Method Article
الفيديو oculography هو أسلوب كمي جدا للتحقيق في بصري الأداء الحركي، فضلا عن التعلم الحركي. هنا، نحن تصف كيفية قياس الفيديو oculography في الفئران. تطبيق هذه التقنية على طبيعي، علاج دواء أو الفئران المعدلة وراثيا هي أداة بحث قوية لاستكشاف علم وظائف الأعضاء الكامنة وراء السلوكيات الحركية.
حركات العين مهمة جدا من أجل تعقب كائن أو لتحقيق الاستقرار في صورة على شبكية العين أثناء الحركة. الحيوانات بدون النقرة، مثل الماوس، لديها قدرة محدودة على قفل عيونهم على هدف. وعلى النقيض من هذه الحركات هدف العين الموجهة، وبسهولة التعويضية حركات العين في العين أثارت في الحيوانات afoveate 1،2،3،4. يتم إنشاء حركات العين التعويضية عن طريق معالجة المعلومات الدهليزي وoptokinetic إلى إشارة القيادة من شأنها أن تدفع عضلات العين. ويمكن التحقيق في معالجة المعلومات الدهليزي وoptokinetic على حدة ومعا، والسماح للمواصفات وجود عجز في النظام المحرك للعين. ويمكن اختبار النظام المحرك للعين عن طريق استحضار 1 منعكس optokinetic (OKR)، الدهليزي العيني لا ارادي (VOR) أو بصريا محسنة الدهليزي العيني لا ارادي (VVOR). وOKR هي حركة لا ارادي أن يعوض عن "كامل الحقل" حركات الصورة على شبكية العين، في حين أن VOR هو م عين لا اراديovement أن يعوض حركات الرأس. وVVOR هي حركة العين العاكسة التي تستخدم على حد سواء الدهليزي، فضلا عن معلومات optokinetic لجعل التعويض المناسب. المخيخ تراقب وقادرة على ضبط هذه حركات العين التعويضية. ولذلك، oculography هو أداة قوية جدا للتحقيق في الدماغ والسلوك في ظل علاقة طبيعية، وكذلك في ظل ظروف مرضية (FE من العين، دهليزي و / أو الأصل المخيخ).
اختبار النظام المحرك للعين، كنموذج السلوكية، والمثير للاهتمام لأسباب عدة. أولا، نظام المحرك للعين هو نظام مفهومة جيدا العصبية 5. ثانيا، نظام المحرك للعين هو 6 بسيط النسبية؛ يقتصر كمية من حركة العين ممكن من الهندسة المعمارية الكرة في المقابس لها ("مشترك واحد") وثلاثة ازواج من خارج العين العضلات 7. الثالث، يمكن بسهولة إخراج السلوكية والمدخلات الحسية يمكن قياسها، مما يجعل هذا النظام للوصول للغاية لكميتحليل 8. اختبارات سلوكية كثيرة تفتقر إلى هذا المستوى المرتفع من القوة الكمية. وأخيرا، يمكن اختبار كل من الأداء، فضلا عن ليونة من النظام المحرك للعين، مما يسمح للبحث عن التعلم والذاكرة العمليات 9.
الفئران المعدلة وراثيا هي في الوقت الحاضر على نطاق واسع، وأنها تشكل مصدرا مهما لاستكشاف وظائف المخ على مختلف المستويات 10. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامها كنماذج لتقليد الأمراض التي تصيب الإنسان. تطبيق oculography على طبيعي، المعالجة الدوائية أو الفئران المعدلة وراثيا هي أداة بحث قوية لاستكشاف علم وظائف الأعضاء الكامنة وراء السلوك الحركي في الظروف العادية والمرضية. هنا، نحن تصف كيفية قياس الفيديو oculography في الفئران 8.
1. إعداد
وأجريت التجارب التالية وفقا للجنة دوتش الأخلاقية للتجارب على الحيوانات.
2. معايرة وقياس حركات العين عن طريق الفيديو لتتبع التلميذ
نظام تتبع العين تلتقط حركة تلميذ كنسبة حركة متعدية. حركة متعدية للتلميذ تعقب يحتوي على عنصر متعدية بسبب اختلاف محوري بين مركز الدوران في العين ومركز تشريحية للعين (أي مركز للانحناء القرنية)، وعنصر التناوب نظرا لدوران الزاوي من مقلة العين. طرح من قبلجى CR إشارة من حركة تلميذ / الموقف، ويتم التخلص من عنصر غير مرغوب فيه متعدية من الإشارة، مما أدى إلى حركة متعدية التي ليست سوى نتيجة لدوران مقلة العين. على الرغم من أنها غالبا ما تكون صغيرة جدا، وهذا الطرح كما يلغي الترجمات بين الرأس والكاميرا. يتم تحويل المتبقي حركة متعدية معزولة في الدوران الزاوي من مقلة العين بواسطة أسلوب المعايرة التالية 8،12. تم تنفيذ هذه المعايرة قبل أي تجربة حركة العين.
3. تحليل البيانات
4. ممثل النتائج
ويمكن استخدام الفيديو oculography للتحقيق في أشكال مختلفة من أداء المحرك للعين (أي لا ارادي optokinetic: OKR؛ الدهليزي العيني لا ارادي: VOR؛ بصريا تعزيز الدهليزي العيني لا ارادي: VVOR)، فضلا عن التعلم الحركي (VOR التكيف؛ تكيف OKR). وOKR يعوض عن انخفاض وتيرة الاضطرابات باستخدام ملاحظات مرئية. يمكن أن يتسبب في OKR بتدوير شاشة مضاءة جيدا المحيطة (فيلم 1). تدوير الشاشة المحيطة بها على نطاق وتواتر هرتز 0.2 -1.0 مع اتساع 1.6 درجة ويبين كيف يمكن لنظام optokinetic هو آلية أكثر كفاءة تعويضية في ثا نطاق التردد المنخفضn في نطاق التردد العالي (الشكل 5A). وVOR يعوض عن حركات الرأس عالية التردد باستخدام إشارات من أجهزة الدهليزي. يمكن أن يتسبب في VOR من خلال تناوب الحيوانية (أي القرص الدوار) في الظلام (فيلم 2). تدوير القرص الدوار على نطاق وتواتر هرتز 0.2 -1.0 مع اتساع 1.6 درجة يوضح كيف يمكن للنظام الدهليزي العيني هو أكثر كفاءة في توليد حركات العين تعويض في نطاق التردد العالي مما كانت عليه في نطاق التردد المنخفض (الشكل 5A) . عندما فعل نظام optokinetic والدهليزي بصري في الحفل، ويمكن أن يستقر الصور على شبكية العين على طائفة واسعة من حركات الرأس. تدوير القرص الدوار على نطاق وتواتر هرتز 0.2 -1.0 مع اتساع 1.6 درجة، في حين أن الشاشة المحيطة جيدا مضيئة (فيلم 3) يبين كيف يمكن للعين يولد "ارتفاع مكاسب" حركات تعويض على نطاق الترددات كامل (الشكل 5A ). كل هذه المكاسب، ودرجة الحموضةبورصة القيم هي نموذجية للفئران، على الرغم من أن تم الإبلاغ عن الجنسين 14 و 15،16،17 سلالة الخلافات.
سيطرة مستقلة على القرص الدوار، وشاشة المحيطة تمكننا من مواجهة الفئران مع عدم تطابق بين المعلومات البصرية والدهليزي. بعد التعرض الطويل الأجل وموحد للمعلومات متطابقة البصرية والدهليزي، فإن VOR من الفأرة تغيير للتعويض عن إدخال البصرية تتغير (VOR التكيف؛ الفيلم 4). تدوير القرص الدوار للخروج من مرحلة (أي 180 درجة) مع شاشة المحيطة بها (1 هرتز و 1.6 درجة) يزيد من ربح VOR (الشكل 5B). التغيير القصوى في تحقيق مكاسب VOR، عند استخدام التعلم تجربة واحدة في النموذج، غالبا ما يتم التوصل بعد 30 دقيقة.
الشكل 1. رسم تخطيطي لrestrainer الرأس والجسم الماوس. هو ضبط النفس في الجسم من الفأرة باستخدامأنبوب بلاستيكي أسطواني التي يبلغ قطرها 35 ملم. وثبتوا على رأس الماوس من خلال ربط قاعدة التمثال من الماوس إلى شريط حديد مع اثنين من البراغي. شريط حديد يجعل من زاوية 30 درجة من أجل وضع رئيس الماوس في الملعب العادي خلال التمشي. *، نظرا العلوي من التمثال تحتوي على اثنين والمكسرات.
الشكل 2. رسم تخطيطي لإعداد الفيديو oculography الماوس.
الشكل 3. معايرة نظام تلميذ تعقب الفيديو. أ) لأن الكاميرا بالتناوب عدة مرات من قبل + / - درجة 10 (أي 20 درجة الذروة إلى الذروة) حول المحور الرأسي للأسطوانات. وتستخدم التلميذ مجنزرة (P) وانعكاس إشارة القرنية (CR) المسجلة في المواقف المتطرفة للدوران الكاميرا لحساب نصف قطرها من التناوب على تلميذ(روبية). B) ونصف قطرها قطر تلميذ يعتمد على حجم البؤبؤ. C) مثال يوضح تأثير حجم تلميذ في موقف التلميذ أثناء إجراء المعايرة (على حد سواء في قياس بكسل (بكسل)). د) العلاقة بين البرنامج العادي وقطرها تلميذ يقاس في واحدة من الفأرة. تم انجازه في 13 بأقطار مختلفة تلميذ عن طريق تغيير شدة الضوء المحيط.
الشكل 4. قياس وتحليل حركات العين باستخدام الفيديو تلميذ لتتبع. أ) يتم احتساب موقف التلميذ الزاوي من دائرة نصف قطرها من التلميذ (روبية)، والموقف من التلميذ (P؛ تصحيح للموقف CR). B) مثال من حركة العين التعويضية الناجمة عن تحفيز الجهاز الدهليزي والبصرية (المرئية تعزيز VOR). وكان القرص الدوار استدارة sinusoidally عند 0.6 هرتز مع اتساع 1.6 درجة، في حين أن الشاشة المحيطة بها كانت مضاءة جيدا. C) تحليلات للتسجيلهو مبين في B). يبين الرسم البياني تتبع سرعة المتوسط من القرص الدوار (الأزرق) والتلميذ (الحمراء). تم تركيب هذه الآثار المتوسط مع وظيفة الجيبية (أسود).
الشكل 5. الأداء والتعلم من النظام المحرك للعين في قياس الماوس C57Bl6 واحد. تتولد العين) من قبل حركات تناوب الشاشة المحيطة بها (لا ارادي optokinetic: OKR، لوحات أعلى)، من خلال تناوب فأر في الظلام (الدهليزي العيني لا ارادي: VOR، والألواح الأوسط)، والماوس عن طريق تناوب في ضوء (البصر محسن الدهليزي العيني لا ارادي: VVOR، اللوحة السفلية) مع الترددات التي تتراوح 0،2 حتي 1،0 هرتز في اتساع من 1.6 درجة. تم حساب الربح من رد الفعل كما أن نسبة من سرعة العين لسرعة التحفيز (لوحات اليسار)، ومرحلة من مراحل لا ارادي تم حسابها من الفرق بين مرحلة سرعة العين وسرعة التحفيز (لوحات اليمين). ب) تم انجازه من قبل التعلم الحركي زيادة تواؤمي في VOR باستخدام نموذج للخروج من مرحلة التدريب. وكان الماوس يخضع لنموذج تدريب visuovestibular التي تناوب الماوس كان خارجا من مرحلة (180 درجة) مع دوران الشاشة المحيطة بها (على حد سواء الدورية في هرتز 1.0 و 1.6 درجة) لمدة أربعين دقيقة. كل 10 دقائق تم اختبار VOR (1.0 هرتز و 1.6 درجة). في هذه الفأرة زاد من تدريب المرحلة المكسب VOR.
فيلم 1. الرسوم المتحركة تظهر النموذج الذي يدفع OKR في الفئران انقر هنا لعرض الفيلم .
فيلم 2. الرسوم المتحركة تظهر النموذج الذي يدفع VOR في الفئران. انقر هنا لعرض الفيلم .
فيلم 3. الرسوم المتحركة تظهر النموذج الذي يدفع VVOR في الفئران..com/files/ftp_upload/3971/3971movie3.mov "الهدف =" _blank "> اضغط هنا لمشاهدة الفيلم.
4 فيلم. الرسوم المتحركة تظهر خارج visuovestibular من نموذج التدريب الذي يؤدي الى مرحلة التكيف VOR (الزيادة) في الفئران. انقر هنا لعرض الفيلم .
من أجل الحصول على فيديو عالي الجودة حركات العين التسجيلات في الفئران عدة متطلبات ضرورية. إجراء معايرة يحتاج إلى أن يقوم في المسألة الموحدة المذكورة أعلاه. على سبيل المثال خارج مركز المعايرة، وعندما لا يتم وضع التلميذ في خط الوسط العمودي مع CR إشارة أثناء إجراء معايرة، وسوف يؤدي إلى التقليل من البرنامج العادي، وبالتالي المبالغة في تقدير حركة العين. وعلاوة على ذلك، فإننا نوصي دمج تصحيح حجم طريقة التلميذ في إجراء معايرة 12، بسبب المحاكمات التي تظهر حجم تلميذ مستقر جدا نادرة جدا. ويمكن حتى الضغوطات الصغيرة أثناء المحاكمة تغير بالفعل القطر التلميذ إلى حد كبير.
عند تصميم تجربة حركة العين، والعوامل التالية يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار أو يسيطر عليها لأنه من المعروف أنها تؤثر في استجابة حركة العين: عمر 13،18 والمساواة بين الجنسين 14 و سلالة 15،16، 19. وعلاوة على ذلك، ينبغي أن يكون على حيوانات التجارب القزحيات المصطبغة منذ اكتشاف تلميذ وتتبع المستحيل عندما التناقض بين التلميذ وقزحية منخفضة جدا، مثل الماوس في BALB / ج. الحيوانات العصبي أو القلق للغاية بحاجة إلى تدريب، وذلك قبل التجربة، لتعتاد على مجموعة تجريبية حتى وحالة ضبط النفس. هذا الحيوان التعامل مع نتائج الإجراء في أقل إغلاق أو شبه إغلاق، من وجهة نظر ويمنع جيل من السوائل العين خلال التجربة، وبالتالي يتم إنجاز للتعقب أفضل تلميذ.
أخيرا، والحصول على وتحليل البيانات يتطلب ساعتين الى ثلاث ساعات لكل حيوان. ولذلك، فإن تسجيلات حركة العين المرجح أن تظل إجراءات محددة تطبق على الفئران المختارة وغير مناسبة على انها اختبار سرعة فحص عالية.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
نشكر يرجى منظمة هولندا للبحوث الصحية والتنمية (MDJ، CDZ)، ومنظمة هولندا للبحث العلمي (CDZ)، NeuroBasic (CDZ)، بياتريس فون Prinses (CDZ)، وSENSOPAC (CDZ)، C7 (CDZ) و و(CDZ) CEREBNET برنامج الجماعة الأوروبية على دعمها المالي.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم كاشف | شركة | فهرس العدد | |
Isofluran | RHODIA Organique الجميلة المحدودة | ||
التدفئة وسادة | FHC | 40-90-8 | |
Duratears | ألكون | ||
حامض الفوسفوريك هلام | كير | 31297 | |
Optibond رئيس الوزراء | كير | 35369 | |
Optibond لاصق | كير | 35369 | |
الكاريزما مركب | هيراوس Kulzer | ||
ماكسيما 480 وحدة المعالجة ضوء | هنري شين | ||
سي التي تسيطر عليها محرك سيرفو | متناسق محرك AG | ||
سيلindric الشاشة | |||
ضوء الهالوجين (20 W) | RS مكونات | ||
الجهد (الدقة) | Bourns المؤتمر الوطني العراقي. | 6574 | |
قوة 1401 (I / O واجهة) | CED محدود | ||
أجهزة الكمبيوتر | ديل | ||
الأشعة تحت الحمراء emmitters | RS مكونات | 195-451 | |
ETL-200 | ISCAN | ||
عدسة التكبير (زوم 6000) | Navitar المؤتمر الوطني العراقي. | ||
Pilocarpinenitrate (قطرات) | مختبر شوفان |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved