Diese Arbeit wurde teilweise durch eine CAREER Award von der National Science Foundation (BES-0.447.713), und aus einem Zuschuss von Essilor International unterstützt.

Ein Überblick über die wichtigsten Elemente erforderlich, um einen Augenbewegungs Experiment durchzuführen ist in Abbildung 1 dargestellt Jeder Block in dem Ablaufdiagramm wird unten im Detail diskutiert werden. 1. INSTRUMENTATION SET-UP: <ol><li> Jede Art von Augenbewegung Monitor kann für dieses System verwendet werden. Wir werden eine Infrarot-Limbus-Tracking und ein Videoüberwachungssystem zu demonstrieren. </li><li> Bei Tandem-Tracking-Bewegungen wie Sakkaden oder glatten Streben kann ein einzelner Computer zur Visualisierung verwendet werden. Um gegnerische Augenbewegungen wie Konvergenz oder das Zusammenwirken von Konvergenz mit Tandem-Version Bewegungen (dh gier mit ruckartige Stimuli) eine Haploskop ist mit zwei Computer-Monitoren für die visuelle Anzeige benötigt zu studieren, siehe Abbildung 2. </li></ol> 2. KALIBRIERUNG: <ol><li> Kalibrierung wird benötigt, um einen Satz von Metriken in eine andere umzuwandeln. Augenbewegungen sind typischerweise in Grad (°) der Drehung in Figur 3. Allerdings Computer m dargestellt deutetonitors verwenden im Vergleich zu Vision Forscher, die oft bezeichnen die visuelle Reize in Grad Pixelwerte. Daher wird eine Umwandlung benötigt, um die Pixelwerte in Grad um. Man kann Trigonometrie verwenden zu berechnen, wo die physikalischen Ziele setzen, um die visuelle Displays kalibrieren. Zum Beispiel, wenn der Reiz auf dem Bildschirm ausgerichtet mit einem 2 ° physikalischen Ziel (siehe Bild 2), dann in einen 2 ° Stimulus entspricht, dass Pixelwert. </li><li> Um das System zu kalibrieren, muss der Bediener Pixel2Deg.vei im Visualeyes Verzeichnis zu öffnen. Zunächst definieren Sie den Monitor kalibrieren mit dem Stretch-Modus ein. Geben Nummer 1 für das linke Auge zu überwachen und die Nummer 2 für das rechte Auge Monitor. Dann starten Sie das Programm und verschieben Sie die grüne Linie Reiz, bis die grüne Linie oben auf dem physikalischen Ziel überlagert. Geben Sie die bekannte Position des Zielobjekts in Grad und drücken Sie die Schaltfläche Speichern. Klicken Sie dann auf der grünen Linie. Der Grad und die Pixelwert wird auf dem Display in t angezeigt werdener unten links Ecke. Der Betreiber sollte ein Minimum von drei Kalibrierungspunkte. </li><li> Nach dem Speichern alle Kalibrierungspunkte, öffnen Sie die D2P Ausgabedatei im Visualeyes Verzeichnis, um die Kalibrierungspunkte zu erhalten. Zeichnen Sie die Kalibrierungspunkte, um eine lineare Regressionsgleichung zu erreichen. Verwenden Sie die Gleichung, um die Anfangs- und Endposition der visuelle Reiz der Bediener wünscht, in Pixelwerte programmieren zu berechnen. Ein Beispiel für das linke und das rechte Auge Kalibrierungskurve unter Verwendung von fünf Kalibrierungspunkte für eine Konvergenz Stimulus erhaltene Produkt wird in 4 gezeigt. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 2.2 und 2.3 für die anderen Monitor, wenn der Reiz erfordert einen zusätzlichen Monitor. </li></ol> 3. VISUAL SOFTWARE: <ol><li> Definieren Sie einen Reiz: Der Betreiber muss die Anfangs- und Endposition der linke und rechte Auge Reiz vor dem Experiment zu definieren. Öffnen Sie zunächst eine neue Textdatei und in der ersten Zeile, definieren Sie die Anfangszeit und Positionswerte of Stimulus. Vier Parameter definiert werden müssen 1) Zeit (Sekunden), 2) die horizontale Position (Pixel), 3) die vertikale Position (Pixel), und 4) die Drehrichtung (°) durch einen Streifen getrennt sind. Ebenso definieren die vier Parameter der Endzeit und die Position der Impulse. Speichern Sie den Reiz in der Visualeyes Verzeichnis als stimulus_name.vei (VEI = Visualeyes Input) Datei und wiederholen Sie diesen Schritt für das andere Auge Reiz. <ol><li> Einer abrupten Stufe oder eine kontinuierliche Rampen: Die Bewegung des Stimulus kann in zwei Arten von Bewegung verallgemeinert werden. Ein Schritt kann der Reiz plötzlich bewegen oder springen von der Ausgangsposition in die Endposition. Die Betreiber sollten beachten, dass die Veränderung in der Zeit von 0,001 Sekunden für einen Schritts. In der nächsten Zeile festzulegen, wie lange der Reiz in der Ausgangslage sowie die endgültige Position befinden soll. Reize werden mit Hilfe von vier Felder in einer Zeile definiert. Ein Beispiel für eine ruckartige Schritt smooth pursuit Rampe, konvergenten Schritt und konvergente Rampe in gezeigtTabelle 1. </li><li> Für Anregungen, können Sie einen einzelnen Reiz wie eine Stufe oder eine Folge von visuellen Aufgaben wie eine mehrere Schritte. </li></ol></li><li> Sparen Stimulus in Stimuli Bibliothek: Es gibt mehrere Standardeinstellungen im dc1.txt (linkes Auge Stimulus / Monitor) und dc2.txt (rechtes Auge Stimulus / Monitor) Dateien im Visualeyes Verzeichnis. Die erste Zeile ist der Prozentsatz des Bildschirms in der horizontalen Richtung. In der zweiten Zeile ist der Prozentsatz des Bildschirms in der vertikalen Richtung. Das dritte ist das Hintergrundbild und der vierte ist der Vorder- oder Zielbild. Die fünfte Zeile zeigt den Computer im unabhängigen Modus arbeiten. Die 6. bedeutet die Monitor (1 ist das rechte Auge und das linke Auge ist 2). Die 7. Zeile ist das Seitenverhältnis des Monitors. Die restlichen Zeilen sind verschiedene Arten von Stimuli der Betreiber innerhalb einer experimentellen Sitzung. <ol><li> Öffnen Sie die dc1.txt und dc2.txt vom Visualeyes directory. Diese beiden Dateien enthalten die Bibliothek Impulse für das linke Auge und das rechte Auge auf. In der letzten Zeile schreiben Sie den Dateinamen der Reiz, der von Schritt 3.1 erzeugt wurde. Die Profilnummer bezieht sich auf die m-ten Zeile, die dem Reiz Dateinamen. Beispielsweise ist in Figur 1 ist die Profilnummer des Stimulus 8. </li></ol></li><li> Man kann vor, um 3,2 wiederholen 3,1 bis so viele Reize, die für ein Experiment benötigt erstellen. </li><li> Schreiben Script für das Versuchsprotokoll: Öffnen Sie eine Textdatei, die experimentelle Protokoll Befehle eingeben. Diese Datei wird als die Skriptdatei, die bedeutet, dass die Visualeyes-System gelesen und jeden Befehl ausführen aus dem Skript in dieser Datei. Die Fähigkeit, eine Script-Datei für eine experimentelle Protokoll erstellen kann der Benutzer wiederholt experimentellen Sitzungen mit dem gleichen Protokoll zu führen. Ferner können zahlreiche Schriften geschrieben werden, um die Art und Reihenfolge der experimentellen Befehle variieren. Diese Dateiin die Visualeyes Verzeichnis als script_name.ves Datei gespeichert werden. (VES = Visualeyes Script) <ol><li> Die Visualeyes Funktionen haben Eingabe- und Ausgabeargumente. In Tabelle 2 sind alle Funktionen, die in der Visualeyes Software. <ol><li> ExpTrial: Diese Funktion wird verwendet, um den Reiz, der in der Stimulus-Bibliothek aus Schritt 3.2 gespeichert wurden, aufrufen. Die Länge der Daten, die Zeit ist, wird es der Funktion, um den Stimulus auszuführen. Die tempfile.lwf ermöglicht Visual Software, um die ankommenden Daten und gibt es in einen Ausgangspuffer vorübergehend zu speichern. Wenn die tempfile.lwf nicht definiert ist, während der Ausführung dieser Funktion wird es keine ankommenden Daten für die Digitalisierung zu speichern. </li><li> LogFile: Diese Funktion gibt Zeichenketten oder die von ExpTrial definiert in den out.txt Datei in der Visualeyes Verzeichnis Eingangspuffer. Wenn das Experiment beendet ist, muss der Bediener den Namen des out.txt Datei in einen anderen Namen ändern. Andernfalls werden die Daten, die während der nächsten experim überschriebenEintr. </li><li> TriggerWait: Diese Funktion wartet auf das Thema, um einen Auslöseknopf, um den ExpTrial beginnen und Digitalisierung der Daten drücken. Dies ist ein Kanal auf dem digitalen Erfassungskarte, das wartet auf das Signal von einem digitalen Hoch (5 V) zu niedrigen (0 V). </li><li> RandomDelay: Diese Funktion erzeugt eine zufällige Verzögerung, um eine Vorhersage oder Vorfreude auf den nächsten Reiz zu verhindern. </li><li> WaveMSD: Diese Funktion berechnet den Mittelwert und Standardabweichung der Daten. </li></ol></li></ol></li></ol> 4. Setzen Sie die Augenbewegungen MONITOR &amp; RUN EXPERIMENT: <ol><li> Verschiedene Augenbewegungen überwacht wie die Hornhaut-Reflexion Videobilderzeugungssystem, Limbus-Tracking-System oder Lederhaut Suchspule kann zur Erfassung und Aufzeichnung der Augenbewegungen werden. </li><li> Bevor ein Thema teilnehmen können, muss das Experiment erklärt werden und das Thema zu lesen und unterzeichnen eine Einverständniserklärung vom Institutional Review Board genehmigt. </li><li> Der Betreiber must stellen Sie die Augenbewegung Monitor zu diesem Thema. Zuerst wird die Versuchsperson gebeten, auf einem Ziel zu fixieren. Der Bediener stellt den Augenbewegungsmonitor, die anatomischen Eigenschaften des Auges zu erfassen, wie den Limbus (Grenze zwischen der Iris und der Lederhaut) oder der Pupille und der Hornhautreflexion in Abhängigkeit von dem Augenbewegungsmonitor verwendet. </li><li> Sobald der Augenbewegung Monitor ordnungsgemäß über das Thema angepasst, sollte der Betreiber überprüfen, ob die Augenbewegung Monitor ist die Erfassung der Augenbewegungen, indem er das Thema zu konvergenten oder ruckartige Bewegungen zu machen. </li><li> Öffnen Sie das Programm ReadScript.vei in der Visualeyes Verzeichnis. Auf der rechten oberen Ecke, geben Sie den Dateinamen der Versuchsprotokoll Skript-Datei aus Schritt 3.4 erstellt. Führen Sie dann den ReadScript.vei Programm, indem Sie den roten Pfeil auf der linken oberen Ecke. </li><li> Geben Sie dem Thema der Auslösetaste und erklären, dass, wenn die Person den Knopf drückt, wird die Datenerfassung zu beginnen. Ein weiterer Acquire.vei Datei wird automatisch<html> lich auf dem Bildschirm erscheinen, die die ankommenden Daten zu zeichnen wird. Die Daten werden bei 500 Hz abgetastet. </li><li> Wenn das Experiment beendet ist, wird der ReadScript.vei automatisch. Zu diesem Zeitpunkt gehen in die Visualeyes Verzeichnis und finden Sie die Out1.txt Datei. Benennen Sie die Datei sonst beim nächsten Mal der Bediener läuft das Experiment, wird die Datei überschrieben. </li></ol> 5. OFFLINE-Datenanalyse: <ol><li> Der Bediener kann die Daten durch den Einsatz verschiedener Software-Pakete (zB Matlab oder Excel) analysiert. Latenz, Spitzengeschwindigkeit, oder die Amplitude von Interesse, je nach Studie. <ol><li> Ein Beispiel einer Matlab Analysecode wird im Visual Verzeichnis vorgesehen Sakkaden Vergenz Schritte und Vergenz Rampen plotten. Beispiele für die Ensemble Sakkade Vergenz Schritt und Vergenz Rampenposition Spuren mit den entsprechenden Geschwindigkeitsantworten werden in 5 gezeigt. </li></ol></li></ol> 6. Repräsentative Ergebnisse: t &quot;&gt; Beispiele des Ensembles von Augenbewegungen aufgezeichnet mit dem Visualeyes-System ist in Abbildung 5. Typische 10 ° Sakkaden sind in Plot 4A gezeigt. Antisakkaden sind ruckartige Reaktionen, wenn die Person sagte, eine Sakkade in die entgegengesetzte Richtung zu machen . der visuelle Reiz und sind im Grundstück 4B gezeigt Dies ist eine kognitiv anspruchsvolle Aufgabe, daher kann man beobachten, dass die Latenzzeit oder die Zeit, um die Bewegung zu beginnen, wird mehr für Antisakkaden (Grundstück 4B) im Vergleich zu Sakkaden in Richtung einer visuellen Reiz auch prosaccades genannt (Grundstück 4A). Vergence Antworten auf 4 ° Schritten in Grundstück 4C und Konvergenz Antworten auf 5 ° / s Rampen gezeigt Reize werden in Handlung 4D gezeigt. Jede Spur ist eine individuelle Augenbewegung, wo die obere Reihe ist Position in Grad als bezeichnet Funktion der Zeit. Die Augenbewegungen sind in den Einheiten von Grad, Meter Winkel oder Prisma Dioptrien kalibriert. Unsere Forschung nutzt Grad der Drehung. Die untere Reihe ist die Geschwindigkeit in ° / s als Funktion der Zeit einer aufgetragend ist die Geschwindigkeit der Bewegung. Die Skala für jedes Ensemble Daten variiert abhängig von der Bewegung. <img src="/files/ftp_upload/2530/2530fig1.jpg" alt="Figur 1" /> Abbildung 1. Flussdiagramm der Schlüsselelemente, um eine okulomotorischen Experiment durchzuführen. Beispiele für Schritte, um einen Anreiz mit dem Visualeyes Software erzeugen und führen ein Experiment für die Offline-Datenanalyse gezeigt. Teil A zeigt die Pixel2Deg.vei Fenster. Teil B zeigt die vier Parameter benötigt, um einen Anreiz zu definieren. Teil C ist die Bibliothek Reize, wo die schwarze Textzeilen innerhalb des Stimulus-Bibliothek sind beispiels Reize Dateien und der rote Text definiert jede Zeile. Teil D ist ein Beispiel eines experimentellen Skript Protokoll. <img src="/files/ftp_upload/2530/2530fig2.jpg" alt="Abbildung 2" /> Abbildung 2. Visualeyes-System Haploskop Versuchsaufbau. Drei CRT-Monitore werden verwendet: 1) Eine Steuertafel erforderlich ist, um Impulse zu sehen eind Antworten 2) einem CRT-Monitor für das rechte Auge (RE) visueller Reize und 3) einem CRT-Monitor das linke Auge (LE) visuelle Reize. Ein halbdurchlässigen Spiegel 30 cm entfernt von den zwei visuelle Reize CRT-Monitore platziert. Dies ist, um sicherzustellen, dass die Reize auf den CRT-Monitore auf den halbversilberten Spiegel (50% Transmission und 50% Reflexion Spiegel) projiziert. Der Spiegel kann der Gegenstand auf Reize von den Computer-Bildschirme auf Ziele in gemessenen Abständen von dem Thema, das für die Kalibrierung erforderlich ist, befindet sich übereinander zu sehen. Mit einem Haploskop wird die Unterkunft Nachfrage für beide Augen konstant gehalten. Der Abstand zwischen den Augen einer Person und dem Spiegel ist 10 cm. Das System kann angepasst werden, um verschiedene interPupillenAbstände (IPD) unterzubringen, aber für diese Demonstration wir die IPD nehmen bis 6 cm betragen. <img src="/files/ftp_upload/2530/2530fig3.jpg" alt="Figur 3" /> Abbildung 3. Die Berechnung der Sakkadische (links) und Vergent (rechts) moserung von Zielen A nach B gezeigt. IPD ist die Interpupillenabstand. <img src="/files/ftp_upload/2530/2530fig4.jpg" alt="4" /> Abbildung 4. Kalibrierkurve des linken Auges (oben Grundstück) und das rechte Auge (unten Grundstück) Stimulus. Eine ähnliche Vorgehensweise würde für Sakkaden oder smooth pursuit Stimuli durchgeführt werden. <img src="/files/ftp_upload/2530/2530fig5.jpg" alt="Abbildung 5" /> Abbildung 5. Beispiele für Sakkaden (A) Antisakkaden (B), Konvergenz Schritte (C) und Konvergenz Rampen (D) mit dem Visualeyes System und unter Verwendung eines kundenspezifischen MATLAB-Programm. Ensemble Position Spuren (° als Funktion der Zeit in Sekunden) in der oberen Reihe, wobei jedes farbige Linie steht für eine andere Augenbewegungen aufgezeichnet. Die entsprechenden Geschwindigkeitsbahnen (° / s als Funktion der Zeit in sec). <table border="1"><tbody><tr><td> Stimulus Typ </td><td colspan="4"> Stimulus_Name_Left Eye.vei </td><td colspan="4"> Stimulus_Name_Right_Eye.vei </td></tr><tr><td></td><td> Zeit (s) </td><td> x-Position (Pixel) </td><td> y-Position (Pixel) </td><td> Rotation (°) </td><td> Zeit (s) </td><td> x-Position (Pixel) </td><td> y-Position (Pixel) </td><td> Rotation (°) </td></tr><tr><td rowspan="2"> Glatte Pursuit Ramp </td><td> 0 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 10 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td width="53" rowspan="4"> Sakkaden Schritt </td><td> 0 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr&gt; <td> 0,5 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0,5 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 0,501 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0,501 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 3 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Konvergenz Ramp </td><td> 0 </td><td> 452 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 973 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 370 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 10 </td><td> 1044 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td rowspan="4"> Konvergenz Schritt </td><td> 0 </td><td> 452 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 973 </td><td> 0 </td><td&gt; 0 </td></tr><tr><td> 0,5 </td><td> 452 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0,5 </td><td> 973 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 0,501 </td><td> 416 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0,501 </td><td> 1002 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 416 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 3 </td><td> 1002 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr></tbody></table> Tabelle 1 Ein Beispiel für Glatte Pursuit Rampe, Sakkadische Schritt, Vergence Ramp und Vergenz Schritt Stimuli <table border="1"><tbody><tr><td> Funktion </td><td> Syntax </td></tr><tr><td> ExpTrial </td><td> Output Buffer # = ExpTrial (&quot;Länge der Daten: LE Profil: RE Profil&quot;); Beispiel: 2 = ExpTrial (&quot;13: 3: 3&quot;); </td></tr><tr><td></td><td> Output Buffer # = Exo Trial (&quot;Länge der Daten: LE Profil: RE Profil:. tempfile LWB&quot;); Beispiel: 2 = ExpTrial (&quot;13: 3: 3: templfile.lwf&quot;); </td></tr><tr><td> LogFile </td><td> Output Buffer # = Protokolldatei (&quot;TEXT&quot;); Beispiel: 0 = Protokolldatei (&quot;Versuch 1&quot;); </td></tr><tr><td></td><td> 0 = Protokolldatei (Input Buffer #); Beispiel: 0 = Protokolldatei (2); </td></tr><tr><td> TriggerWait </td><td> 0 = TriggerWait (Pufferanzahl); Beispiel: 0 = TriggerWait (0); </td></tr><tr><td> RandomDelay </td><td> 0 = RandomDelay (&quot;t2: t1&quot;); Beispiel: 0 = RandomDelay (&quot;2000: 500&quot;); </td></tr><tr><td> WaveMSD </td><td> Output Buffer # = WaveMSD (Input Buffer #); </td></tr></tbody></table> Tabelle 2. Funktionen verwendet, um die Versuchsprotokoll in der Visualeyes Programm schreiben

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	<li>Leigh, R. J., Zee, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Neurology of Eye Movements. , (2006).</li><li>Pruehsner, W. R., Enderle, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+operating+version+of+the+Eye+Tracker,+a+system+to+measure+saccadic+eye+movements.">The operating version of the Eye Tracker, a system to measure saccadic eye movements.</a> Biomed Sci Instrum. 38, 113-118 (2002).</li><li>Pruehsner, W. R., Liebler, C. M., Rodriguez-Campos, F., Enderle, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Eye+Tracker+System--a+system+to+measure+and+record+saccadic+eye+movements.">The Eye Tracker System--a system to measure and record saccadic eye movements.</a> Biomed Sci Instrum. 39, 208-213 (2003).</li><li>Rufa, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Video-based+eye+tracking:+our+experience+with+Advanced+Stimuli+Design+for+Eye+Tracking+software.">Video-based eye tracking: our experience with Advanced Stimuli Design for Eye Tracking software.</a> Ann N Y Acad Sci. 1039, 575-579 (2005).</li><li>Cornelissen, F. W., Peters, E. M., Palmer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Eyelink+Toolbox:+eye+tracking+with+MATLAB+and+the+Psychophysics+Toolbox.">The Eyelink Toolbox: eye tracking with MATLAB and the Psychophysics Toolbox.</a> Behav Res Methods Instrum Comput. 34, 613-617 (2002).</li><li>Han, S. J., Guo, Y., Granger-Donetti, B., Vicci, V. R., Alvarez, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+heterophoria+and+phoria+adaptation+using+an+automated+objective+system+compared+to+clinical+methods.">Quantification of heterophoria and phoria adaptation using an automated objective system compared to clinical methods.</a> Ophthalmic Physiol Opt. 30, 95-107 (2010).</li><li>Kim, E. H., Granger-Donetti, B., Vicci, V. R., Alvarez, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Relationship+between+Phoria+and+the+Ratio+of+Convergence+Peak+Velocity+to+Divergence+Peak+Velocity.">The Relationship between Phoria and the Ratio of Convergence Peak Velocity to Divergence Peak Velocity.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. , (2010).</li><li>Lee, Y. Y., Granger-Donetti, B., Chang, C., Alvarez, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustained+convergence+induced+changes+in+phoria+and+divergence+dynamics.">Sustained convergence induced changes in phoria and divergence dynamics.</a> Vision Res. 49, 2960-2972 (2009).</li><li>Maruta, J., Suh, M., Niogi, S. N., Mukherjee, P., Ghajar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+tracking+synchronization+as+a+metric+for+concussion+screening.">Visual tracking synchronization as a metric for concussion screening.</a> J Head Trauma Rehabil. 25, 293-305 (2010).</li><li>Osanai, R., Kinoshita, M., Hirose, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eye+movement+disorders+in+myotonic+dystrophy+type+1.">Eye movement disorders in myotonic dystrophy type 1.</a> Acta Otolaryngol Suppl. , 78-84 (2007).</li><li>Kaufman, L. D., Pratt, J., Levine, B., Black, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antisaccades:+a+probe+into+the+dorsolateral+prefrontal+cortex+in+Alzheimer's+disease.+A+critical+review.">Antisaccades: a probe into the dorsolateral prefrontal cortex in Alzheimer's disease. A critical review.</a> J Alzheimers Dis. 19, 781-793 (2010).</li><li>Hannula, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Eye+Movement+Monitoring+to+Examine+Item+and+Relational+Memory+in+Schizophrenia.">Use of Eye Movement Monitoring to Examine Item and Relational Memory in Schizophrenia.</a> Biol Psychiatry. , (2010).</li><li>Schubert, M. C., Zee, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saccade+and+vestibular+ocular+motor+adaptation.">Saccade and vestibular ocular motor adaptation.</a> Restor Neurol Neurosci. 28, 9-18 (2010).</li><li>Noudoost, B., Chang, M. H., Steinmetz, N. A., Moore, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Top-down+control+of+visual+attention.">Top-down control of visual attention.</a> Curr Opin Neurobiol. 20, 183-190 (2010).</li><li>Herwig, A., Beisert, M., Schneider, W. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+spatial+interaction+of+visual+working+memory+and+attention:+evidence+for+a+global+effect+from+memory-guided+saccades.">On the spatial interaction of visual working memory and attention: evidence for a global effect from memory-guided saccades.</a> J Vis. 10, (2010).</li><li>McDowell, J. E., Dyckman, K. A., Austin, B. P., Clementz, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurophysiology+and+neuroanatomy+of+reflexive+and+volitional+saccades:+evidence+from+studies+of+humans.">Neurophysiology and neuroanatomy of reflexive and volitional saccades: evidence from studies of humans.</a> Brain Cogn. 68, 255-270 (2008).</li></ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Kritische Schritte: Augenbewegungen überwacht muss ordnungsgemäß auf dem Thema angepasst werden. Zum Beispiel arbeiten die Augenbewegung Aufzeichnung Monitore in einem Bereich und muss auf das Thema eingestellt werden. Wenn die Augenbewegung des Patienten geht über den Bereich, dann wird das System gesättigt. Nach Sättigung, ist die Augenbewegung Signal nicht gültig. Die Kalibrierung ist auch kritisch in Augenbewegungsaufzeichnung. Alle Augenbewegungen überwacht messen ein analoges Sign...

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Erratum: VisualEyes: A Modular Software System for Oculomotor Experimentation

visualeyes: a modular software system for oculomotor experimentation

Augenbewegungsstudien haben ein starkes Fundament bildet ein Verständnis, wie das Gehirn visuelle Informationen übernimmt sowohl in der normalen und dysfunktionale Gehirn zur Verfügung gestellt. 1 jedoch Entwicklung einer Plattform zur Förderung und Speicherung von Augenbewegungen können erhebliche Programmierung, Zeit und Kosten zu verlangen. Viele Systeme bieten nicht die Flexibilität, um zahlreiche Stimuli für eine Vielzahl von experimentellen Anforderungen programmieren. Allerdings hat die Visualeyes-System eine flexible Architektur, sodass der Bediener jede Vorder- und Hintergrundreiz Programm ein oder zwei Bildschirme für Tandem- oder entgegenAugenBewegungen wählen und stimulieren das linke und rechte Auge unabhängig. Dieses System kann die Programmierung der Entwicklungszeit benötigt, um ein Augenbewegungsstudie deutlich zu reduzieren. 1) die Augenbewegungserfassungseinrichtung, um die Augenbewegung Antworten erhalten, 2) die Visual Software in LabView geschrieben, um eine Reihe von Stimuli zu erzeugen: der Visual Systems wird in drei Teilen erläutertund speichern Antworten als Textdateien und 3) Offline-Datenanalyse. Einem Limbus-Tracking-System, eine Sklera Suchspule oder einem Videobild-System: Die Augenbewegungen können durch verschiedene Arten von Instrumenten, wie aufgezeichnet. Typische Augenbewegung Reize wie Sakkaden Schritten gier Rampen und konvergente Schritte mit den entsprechenden Antworten angezeigt. In diesem Video-Bericht zeigen wir die Flexibilität eines Systems zahlreiche visuelle Reize und Rekordaugenbewegungen, die von Grundlagenforschern und Klinikern genutzt werden kann, gesunde sowie klinischen Populationen zu untersuchen, um zu erstellen.

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VisualEyes: A Modular Software System for Oculomotor Experimentation

Neuronale Steuerung und kognitive Prozesse durch Augenbewegungen untersucht werden. Die Visualeyes Software ermöglicht es dem Bediener, Reize auf zwei Computer-Bildschirme unabhängig voneinander mit Hilfe eines einfachen, benutzerdefinierten Skriptsprache programmieren. Das System kann Tandemaugenbewegungen (Sakkaden und glatten Streben) oder gegenüberliegende Augenbewegungen (Konvergenz) oder eine beliebige Kombination stimulieren.

Visualeyes: ein modulares Softwaresystem für oculomotorius Experimentieren

Eye movement studies have provided a strong foundation forming an understanding of how the brain acquires visual information in both the normal and ...

visualeyes-a-modular-software-system-for-oculomotor-experimentation

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.6K Aufrufe.  New Jersey Institute of Technology.  Neuronale Steuerung und kognitive Prozesse durch Augenbewegungen untersucht werden. Die Visualeyes Software ermöglicht es dem Bediener, Reize auf zwei Computer-Bildschirme unabhängig voneinander mit Hilfe eines einfachen, benutzerdefinierten Skriptsprache programmieren. Das System kann Tandemaugenbewegungen (Sakkaden und glatten Streben) oder gegenüberliegende Augenbewegungen (Konvergenz) oder eine beliebige Kombination stimulieren. 

Serie: VisualEyes: A Modular Software System for Oculomotor Experimentation

Physiological Experimentation with the Crayfish Hindgut: A Student Laboratory Exercise

The purpose of the report is to describe dissection techniques for preparing the crayfish hindgut and to demonstrate how to make physiological recordings with a force transducer to monitor the strength of contraction. In addition, we demonstrate how to visually monitor peristaltic activity, which can be used as a bioassay for various peptides, biogenic amines and neurotransmitters. This preparation is amenable to student laboratories in physiology and for demonstrating pharmacological concepts to students. This preparation has been in use for over 100 years, and it still offers much as a model for investigating the generation and regulation of peristaltic rhythms and for describing the mechanisms underlying their modulation. The pharmacological assays and receptor sub-typing that were started over 50 years ago on the hindgut still contribute to research today. This robust preparation is well suited to training students in physiology and pharmacology.

In this report we demonstrate techniques that can be used to investigate the biology of the crayfish hindgut. We show how to dissect a crayfish abdomen and study the associated anatomy, physiology and modulation of activity. The peristaltic activity and strength of contractions are measured using a force transducer.

Physiologische Experimente mit den Crayfish Enddarm: Ein Schülerlabor Übung

The purpose of the report is to describe dissection techniques for preparing the crayfish hindgut and to demonstrate how to make physiological recordings ...

Forschung

Neurowissenschaften

VisioTracker, an Innovative Automated Approach to Oculomotor Analysis

Investigations into the visual system development and function necessitate quantifiable behavioral models of visual performance that are easy to elicit, robust, and simple to manipulate. A suitable model has been found in the optokinetic response (OKR), a reflexive behavior present in all vertebrates due to its high selection value. The OKR involves slow stimulus-following movements of eyes alternated with rapid resetting saccades. The measurement of this behavior is easily carried out in zebrafish larvae, due to its early and stable onset (fully developed after 96 hours post fertilization (hpf)), and benefitting from the thorough knowledge about zebrafish genetics, for decades one of the favored model organisms in this field. Meanwhile the analysis of similar mechanisms in adult fish has gained importance, particularly for pharmacological and toxicological applications.
Here we describe VisioTracker, a fully automated, high-throughput system for quantitative analysis of visual performance. The system is based on research carried out in the group of Prof. Stephan Neuhauss and was re-designed by TSE Systems. It consists of an immobilizing device for small fish monitored by a high-quality video camera equipped with a high-resolution zoom lens. The fish container is surrounded by a drum screen, upon which computer-generated stimulus patterns can be projected. Eye movements are recorded and automatically analyzed by the VisioTracker software package in real time.
Data analysis enables immediate recognition of parameters such as slow and fast phase duration, movement cycle frequency, slow-phase gain, visual acuity, and contrast sensitivity.
Typical results allow for example the rapid identification of visual system mutants that show no apparent alteration in wild type morphology, or the determination of quantitative effects of pharmacological or toxic and mutagenic agents on visual system performance.

The VisioTracker is an automated system for the quantitative analysis of visual performance of larval and small adult fish based on the recording of eye movements. It features full control over visual stimulus properties and real-time analysis, enabling high-throughput research in fields such as visual system development and function, pharmacology, neural circuit studies and sensorimotor integration.

VisioTracker, eine innovative automatisierte Ansatz zur oculomotorius Analysis

Investigations into the visual system development and function necessitate quantifiable behavioral models of visual performance that are easy to elicit, ...

A Lightweight, Headphones-based System for Manipulating Auditory Feedback in Songbirds

Experimental manipulations of sensory feedback during complex behavior have provided valuable insights into the computations underlying motor control and sensorimotor plasticity1. Consistent sensory perturbations result in compensatory changes in motor output, reflecting changes in feedforward motor control that reduce the experienced feedback error. By quantifying how different sensory feedback errors affect human behavior, prior studies have explored how visual signals are used to recalibrate arm movements2,3 and auditory feedback is used to modify speech production4-7. The strength of this approach rests on the ability to mimic naturalistic errors in behavior, allowing the experimenter to observe how experienced errors in production are used to recalibrate motor output.
Songbirds provide an excellent animal model for investigating the neural basis of sensorimotor control and plasticity8,9. The songbird brain provides a well-defined circuit in which the areas necessary for song learning are spatially separated from those required for song production, and neural recording and lesion studies have made significant advances in understanding how different brain areas contribute to vocal behavior9-12. However, the lack of a naturalistic error-correction paradigm - in which a known acoustic parameter is perturbed by the experimenter and then corrected by the songbird - has made it difficult to understand the computations underlying vocal learning or how different elements of the neural circuit contribute to the correction of vocal errors13.
The technique described here gives the experimenter precise control over auditory feedback errors in singing birds, allowing the introduction of arbitrary sensory errors that can be used to drive vocal learning. Online sound-processing equipment is used to introduce a known perturbation to the acoustics of song, and a miniaturized headphones apparatus is used to replace a songbird's natural auditory feedback with the perturbed signal in real time. We have used this paradigm to perturb the fundamental frequency (pitch) of auditory feedback in adult songbirds, providing the first demonstration that adult birds maintain vocal performance using error correction14. The present protocol can be used to implement a wide range of sensory feedback perturbations (including but not limited to pitch shifts) to investigate the computational and neurophysiological basis of vocal learning.

We describe the design and assembly of miniaturized headphones suitable for replacing a songbird&#x2019;s natural auditory feedback with a manipulated acoustic signal. Online sound processing hardware is used to manipulate song output, introduce real-time errors in auditory feedback via the headphones, and drive vocal motor learning.

Ein Leichtes, Kopfhörer-basierte System zur Manipulation Auditory Feedback in Songbirds

Experimental manipulations of sensory feedback during complex behavior have provided valuable insights into the computations underlying motor control and ...

A High Content Imaging Assay for Identification of Botulinum Neurotoxin Inhibitors

Synaptosomal-associated protein-25 (SNAP-25) is a component of the soluble NSF attachment protein receptor (SNARE) complex that is essential for synaptic neurotransmitter release. Botulinum neurotoxin serotype A (BoNT/A) is a zinc metalloprotease that blocks exocytosis of neurotransmitter by cleaving the SNAP-25 component of the SNARE complex. Currently there are no licensed medicines to treat BoNT/A poisoning after internalization of the toxin by motor neurons. The development of effective therapeutic measures to counter BoNT/A intoxication has been limited, due in part to the lack of robust high-throughput assays for screening small molecule libraries. Here we describe a high content imaging (HCI) assay with utility for identification of BoNT/A inhibitors. Initial optimization efforts focused on improving the reproducibility of inter-plate results across multiple, independent experiments. Automation of immunostaining, image acquisition, and image analysis were found to increase assay consistency and minimize variability while enabling the multiparameter evaluation of experimental compounds in a murine motor neuron system.

Botulinum neurotoxin is one of the most potent toxins among Category-A biothreat agents, yet a post-exposure therapeutic is not available. The high content imaging approach is a powerful methodology for identifying novel inhibitors as it enables multiparameter screening using biologically relevant motor neurons, the primary target of this toxin.

Ein hoher Gehalt Imaging Assay zur Identifizierung von Botulinum Neurotoxin-Inhibitoren

Synaptosomal-associated protein-25 (SNAP-25) is a component of the soluble NSF attachment protein receptor (SNARE) complex that is essential for synaptic ...

Design, Surface Treatment, Cellular Plating, and Culturing of Modular Neuronal Networks Composed of Functionally Inter-connected Circuits

The brain operates through the coordinated activation and the dynamic communication of neuronal assemblies. A major open question is how a vast repertoire of dynamical motifs, which underlie most diverse brain functions, can emerge out of a fixed topological and modular organization of brain circuits. Compared to in vivo studies of neuronal circuits which present intrinsic experimental difficulties, in vitro preparations offer a much larger possibility to manipulate and probe the structural, dynamical and chemical properties of experimental neuronal systems. This work describes an in vitro experimental methodology which allows growing of modular networks composed by spatially distinct, functionally interconnected neuronal assemblies. The protocol allows controlling the two-dimensional (2D) architecture of the neuronal network at different levels of topological complexity.
A desired network patterning can be achieved both on regular cover slips and substrate embedded micro electrode arrays. Micromachined structures are embossed on a silicon wafer and used to create biocompatible polymeric stencils, which incorporate the negative features of the desired network architecture. The stencils are placed on the culturing substrates during the surface coating procedure with a molecular layer for promoting cellular adhesion. After removal of the stencils, neurons are plated and they spontaneously redirected to the coated areas. By decreasing the inter-compartment distance, it is possible to obtain either isolated or interconnected neuronal circuits. To promote cell survival, cells are co-cultured with a supporting neuronal network which is located at the periphery of the culture dish. Electrophysiological and optical recordings of the activity of modular networks obtained respectively by using substrate embedded micro electrode arrays and calcium imaging are presented. While each module shows spontaneous global synchronizations, the occurrence of inter-module synchronization is regulated by the density of connection among the circuits.

This manuscript describes a protocol to grow in vitro modular networks consisting of spatially confined, functionally inter-connected neuronal circuits. A polymeric mask is used to pattern a protein layer to promote cellular adhesion over the culturing substrate. Plated neurons grow on coated areas establishing spontaneous connections and exhibiting electrophysiological activity.

Design, Oberflächenbehandlung, Cellular-Überzug und Kultivierung von Modular Neuronale Netze Bestehend aus Funktionell mit Inter-Schaltungen

The brain operates through the coordinated activation and the dynamic communication of neuronal assemblies. A major open question is how a vast repertoire ...

Analyzing Neural Activity and Connectivity Using Intracranial EEG Data with SPM Software

Measuring neural activity and connectivity associated with cognitive functions at high spatial and temporal resolutions is an important goal in cognitive neuroscience. Intracranial electroencephalography (EEG) can directly record electrical neural activity and has the unique potential to accomplish this goal. Traditionally, averaging analysis has been applied to analyze intracranial EEG data; however, several new techniques are available for depicting neural activity and intra- and inter-regional connectivity. Here, we introduce two analytical protocols we recently applied to analyze intracranial EEG data using the Statistical Parametric Mapping (SPM) software: time-frequency SPM analysis for neural activity and dynamic causal modeling of induced responses for intra- and inter-regional connectivity. We report our analysis of intracranial EEG data during the observation of faces as representative results. The results revealed that the inferior occipital gyrus (IOG) showed gamma-band activity at very early stages (110 ms) in response to faces, and both the IOG and amygdala showed rapid intra- and inter-regional connectivity using various types of oscillations. These analytical protocols have the potential to identify the neural mechanisms underlying cognitive functions with high spatial and temporal profiles.

We present two analytical protocols that can be used to analyze intracranial electroencephalography data using the Statistical Parametric Mapping (SPM) software: time-frequency statistical parametric mapping analysis for neural activity, and dynamic causal modeling of induced responses for intra- and inter-regional connectivity.

Analyse der neuronalen Aktivität und Konnektivität mit intrakraniellen EEG-Daten mit SPM-Software

Measuring neural activity and connectivity associated with cognitive functions at high spatial and temporal resolutions is an important goal in cognitive ...

Ex Vivo Oculomotor Slice Culture from Embryonic GFP-Expressing Mice for Time-Lapse Imaging of Oculomotor Nerve Outgrowth

Accurate eye movements are crucial for vision, but the development of the ocular motor system, especially the molecular pathways controlling axon guidance, has not been fully elucidated. This is partly due to technical limitations of traditional axon guidance assays. To identify additional axon guidance cues influencing the oculomotor nerve, an ex vivo slice assay to image the oculomotor nerve in real-time as it grows towards the eye was developed. E10.5 IslMN-GFP embryos are used to generate ex vivo slices by embedding them in agarose, slicing on a vibratome, then growing them in a microscope stage-top incubator with time-lapse photomicroscopy for 24-72 h. Control slices recapitulate the in vivo timing of outgrowth of axons from the nucleus to the orbit. Small molecule inhibitors or recombinant proteins can be added to the culture media to assess the role of different axon guidance pathways. This method has the advantages of maintaining more of the local microenvironment through which axons traverse, not axotomizing the growing axons, and assessing the axons at multiple points along their trajectory. It can also identify effects on specific subsets of axons. For example, inhibition of CXCR4 causes axons still within the midbrain to grow dorsally rather than ventrally, but axons that have already exited ventrally are not affected.

An ex vivo slice assay allows oculomotor nerve outgrowth to be imaged in real time. Slices are generated by embedding E10.5 IslMN:GFP embryos in agarose, slicing on a vibratome, and growing in a stage-top incubator. The role of axon guidance pathways is assessed by adding inhibitors to the culture media.

Ex Vivo Okulomotor Slice Culture von embryonalen GFP-ausdrückenden Mäusen für Time-Lapse Imaging of Oculomotor Nerve Outgrowth

Accurate eye movements are crucial for vision, but the development of the ocular motor system, especially the molecular pathways controlling axon ...

Isolation and Culture of Oculomotor, Trochlear, and Spinal Motor Neurons from Prenatal Islmn:GFP Transgenic Mice

Oculomotor neurons (CN3s) and trochlear neurons (CN4s) exhibit remarkable resistance to degenerative motor neuron diseases such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS) when compared to spinal motor neurons (SMNs). The ability to isolate and culture primary mouse CN3s, CN4s, and SMNs would provide an approach to study mechanisms underlying this selective vulnerability. To date, most protocols use heterogeneous cell cultures, which can confound the interpretation of experimental outcomes. To minimize the problems associated with mixed-cell populations, pure cultures are indispensable. Here, the first protocol describes in detail how to efficiently purify and cultivate CN3s/CN4s alongside SMNs counterparts from the same embryos using embryonic day 11.5 (E11.5) IslMN:GFP transgenic mouse embryos. The protocol provides details on the tissue dissection and dissociation, FACS-based cell isolation, and in vitro cultivation of cells from CN3/CN4 and SMN nuclei. This protocol adds a novel in vitro CN3/CN4 culture system to existing protocols and simultaneously provides a pure species- and age-matched SMN culture for comparison. Analyses focusing on the morphological, cellular, molecular, and electrophysiological characteristics of motor neurons are feasible in this culture system. This protocol will enable research into the mechanisms that define motor neuron development, selective vulnerability, and disease.

Isolation and Culture of Oculomotor, Trochlear, and Spinal Motor Neurons from Prenatal Islmn:GFP Transgenic Mice

This work presents a protocol to yield homogeneous cell cultures of primary oculomotor, trochlear, and spinal motor neurons. These cultures can be used for comparative analyses of the morphological, cellular, molecular, and electrophysiological characteristics of ocular and spinal motor neurons.

Isolation und Kultur von Okulomotor, Trochlea, und Spinal Motor Neuronen von pränatalen Islmn:GFP Transgene Mäuse

Oculomotor neurons (CN3s) and trochlear neurons (CN4s) exhibit remarkable resistance to degenerative motor neuron diseases such as amyotrophic lateral ...

Extracellular Electrophysiology in Modular Neuronal Cell Culture

Extrazelluläre Elektrophysiologie in modularer neuronaler Zellkultur

Ein kostengünstiges, vielseitiges Sondenimplantatsystem für die Elektrophysiologie bei Mäusen

The DREAM Implant: A Lightweight, Modular, and Cost-Effective Implant System for Chronic Electrophysiology in Head-Fixed and Freely Behaving Mice

Chronic electrophysiological recordings in rodents have significantly improved our understanding of neuronal dynamics and their behavioral relevance. However, current methods for chronically implanting probes present steep trade-offs between cost, ease of use, size, adaptability, and long-term stability.
This protocol introduces a novel chronic probe implant system for mice called the DREAM (Dynamic, Recoverable, Economical, Adaptable, and Modular), designed to overcome the trade-offs associated with currently available options. The system provides a lightweight, modular and cost-effective solution with standardized hardware elements that can be combined and implanted in straightforward steps and explanted safely for recovery and multiple reuse of probes, significantly reducing experimental costs.
The DREAM implant system integrates three hardware modules: (1) a microdrive that can carry all standard silicon probes, allowing experimenters to adjust recording depth across a travel distance of up to 7 mm; (2) a three-dimensional (3D)-printable, open-source design for a wearable Faraday cage covered in copper mesh for electrical shielding, impact protection, and connector placement, and (3) a miniaturized head-fixation system for improved animal welfare and ease of use. The corresponding surgery protocol was optimized for speed (total duration: 2 h), probe safety, and animal welfare.
The implants had minimal impact on animals&#39; behavioral repertoire, were easily applicable in freely moving and head-fixed contexts, and delivered clearly identifiable spike waveforms and healthy neuronal responses for weeks of post-implant data collection. Infections and other surgery complications were extremely rare.
As such, the DREAM implant system is a versatile, cost-effective solution for chronic electrophysiology in mice, enhancing animal well-being, and enabling more ethologically sound experiments. Its design simplifies experimental procedures across various research needs, increasing accessibility of chronic electrophysiology in rodents to a wide range of research labs.

Autor im Rampenlicht: Verständnis naturalistischer neuronaler Berechnungen durch virtuelle Realität und Elektrophysiologie bei Tieren

Here, we introduce a lightweight, cost-effective probe implant system for chronic electrophysiology in rodents optimized for ease of use, probe recovery, experimental versatility, and compatibility with behavior.

Das DREAM-Implantat: ein leichtes, modulares und kostengünstiges Implantatsystem für die chronische Elektrophysiologie bei kopffesten und sich frei verhaltenden Mäusen

Chronic electrophysiological recordings in rodents have significantly improved our understanding of neuronal dynamics and their behavioral relevance. ...