Краткий обзор основных характеристик поведенческого оборудования: LABORAS (by Metis systems), Passive Avoidance, Shuttle box (by Panlab) Выполнила: Заборская Ольга, 134 -7
Введение: комплексная оценка поведенческих характеристик лабораторных животных n Специфику современного изучения поведения экспериментальных животных определяет, прежде всего, наличие высокопрофессионального оборудования, опирающегося на цифровые технологии. Автоматическая одновременная фиксация множества физиологических и поведенческих параметров, возможность сопоставления их, поиска корреляций и т. п. – все это создает принципиально новые возможности для поведенческих исследований. В последнее время была разработана батарея стандартных тестов, что позволяет проводить универсальный скрининг с выявлением морфологических дефектов и нарушений в нервно-мышечной, сенсорной и вегетативной системах организма. Последний блок тестов, оценивает более тонкие функциональные особенности нервной системы, связанные с индивидуальным и социальным поведением животных, их интеллектом и психикой. Преследуя единую цель всесторонней проверки функционирования нервной системы, разные лаборатории используют вариативные наборы поведенческих тестов.
Laboras (Laboratory Animal Behavior Observation, Registration and Analysis System)
LABORAS. Принцип работы LABORAS основан на вибрации и силе сигнала, благодаря этому он способен распознавать специфическое поведение и положение животного. Основой системы являются измерительные платформы, преобразующие движение животного в электрические сигналы. (На них помещается и фиксируется клетка с животным. ) Треугольные формы платформы состоят из: - тяжелой опорной плиты, на которой расположены силовые датчики (преобразователи). - очень легкой и жесткой измерительной пластины из "углеродного волокна", которая расположена на верхней части преобразователей. - конструкции которая держит верхнюю часть клетки.
Вибрации, вызванные движениями животного действуют на измерительные пластины из углеродного волокна и передаются на силовые преобразователи под ним. Датчики соединены с предусилителем и блоком формирования сигнала (signal conditioning unit), который установлен в измерительной платформе. Выходные сигналы с усилителя будут передаваться в блок управления LABORAS (LCU), который преобразует аналоговые сигналы в цифровой формат. Блок управления LABORAS может обрабатывать сигналы до восьми измерительных платформ. LCU посылает данные по последовательной линии к ПК для дальнейшей обработки.
Обработка сигналов вибрации происходит в системе программного обеспечения. Каждое поведение имеет свой собственный вид визуальных характеристик сигнала, которые могут быть обнаружены с помощью программного обеспечения LABORAS для идентификации поведения. Пример на картинке:
Видео-пример:
Определение полученных данных n Маркированные по времени файлы поведения и позиции n Краткие разложения результатов тестов по окнам, определяемым пользователем: в том числе по продолжительности и частоте поведения n Экспортирование результатов тестов в широко применяемых форматах: MSExcel, SPSS, SAS/JMP и т. д. n n Всестороннее и полное управление данными эксперимента Все данные можно вводить в администрационный программный модуль LABORAS. Данные эксперимента добавляются к результатам испытаний. Сессии теста и связанные данные являющиеся частью одного эксперимента можно сохранить в одном экспериментальном проекте. В дополнение к поведению, программное обеспечение также способно извлекать положение животного из различных других приспособлений для слежения от преобразователя сигналов. (Таких как скорость, распределение кругов по часовой стрелке и против часовой стрелки. )
Active or passive avoidance system Поведенческая модель для исследования активного и пассивного избегания напоминает обусловленный контекстом страх. Животное помещают в клетку(shuttle-box), где после условного сигнала по полу подается электрический ток. В ситуации пассивного избегания(закрытая дверь в безопасный отсек) регистрируют время замирания, в ситуации активного избегания (при открытой дверце в безопасный осек) – латентный период пробежки.
Passive Avoidance Тест пассивного избегания является одним из способов изучения эффектов влияния психотропных препаратов, транквилизаторов, поражения головного мозга (ишемия / гипоксия) и других факторов на процессы обучения и памяти. Система представлена блоком управления (control unit) и клеткой из двух частей.
Конструкция и способ работы Конструкция Р. А. имеет двустороннюю архитектуру: большая (светлая) половина и меньшая (темная половина). Светлая сторона может освещается лампой, встроенной в крышку. На прозрачной стороне имеются отверстия, чтобы обеспечить естественную вентиляцию в целой клетке. Проход между двумя сторонами может быть закрыт дверью с компьютерным управлением (в зависимости от конкретных экспериментальных парадигм, эта дверь автоматически закрывается. Дверь закрывается быстро и тихо, а так же имеет матрицу из ИК-датчиков на гейтинг). Инфракрасные фотоэлектрическиеячейки, встроенные по всей длине коробки, точно обнаруживают фактическое положение и движение животного. Пол представляет собой перфорированную стальную пластину из нержавеющей стали. При том, в темной ячейке эта сетка проводит электрический ток, оказывающий шоковое воздействие на животное. Пол в светлой ячейке ток не проводит. Конструкция так же имеет съемный лоток для мусора в обеих ячейках для простоты очистки блока. Поверх конструкции есть крышка, исключающая побег из установки.
Управление и результаты: Вся система управляется компьютерной программой Shutavoid и может включать в себя до 8 клеток последовательно подключенных друг к другу через входы на задней панели их блоков управления. Каждая клетка может регулироваться независимо, запись можно начать или остановить кнопками пуска и остановки размещенными на панели, независимо друг от друга. Экспериментальная процедура может отображаться на экране, данные отображаются постоянно и записываются в экспортируемый формат файла. Рабочие протоколы включают время, которое уходит на переход из белого отсека в черный, где животное неизбежно получает мягкий электрический стимул.
Shuttle Box Panlab Shuttle (LE 916 -918) состоит из двух одинаковых по размеру отсеков с двумя независимыми сетками на полу. Фронтальная дверь обеспечивает легкий доступ внутрь коробки. Клетка содержит общий звуковой генератор и визуальный стимул (свет) для каждого отсека. Животное регистрируется двумя преобразователями веса, расположенными выше статических сеток. Возможно переконвертирование его в традиционный пассивной бокс, добавив раздвижную дверь (LE 916 D для мышей или LE 918 D для крыс). Кроме того, можно создать различные формы стен или добавить цвета, чтобы создать еще одно условие для предмета исследования (визуально, либо пространственно). Shuttle Box может управляться с помощью программного обеспечения (Shut. Avoid) или LE 2708 программист.
Примеры использования моделей активного и пассивного избегания: После обучения в камере у животного имеют место долговременные поведенческие изменения, которые можно изучать генетическими и фармакологическими методами. Модель обусловленного страха используется при изучении памяти и процессов обучения. Подобное состояние может быть вызвано у человека; в клинике нарушение миндалины (небольшой симметричный отдел эмоциональной зоны мозга) предотвращает обусловленный страх, т. е. это структура, которая участвует в его возникновении.
n Ученые исследуют и такой поведенческий признак как депрессия. Депрессия - это психическое состояние с пониженным настроением, сниженной жизнеспособностью, отсутствием стремления к удовольствию (ангедония). Некоторые виды депрессии провоцируются стрессорными жизненными обстоятельствами. Имеет место генетическая предрасположенность к заболеванию депрессией. В 1970 – 1980 -х гг. причину депрессии видели в истощении моноаминовых депо нейронов, в настоящее время исследования молекулярных механизмов депрессии сконцентрированы на выяснении роли ряда транскрипционных факторов. n Депрессивноподобное состояние животных в эксперименте провоцируется длительными стрессорными воздействиями или селекцией. В обоих случаях оценивается время, когда животное от активных попыток освободиться из неприятного положения переходит к неподвижности, зависанию, которое исследователи ассоциируют с потерей животным надежды и поведением отчаяния. Клинически активные антидепрессанты увеличивают время наступления неподвижности. n
Спасибо за внимание!
Скачать презентацию Краткий обзор основных характеристик поведенческого оборудования: LABORAS (by
поведенч. оборудование.ppt