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开发一种啮齿类动物识别记忆的自动化测试

杜伦大学的研究人员开发了一种半自动的“持续试验”方法在自发的物体识别任务中,动物可以在一次测试中完成多次测试(而不是典型的单一测试)。这就带来了更可靠的行为数据,更敏感的表现衡量标准,并减少了提供相同统计能力所需的动物数量。寻求与能够帮助进一步开发和验证设备的各种用户的合作关系。

该解决方案提供商已获得CRACK IT解决方案资助,与四所大学(圣安德鲁斯大学、爱丁堡大学、开放大学和布里斯托大学)的研究人员合作,扩大半自动连续试验装置的应用。

自发的识别记忆任务通常是这样运行的,每只动物每天只收集一次试验。这些任务通常使用单一的竞技场,动物与群体隔离,在延迟(物体正在改变)和试验之间(通常在不同的日子进行)处理,增加了动物的焦虑,影响数据的可重复性。

通过调整运行这些任务所采用的方法,可以在一次会话中从单个动物收集多次试验,减少动物体验的压力,并与传统的一天一次试验方法相比,增加模型的可靠性。有一些技术可以使多个自发识别试验在一次会话中进行(例如Albasser, 2010;Furtaket al。, 2009),但没有一项试验将动物从同一方向进入的单个测试室与真实的3D物体结合起来。在连续试验装置中包含这两个特征将使结果与现有的关于自发识别记忆的文献(主要是使用一天一次试验程序进行的)更具可比性,增加了模型的适用性与之前的研究结果相关。

杜伦大学的研究人员开发了一种方法,并证明了使用他们的手动连续试验装置进行长期记忆研究的有效性。该装置允许使用样本阶段(熟悉对象)和测试阶段(引入新对象)之间的大量(24小时)延迟(见下图),同时通过在第1天运行所有样本阶段,在第2天运行所有测试阶段,保留持续试验方法的好处。这增加了长期记忆研究的数量,在24小时内用一只动物进行试验是可能的,提高了所获得数据的可靠性。该团队还证明了使用这种连续试验方法使用与临床相关的情景记忆(什么,在哪里,哪个记忆)的自发任务的可行性。在仪器的自动化版本中验证这两种方法,将增加仪器的可用性(因此在这些任务中使用的动物数量将总体减少),并通过评估更相关的记忆形式将这些任务的结果转化为临床的有效性。

解决方案AEaston-V2

引用:

  • Albasser MM, Chapman RJ, Amin E,et al。(2010)扩展我们对啮齿类动物物体识别记忆知识的新行为协议。学习与记忆17日(8):407 - 19所示。doi: 10.1101 / lm.1879610。
  • Furtak SC, Cho CE, Kerr KM,et al。(2009)地板投影迷宫:一种向大鼠呈现视觉刺激的新型行为装置。神经科学方法杂志181(1): 82 - 88。doi: 10.1016 / j.jneumeth.2009.04.023。

杜伦大学和坎普登仪器公司的研究人员已经将手动连续试验装置发展成半自动版本,并在大鼠和小鼠身上验证了其在物体识别和物体位置记忆方面的有效性。该手动装置是在葛兰素史克上海公司的帮助下,参考运行自发识别程序的商业工作实践(Chan提交)。这表明,坎普登仪器公司开发的自动化系统很可能非常适合商业和学术研究环境。

该装置提供了一个测试室,动物可以在其中探索物体,并提供了一个容纳室,当物体被改变时,动物休息。在每个时间段的开始和结束时,两个房间之间会打开一扇自动门,让动物在不被操纵的情况下穿梭。当动物在等待室时,可以在不打扰动物的情况下移除或更换测试室中的物体。该装置的商业供应将提供关于动物习惯化方法和控制软件的培训,并将为用户提供行为任务的明确标准操作程序(sop)。因此,自发的识别任务将首次在实验室之间标准化,这可能会对可重复性和可靠性产生重大影响。

该装置包括一个摄像头,用来捕捉动物在测试室内的整个过程中的行为,以便稍后进行评分,以及一个行为评分应用程序原型。与视频装置相关联的应用程序的进一步开发将使测试环节的评分速度比标准方法更快,自动评分将减少手动评分的主观性。商业产品的初步计划包括适合所有预算的设备,从具有用户操作的手动门和手动评分的初级产品到完全自动化的高级产品(自动门、食品配送和行为评分)。

这项技术将对寻找记忆标准化测试以产生啮齿类动物模型的行为表现型以及假设的影响记忆功能的干预措施的效果的团体感兴趣。

我们寻求与各种各样的用户建立伙伴关系,他们可以以多种方式帮助进一步开发和验证仪器,包括(但不限于):

  • 评估一个实验人员同时运行多个仪器的可行性,以增加这些任务的吞吐量并提高仪器的可用性。
  • 最大化可以从记录的行为中提取的数据(手动或其他方式),使研究人员能够以可靠的方式快速、准确地对行为进行评分。
  • 进一步验证该仪器的手动版本,即在物体识别中使用样本阶段和测试阶段之间的延迟,以及在评估记忆药理学操作的影响时使用该仪器的适当性。
  • 在操作环境中测试行为评分应用程序,为目标受众提供支持系统改进的建议和反馈。

合作伙伴将受益于对设备的访问,并能够通过他们的反馈帮助形成该设备的开发。

这种连续试验装置使表现更加可靠,因此减少了在自发识别研究中达到统计显著性所需的动物数量。在大鼠和小鼠身上,研究人员已经证明,他们可以将完成标准任务所需的动物数量从每组16只减少到8只(Ameen-Ali)et al。, 2012;陈et al .,提交)。这使得他们的研究小组在过去三年里使用的动物数量减少了大约100只。采用这种仪器将使全世界用于这些研究的动物使用减少至少40%。

该装置在程序上也提供了明显的改进,因为动物在试验之间或试验中不进行处理。这导致了更可靠的行为测量,并显著减少了数据中的行为“噪音”。减少这些实验数据中的“噪声”提供了额外的灵敏度,提高了可靠性和可重复性,并进一步减少了动物使用量。此外,提供具有标准操作程序的自动化设备将使这些自发识别任务在实验室间运行的方式保持一致,提供更清晰的数据比较,并从长远来看进一步减少使用动物来澄清不一致的结果。

引用:

  • 艾明-阿里·柯,伊科特·乔丹,伊斯顿·A(2012)。一种新的行为装置,以减少大鼠多种自发物体识别范式中的动物数量。神经科学方法杂志211(1): 66 - 76。doi: 10.1016 / j.jneumeth.2012.08.006。

概述

在验证了该技术在大鼠和小鼠物体识别和物体位置记忆方面的有效性后,亚历克斯·伊斯顿博士寻找合作者,以扩大该设备的应用范围。在CRACK IT Solutions资金的支持下,Alex和Campden Instruments现在与四所大学(圣安德鲁斯大学、爱丁堡大学、开放大学和布里斯托大学)的研究人员合作,以:

  • 评估同时运行多个设备的潜力。
  • 使用集成相机增加从会话中提取的数据量。
  • 提高数据得分。
  • 开发用于不同实验环境的仪器,如电生理学或光遗传学实验。

运行这些任务所采用的方法意味着可以在一次会议中从单个动物收集多个试验,减少动物间的差异性。该装置在程序上提供了明显的改进,因为动物在试验之间或试验中不进行处理。减少的操作和减少的动物间的变异使表现更可靠,减少了在自发识别研究中达到统计显著性所需的动物数量。

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