2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of an Automated Behavioral Analysis System for Evaluation of Genetically Modified Disease Model Marmosets
| Project/Area Number |
21H04756
|
|---|
| Research Institution | Central Institute for Experimental Animals |
|---|
Principal Investigator |
佐々木 えりか 公益財団法人実験動物中央研究所, マーモセット医学生物学研究部, 部長 (70390739)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 由美子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 客員主管研究員 (20399447)
入來 篤史 国立研究開発法人理化学研究所, 未来戦略室, 上級研究員 (70184843)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
|
| Keywords | マーモセット / 自動行動解析 / 3D トラッキング / 深層学習 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
小型非ヒト霊長類のマーモセットは遺伝子改変によってアルツハイマー病やパーキンソン病などの神経疾患モデルが作製されているが、マーモセットでは標準的な行動解析手法がないために、これらのモデルの脳の発達、構造変化に伴う行動の変化は調査されていない。そこで、ホームケージで多頭飼育されているマーモセットの自由な行動を自動で解析する装置を構築し、野生型の脳の発達と行動の変化を記録したデータベースと比較することで、行動解析を「誰でも」実施可能にするための基盤を構築した。
令和３年度から５年度にかけて、自動行動解析システム、音声コミュニケーション、タッチパネル装置について研究開発を行った。特に、令和５年度は、自動行動解析システムの論文報告と、７種類の音声の自動分類プログラムの開発、特定の発声個体に対しての個体特定手法の開発、タッチパネル課題実施個体特定のための装置開発を重点的に実施した。研究期間全体を通して、自動行動解析システムは、新たに約3000枚のアノテーション画像を準備し、DeepLabCutの学習を行い、自由行動下のマーモセットの骨格点の抽出を可能にした。また、アルツハイマー病やパーキンソン病では夜間の睡眠障害が早期の徴候とヒトで報告されているため、マーモセットの睡眠障害や活動の自動記録をLidarと低照度カメラで実現できた。タッチパネル装置をつないでいるホームケージでは期間内に3度の出産があり、親と同じ課題を子でも実施させたところ、生後約1ヶ月から積極的にタッチパネル装置に触るようになり、生後2か月目には高い確率で課題に正解できるようになった。期間をとおして、実験実施者は動物に課題の回答方法を教えることがなかったため、難しい課題であっても周りの様子を観察し、自然と学習していたと考えられる。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
