A toolbox for automated video analysis of rodents engaged in string-pulling: Phenotyping motor behavior of mice for sensory, whole-body and bimanual skilled hand function
Notice bibliographique
Résumé
Abstract String-pulling in rodents (rats and mice) is a task in which animals make hand-over-hand movements to spontaneously reel in a string with or without a food reward attached to its end. The task elicits bilateral skilled hand movements for which rodents require little training. The task is suitable for phenotyping physiology and pathophysiology of sensorimotor integration in rodent models of neurological and motor disorders. Because a rodent stands in the same location and its movements are repetitive, the task lends itself to quantification of topographical and kinematic parameters for on-line tactile tracking of the string, skilled hand movements for grasping, and rhythmical bilateral forearm movements to advance the string. Here we describe a Matlab ® based software with a graphical user interface to assist researchers in analyzing the video record of string pulling. The software allows global characterization of position and motion using optical flow estimation, descriptive statistics, principal component, and independent component analyses as well as temporal measures of Fano factor, entropy, and Higuchi fractal dimension. Based on image segmentation and object tracking heuristic algorithms, the software also allows independent tracking of the body, ears, nose, and forehands for estimation of kinematic parameters such as body length, body angle, head roll, head yaw, head pitch, movement paths and speed of hand movement. The utility of the task and that of the software is presented by describing mouse strain characteristics in string-pulling behavior of two strains of mice, C57BL/6 and Swiss Webster. Postural and skilled hand kinematic differences that characterize the strains highlight the utility of the task and assessment methods for phenotypic and neurological analysis of healthy and rodent models of diseases such as Parkinson’s, Huntington’s, Alzheimer’s and other neurological and motor disorders. Significance statement Mouse models are used to investigate the physiology and pathophysiology of motor deficits observed in human neurological conditions, for testing substances for therapeutic drug development, and to investigate the role of neural systems and their genetic basis in the expression of behavior. Behavioral tasks involving unconditioned and natural behavior can provide rich insights into motor performance in animal models and analyses can be aided by the automated processing of video data for reliable quantification and high throughput.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,015 | 0,004 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».