Die Finanzierung durch die Western University of Health Sciences College of Optometry zu DJC Verfügung gestellt. Besonderen Dank an Irisa Tam für Grafik-Design.

Alle Tierhaltung und Experimente sollte genehmigt und in Übereinstimmung mit Richtlinien, die von der Institutional Animal Care und Verwenden Ausschuss der jeweiligen Institution oder sonstigen gesetzlichen Bestimmungen durchgeführt werden gesetzt. 1. Zebrafisch-Pflege <ol><li> Pflegen Zebrafisch unter Standardbedingungen bei 28,5 ° C auf einem 10 h-14 h dunkel Lichtzyklus 16. </li><li> Halten erwachsenen Zebrafisch an einem Tank Dichte von etwa 3 Fisch / L. </li></ol> 2. Optokinetischen Reaktion (OKR) <ol><li> Erstellen Sie die benutzerdefinierte OKR Aufnahmegerät mit einem 14,5 cm Durchmesser rotierende Trommel, ein Stereo-Mikroskop mit einstellbarer Lichtintensitätseinstellungen (300-8,000 Lux) und einen Computer (Abbildung 1a). <ol><li> Bringen Sie eine Kamera an das Mikroskop, die einen Live-Feed auf ein benachbartes Monitor bieten und damit für Bildaufnahme und Aufnahme. </li><li> Kontrolle der Rotationstrommel mit einem Mikrocontroller mit einem Computer verbunden wird, die AccommoDatum verschiedenen Geschwindigkeits-und Richtungs Auswahl. </li></ol></li><li> Anesthetize die Fische in 0,016% Tricaine für 2-3 min und dann den Fisch auf einer kleinen Plattform mit den Augen und Kiemen über den Rand aufgehängt. </li><li> Legen Sie eine dünne Schwamm / Tuch über den Körper der Fische und Pin 2-3 Schaumstoffstücke, geformt, um die Fische beherbergen, über die Fische zu halten, immobilisiert. Begrenzen der Bewegung des Schwanzes der Fische erwies sich als ein entscheidender Aspekt für die Immobilisierung ohne Verletzung des Fisch sein und am besten mit einem flachen Schaumstoffstück erreicht. (Abbildung 1b) </li><li> Positionieren Sie den Fisch in einem zylindrischen Wasser gefüllten Tank, das im Inneren der rotierenden Trommel des OKR Aufnahmegerät passt. Mit Magneten auf der Plattform, um den Fisch aufrecht, mit den Augen etwa 7,3 cm von der Kante der Trommel. Die Fische sollten aus der Narkose innerhalb von wenigen Minuten wieder zu beleben - normale Atmung wird wieder aufgenommen und zufällige Augenbewegungen zu beachten. </li><li> Legen Sie ein base Gitter von 0,07 Zyklen pro Grad (CPD) in die rotierende Trommel und in Eingriff mit den Computer steuert, um die Drehung und die Videoaufzeichnung zu beginnen (mit einer Geschwindigkeit von 12 UpM wurde dieses Papier verwendet, aber Geschwindigkeiten von 8-16 rpm sollten ähnliche Ergebnisse zu ergeben). </li><li> Sobald ein Anfangs OKR wird von der Basis Gitter hervorgerufen, halten Sie den Dreh kurz, und ersetzen Sie das Gitter mit einem kleineren Gitter (höhere räumliche Frequenz). </li><li> Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis ein OKR nicht mehr eruiert werden. Wiederholen Sie den Test mit dem kleinsten Gitter, die eine OKR nach einem modifizierten Ansatz Treppe verursacht und wiederholen Sie dann mit dem Gitter, die eine Reaktion auf den Verlust des OKR überprüfen zu entlocken fehlgeschlagen. Dieses Verfahren kann wiederholt werden, um eine wahre Antwort auf den kleinsten nachweisbaren Gitter überprüfen, ob die letzte Gitter verändert gegenüber dem ersten Löschungsereignis. </li><li> Erhalten monokulare Sehschärfe Messungen, indem Sie einen schwarzen Plastikverschluss über den Streifen neben der gegenüberliegenden Auge. Wiederholen Sie den oben beschriebenen Vorgang (Schritte von 2,6 bis 2,7). </li><li>Besorgen Sie sich die Sehschärfe des anderen Auges durch Neupositionierung der Okkluder und Wiederholen der Schritte 2.6-2.7 wieder. </li><li> Notieren Sie den Abstand jedes Auge ist von den Streifen während der Testprozedur mit Hilfe der Referenzmessstreifen unter dem Aquarium, so dass genaue Sehschärfe Maßnahmen können in den folgenden Schritten berechnet werden. </li></ol> 3. Berechnung der Sehschärfe <ol><li> Besorgen Sie sich die Sehschärfe durch die Berechnung der cpd: <img alt="Gleichung 1" fo:content-width="0.7in" src="/files/ftp_upload/50832/50832eq1.jpg" width="70px" /> wobei a der Abstand von der Mitte der Linse zu dem Gitter, und h die Länge eines Zyklus der kleinsten Gitter an dem OKR beobachtet (Fig. 1c). </li><li> Zur kombinierten Messung der Sehschärfe, die gemittelte a-Wert von sowohl dem linken und rechten Auge verwendet wird. </li></ol>

<ol>
	<li>Brockerhoff, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+behavioral+screen+for+isolating+zebrafish+mutants+with+visual+system+defects.">A behavioral screen for isolating zebrafish mutants with visual system defects.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92, 10545-10549 (1995).</li><li>Neuhauss, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+disorders+of+vision+revealed+by+a+behavioral+screen+of+400+essential+loci+in+zebrafish.">Genetic disorders of vision revealed by a behavioral screen of 400 essential loci in zebrafish.</a> J. Neurosci. 19, 8603-8615 (1999).</li><li>Schumann, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+objective+determination+of+visual+acuity+on+the+basis+of+the+optokinetic+nystagmus.">The objective determination of visual acuity on the basis of the optokinetic nystagmus.</a> Am. J. Optom. Arch. Am. Acad. Optom. 29, 575-583 (1952).</li><li>Gorman, J. J., Cogan, D. G., Gellis, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+apparatus+for+grading+the+visual+acuity+of+infants+on+the+basis+of+opticokinetic+nystagmus.">An apparatus for grading the visual acuity of infants on the basis of opticokinetic nystagmus.</a> Pediatrics. 19, 1088-1092 (1957).</li><li>Fulton, A. B., Manning, K. A., Dobson, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+behavioral+method+for+efficient+screening+of+visual+acuity+in+young+infants.+II.+Clinical+application.">A behavioral method for efficient screening of visual acuity in young infants. II. Clinical application.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 17, 1151-1157 (1978).</li><li>Huizinga, E., Van Der Meulen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vestibular+rotatory+and+optokinetic+reactions+in+the+pigeon.">Vestibular rotatory and optokinetic reactions in the pigeon.</a> Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. 60, 927-947 (1951).</li><li>Tappeiner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+Acuity+and+Contrast+Sensitivity+of+Adult+Zebrafish.">Visual Acuity and Contrast Sensitivity of Adult Zebrafish.</a> Front. Zool. 9, 10 (2012).</li><li>Mueller, K. P., Schnaedelbach, O. D., Russig, H. D., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VisioTracker,+an+innovative+automated+approach+to+oculomotor+analysis.">VisioTracker, an innovative automated approach to oculomotor analysis.</a> J. Vis. Exp. (56), e3556 (2011).</li><li>Zou, S. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+the+optokinetic+response+to+study+visual+function+of+zebrafish.">Using the optokinetic response to study visual function of zebrafish.</a> J. Vis. Exp. (36), e1742 (2010).</li><li>Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+measurements+of+the+optokinetic+response+in+adult+fish.">Quantitative measurements of the optokinetic response in adult fish.</a> J. Neurosci. Methods. 186, 29-34 (2010).</li><li>Li, L., Dowling, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dominant+form+of+inherited+retinal+degeneration+caused+by+a+non-photoreceptor+cell-specific+mutation.">A dominant form of inherited retinal degeneration caused by a non-photoreceptor cell-specific mutation.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94, 11645-11650 (1997).</li><li>Ren, J. Q., McCarthy, W. R., Zhang, H., Adolph, A. R., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+visual+responses+of+wild-type+and+hypopigmented+zebrafish.">Behavioral visual responses of wild-type and hypopigmented zebrafish.</a> Vision Res. 42, 293-299 (2002).</li><li>Maaswinkel, H., Mason, B., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ENU-induced+late-onset+night+blindness+associated+with+rod+photoreceptor+cell+degeneration+in+zebrafish.">ENU-induced late-onset night blindness associated with rod photoreceptor cell degeneration in zebrafish.</a> Mech. Ageing Dev. 124, 1065-1071 (2003).</li><li>Stujenske, J. M., Dowling, J. E., Emran, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bugeye+mutant+zebrafish+exhibits+visual+deficits+that+arise+with+the+onset+of+an+enlarged+eye+phenotype.">The bugeye mutant zebrafish exhibits visual deficits that arise with the onset of an enlarged eye phenotype.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 52, 4200-4207 (2011).</li><li>Veth, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+in+zebrafish+lrp2+result+in+adult-onset+ocular+pathogenesis+that+models+myopia+and+other+risk+factors+for+glaucoma.">Mutations in zebrafish lrp2 result in adult-onset ocular pathogenesis that models myopia and other risk factors for glaucoma.</a> PLoS Genet. 7, e1001310 (2011).</li><li>Westerfield, M. <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 ZEBRAFISH BOOK, A guide for the laboratory use of zebrafish (Danio rerio). , (2007).</li><li>Cagenello, R., Arditi, A., Halpern, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Binocular+enhancement+of+visual+acuity.">Binocular enhancement of visual acuity.</a> J. Opt. Soc. Am. A Opt. Image Sci. Vis. 10, 1841-1848 (1993).</li><li>Brockerhoff, 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=Measuring+the+optokinetic+response+of+zebrafish+larvae.">Measuring the optokinetic response of zebrafish larvae.</a> Nat. Protoc. 1, 2448-2451 (2006).</li><li>Hodel, C., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-based+analysis+of+the+optokinetic+response+in+zebrafish+larvae.">Computer-based analysis of the optokinetic response in zebrafish larvae.</a> CSH Protoc. 2008, pdb prot4961 (2008).</li><li>Huber-Reggi, S. P., Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+optokinetic+response+in+zebrafish+by+computer-based+eye+tracking.">Analysis of optokinetic response in zebrafish by computer-based eye tracking.</a> Methods Mol. Biol. 935, 139-160 (2013).</li><li>Tappeiner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+acuity+and+contrast+sensitivity+of+adult+zebrafish.">Visual acuity and contrast sensitivity of adult zebrafish.</a> Front. Zool. 9, 10 (2012).</li><li>Saszik, S., Bilotta, 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+effects+of+temperature+on+the+dark-adapted+spectral+sensitivity+function+of+the+adult+zebrafish.">The effects of temperature on the dark-adapted spectral sensitivity function of the adult zebrafish.</a> Vision Res. 39, 1051-1058 (1999).</li><li>Haug, M. F., Biehlmaier, O., Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+acuity+in+larval+zebrafish:+behavior+and+histology.">Visual acuity in larval zebrafish: behavior and histology.</a> Front. Zool. 7, 8 (2010).</li><li>Curcio, C. A., Sloan, K. R., Kalina, R. E., Hendrickson, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+photoreceptor+topography.">Human photoreceptor topography.</a> J. Comp. Neurol. 292, 497-523 (1990).</li><li>Kalloniatis, M., Luu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Visual Acuity. , (1995).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Gelegentlich können die Fische in den Wassertank zu entkommen. Es ist kritisch, um den Schwanz zu immobilisieren. Zusätzlich ist die Verwendung einer dünnen Schwamm / Tuch über dem Körper des Fisches wurde auch gefunden, von unschätzbarem Wert zu halten, die Fische für längere Zeit ausgesetzt zu sein. Wir waren in der Lage, Fisch für mehr als 30 min immobilisiert mit diesem Verfahren, ohne die Fische zu halten. Diese Zeit ist mehr als ausreichend, um die beiden monokularen und binokularen Sehschärfe tun. Die Präsentation des Gitters kann entweder geschehen, wie hier und anderswo mit einer sich drehenden Trommel oder physisch durch die Vorlage einer digitalen Anzeige 18 bis 22 beschrieben. Beide Ausführungen haben Vor-und Nachteile. Wir entschieden uns, die physikalische Drehung sowohl aus Kostengründen und technischen Spezifikationen zu verwenden. Ohne den Computer-und Imaging-Geräte, kann die hier beschriebenen OKR Gerät für rund 150 Dollar gebaut werden. Der OKR ist ein Ziel, Mittel zur Bestimmung übermanuelle Schärfe bei erwachsenen Zebrafisch. Während mehrere andere visuomotorischen Assays für Vision haben in früheren Experimenten verwendet wurde und auch die ERG wurde erfolgreich in erwachsenen Zebrafisch Augen gemacht, obwohl es nicht zu stark in Anspruch genommen, die erwachsenen Zebrafisch OKR öffnet die Tür zu vielen neuen experimentellen Bedingungen 22. Diese Studie hat der OKR-Dienstprogramm in der Messung der Sehschärfe Veränderungen über die Zeit gezeigt, die Identifizierung Sehschärfe Unterschied in der Augenkrankheit Modelle und bei der Bestimmung monokulare Sehschärfe. Interessant ist, erwachsenen Zebrafisch Vision im Vergleich zu menschlichen Sehens (20/20) ca. 20/1, 000 (bei 0,60 cpd ist auf -0,3 logMAR umgerechnet). Obwohl dies schlecht scheinen, werden die Zebrafisch-Augen sehr gut für seine Umgebung geeignet. Trotz der visuellen Aufgabe der Blick durch 6,5 cm Wasser, ein paar Millimeter aus Polycarbonat, und einem anderen Zentimeter Luft, die Fische ganz gut durchführen! Wir fanden, dass die erwachsenen Zebrafisch Sehschärfe ist about 70%, was angesichts ihres Photorezeptors Abstand. 23. Kontrast vorhergesagt werden, dass mit einer optimalen menschlichen Leistung ~ 20/12 die etwa 80% der vorhergesagten 20/10, und OKR Technik zur Messung visuelle Fähigkeit in erwachsenen Zebrafisch ist beeindruckend 24 , 25. Die Technik der Messung unabhängig Auge Sehschärfen würde für Studien, in denen ein Auge behandelt werden konnte und die andere verwendet als Kontrolle zu ermöglichen. Zusätzlich könnten Fische mit asymmetrischen Entwicklung des Auges wie der lrp2/bugeye oder Fische, die Katarakt entwickeln genauer überwacht werden. Es sollte beachtet werden, dass darauf zu achten, genau zu messen Sie den Abstand von den Augen zu den Streifen und die volle Sichtfeld zu verschließen werden. Diese Technik sollte die Tür, um genauere und spezifische Maßnahmen der Zebrafisch-visuellen Funktion öffnen.

Zebrafisch (Danio rerio) sind ein gutes Modell, um visuelle Physiologie aufgrund der Ähnlichkeit ihrer Netzhaut zu anderen Wirbeltieren, ihren kurzen Lebenszyklus, und der Verfügbarkeit von genetisch veränderten Mutanten 1,2 studieren. Der optokinetische Reflex / Reaktion / Nystagmus (OKR) ist eine Kombination von glatten Streben und schnelle Sakkaden Augenbewegungen. Für mehr als 60 Jahren Kliniker haben gezeigt, dass der OKR kann zur objektiven Messung der Sehschärfe bei Patienten angewendet werden und ist besonders nützlich für die Bestimmung Säugling visuellen Fähigkeiten 3-5. Die erste aufgezeichnete Verwendung von OKR bei Tieren wurde mit Tauben in den 1950er Jahren sechs. Vor kurzem hat der Oberkirchenrat hat sich zu einem wertvollen Werkzeug für die Beurteilung der visuellen Funktion in Zebrafisch-Larven und wird häufig verwendet, um für die genetische Mutanten, die eine Sehbehinderung haben 1,2 Bildschirm. Während die OKR wurde weit verbreitet, um die visuelle Funktion in Zebrafisch-Larven festzustellen, hat es erst vor kurzem bei erwachsenen Zebra nachgewiesenfischen 7-10. Eine aktuelle Arbeit von Tappeiner et al. Nutzt einen handelsüblichen optomotorischen System traditionell für Mäuse verwendet, OptoMotry, um zu zeigen, dass die Sehschärfe des erwachsenen Zebrafisch bleibt ziemlich konstant, ~ 0,59 Zyklen pro Grad (cpd), auch über verschiedene Winkelgeschwindigkeiten 7 . Obwohl die OKR hat sich als sehr nützlich bei der Zebrafisch-Larven-Studien wurden andere Methoden für visuelle Verhalten im Zebrafisch Erwachsene mit unterschiedlichem Erfolg eingesetzt. Die Fluchtreaktion Test gezeigt, dass Albino-Zebrafisch und Rubin, beide Pigmentierung Mutanten haben visuelle Antworten in hellen Lichtverhältnissen 11,12 reduziert. Das gleiche Fluchtreaktion Test auch erfolgreich Nachtblindheit d Mutanten identifiziert, wenn auch in 2 Jahren 13. Jedoch ist die Fluchtreaktion Assay nicht ohne Mängel. Es ist schwierig, zu einer exakten visuellen Funktion zuschreiben und ist nur eine grobe approximation der optische Veränderungen - also dauert es eine große Veränderung bevor die Änderung erkannt wird. Eine weitere Methode, die zur Identifizierung von erwachsenen Zebrafisch mit Sehbehinderungen entwickelt wurde, ist der optomotorischen Reaktion (OMR) 11. In diesem Test werden die Fische in einem kreisförmigen Behälter mit einem undurchsichtigen Spalte in der Mitte. Schwarz-Weiß-Streifen drehen, um den Tank und die Fische schwimmen mit in Richtung der Streifenbewegung beauftragt. Wie die Fluchtreaktion, konzentriert sich die OMR auf den visuomotorischen Fähigkeiten des erwachsenen Zebrafisch. Es hat sich jedoch erfolgreich eingesetzt, um Fisch mit Sehbehinderungen, wie die 14 lrp2/bugeye Mutanten zu identifizieren. Die lrp2/bugeye Zebrafisch zeigen Buphthalmus, erhöhtem Augeninnendruck, verminderte OMR und progressive Degeneration der Netzhaut 14,15. Viele Studien haben die visuomotorische Fähigkeiten bei erwachsenen Zebrafischen, die oft subjektiv und kann nicht verwendet werden quantitatively analysiert. Durch die Verwendung des OKR, kann man die Sehschärfe von erwachsenen Fischen mehr objektiv zu studieren. Wir haben unsere eigenen OKR Gerät, nach einem zunächst für ein Larven-Studien verwendet, modelliert gebaut. In dieser Studie zeigen wir, dass der OKR kann verwendet werden, um sowohl die monokulare und binokulare Sehschärfe im Zebrafisch zu berechnen.

<table><tbody><tr><td>Super Low Light Black White Video Security Camera</td><td>Super Circuits</td><td>PC164CEX-2</td><td> Any low light camera may be used</td></tr><tr><td>Arduino Duemilanove microcontroller</td><td>Adafruit Industries</td><td></td><td> The Arduino Uno is also compatible with the speed control software.</td></tr><tr><td>Tricaine Methanesulfonate</td><td>VWR</td><td>101107-950</td><td></td></tr></tbody></table>

the optokinetic response as a quantitative measure of visual acuity in zebrafish

Zebrafische sind ein bewährtes Modell für Vision-Forschung, aber viele der früheren Verfahren in der Regel auf Fischlarven konzentriert oder demonstriert eine einfache Antwort. In jüngerer Erwachsener visuelle Verhalten im Zebrafisch hat sich von Interesse, sondern Methoden, um spezifische Reaktionen messen, neue kommen sind. Um diese Lücke zu schließen, machten wir uns, eine Methodik wiederholt und genau nutzen die optokinetische Reaktion (OKR), um die Sehschärfe bei erwachsenen Zebrafisch messen zu entwickeln. Hier zeigen wir, dass die Sehschärfe des erwachsenen Zebrafisch die gemessen werden kann, einschließlich der beiden Fernglas und monokulare Sehschärfe. Da der Fisch in dem Verfahren nicht geschädigt, kann die Sehschärfe gemessen und verglichen werden über kurze oder längere Zeit. Die hier beschriebenen Messungen Sehschärfe kann auch getan werden schnell so dass für hohen Durchsatz und für zusätzliche visuelle Verfahren, falls gewünscht. Diese Art der Analyse ist förderlich für Drogeninterventionsstudien oder Untersuchungen der Krankheitsprogression.

OKR-Device-Funktionalität Der OKR Gerät wie oben beschrieben und in Abbildung 1 dargestellten Funktionen mit minimalem Wartungsaufwand. Wie in Schritt 2.3 erwähnt, Immobilisierung der Schwanz ist entscheidend für die Beibehaltung der Fisch während der Aufnahme festgehalten. Ausreichend immobilisiert, können die Fische in der OKR Gerät für längere Zeit gehalten werden. Folglich sollte Sorgfalt während der Anfangs Immobilisierung Maßnahmen ergriffen werden, so dass mehr Daten für jeden einzelnen Fisch gesammelt werden. Die Sehschärfe Messungen Das Fernglas OKR leicht in normalen erwachsenen Fischen hervorgerufen. Nach dem Verfahren über einen Sehschärfen Zebrafisch für viele Altersgruppen (Abbildung 2) zu finden. Der beste Fernglas räumlichen Schärfe verzeichneten wir 0,74 cpd. Wie in Fig. 2 angegeben, der binokulare Sehschärfe Allgemeinen mit dem Alter zunimmt (n = 46, p = 0,002 ANOVA mit SPSS v14), aber einpendeltnach etwa 12 Monaten. Beim Vergleich der gemessenen Sehschärfe in 5 Monate alten Wildtyp-Fische Alter abgestimmte lrp2/bugeye Fisch, fanden wir, dass der Fisch hatte lrp2/bugeye Sehschärfe deutlich reduziert (p &lt;0,001; Wildtyp: 0,49 ± 0,05 cpd, n = 8; lrp2/bugeye: 0,35 ± 0,06, n = 10; Student-T-Test mit Excel). Durch Verschließen des rechten Auges die Sehschärfe des linken Auges bestimmt werden und umgekehrt. Im Vergleich zu der binokularen Sehschärfe wird binokularen Summa ähnlich menschliche Auge 17 (Fig. 3) beobachtet. Das binokulare Sehschärfe war in der Regel 5 bis 10% besser als entweder rechts (OD) oder links (OS) acuities unabhängig gemessen. Aus irgendeinem einzelnen Fische der Unterschied war eine Verbesserung um 25%. <img alt="Figur 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig1.jpg" width="500px" /> Fig. 1 ist. OKR recoDing. A) Der OKR Gerät besteht aus einem 14,5 cm Durchmesser rotierenden Trommel und Mikroskop mit einstellbarer Lichtintensitätseinstellungen (300-8,000 Lux). Eine Kamera bietet einen Live-Feed auf einer benachbarten Monitor. Die Drehtrommel hat verschiedene Geschwindigkeiten in beiden Richtungen im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn und austauschbar Raumfrequenzgitter eingesetzt und entfernt nach Bedarf. B) Fisch befestigt sind und in der Mitte der rotierenden Trommel angeordnet ist. C) Zyklen pro Grad (cpd) berechnet wird mit cpd = <img alt="" src="img2.png" /> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig1highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Ansicht</a> . <img alt="Figur 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig2.jpg" width="500px" /> 2. Die Sehschärfe ändert sich mit dem Alter. Die Grafik zeigt, unabhängig Sehschärfe gemessen 5 -<html> 15 Monate in Alter. Das erhöht die Sehschärfe in der Regel während der ersten Jahre der Entwicklung und Schwänze sich ein wenig bei 15 Monaten (p = 0,002 ANOVA mit SPSS v14) dann. Jeder Punkt kann entweder für 1 oder mehrere Fische. Die Sehschärfe wird in Zyklen / Grad (cpd) gemessen. (N = 46 insgesamt, 8 auf 5 Monate, 4 auf 6 Monate, 7 auf 8 Monate, 6 auf 9 Monate, 11 auf 10 Monate, 2 mit 11 Monaten, 2 bei 12 Monaten und 6 auf 15 Monate). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig2highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Ansicht</a> . <img alt="Fig. 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig3.jpg" width="500px" /> 3. Binocular Sehschärfe Summationseffekt. Das Fernglas (OU) Sehschärfe ist im allgemeinen höher, verglichen mit rechts (OD) oder links (OS) Augen acuities. In dieser speziellen Gruppe waren die OS acuities deutlich niedriger. (* P = 0,006, n = 8)jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig3highres.jpg &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

Watch this Scientific Journal Video about The Optokinetic Response as a Quantitative Measure of Visual Acuity in Zebrafish at JoVE.com

The Optokinetic Response as a Quantitative Measure of Visual Acuity in Zebrafish

Zebrafische haben ein wertvolles Werkzeug für viele Forschungsbereiche. Hier zeigen wir eine Methode, um eine visuelle Reaktion hervorzurufen und berechnen eine funktionale Sehschärfe im erwachsenen Zebrafisch.

Die optokinetischen Antwort als quantitatives Maß der Sehschärfe im Zebrafisch

Zebrafish are a proven model for vision research, however many of the  earlier methods generally focused on larval fish or demonstrated a simple  ...

the-optokinetic-response-as-quantitative-measure-visual-acuity

Research

JoVE Journal

Neuroscience

20.4K Aufrufe.  Western University of Health Sciences.  Zebrafische haben ein wertvolles Werkzeug für viele Forschungsbereiche. Hier zeigen wir eine Methode, um eine visuelle Reaktion hervorzurufen und berechnen eine funktionale Sehschärfe im erwachsenen Zebrafisch. 

Serie: The Optokinetic Response as a Quantitative Measure of Visual Acuity in Zebrafish

Double Fluorescence in situ Hybridization in Fresh Brain Sections

Here we describe a modified version of a double fluorescence in situ hybridization (dFISH) method optimized for detecting two mRNAs of interest in fresh frozen brain sections. Our group has successfully used this approach to study gene co-regulation. More specifically, we have used this dFISH method to explore the anatomical organization, neurochemical properties, and the impact of sensory experience in central sensory circuits, at single cell resolution. This protocol has been validated in brain tissue from mice, rats and songbirds but is expected to be easily adaptable to other vertebrate species, as well as to an array of non-neural tissues. In this film we provide a detailed demonstration of the main steps of this procedure.

Double Fluorescence in situ Hybridization in Fresh Brain Sections

This protocol involves a non-radioactive in-situ hybridization procedure that enables the simultaneous identification of two transcript species, at a single cell resolution, in thin sections of the vertebrate brain.

Doppel-Fluoreszenz- In situ Hybridisierung in Fresh Hirnschnitten

Here we describe a modified version of a double fluorescence in situ hybridization (dFISH) method optimized for detecting two mRNAs of interest in fresh ...

Forschung

Neurowissenschaften

A Behavioral Assay to Measure Responsiveness of Zebrafish to Changes in Light Intensities 

The optokinetic reflex (OKR) is a basic visual reflex exhibited by most vertebrates and plays an important role in stabilizing the eye relative to the visual scene. However, the OKR requires that an animal detect moving stripes and it is possible that fish that fail to exhibit an OKR may not be completely blind. One zebrafish mutant, the no optokinetic response c (nrc) has no OKR under any light conditions tested and was reported to be completely blind. Previously, we have shown that OFF-ganglion cell activity can be recorded in these mutants. To determine whether mutant fish with no OKR such as the nrc mutant can detect simple light increments and decrements we developed the visual motor behavioral assay (VMR). In this assay, single zebrafish larvae are placed in each well of a 96-well plate allowing the simultaneous monitoring of larvae using an automated video-tracking system. The locomotor responses of each larva to 30 minutes light ON and 30 minutes light OFF were recorded and quantified. WT fish have a brief spike of motor activity upon lights ON, known as the startle response, followed by return to lower-than baseline activity, called a freeze. WT fish also sharply increase their locomotor activity immediately following lights OFF and only gradually (over several minutes) return to baseline locomotor activity. The nrc mutants respond similarly to light OFF as WT fish, but exhibit a slight reduction in their average activity as compared to WT fish. Motor activity in response to light ON in nrc mutants is delayed and sluggish. There is a slow rise time of the nrc mutant response to light ON as compared to WT light ON response. The results indicate that nrc fish are not completely blind. Because teleosts can detect light through non-retinal tissues, we confirmed that the immediate behavioral responses to light-intensity changes require intact eyes by using the chokh (chk) mutants, which completely lack eyes from the earliest stages of development. In our VMR assay, the chk mutants exhibit no startle response to either light ON or OFF, showing that the lateral eyes mediate this behavior. The VMR assay described here complements the well-established OKR assay, which does not test the ability of zebrafish larvae to respond to changes in light intensities. Additionally, the automation of the VMR assay lends itself to high-throughput screening for defects in light-intensity driven visual responses.

A Behavioral Assay to Measure Responsiveness of Zebrafish to Changes in Light Intensities

We developed the Visual-Motor Response to quantitate the motor output of larval zebrafish in response to light increments and decrements. We also examined zebrafish vision mutants, including the no optokinetic response (nrc) mutants, which were thought to be completely blind when tested by another vision assay, the optokinetic reflex.

A Behavioral Assay, um die Reaktionsfähigkeit der Zebrafisch zu Änderungen in Lichtintensitäten messen

The optokinetic reflex (OKR) is a basic visual reflex exhibited by most vertebrates and plays an important role in stabilizing the eye relative to the ...

Biologie

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, ...

Using the optokinetic response to study visual function of zebrafish

Optokinetic response (OKR) is a behavior that an animal vibrates its eyes to follow a rotating grating around it. It has been widely used to assess the visual functions of larval zebrafish1-5. Nevertheless, the standard protocol for larval fish is not yet readily applicable in adult zabrafish. Here, we introduce how to measure the OKR of adult zebrafish with our simple custom-built apparatus using a new protocol which is established in our lab. Both our apparatus and step-by-step procedure of OKR in adult zebrafish are illustrated in this video. In addition, the measurements of the larval OKR, as well as the optomotor response (OMR) test of adult zebrafish, are also demonstrated in this video. This OKR assay of adult zebrafish in our experiment may last for up to 4 hours. Such OKR test applied in adult fish will benefit to visual function investigation more efficiently when the adult fish vision system is manipulated.
Su-Qi Zou and Wu Yin contributed equally to this paper.

Optokinetic response has been widely used to assess the visual functions of larval zebrafish. Nevertheless, the standard protocol for larval fish is not yet readily applicable in adults1-5. Here, we introduce how to measure the OKR of adult zebrafish using a new protocol which is established in our lab.

Mit der optokinetischen Reaktion auf visuelle Funktion des Zebrafisch-Studie

Optokinetic response (OKR) is a behavior that an animal vibrates its eyes to follow a rotating grating around it. It has been widely used to assess the ...

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

Measurement of the visual function in the tadpoles of the frog, Xenopus laevis, allows screening for blindness in live animals. The optokinetic response is a vision-based, reflexive behavior that has been observed in all vertebrates tested. Tadpole eyes are small so the tail flip response was used as alternative measure, which requires a trained technician to record the subtle response. We developed an alternative behavior assay based on the fact that tadpoles prefer to swim on the white side of a tank when placed in a tank with both black and white sides. The assay presented here is an inexpensive, simple alternative that creates a response that is easily measured. The setup consists of a tripod, webcam and nested testing tanks, readily available in most Xenopus laboratories. This article includes a movie showing the behavior of tadpoles, before and after severing the optic nerve. In order to test the function of one eye, we also include representative results of a tadpole in which each eye underwent retinal axotomy on consecutive days. Future studies could develop an automated version of this assay for testing the vision of many tadpoles at once.

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

Xenopus laevis tadpoles prefer swimming on the white side of a black/white tank. This behavior is guided by their vision. Based on this behavior, we present a simple assay to test the visual function of tadpoles.

Eine einfache Verhaltenstest zur Prüfung von Visual Function in<em&gt; Xenopus laevis</em

Measurement of the visual function in the tadpoles of the frog, Xenopus laevis, allows screening for blindness in live animals. The optokinetic response ...

Electroretinogram Analysis of the Visual Response in Zebrafish Larvae

The electroretinogram (ERG) is a noninvasive electrophysiological method for determining retinal function. Through the placement of an electrode on the surface of the cornea, electrical activity generated in response to light can be measured and used to assess the activity of retinal cells in vivo. This manuscript describes the use of the ERG to measure visual function in zebrafish. Zebrafish have long been utilized as a model for vertebrate development due to the ease of gene suppression by morpholino oligonucleotides and pharmacological manipulation. At 5-10 dpf, only cones are functional in the larval retina. Therefore, the zebrafish, unlike other animals, is a powerful model system for the study of cone visual function in vivo. This protocol uses standard anesthesia, micromanipulation and stereomicroscopy protocols that are common in laboratories that perform zebrafish research. The outlined methods make use of standard electrophysiology equipment and a low light camera to guide the placement of the recording microelectrode onto the larval cornea. Finally, we demonstrate how a commercially available ERG stimulator/recorder originally designed for use with mice can easily be adapted for use with zebrafish. ERG of larval zebrafish provides an excellent method of assaying cone visual function in animals that have been modified by morpholino oligonucleotide injection as well as newer genome engineering techniques such as Zinc Finger Nucleases (ZFNs), Transcription Activator-Like Effector Nucleases (TALENs), and Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR)/Cas9, all of which have greatly increased the efficiency and efficacy of gene targeting in zebrafish. In addition, we take advantage of the ability of pharmacological agents to penetrate zebrafish larvae to evaluate the molecular components that contribute to the photoresponse. This protocol outlines a setup that can be modified and used by researchers with various experimental goals.

We present a method for the electroretinographic (ERG) analysis of zebrafish larvae utilizing micromanipulation and electroretinography techniques. This is a simple and straightforward method for assaying visual function of zebrafish larvae in vivo.

Elektroretinogramm Analyse der Sicht Antwort in Zebrafisch-Larven

The electroretinogram (ERG) is a noninvasive electrophysiological method for determining retinal function. Through the placement of an electrode on the ...

A New Optokinetic Testing Method to Measure Rat Vision

Optokinetic nystagmus (OKN) is a reflexive eye movement initiated by the motion of visual stimuli in the field of vision. The head-tracking movement associated with OKN is commonly used as a measure of visual function in rodents. To record OKN responses in normal and experimental rats, a simple and inexpensive apparatus has been developed. This setup uses two tablet screens to display the OKN visual stimulus consisting of high contrast black and white stripes generated using the OKN Stripes Visualization Web Application, a freely available software. The rat is placed inside a clear Plexiglass holder that limits&#160;movement so that the&#160;rat&#39;s head continuously faces the OKN display screen. The position of the rat holder can be changed to adjust the distance between the rat and the display screen. A micro-camera positioned above the rat holder is used to record the rat&#39;s visual activities. These recordings can be used for quantitative assessments. Based on the presence or absence of clear head-tracking, the OKN responses at different spatial frequencies can be determined. The collected data demonstrates a novel technique for reliable measurement of visual acuity in normal and retinal degenerate rats.

<meta charset="utf8"></head><body>Eine neue optokinetische Testmethode zur Messung des Sehvermögens von Ratten

The Optokinetic Nystagmus (OKN) behavioral testing method is used for the assessment of visual acuity in rodents. Here a simple method is demonstrated that can be easily set up in research laboratories for a reliable assessment of visual function in both normal and experimental rats.

Eine neue optokinetische Testmethode zur Messung des Sehvermögens von Ratten

Optokinetic nystagmus (OKN) is a reflexive eye movement initiated by the motion of visual stimuli in the field of vision. The head-tracking movement ...

Bewertung optokinetischer Reflexantworten bei Mäusen: Ein neues hochpräzises Protokoll

Quantification of Visual Feature Selectivity of the Optokinetic Reflex in Mice

The optokinetic reflex (OKR) is an essential innate eye movement that is triggered by the global motion of the visual environment and serves to stabilize retinal images. Due to its importance and robustness, the OKR has been used to study visual-motor learning and to evaluate the visual functions of mice with different genetic backgrounds, ages, and drug treatments. Here, we introduce a procedure for evaluating OKR responses of head-fixed mice with high accuracy. Head fixation can rule out the contribution of vestibular stimulation on eye movements, making it possible to measure eye movements triggered only by visual motion. The OKR is elicited by a virtual drum system, in which a vertical grating presented on three computer monitors drifts horizontally in an oscillatory manner or unidirectionally at a constant velocity. With this virtual reality system, we can systematically change visual parameters like spatial frequency, temporal/oscillation frequency, contrast, luminance, and the direction of gratings, and quantify tuning curves of visual feature selectivity. High-speed infrared video-oculography ensures accurate measurement of the trajectory of eye movements. The eyes of individual mice are calibrated to provide opportunities to compare the OKRs between animals of different ages, genders, and genetic backgrounds. The quantitative power of this technique allows it to detect changes in the OKR when this behavior plastically adapts due to aging, sensory experience, or motor learning; thus, it makes this technique a valuable addition to the repertoire of tools used to investigate the plasticity of ocular behaviors.

Autor im Rampenlicht: Ein genauer und quantitativer Ansatz zur Untersuchung der visuellen Merkmalsselektivität des optokinetischen Reflexes bei Mäusen 

Here, we describe a standard protocol for quantifying the optokinetic reflex. It combines virtual drum stimulation and video-oculography, and thus allows precise evaluation of the feature selectivity of the behavior and its adaptive plasticity.

Quantifizierung der visuellen Merkmalsselektivität des optokinetischen Reflexes in Mäusen

The optokinetic reflex (OKR) is an essential innate eye movement that is triggered by the global motion of the visual environment and serves to stabilize ...

Die optokinetischen Antwort als quantitatives Maß der Sehschärfe im Zebrafisch

Zusammenfassung

Weitere Videos entdecken

Doppel-Fluoreszenz- In situ Hybridisierung in Fresh Hirnschnitten

A Behavioral Assay, um die Reaktionsfähigkeit der Zebrafisch zu Änderungen in Lichtintensitäten messen

VisioTracker, eine innovative automatisierte Ansatz zur oculomotorius Analysis

Mit der optokinetischen Reaktion auf visuelle Funktion des Zebrafisch-Studie

Eine einfache Verhaltenstest zur Prüfung von Visual Function in

Elektroretinogramm Analyse der Sicht Antwort in Zebrafisch-Larven

Eine neue optokinetische Testmethode zur Messung des Sehvermögens von Ratten

Eine neue optokinetische Testmethode zur Messung des Sehvermögens von Ratten

Quantifizierung der visuellen Merkmalsselektivität des optokinetischen Reflexes in Mäusen

Quantifizierung der visuellen Merkmalsselektivität des optokinetischen Reflexes in Mäusen