IntelliCage

新标准:啮齿动物行为与认知表型分析

自动化群体饲养与个体数据收集

IntelliCage 是一款全自动系统,可在保持社交互动的同时,对多达 16 只小鼠或 8 只大鼠的居笼行为和认知表现进行评估。该独特的实验设计在生物学相关的丰富环境中,以高度标准化的居笼条件促进自然社交行为。因此,IntelliCage 最小化了操作和人为干预,提高了任务有效性和数据重复性,确保了动物的高度福利。

为更好地控制动物在 IntelliCage 与外部舱室(如跑轮或代谢笼)之间的移动,我们提供了精密的动物门。该门可以基于个体动物识别和可编程协议有条件地管理进入,优化研究工作流程,同时降低对实验对象的压力。

硬件蓝图,适用于多种实验

四个操作性条件角落
每个角落配备双液体奖励、传感器和执行器,并内置 RFID 天线以识别动物的存在。每个角落一次可容纳一只小鼠。
便于长期实验清洁的特殊盖子支架
中央舱室
宽敞的中央舱室配备食品网和庇护所,供小鼠在红色房屋中休息和睡眠。
每个角落都配备两个电动门,以控制饮水瓶的进出。

IntelliCage 的优势与经典系统的比较

IntelliCage 系统是一个多功能平台,用于研究广泛的啮齿动物行为。从自发活动/昼夜节律到空间偏好/角落探索模式,或复杂的巡逻行为,IntelliCage 提供了全面的概述。与传统方法相比,这一创新系统在各实验室之间促进了数据的一致性。IntelliCage 测量的特征与经典的开放场测试和莫里斯水迷宫实验中评估的特征相似,在探索和运动活动分析方面表现出色。自动化和标准化的测量确保了跨实验室数据的更高重复性,使研究人员能够专注于解读有意义的行为模式。

运动与探索活动

与传统测试相比,IntelliCage 在探索行为和运动活动评估方面表现卓越。经典方法显示数据变异性,导致复杂的品系与实验室之间的相互作用。IntelliCage 提供自动化和标准化的测量,确保不同实验室之间的数据更高重复性。

空间学习

该系统有效测量空间学习,其范式与莫里斯水迷宫测试相似,但显著节省时间。我们的研究显示工作负荷显著减少——比传统方法快多达 40 倍——使研究人员能够进行更多实验并加速发现。

社交行为

IntelliCage 促进了对啮齿动物之间社交互动的探索。通过捕捉空间偏好和角落访问模式等参数,研究人员可以深入了解啮齿动物群体内的社交动态和沟通。

运动与探索活动

Modified from Lipp et al., 2005

空间学习

社交行为

独特特点

在社交家庭笼环境中容纳 16 只小鼠或 8 只大鼠的群体饲养

在光暗相位下进行 24/7 的连续测试,持续数天或数周

将经过验证的行为范式转移到自动化设置中

减少所需资源:多个范式与最小人类干预

高通量筛选:可在四个笼中容纳 64 只小鼠或 32 只大鼠

可定制的实验设置

多样化的行为范式:

自发行为

空间与时间行为

辨别学习与偏好

社交互动,包括竞争与层次分析

操作性条件反射

多种学习与记忆任务

IntelliCage 软件支持高效研究

IntelliCage 软件套件为在社交环境中进行自动化行为研究的研究人员提供全面解决方案。该软件由三个独立模块组成,便于高效的实验设计、精确执行和强大的数据分析。

  • 群集配置
  • 行为事件映射
  • 图形用户界面
  • 模块灵活性
  • 自动化日常模式
  1. 定义实验硬件配置的参数。
  2. 创建个体特征的综合列表,包括 ID、转发器编号、性别、组别和分配的群集。
  3. 制定满足研究需求的一项或多项实验设计。
  • 捕获并存储行为事件(访问、鼻子戳、舔水)和环境数据(光照、温度)来自传感器数据流。
  • 允许实时监控来自各种传感器和执行器的数据。
  • 在图表中跟踪个体动物的行为参数。
  • 当特定动物在指定期间内未出现或未舔水时,提供警报。
  • 使用布尔报告过滤数据,以专注于特定时间或条件。
  • 评估过滤数据,访问原始数据集。
  • 为未来的多项实验提供应用的过滤器。
  • 以各种格式保存图像文件。
  • 允许将数据导出以便在统计程序中进行分析。

主要出版物

Kahnau, P., Jaap, A., Diederich, K., Gygax, L., Rudeck, J., & Lewejohann, L. (2023). 基于消费者行为偏好在家庭笼测试中确定商品价值的研究。 行为研究方法,55(2),751–766。

Kiryk, A., Janusz, A., Zglinicki, B., Turkes, E., Knapska, E., Konopka, W., Lipp, H.-P., & Kaczmarek, L. (2020). IntelliCage在小鼠行为测量中的应用——20年经验总结。 行为脑研究,388,112620。

Mohammadi, F., Bertrand, N., & Rudkowska, I. (2023). C57bl/6小鼠对反刍动物和工业来源反式脂肪酸的味觉偏好研究。 营养学,15(3),第3篇。

Pagano, R., Salamian, A., Zielinski, J., Beroun, A., Nalberczak-Skóra, M., Skonieczna, E., Cały, A., Tay, N., Banaschewski, T., Desrivières, S., Grigis, A., Garavan, H., Heinz, A., Brühl, R., Martinot, J.-L., Martinot, M.-L. P., Artiges, E., Nees, F., Orfanos, D. P., … Radwanska, K. (2023). Arc通过中央杏仁核机制调控酒精线索诱发的复发行为。 分子精神病学,28(2),第2篇。

Plum, T., Binzberger, R., Thiele, R., Shang, F., Postrach, D., Fung, C., Fortea, M., Stakenborg, N., Wang, Z., Tappe-Theodor, A., Poth, T., MacLaren, D. A. A., Boeckxstaens, G., Kuner, R., Pitzer, C., Monyer, H., Xin, C., Bonventre, J. V., Tanaka, S., … Rodewald, H.-R. (2023). 肥大细胞在免疫感应和抗原回避行为中的桥梁作用。 自然,1–9。

IntelliCage 的数据已在超过 500 篇经过同行评审的文章中发表,包括《美国国家科学院院刊》(PNAS)、《分子精神病学》(Molecular Psychiatry)和《自然通讯》(Nature Communications)等期刊。IntelliCage 允许将经过验证的行为范式转移到自动化设置中,补充了常规行为测试程序。

“IntelliCage 系统是一个出色的生态学平台,能够提供高通量的标准化量化,评估在昼夜节律下群体饲养小鼠的家庭笼行为。这使得数据具有良好的可比性和重复性,同时在分析自发反应和条件反应的协议上具有很高的灵活性。在这种社会丰富且符合伦理的环境中,复杂行为的记录不会因为实验者的干预而产生重大偏差,且与小鼠单独测试相比,减轻了它们的压力。”

Dr. Cyrille Vaillend
PI (DR1) | 巴黎萨克雷大学神经心理学研究所

“我们的实验室配备了 6 套 IntelliCage 系统及附加设备(2 个社交盒)。我在这个系统上已有超过 5 年的经验,只能提供关于 IntelliCage 的积极反馈。硬件和软件均可靠,并且 TSE 的支持非常出色。该系统在各种实验设计上提供了极大的灵活性……”

Dr. Vootele Voikar
赫尔辛基大学

“跟随或避免其他小鼠的角落访问” … “这是第一种允许绘制小鼠社交网络及其对奖励引发行为影响的方法。”

Parkitna 等
PloS One 2014

“我们很高兴使用 TSE 的 IntelliCage 系统,以进一步了解压力的遗留影响。能够在最小化实验者干预的情况下进行实验,提升了我们的行为神经科学研究方法。”

Prof. Brian G. Dias, PhD
儿童科教授 | 南加州大学

“IntelliCage 在我们的自闭症谱系障碍转化研究中发挥了关键作用。我们可以在 2 个月内评估小鼠的 11 项临床相关特征,并且到目前为止筛选了 8 种 ASD 模型。这揭示了不同模型之间共享(例如,主导地位)和模型特异性(例如,限制性运动模式)的特征,这为正在进行的药物开发奠定了基础,突显了 IntelliCage 在临床试验前的重要作用。”

Seico Benner
高级研究员 | 日本滨松医科大学

与以下设备兼容

PhenoMaster

用于小鼠、大鼠或大型动物的代谢笼系统。适用于量热、行为和生理研究。

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