제브라피쉬의 사회적 행동이 주류로 떠오른다 도메인

현재 브라우저는 비디오 재생을 지원하지 않습니다.

물고기 손가락: 새로운 기계 학습 접근 방식인 “지문”은 제브라피시 사회적 행동의 80가지 차원을 식별합니다.

연구자들은 제브라피시의 사회적 행동을 평가하기 위한 더 나은 기술을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 신경과학 2022 캘리포니아 샌디에고에서 공개합니다. 그리고 정당한 이유가 있습니다. 물고기는 다른 종에서 접근하기 어려운 자폐증 유전자의 측면을 나타낼 수 있다고 다른 연구에서 나타났습니다.

전체적인 인상은 인간과의 진화적 거리에도 불구하고 제브라피쉬가 사회적 행동에 대해 의미 있는 말을 할 수 있고 자폐증과 관련된 유전자가 어떻게 그것을 바꿀 수 있는지에 대해 말할 수 있다는 것입니다.

“최근 몇 년 동안 사람들이 아이디어에 더 개방적이라고 생각합니다.”라고 그는 말합니다. 겅이지에박사후 연구원 랜달 피터슨솔트레이크시티에 있는 유타 대학교의 연구실.

Zebrafish는 매우 사교적이라고 Ging과 그들을 연구한 다른 연구자들은 말합니다. 야생에서 그들은 거의 혼자가 아니며 떼라고 불리는 느슨한 물고기 무리를 형성하는 것을 선호하며 때로는 더 빡빡하고 더 조화로운 무리 행동을 보입니다.

한 가지 문제는 이 동작을 수동으로 기록하는 것이 지루하고 시간이 많이 걸리는 작업이며 대부분의 테스트는 동작의 몇 가지 측면만 캡처한다는 것입니다. 물고기 행동을 분석하는 프로그램이 존재하지만 한계도 있습니다. “그것은 우리에게 중요한 기준에 따라 순위가 매겨지지만 그것이 제브라피쉬에게 중요한지는 알 수 없습니다.”라고 Geng은 말합니다.

이자형엔터 인공 지능. 안에 포스터 화요일 프레젠테이션에서 Geng은 한 번에 최대 80마리의 물고기 행동을 분석할 수 있는 ZeChat이라는 기계 학습 프로그램에 대해 자세히 설명했습니다.

Geng과 Peterson은 제브라피시 유충 쌍을 2cm x 4cm 크기의 용기에 침전시키고 각 용기의 중앙을 흐르는 투명한 플렉시글라스 조각으로 이들을 분리했습니다(위 비디오 참조). 카메라는 장벽을 통해 물고기가 상호 작용할 때 물고기를 기록하고 알고리즘은 자동으로 행동을 감지하고 평가합니다.

다른 연구자들은 다른 모델 유기체 종의 행동을 평가하기 위해 감독되지 않은 딥 러닝으로 알려진 이 원칙을 사용하는 접근법을 개발하고 있습니다.

READ  여성에게 가장 중요한 6가지 비타민과 섭취 방법 | 건강

“컴퓨터는 제브라피시가 아니지만 인간에 비해 장점은 세부 사항을 구분하지 않는다는 점입니다.”라고 Geng은 말합니다.

그 결과 80가지 다른 제브라피쉬 행동의 지도가 만들어졌습니다. 36번, 휴식기 자세 조정; 그리고 40번, 고요함에서 창가에서의 활동으로의 전환 – 인간은 해석할 수 있지만 다른 사람들의 의미는 미스터리로 남아 있습니다.

이 알고리즘은 각 물고기가 각 행동을 얼마나 자주 수행하는지에 따라 각 물고기에 대한 80차원 행동 “지문”을 설명합니다.

Geng과 Peterson은 ZeChat을 사용하여 237가지 약물이 야생형 제브라피시의 행동에 미치는 영향을 평가했습니다. 서로 다른 종류의 약물은 뚜렷한 행동 특성을 생성했으며 유사한 기능을 가진 화합물은 유사한 지문을 생성합니다.

연구자들은 한 가지 유형의 도파민 수용체를 자극하는 약물이 물고기의 사회적 의사소통을 증가시킨다는 사실을 발견했습니다. 이 약물은 물고기가 제브라피시를 통제하는 것보다 장벽에 더 가까이 머물고, 꼬리를 치며 빠르게 헤엄치고, 더 빠르고 더 자주 회전하도록 만듭니다.

프라미펙솔, 피리피딜, 7-하이드록시-DPAT-HBr 등 이 계열의 세 가지 다른 약물은 자폐증과 관련된 항경련제 발프로산에 노출된 제브라피쉬의 사회적 결손을 구제합니다.

검색은 파일에도 나타납니다. 종이 2021년 10월 bioRxiv에 게시됨. Geng은 두 제브라피시를 분리하는 장벽 없이 함께 헤엄치는 두 제브라피시의 행동을 분석할 수 있는 알고리즘 버전을 개발하는 것을 목표로 합니다.

제브라피쉬의 사회적 행동에 대한 관심이 부풀어 오르면서 연구자들도 연구에 필요한 동물의 수를 줄이는 방안을 모색하고 있다.

그러나 제브라피쉬는 연구자의 속임수에 그렇게 쉽게 속을 수 없다고 발표된 미발표 연구에 따르면 포스터 수요일. 자유 수영 공개 선택 테스트라는 절차 버전에서 수조에 있는 제브라피쉬는 미러링된 쪽보다 인접한 수조에 있는 물고기에 가장 가까운 쪽에서 더 많은 시간을 보냅니다.

소셜 수영: 사회적 행동 테스트에서 야생형 제브라피쉬는 거울 근처보다 인접한 수조에 있는 다른 물고기 근처에서 시간을 보내는 것을 선호합니다.

“중요하게도 우리 물고기는 거울보다 살아있는 유형을 선호했습니다.”라고 그는 말합니다. 드류 빌키, 버지니아 주 뉴포트 뉴스에 있는 크리스토퍼 뉴포트 대학의 신경과학 프로그램 책임자로 이 작업을 발표했습니다. “그들은 고해상도 자극을 선호합니다.”

READ  NASA, 결함 확인 후 프시케 우주선 발사일 9월 20일로 연장

Velkey의 팀은 이전에 zebrafish가 이것을 선호한다는 것을 보여주었습니다. 라이브, 얕은 물 근처에서 수영 그리 가깝지 않은 또 다른 제브라피쉬는 떼 또는 애니메이션 모델의 비디오입니다. 암컷 제브라피쉬도 7일 동안 함께 헤엄친 떼와 이제 막 형성된 떼를 구분할 수 있으며 수영을 더 좋아합니다. 전자 근처.

새로운 발견은 “이 동물들이 실제로 미묘한 사회적 차별을 할 수 있다”는 생각을 뒷받침한다고 Velke는 말합니다. 이 능력은 미묘한 행동 차이와 관련된 자폐증 관련 유전적 변화를 평가하는 데 제브라피시를 유용하게 만들 수 있다고 믿어집니다.

유사한 자유형 테스트는 물고기가 자폐증과 관련된 유전자가 부족하다는 것을 보여주었습니다. 그린투비 A.S에 따르면 그들은 사회적 결함이 있습니다. 포스터 월요일에 제출했습니다.

3주 된 물고기를 한쪽 끝에 다른 물고기가 들어 있는 방과 다른 쪽 끝에 빈 방이 있는 키 큰 인클로저에 놓으면 GRIN2B 물고기는 한쪽 팔다리를 선호하지 않습니다. 이 나이가 되면 야생 종 물고기는 대부분의 시간을 다른 물고기와 가장 가까운 곳에서 보냅니다.

“우리는 이 물고기를 잡기 전에 사회적 행동 테스트를 하지 않았습니다.”라고 그는 말합니다. 조시아 조드스마지도 대학원생 로니와 무쓰 그리고 하워드 시롯킨 이 작품을 발표한 뉴욕의 Stony Brook University에서

연구원들은 먼저 GRIN2B 물고기로 이동, 학습 및 감각 반응에 대한 표준 테스트를 실행했지만 “아무것도 보지 못했습니다. 그들은 완전히 야생형이었습니다”라고 Zodesma는 말합니다.

GRIN2B가 결핍된 쥐는 태어나자마자 죽기 때문에 팀은 제브라피시 모델에서 명백한 이상을 발견하지 못해 당황했습니다. 그러나 그동안 제브라피시의 사회적 행동에 대한 연구가 더 좋아지기 시작했습니다.

Zodesma는 “이 모든 것이 사회적 행동을 살펴보기 시작하도록 자극했습니다.”라고 말합니다.

GRIN2B는 흥분성 신경 신호 전달에 관여하는 NMDA 수용체의 일부를 암호화합니다. NMDA 수용체의 다른 서브유닛은 GRIN2B 어류에서 상향 조절되는 것으로 보이며, 아마도 어류가 다른 이상을 나타내지 않도록 보호할 것입니다. 하지만 이 적응에도 불구하고 이 문제는 해결되지 않습니다. [social behavior]Zodsma는 말합니다.

READ  NASA Juno는 목성의 멋진 사진을 찍어 북극에 거대한 폭풍을 보여줍니다.

더욱이, 다른 NMDA 수용체 서브유닛이 없는 물고기는 사회적 결손을 경험하지 않습니다. “그것은 2B가 개발에서 하고 있는 일의 특수성을 정말로 강조합니다.”라고 그는 말합니다.

결과도 그랬다 출판 안에 분자 자폐증 9월에.

읽다 더 많은 보고서 신경과학 2022.

답글 남기기

이메일 주소는 공개되지 않습니다. 필수 필드는 *로 표시됩니다