フレームのフレームの圧倒的多数（&gt; 99％）で、マウスの鼻は、良好な精度で識別されます。映画の約80％が何らかの修正を必要としな?...

障害社交性は、自閉症スペクトラム障害（ASDに）1,2を含む神経発達障害の範囲の主な症状ドメインの1つです。それは深刻な関係を開発する患者の能力を制限し、大幅に患者、家族、介護者2,3に影響を与えます。 より良い障害の社交性の根底にあるメカニズムを理解し、治療法を開発するための努力では、いくつかのマウスモデルが1,4-9を検討されています。そのような株は、BALB / cマウス、ASD5 8-12と患者に見られる特徴に似ている、著しく低い社交性を示す近交系です。例えば、BALB / cマウスは、社会的なアプローチやスイスウェブスターコンパレータ株10よりも刺激マウス（ 例えば、社会的回避）することにより、社会的アプローチとは、通常、否定応答の低い周波数を表示します。 提案された治療がeffectivであるかどうかをテストするには社交性を高めることで、電子は、客観的な対策が必要とされています。広く受け入れられているフレームワークは、3つの区画（ 図1参照 ）を有する標準化された装置で社交性を分析することです。 左右の区画それぞれが社会的に顕著な刺激マウスを収容し、反転ワイヤーカップが含まれています。試験マウスは、3つの10分の間隔（セッションI-III）のための装置中に放出されます。セッションIIとIIIは、試験マウスの社交性の異なる側面を評価しながら、セッションIは、試験マウスの自発運動を評価します。 セッションIでは、試験マウスは、装置に順応することが許可されています。このセッションでは、試験マウスは、異なる区画間なる遷移の数が測定されます。重要なのは、標準3コンパートメント装置で得られた社交性対策は運動活性に依存しており、減少自発運動はSOCIの解釈を混乱させることができます能力データ。 セッションIIでは、試験マウスを自由に移動していると刺激マウスを反転カップ（相殺）のいずれかの下に置かれています。刺激マウスは、4週齢の非近交系の雄ICRマウス、年齢および性別をマッチさせた試験マウスにあります。刺激マウスは、社会的な区画として指定された側に反転したカップ内に封入されており、空の反転カップが非社会的コンパートメントとして指定された側に配置されています。セッションIIでは、試験マウスの社交性は、それが「社会」に反転、それは「非社会的」に反転カップの近くに費やす時間対カップ（2cm未満の距離）、および時間により近くに費やす時間を比較することによって定量化されますそれは非社会的コンパートメントに費やす時間対社会的なコンパートメントに費やしています。スイスウェブスターコンパレータマウスは、社会的なコンパートメントにし、社会のために有意な好みを示さないBALB / cマウスに比べて社会的な反転カップの近くにかなり多くの時間を費やしますカップや社会コンパートメント12を反転。 セッションIIIでは、テストと刺激マウス（反転カップが削除されている）を自由に相互作用することが許可されています。社交性の対策は、区画間の常同行動と遷移が確実にテストと刺激マウスとの間の自由な相互作用の第三の10分のセッションで得られたと分析されます。ように刺激マウスに向けて社会的なアプローチが前方に移動することと定義されて、それが刺激マウスに向かって行い、社会的なアプローチの1）数、（鼻最初）：この報告書では、試験マウスの社交性は、2つの指標を介して定量化されます鼻が2cm未満離れて刺激マウスからです。 2）刺激マウスの社会的アプローチのavoidancesの数。それがオンまたは刺激マウスから離れる、または、それが一時的に刺激マウスの後に（「すくみ行動」）の移動が停止した場合、試験マウスに近づいた場合に試験マウスは、アプローチを回避していると考えられます。 BALB /cマウスは、スイスウェブスターコンパレータ株10に比べて刺激マウスと刺激マウスの社会的なアプローチに対する否定応答の数の増加に向けた社会的なアプローチの数の減少を示します。 行動映画の評価は伝統的に（おそらく減少した速度で）慎重に映画を見て、マウスが特定のコンパートメント内または逆カップ10の1近くに費やす時間をストップウォッチを活性化することにより、 すなわち 、手動で行われてきました。この方法は、繰り返し映画の視聴必要とし、従って、非常に時間がかかります。また、精度はストップウォッチ計測、マウスが反転カップ2cmの範囲内にあるかどうかを知覚する能力のための評価者の反応時間によって制限されます。最近の研究では、二つの化合物、（D-セリンおよびD-サイクロセリン）は、BALB / cマウス9,10,12-で社交性を回復するのに有効であることが証明されています。これは、両成分がMODUことが知られています社会的行動2,12において中心的な役割を果たしていることが知られている後半NMDA受容体、。化合物の大規模な配列は、明確に定義された様々な方法でNMDA受容体活性を調節することが知られており、ASD治療における画期的な可能性は、これらの化合物の優先順位と非常に望ましい評価のための高速自動方法の迅速な評価を行っています。 以下に説明するが、マウス社交性の評価のために開発された自動分析手順です。これは、マウスやマウスの位置を特定するために、マウスのムービーのすべてのフレームの画像処理方法を使用しています。 IとIIのセッションでは、さらに、鼻の位置を検出し、社交性の尺度を計算するためにそれを使用します。セッションIIIでは、それは自動的にすべてのアプローチを検出したが、マニュアル分類（社会的アプローチ、社会的回避、または他の）が必要です。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Plexiglas cage</td>
			<td>Norva Plastics, Norfolk, VA</td>
			<td>custom made</td>
			<td>Dimensions and layout described in manuscript, 
			can be adjusted according to needs. 
			Use non-reflective plexiglas for to facilitate image processing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire cups</td>
			<td>Kitchen plus</td>
			<td>315</td>
			<td>Use one to house stimulus mouse, one empty</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Video camera</td>
			<td>SONY</td>
			<td>HDR-PJ790</td>
			<td>Can be replaced by any camera with 
			Comparable specifications</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OpenCV (Image processing library)</td>
			<td>Willow Garage</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Any modern image processing library 
			can be used.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental assessment of mouse sociability using an automated image processing approach

マウスは、社交性を高めるために設計された薬剤を試験するための好ましいモデル生物です。我々は、試験マウスは、標準化された装置及び関連行動に配置されているマウスの社交性を定量化する方法は、（セッションI、II、およびIIIと呼ばれる）は、3つの異なるセッションで評価される示します。 装置は、3つの区画（ 図1を参照）があり、左右の区画（「刺激マウス」と呼ばれる）は、マウスを収容することができる倒立カップが含まれています。 セッションIにおいて、試験マウスをケージ内に配置され、その移動度は、区画間での遷移の数によって特徴付けられます。セッションIIでは、刺激マウスは、逆カップのいずれかの下に置かれ、試験マウスの社交性は、それが空の反転カップ対囲まれた刺激マウスを含むカップの近くに費やす時間の量によって定量化されます。セッションIIIでは、反転カップが削除されます<html> D両方のマウスは自由に相互作用します。セッションIIIでの試験マウスの社交性は、それが刺激マウスに向かって、それが刺激マウスで社会的なアプローチを回避した回数だけ行い、社会的なアプローチの数によって定量化されます。 映画の自動評価は、全ての決意がセッションIおよびII（セッションIIIに、アプローチは自動的に識別が、手動で分類されている）で社交性対策を説明できます試験マウスの鼻を検出します。鼻を見つけるには、空のケージの画像は、デジタル動画の各フレームから減算され、得られた画像は、マウスピクセルを識別するために二値化します。マウス尾は自動的に削除され、残りのマウスの二つの最も遠い点が決定されます。これらは、鼻と尾の付け根に近いです。マウスの動きを分析し、連続引数を使用して、鼻が識別されます。 <img alt="&lt;/ htmlの">「図1」SRC = &quot;/ファイル/ ftp_upload / 52508 / 52508fig1.jpg&quot; /&gt; 3つのセッションの間に社交の図1.アセスメント セッションI（上）：ケージに試験マウスの順化セッションII（中央）：刺激マウスが反転カップで囲まれている間テストマウスはケージ内を自由に移動するセッションIII。 （下）：試験マウスおよび刺激マウスの両方が自由に移動し、互いに相互作用させます。

図3は、空のケージでの行動映画の色のフレームを示しています。マウスはまだケージの中に導入されていません。 （社会的および非社会的）カップ、および区画の境界の位置が重畳されています。 図4に示され、参照フレームとして使用される空のケージのカラーフレームは8ビットグレースケールに変換されます。参照フレームがキャプチャ動画のす?...

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Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

このプロトコルは、マウスの社交性を定量化する方法について説明します。彼らは移動し、特別なケージで相互作用するように、マウスをビデオテープに録画されています。動画処理は、優れた精度と信頼性と社交性の自動定量を可能にします。

自動画像処理手法を用いてマウス社交性の実験的評価

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

experimental-assessment-mouse-sociability-using-an-automated-image

Research

JoVE Journal

Behavior

8.4K ビュー.  Old Dominion University. このプロトコルは、マウスの社交性を定量化する方法について説明します。彼らは移動し、特別なケージで相互作用するように、マウスをビデオテープに録画されています。動画処理は、優れた精度と信頼性と社交性の自動定量を可能にします。 

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Assessment of Age-related Changes in Cognitive Functions Using EmoCogMeter, a Novel Tablet-computer Based Approach

The main goal of this study was to assess the usability of a tablet-computer-based application (EmoCogMeter) in investigating the effects of age on cognitive functions across the lifespan in a sample of 378 healthy subjects (age range 18-89 years). Consistent with previous findings we found an age-related cognitive decline across a wide range of neuropsychological domains (memory, attention, executive functions), thereby proving the usability of our tablet-based application. Regardless of prior computer experience, subjects of all age groups were able to perform the tasks without instruction or feedback from an experimenter. Increased motivation and compliance proved to be beneficial for task performance, thereby potentially increasing the validity of the results. Our promising findings underline the great clinical and practical potential of a tablet-based application for detection and monitoring of cognitive dysfunction.

We tested the usability of a tablet-computer-based application (EmoCogMeter) in investigating the effects of age on cognition. Results show an age-related cognitive decline, thereby proving the usability of our application. Findings underline the great clinical and practical potential of a tablet-based application for detection and monitoring of cognitive dysfunction.

EmoCogMeter、新規タブレットコンピュータベースのアプローチを用いて認知機能の加齢変化の評価

The main goal of this study was to assess the usability of a tablet-computer-based application (EmoCogMeter) in investigating the effects of age on ...

行動学

Quantitative Assessment of Cortical Auditory-tactile Processing in Children with Disabilities

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing children discomfort. To accomplish this we developed a dual channel, time and strength calibrated air puff stimulator that allows both tactile stimulation and sham control. We combined this with the use of event-related potential methodology to allow for high temporal resolution of signals from the primary and secondary somatosensory cortices as well as higher order processing. This methodology also allowed us to measure a multisensory response to auditory-tactile stimulation.

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess infants and children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds, and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing discomfort in vulnerable patients.

障害児における皮質聴覚、触覚情報処理の定量的評価

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology ...

Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System

Age related decline in balance performance is associated with deteriorating muscle strength, motor coordination and vestibular function. While a number of studies show changes in balance phenotype with age in rodents, very few isolate the vestibular contribution to balance under either normal conditions or during senescence. We use two standard behavioral tests to characterize the balance performance of mice at defined age points over the lifespan: the rotarod test and the inclined balance beam test. Importantly though, a custom built rotator is also used to stimulate the vestibular system of mice (without inducing overt signs of motion sickness). These two tests have been used to show that changes in vestibular mediated-balance performance are present over the murine lifespan. Preliminary results show that both the rotarod test and the modified balance beam test can be used to identify changes in balance performance during aging as an alternative to more difficult and invasive techniques such as vestibulo-ocular (VOR) measurements.

Motor control and balance performance are known to deteriorate with age. This paper presents a number of standard noninvasive behavioral tests with the addition of a simple rotary stimulus to challenge the vestibular system and show changes in balance performance in a murine model of aging.

高齢マウス前庭系の行動評価

Age related decline in balance performance is associated with deteriorating muscle strength, motor coordination and vestibular function. While a number of ...

Assessment of Social Cognition in Non-human Primates Using a Network of Computerized Automated Learning Device (ALDM) Test Systems

Fagot &#38; Paleressompoulle1 and Fagot &#38; Bonte2 have published an automated learning device (ALDM) for the study of cognitive abilities of monkeys maintained in semi-free ranging conditions. Data accumulated during the last five years have consistently demonstrated the efficiency of this protocol to investigate individual/physical cognition in monkeys, and have further shown that this procedure reduces stress level during animal testing3. This paper demonstrates that networks of ALDM can also be used to investigate different facets of social cognition and in-group expressed behaviors in monkeys, and describes three illustrative protocols developed for that purpose. The first study demonstrates how ethological assessments of social behavior and computerized assessments of cognitive performance could be integrated to investigate the effects of socially exhibited moods on the cognitive performance of individuals. The second study shows that batteries of ALDM running in parallel can provide unique information on the influence of the presence of others on task performance. Finally, the last study shows that networks of ALDM test units can also be used to study issues related to social transmission and cultural evolution. Combined together, these three studies demonstrate clearly that ALDM testing is a highly promising experimental tool for bridging the gap in the animal literature between research on individual cognition and research on social cognition.

Assessment of Social Cognition in Non-human Primates Using a Network of Computerized Automated Learning Device ALDM Test Systems

Fagot &#38; Paleressompoulle1 have published an automated learning device (ALDM) aimed at testing individual cognitive abilities in semi-free ranging monkeys. The main goal of our protocol is to use a network of ALDM test units to study social cognition in non-human primates.

コンピューターの自動学習装置（ALDM）テストシステムのネットワークを用いた非ヒト霊長類における社会的認知の評価

Fagot &#38; Paleressompoulle1 and Fagot &#38; Bonte2 have published an automated learning device (ALDM) for the study of cognitive abilities of monkeys ...

An Objective and Child-friendly Assessment of Arm Function by Using a 3-D Sensor

Progressive and irreversible muscle atrophy characterizes Spinal Muscular Atrophy (SMA) and other similar muscle disorder diseases. Objective assessment of muscle functions is an essential and important, although challenging, prerequisite for successful clinical trials. Current clinical rating scales restrain the movement abnormalities to certain predefined coarse-grained individual items. The Kinect 3-D sensor has emerged as a low-cost and portable motion sensing technology used to capture and track people&#39;s movement in many medical and research fields. A novel approach using this 3-D sensor was developed and a game-like test was designed to objectively measure the upper limb function of patients with SMA. The prototype test targeted joint movement capability. While sitting in a virtual scene, the patient was instructed to extend, flex, and lift the whole arm in order to reach and place some objects. Both kinematic and spatiotemporal characteristics of upper limb movement were extracted and analyzed, e.g., elbow extension and flexion angles, hand velocity, and acceleration. The first study included a small cohort of 18 ambulant SMA patients and 19 age- and gender-matched healthy controls. A comprehensive analysis of arm movement was achieved; however, no significant difference between the groups were found due to the mismatch of patient&#39;s capability and the test difficulty. Based on this experience, a second version of the test consisting of a modified version of the first game with increased difficulties and a second game targeting muscle endurance were designed and implemented. The new test has not been conducted in any patient groups yet. Our work has demonstrated the potential capability of the 3-D sensor in assessing such muscle function and suggested an objective approach to complement the clinical rating scales.

An objective measure of muscle functions is challenging especially in children. Based on a commercially available digital 3-D sensor, a child-friendly gaming test was developed to assess upper limb function for clinical trials.

客観的かつ子供向け 3次元センサーを用いた上肢機能の評価

Progressive and irreversible muscle atrophy characterizes Spinal Muscular Atrophy (SMA) and other similar muscle disorder diseases. Objective assessment ...

Systematic Assessment of Well-Being in Mice for Procedures Using General Anesthesia

In keeping with the 3R Principle (Replacement, Reduction, Refinement) developed by Russel and Burch, scientific research should use alternatives to animal experimentation whenever possible. When there is no alternative to animal experimentation, the total number of laboratory animals used should be the minimum needed to obtain valuable data. Moreover, appropriate refinement measures should be applied to minimize pain, suffering, and distress accompanying the experimental procedure. The categories used to classify the degree of pain, suffering, and distress are non-recovery, mild, moderate, or severe (EU Directive 2010/63). To determine which categories apply in individual cases, it is crucial to use scientifically sound tools.
The well-being-assessment protocol presented here is designed for procedures during which general anesthesia is used. The protocol focuses on home cage activity, the Mouse Grimace Scale, and luxury behaviors such as burrowing and nest building behavior as indicators of well-being. It also uses the free exploratory paradigm for trait anxiety-related behavior. Fecal corticosterone metabolites as indicators of acute stress are measured over the 24-h post-anesthetic period.
The protocol provides scientifically solid information on the well-being of mice following general anesthesia. Due to its simplicity, the protocol can easily be adapted and integrated in a planned study. Although it does not provide a scale to classify distress in categories according to the EU Directive 2010/63, it can help researchers estimate the degree of severity of a procedure using scientifically sound data. It provides a way to improve the assessment of well-being in a scientific, animal-centered manner.

We developed a protocol to assess well-being in mice during procedures using general anesthesia. A series of behavioral parameters indicating levels of well-being as well as glucocorticoid metabolites were analyzed. The protocol can serve as a general aid to estimate the degree of severity in a scientific, animal-centered manner.

全身麻酔を使用してプロシージャのマウスにおける体系的な評価

In keeping with the 3R Principle (Replacement, Reduction, Refinement) developed by Russel and Burch, scientific research should use alternatives to animal ...

An Electrophysiology Protocol to Measure Reward Anticipation and Processing in Children

We present a protocol designed to measure the neural correlates of reward in children. The protocol allows researchers to measure both reward anticipation and processing. Its purpose is to create a reward task that is appropriate for young children with and without autism while controlling reward properties between two conditions: social and nonsocial. The current protocol allows for comparisons of brain activity between social and nonsocial reward conditions while keeping the reward itself identical between conditions. Using this protocol, we found evidence that neurotypical children demonstrate enhanced anticipatory brain activity during the social condition. Furthermore, we found that neurotypical children anticipate social reward more robustly than children with autism diagnoses. As the task uses snacks as a reward, it is most appropriate for young children. However, the protocol may be adapted for use with adolescent or adult populations if snacks are replaced by monetary incentives. The protocol is designed to measure electrophysiological events (event-related potentials), but it may be customized for use with eye-tracking or fMRI.

This protocol is designed to measure reward anticipation and processing in young children with and without autism. Specifically, the protocol is designed to study the neural correlates of reward during social and nonsocial conditions while controlling for reward between conditions.

メジャー報酬期待と子供で処理する電気生理学プロトコル

We present a protocol designed to measure the neural correlates of reward in children. The protocol allows researchers to measure both reward anticipation ...

An Experimental Paradigm for Measuring the Effects of Ageing on Sentence Processing

Previous studies have found that older adults have greater difficulties in processing syntactically complex sentences than younger adults. However, the exact regions where the difficulties arise have not been fully identified. In this study, a maze task was implemented to investigate how older adults and younger adults differentially processed two types of sentences with different levels of syntactic complexity, namely subject relative clauses and object relative clauses. Participants were asked to choose between two alternatives at each segment of the sentences. The task required participants to engage in a strictly incremental mode of processing. The reading times for each segment were recorded, allowing the quantification of the difficulty of sentence reading. The task allowed us to identify the exact locations of the processing difficulty and thus facilitate a more accurate assessment of the age-related decline in sentence processing. The results indicate that the effect of ageing was found mainly at the head nouns, but not at other regions of the sentences, a finding which suggests that the maze task is an effective method to identify the exact location of the ageing effect on sentence processing. The implications of this experimental paradigm for investigating the effect of ageing on sentence processing are discussed.

Here, we present a protocol to examine the age-related decline in sentence processing using a maze task that allowed us to localize the processing difficulty at each word of the sentences during reading.

老化が文処理に及ぼす影響を測定する実験的パラダイム

Previous studies have found that older adults have greater difficulties in processing syntactically complex sentences than younger adults. However, the ...

Assessment of Stress Effects on Cognitive Flexibility using an Operant Strategy Shifting Paradigm

Stress affects cognitive function. Whether stress enhances or impairs cognitive function depends on several factors, including the 1) type, intensity, and duration of the stressor; 2) type of cognitive function under study; and 3) timing of the stressor in relation to learning or executing the cognitive task. Furthermore, sex differences among the effects of stress on cognitive function have been widely documented. Described here is an adaptation of an automated operant strategy shifting paradigm to assess how variations in stress affect cognitive flexibility in male and female Sprague Dawley rats. Specifically, restraint stress is used before or after training in this operant-based task to examine how stress affects cognitive performance in both sexes. Particular brain areas associated with each task in this automated paradigm have been well-established (i.e., the medial prefrontal cortex and orbitofrontal cortex). This allows for targeted manipulations during the experiment or the assessment of particular genes and proteins in these regions upon completion of the paradigm. This paradigm also allows for the detection of different types of performance errors that occur after stress, each of which has defined neural substrates. Also identified are distinct sex differences in perseverative errors after a repeated restraint stress paradigm. The use of these techniques in a preclinical model may reveal how stress affects the brain and impairs cognition in psychiatric disorders, such as post-traumatic stress disorder (PTSD) and major depressive disorder (MDD), which display marked sex differences in prevalence.

Stressful life events impair cognitive function, increasing the risk of psychiatric disorders. This protocol illustrates how stress affects cognitive flexibility using an automated operant strategy shifting paradigm in male and female Sprague Dawley rats. Specific brain areas underlying particular behaviors are discussed, and translational relevance of results are explored.

オペラ戦略シフトパラダイムを用いた認知の柔軟性に対するストレス効果の評価

Stress affects cognitive function. Whether stress enhances or impairs cognitive function depends on several factors, including the 1) type, intensity, and ...

Concept Development and Use of an Automated Food Intake and Eating Behavior Assessment Method

The vast majority of dietary and eating behavior assessment methods are based on self-reports. They are burdensome and also prone to measurement errors. Recent technological innovations allow for the development of more accurate and precise dietary and eating behavior assessment tools that require less effort for both the user and the researcher. Therefore, a new sensor-based device to assess food intake and eating behavior was developed. The device is a regular dining tray equipped with a video camera and three separate built-in weighing stations. The weighing stations measure the weight of the bowl, plate, and drinking cup continuously over the course of a meal. The video camera positioned to the face records eating behavior characteristics (chews, bites), which are analyzed using artificial intelligence (AI)-based automatic facial expression software. The tray weight and the video data are transported at real-time to a personal computer (PC) using a wireless receiver. The outcomes of interest, such as the amount eaten, eating rate and bite size, can be calculated by subtracting the data of these measures at the timepoints of interest. The information obtained by the current version of the tray can be used for research purposes, an upgraded version of the device would also facilitate the provision of more personalized advice on dietary intake and eating behavior. Contrary to the conventional dietary assessment methods, this dietary assessment device measures food intake directly within a meal and is not dependent on memory or the portion size estimation. Ultimately, this device is therefore suited for daily main meal food intake and eating behavior measures. In the future, this technology based dietary assessment method can be linked to health applications or smart watches to obtain a complete overview of exercise, energy intake, and eating behavior.

This protocol shows and explains a new technology-based dietary assessment method. The method consists of a dining tray with multiple built-in weighing scales and a video camera. The device is unique in the sense that it incorporates automated measures of food and drink intake and eating behavior over the course of a meal.

自動食品摂取と摂食行動評価方法のコンセプト開発と利用

The vast majority of dietary and eating behavior assessment methods are based on self-reports. They are burdensome and also prone to measurement errors. ...