Phenotyper

Оборудованная домашняя клетка для оценки поведения лабораторных грызунов в краткосрочных и долгосрочных исследованиях.

PhenoTyper – это оборудованная домашняя клетка, которая используется для наблюдения за крысами и мышами, оборудованная всем необходимым для видеослежения за животными. В верхней части она имеет крышку, в которую встроена чувствительная инфракрасная камера, LED ИК подсветка, устройство для генерации звуковых сигналов, белые и жёлтые лампы. Всё оборудование контролируется в автоматическом режиме. Инфракрасная подсветка позволяет проводить слежение в темноте, в ночное время, что даёт возможность наблюдать за поведением животных вне зависимости от освещения в лаборатории. Картинка с камеры используется программным обеспечением EthoVision XT для слежения и анализа. Также применяется ПО The Observer XT для оценки и анализа поведения животных. Источники света управляются с помощью команд ПО EthoVision XT, например, при входе животных в определённые зоны.

PhenoTyper может быть оснащена дополнительными инструментами для оценки поведения, которые включают:

▪ Activity Wheel: для измерения активности крысы. С автоматическим тормозом и девятью уровнями сопротивления.
▪ PhenoWheel: для измерения активности мыши путём подсчёта числа оборотов колеса.
▪ Pellet dispenser: выдаёт гранулы пищи на основе временных показателей или поведенческих событий.
▪ Lickometer: измеряет время и частоту питья путём обнаружения контакта животного с бутылкой с водой.  
▪ Mouse Feeding Monitor: контролирует частоту и продолжительность кормления мыши.

 

Клетка PhenoTyper для постоянного обитания животных

PhenoTyper – клетка, оборудованная измерительными приборами, доступная в базовом варианте и в варианте для постоянного обитания животных. В установленное оборудование входит верхний блок, имеющий LED источники света и камеру (опционально доступны другие виды датчиков и устройств, таких как генераторы звуковых сигналов, блоки для оперантного обучения, оптогенетические устройства для генерации сигналов). Клетка идеально подходит для длительных исследований.

 

Возможности для адаптации под нужды пользователя

PhenoTyper имеет 4 настраиваемые стенки из пластика, позволяющие пользователю полностью изменять конфигурацию клетки в зависимости от условий проведения исследования. Возможно использование оборудования для простых наблюдений в ходе кратковременных экспериментов. Пользователь может расширять конфигурацию клетки, добавляя поильник, диспенсер для корма, укрытие для животных, что обеспечивает длительное пребывание испытуемых. Благодаря этому PhenoTyper отлично подходит для наблюдений в течение очень длительного периода времени, например при изучении циркадных ритмов, или событий, случающихся очень редко (например, таких как приступы эпилепсии).

Дополнительно, возможно установка широкого ассортимента оборудования в клетку. Например, диспенсер для корма, монитор кормления, колесо для отслеживания активности, или устройства для оперантного обучения животных. В принципе, возможно подключение к клетке PhenoTyper любого дополнительного оборудования, использующего TTL-связь, посредством блока USB-IO. Сигналы от оборудования анализируются с помощью ПО EthoVision XT. Управление оборудованием также осуществляется помощью программного обеспечения.  Поддерживается активация дополнительных устройств по расписанию, или в зависимости от поведения животного, например при нажатии рычага. Таким образом, каждый пользователь имеет возможность построить собственную версию клетки PhenoTyper, идеально соответствующую планируемому исследованию. Некоторые распространённые примеры таких исследований указаны ниже.

·       PhenoTyper и оптогенетическая стимуляция;

·       PhenoTyper и оперантное обучение;

·       PhenoTyper и определение уровня тревоги;

·       PhenoTyper и изучение социальных связей;

·       PhenoTyper и исследование когнитивных функций ЦНС.

Для оперантного обучения PhenoTyper легко оборудуется оперантными микромодулями, такими как датчик высовывания носа, устройства для создания струи сжатого воздуха, источники света и т.д.

Базовая версия клетки PhenoTyper

Базовая версия клетки PhenoTyper идеально подходит для всех видов исследований, обычно проводящихся на открытом пространстве. Она состоит из нижней пластины, четырёх сменных стенок с вентиляционными отверстиями и верхнего блока. Стенки изготовлены из полупрозрачного пластика.  Опционально возможна их замена на частично непрозрачные (матовые) панели для уменьшения отражающей способности (необходимо для некоторых исследований).

Универсальный верхний блок

Верхний блок клетки имеет интегрированную инфракрасную камеру, источник света для подачи ключевых сигналов и зуммер, который генерирует звуковой сигнал постоянной тональности для тестов оперантного обучения. Кроме того, имеется точечный источник белого раздражающего света, для создания в клетке градиента свет-темнота. Он используется для оценки тревожного состояния или поведенческих реакций типа “приближение-избегание”. Также верхний блок имеет источники ИК LED подсветки, позволяющие следить за животными 24 часа в сутки, вне зависимости от освещённости помещения. Конструкция верхнего блока универсальна. Благодаря этому он используется во всех клетках PhenoTyper, увеличивая эффективность и экономичность устройства.

Возможные размеры клетки

Клетка PhenoTyper доступна в двух стандартных размерах: модель PhenoTyper 3000 имеет площадь пола 30х30 см; PhenoTyper 4500 имеет площадь пола 45х45 см. По запросу компания может предоставить специальную версию клетки с площадью пола 90х60 см. (Для получения дополнительной информации о доступных размерах, пожалуйста, обратитесь к таблице ниже).


Вместо стандартных стенок пользователь может устанавливать стенки с креплениями для кормушки, поильника или других приспособлений. Кроме того, возможно установка в клетку укрытия для животных. Таким образом, клетка для наблюдений будет похожа на обычную клетку для длительного содержания испытуемых. Пользователь имеет возможность подключить к клетке PhenoTyper, с помощью блока USB-IO, широкий спектр дополнительных устройств для стимуляции или мониторинга. Примеры дополнительных аксессуаров указаны ниже:
• Колесо активности для крыс;
• Колесо PhenoWheel для мышей;
• Диспенсер для сухого корма;
• Датчик обращения животного к поильнику;
• ИК прозрачное укрытие для животных;
• Монитор кормления для мышей;
• Модули для оперантного обучения;
• Укрытие с подсветкой;
• Генератор звуковых сигналов;
• Оборудование сторонних производителей.
 
Оборудование сторонних производителей
В принципе пользователь может подключить к клетке PhenoTyper любое оборудование сторонних производителей, использующее TTL-связь. Свяжитесь с представителем компании для получения дополнительной информации об использовании отдельных устройств сторонних производителей.
 

Размеры

Наименование

Площадь пола

Высота стенок

PhenoTyper 3000

30х30 см

35 см

PhenoTyper 4500

45х45 см

55 см

PhenoTyper 9000

90х90 см

100 см

Верхний блок

30х30 см

9 см

 

Верхний блок PhenoTyper

Верхний блок, оборудованный измерительными приборами, содержит ИК-видеокамеру и три сетки из ИК LED диодов для подсветки. Таким образом, запись видео и анализ видеоизображения не зависит от условий освещённости в помещении лаборатории, в которой установлена клетка PhenoTyper. Также пользователь имеет возможность настроить условия освещённости во время проведения эксперимента, например для моделирования цикла день/ночь в клетках.

Верхний блок также содержит источники света для освещения клетки и генератор звуковых сигналов для оперантного обучения животных. Кроме того, имеется точечный источник раздражающего белого света узкой направленности, предназначенный для создания в клетке градиента свет-темнота. Данное оборудование используется для оценки поведенческих реакций типа “приближение-избегание”.        

Технические характеристики

Формат выходного видео сигнала

Стандарт Международного Консультативного Комитета по Радиовещанию, черный/белый, Vpp – 75 Ом (PAL) или стандарт Ассоциации Изготовителей Электронного Оборудования, черный/белый, Vpp – 75 Ом (NTSC)

ИК подсветка

3 интегрированные ИК решётки с диффузором

Звуковые сигналы

Частота ~2300 Гц, уровень громкости ~70дБ

Освещение клетки

590 нм

Белый источник точечного света

Цветовая температура 5500оК, уровень освещённости 0-1000  люкс

Источник электропитания

24 В постоянного напряжения, 15 Вт

 

Клетки PhenoTyper и оптогенетическая стимуляция

Оптогенетика – важный прорыв в области изучения поведенческих реакций. Клетки PhenoTyper отлично подходят для проведения оптогенетических исследований, особенно при длительных наблюдениях. Изменения в поведении наблюдаемых животных во время или после подачи оптогенетического стимула регистрируются автоматически с помощью ПО EthoVision XT, предназначенного для слежения за испытуемыми и анализа данных. Более того, с модулем для контроля над проведением исследования и оборудованием пользователь имеет возможность управлять устройством для оптогенетической стимуляции в автоматическом режиме. Поддерживается включение и выключение стимуляции в определённое время. Также пользователь может включать и выключать устройство при демонстрации животным определённого поведения. Например, во время приёма воды или при входе в определённую тестовую зону.

Если пользователь также приобретает модуль для оценки социальных взаимосвязей, возможно включение оптогенетической стимуляции при приближении одного животного к другому, или при совместной демонстрации коллективного поведения. При расширении конфигурации PhenoTyper модулем для регистрации положения тела в пространстве для ПО EthoVision XT пользователь может включить ориентацию испытуемых в тестовый протокол. Например, для подачи стимула при нахождении носа одного животного рядом с основанием хвоста другого.

 

Расширение CognitionWall для клеток PhenoTyper

CognitionWall™ - дополнительное оборудование для клеток PhenoTyper, разработанное компанией Sylics. Оно предназначено для проведения оперантной оценки когнитивных функций животных в условиях клеток для длительного содержания, в комбинации с ПО AHCODA для анализа данных.

 

Эффективное и надёжное определение когнитивных возможностей

CognitionWall (стена познания) – это стенка, устанавливающаяся в клетку PhenoTyper, и позволяющая оценивать когнитивные функции у мышей. Она содержит три входа для животных и размещается перед диспенсером с кормом (в одном из углов). Для получения поощрения в виде еды животное должно пройти через “верный” проход. Исследования, проводящиеся с помощью дополнительного оборудования CognitionWall, отслеживаются, программируются и контролируются с помощью ПО EthoVision XT для видео слежения. Так как эти тесты проводятся в условиях “домашних” клеток, отсутствует необходимость постоянно перемещать животных, что означает более высокую эффективность и результативность экспериментов. Кроме того, отсутствие необходимости в человеческом участии улучшает благосостояние животных.

 

Обучение реакциям различения у животных

Стенка CognitionWall может использоваться для проведения ночных (одна ночь, в автоматическом режиме) тестов для эффективной идентификации нарушений в способности различать предметы у мышей. Ночью мышь узнаёт, что только правильный проход в стене ведёт к получению пищи. Скорость, с которой животное учится правильно выбирать “верный” проход, используется как показатель обучаемости реакциям различения. Данный тест был основан на фармакологических и генетических моделях таких патологий как болезнь Альцгеймера. 

Значительным преимуществом данного протокола является его скорость, большая чувствительность и большая воспроизводимость получаемых результатов, по сравнению с традиционным пятидневным протоколом с применением водного лабиринта Морриса.

Изменение полученных навыков

CognitionWall также идеально подходит для оценки когнитивной гибкости. После начальной фазы обучения реакциям распознавания (две ночи) “верный” проход перемещают на другое место. Скорость, с которой мышь адаптируется к новым условиям (изменяет полученный навык) определяется на протяжении двух последовательных ночей.

Данные этих экспериментов автоматически обрабатываются, проверяются на качество, и подвергаются анализу с помощью “облачного” программного обеспечения для анализа от компании Sylics. Результаты, содержащие рисунки и статистические вычисления, готовые для публикации,  выкладываются на частный веб-сайт пользователя в течение 24 часов.