группа компаний «ВИВАРИЙ»
Тест “вынужденное плавание”
Новая система для проведения теста “Вынужденное плавание” использует двойственный принцип, заложенный в основе прибора: датчики регистрируют два типа сигналов, комбинируя информацию о вибрациях и запись видеоизображения. Алгоритмы типа TYC (Train-Your-Computer – “Обучи свой компьютер делать работу за себя”) сравнивают данные с двух источников для слежения за поведением животного в режиме реального времени. Благодаря такому подходу результаты эксперимента полностью независимы от пользователя.
Менеджер проведения экспериментов, аналитический модуль, возможность повторного воспроизведения записанных данных и TYC алгоритмы – особенности, делающие систему с парными датчиками инновационным и простым в использовании инструментом для изучения поведения мышей и крыс (возможно привлечение в эксперимент до 4 животных единовременно) в рамках хорошо известного теста по Порсольту, или теста “Поведение отчаяния”.
Тест “Вынужденное плавание”, известный также как “Плавательный тест по Порсольту” или “Тест на поведение отчаяния” – это распространённый поведенческий тест для оценки развития животных, скрининга антидепрессантов и анксиолитических препаратов. Методика позволяет исследовать новые методы лечения и определять биологические механизмы действия существующих препаратов.
Система, предназначенная для проведения теста “Вынужденное плавание” и оборудованная парными датчиками, используется для тестирования крыс и мышей. Установка разработана на основе экспертной работы Др. Denis DAVID (описана в статье, опубликованной в журнале NEURON за 2009 год, «Neurogenesis Dependent and Independent Effects of Fluoxetine in an Animal Model of Anxiety/Depression» – Эффекты флуоксетина, зависимые и не зависимые от нейрогенеза, в животной модели тревожного состояния/депрессии).
Принцип работы системы:
Какие особенности имеет TYC (Train-Your-Computer – “Обучи свой компьютер делать работу за себя”) алгоритм, использующийся в системе для проведения теста “Вынужденное плавание”?
— Это новый инструмент, дающий исследователю полный контроль над использующимися протоколами;
— Исследователь играет роль эксперта
— Перед началом испытаний пользователь “обучает” алгоритмы системы определению трех состояний испытуемых: неподвижность/дрейф, активное плавание, попытки забраться на стенки сосуда/выбраться из вынужденной ситуации.
Методика оценки поведения испытуемых пользователем изучается программным обеспечением и применяется в качестве эталона без отклонения и смещения от заданных параметров с течением времени. Таким образом, алгоритм TYC является инструментом, позволяющим оптимизировать выполнение теста: при запуске эксперимента исследователем в режиме ручной оценки поведения животных программное обеспечение обучается использовать заданные параметры. Алгоритм TYC подстраивает их таким образом, чтобы испытания проводились в соответствии с правилами, заданными и подтверждёнными исследователем. Система позволяет проводить простое сравнение нескольких методик, что может с успехом использоваться в педагогических целях для обучения специалистов, и обеспечивает стабильность получаемых результатов при проведении множественных исследований.
При проведении теста по Порсольту с помощью системы, оборудованной парными датчиками, возможно наблюдение двух типов поведения испытуемых:
1. Грызуны (крысы и мыши) без депрессивных расстройств продолжают активно плавать и пытаться выбраться из контейнера с водой, даже при отсутствии возможности покинуть цилиндры, наполненные жидкостью.
2. Грызуны с депрессивными расстройствами, в сравнении с животными без депрессии, быстрее прекращают попытки выбраться из контейнера с водой и демонстрируют поведение отчаяния, пассивно плавая в цилиндрах.
Время пассивного плавания или дрейфа во время проведения теста на вынужденное плавание является показателем, точно отображающим эффекты антидепрессантов или анксиолитиков.
Особенности системы
Компания BIOSEB предлагает мощную систему, использующую двойственный принцип проведения теста “Вынужденное плавание”, в основе которого лежит обнаружение вибраций и анализ моторной активности испытуемых методом записи видеоизображения. Установка позволяет автоматизировать проведение теста на вынужденное плавание по Порсольту. Использование ультрасовременных алгоритмов видео слежения, в комбинации с данными о вибрациях каждого цилиндра с испытуемыми, в программном обеспечении позволяет исследователю проводить анализ и идентифицировать различные типы поведения животных с помощью процесса калибровки, параметры которой задаёт ведущий специалист лаборатории.
Система позволяет проводить одновременное тестирование 4 животных (крыс или мышей). В ручном режиме проведения теста возможно тестирование только одного животного.
Используя систему от BIOSEB, исследователь получает возможность записывать видео файлы с испытаниями, вычислять время пассивного дрейфа, время активного плавания, время активных попыток выбраться из контейнера с водой для каждого животного отдельно и для остальных животных в группе из 4 испытуемых. Каждый эксперимент может воспроизводиться и подвергаться повторному анализу после проведения теста с различными настройками: следовательно, калибровка системы, сделанная экспертом из другой лаборатории, может также использоваться в качестве предустановленного профиля. Результаты экспериментов можно экспортировать в любое программное обеспечение для будущего анализа.
Управление проведением теста на вынужденное плавание по Порсольту облегчается с помощью списка животных, который можно создать прямо в программном обеспечении или экспортировать из Microsoft Excel. Также присутствует возможность для рандомизации испытуемых. Список рандомизированных животных можно экспортировать, импортировать и отправлять на распечатку. Пользователь может остановить или запустить проведение теста в любой момент.
Параметры, определяемые системой
Система для проведения теста “Вынужденное плавание”, позволяет автоматически вычислять три параметра или состояния для крыс и мышей:
· Не активное плавание (дрейф, пассивное плавание);
· Попытки забраться на стенки сосуда/выбраться из вынужденной ситуации;
· Ныряние (только у крыс, параметры могут быть легко установлены в ручном режиме при анализе файлов).
Результаты собраны по группам или отдельным животным и могут рассчитываться для каждой минуты проведения теста.
Обучение компьютера с помощью TYC алгоритма, в комбинации с записью видеоизображения и данных о вибрациях
80х80х180 у модели для крыс
60х60х120 у модели для мышей
24 кг у модели для крыс
12 кг у модели для мышей
Питание посредством USB порта
4 прозрачных цилиндра из акрила + датчики
30 см в диаметре, высотой 50 см у модели для крыс
17 см в диаметре, высотой 20 см у модели для мышей
Калибровка датчика/воспроизводимость результатов
После начальной однократной калибровки (6 минут): 4% вариабельность
Цилиндры с измерительными приборами
4 цилиндра, оборудованных измерительными приборами, подставка, 1 HD видеокамера, программное обеспечение FST DUAL SENSOR, USB порты, мини USB кабели, руководство пользователя
Программное обеспечение BIO-FST
Позволяет определять 3 уровня активности животных: дрейф/пассивное плавание, активное плавание, попытки забраться на стенки цилиндра (выбраться из контейнера)
300 Гц, данные шифруются (совместимость со стандартом GOOD LABORATORY PRACTICE) и усредняются, запись данных синхронизирована с записью видеоизображения
Воспроизведение и управление проведением теста
В любое время, удалённо. Инструмент оценки параметров используется для калибровки, или для учебных целей и сравнения результатов, полученных экспертом.
В виде файла в формате xls, для каждого животного или каждой группы животных и временного периода (для каждой минуты проведения теста)
ПК (не поставляется в комплекте)
Системные требования: 2 Гб оперативной памяти, процессор Intel Core i3 или выше, ОС Windows 7, 8, 3XUSB порта
Источник
Дневник наблюдений в тесте «вынужденное плавание»
Выявление особенностей поведения крыс декоративных в тесте «Вынужденное плавание».
Поведенческий тест «вынужденное плавание» впервые был предложен Р.Полсолтом в 1977г. суть метода заключается в том, что крысы, вынужденные плавать в замкнутом пространстве без возможности выхода из стрессовой ситуации, отказываются от активных действий, принимают позу «зависания», достаточную только для удержания головы на поверхности воды – стадия иммобилизации. Продолжительный отказ от активного плавания (иммобилизация, поведение отчаяния) является показателем депрессивного состояния, развивающейся в ситуации невозможности избежать опасность.
Схема проведения опыта.
Животных помещали в цилиндрический сосуд (высота 70см, диаметр 38см), заполненный водой на высоту 25 см, сверху дополнительно устанавливался цилиндрический бортик высотой 20 см. В данных условиях крыса не может выбраться, найти опору в нем. Температуру воды поддерживали на уровне около 25 0С. Поведение регистрировали в течение 5 минут с помощью видеокамеры фотоаппарата Samsung. Отмечали основные тестируемые параметры: длительность первого эпизода активного плавания (сек) (энергичные движения всеми конечностями), количество фекальных болюсов, количество актом груминга, количество выпрыгиваний, суммарное время фризинга (замирания) (сек), общее время плавания (сек).
Количество фекальных болюсов определяли сразу. Все остальные показатели поведения крыс – после завершения опыта при просмотре видеозаписей.
Полученные данные занесли в дневник наблюдений. Данные обработали и представили в таблице № 6.
Таблица № 6. Средние показатели поведенческих реакций крыс декоративных в тесте «открытое поле»
| Поведенческие показатели | Самки | Самцы |
| Кол-во болюсов | ||
| Длительность первого эпизода плавания | ||
| Общее время плавания | ||
| Время иммобилизации | ||
| Кол-во актов груминга | ||
| Кол-во выпрыгиваний |
Результаты.
Результаты наблюдения крыс декоративных в тесте «вынужденное плавание» представлены в дневниках наблюдений (приложение 2). Полученные данные обработаны и представлены в таблице № 6.
Известно, чем большее время иммобильности, меньше общее плавание и меньше длительность первого эпизода активного плавания, тем выше уровень депрессивности и наоборот.
Сопоставление результатов опыта в тесте «вынужденное плавание» показало достоверные различия в поведенческих параметрах самцов и самок. Самки крыс в отличие от самцов проявляют более отчетливые признаки депрессивного состояния: длительность иммобилизации выше в 17,9 раз, длительность 1-го эпизода активного плавания ниже в 2,7 раза и общее время плавания ниже в 1,3 раза.
У самок количество актов груминга составило 0,3, у самцов – 5,4, что в 18 раз больше. Это демонстрирует большую эмоциональность самцов в данном тесте. Количество фекальных болюсов у самок и самцов отличается незначительно.
У самцов выше было количество выпрыгиваний, то есть попыток освободиться от воды 2,3 против 1,4. Также мы отметили, что самцы совершили по 1 нырянию (исследовали дно). У самок такой реакции мы не наблюдали. Данные показатели свидетельствует о более низком уровне депрессии у самцов.
П Р И Л О Ж Е Н И Е
Дневник наблюдений в тесте «Вынужденное плавание» ОБРАЗЕЦ
День ________. Дата ______________г.
| № п/п | Особь | Кол-во болюсов | Длительность 1-го эпизода плавания | Общее время плавания | Время иммобилизации | Кол-во актов грумминга | Кол-во выпрыгиваний | Примечание |
| Марта | ||||||||
| Снежана | ||||||||
| Мариша | ||||||||
| Средние показатели, самки | ||||||||
| Эдвард | ||||||||
| Малыш | ||||||||
| Джеймс | ||||||||
| Средние показатели, самцы |
Дневник наблюдений в тесте «вынужденное плавание»
День 1-й. Дата 19.01.2015г.
| № п/п | Особь | Кол-во болюсов | Длительность 1-го эпизода плавания | Общее время плавания | Время иммобилизации | Кол-во актов грумминга | Кол-во выпрыгиваний | Примечание |
| Марта | ||||||||
| Снежана | ||||||||
| Мариша | ||||||||
| Средние показатели, самки | 7,3 | 33,3 | 179,7 | 120,3 | ||||
| Эдвард | Активно плавал не только вдоль бортиков, но и по всей площади | |||||||
| Малыш | ||||||||
| Джеймс | ||||||||
| Средние показатели, самцы | 4,3 | 296,7 | 3,3 | 4,3 |
День 2-й. Дата 20.01.2015г.
| № п/п | Особь | Кол-во болюсов | Длительность 1-го эпизода плавания | Общее время плавания | Время иммобилизации | Кол-во актов грумминга | Кол-во выпрыгиваний | Примечание |
| Марта | Выпрыгивала в начале опыта, пищала | |||||||
| Снежана | ||||||||
| Мариша | В течение 10с. Цеплялась за руки, не желала плавать | |||||||
| Средние показатели, самки | 243,7 | 56,3 | 0,3 | |||||
| Эдвард | Плавал менее активно, чем в 1-й день | |||||||
| Малыш | ||||||||
| Джеймс | ||||||||
| Средние показатели, самцы | 7,7 | 2,7 |
День 3-й. Дата 21.01.2015г.
| № п/п | Особь | Кол-во болюсов | Длительность 1-го эпизода плавания | Общее время плавания | Время иммобилизации | Кол-во актов грумминга | Кол-во выпрыгиваний | Примечание |
| Марта | ||||||||
| Снежана | Реакция активных действий отсутствует | |||||||
| Мариша | ||||||||
| Средние показатели, самки | 10,7 | 248,7 | 51,3 | 0,3 | ||||
| Эдвард | ||||||||
| Малыш | Начал нырять 3 раза | |||||||
| Джеймс | Нырнул 1 раз и осмотрел все дно | |||||||
| Средние показатели, самцы | 7,3 | 59,7 |
День 4-й. Дата 22.01.2015г.
| № п/п | Особь | Кол-во болюсов | Длительность 1-го эпизода плавания | Общее время плавания | Время иммобилизации | Кол-во актов грумминга | Кол-во выпрыгиваний | Примечание |
| Марта | ||||||||
| Снежана | ||||||||
| Мариша | ||||||||
| Средние показатели, самки | 10,7 | 231,3 | ||||||
| Эдвард | ||||||||
| Малыш | ||||||||
| Джеймс | ||||||||
| Средние показатели, самцы | О,7 |
День 5-й. Дата 23.01.2015г.
| № п/п | Особь | Кол-во болюсов | Длительность 1-го эпизода плавания | Общее время плавания | Время иммобилизации | Кол-во актов грумминга | Кол-во выпрыгиваний | Примечание |
| Марта | ||||||||
| Снежана | ||||||||
| Мариша | ||||||||
| Средние показатели, самки | 7,3 | 8,3 | 206,3 | 93,6 | 0,7 | |||
| Эдвард | Нырнул, исследуя дно очертил круг | |||||||
| Малыш | Действия вялые, замедленные | |||||||
| Джеймс | Плавает активно | |||||||
| Средние показатели, самцы | 30,3 | 292,3 | 7,7 |
Таблица № 6. Средние значения поведенческих реакции крыс декоративных в тесте «Вынужденное плавание»
Источник