Financiamiento proporcionado por la Universidad Western de Ciencias de la Salud Facultad de Optometría de DJC. Un agradecimiento especial a Irisa Tam para el diseño gráfico.

Toda la cría de animales y los experimentos deben ser aprobadas y realizadas de conformidad con las directrices establecidas por el Comité de la respectiva institución u otros requisitos legales Institucional Cuidado de Animales y el uso. 1. Cuidado de pez cebra <ol><li> Mantener el pez cebra en condiciones estándar a 28,5 ° C en un ciclo de 10 horas de oscuridad-luz 14 hr 16. </li><li> Mantenga adultos de pez cebra a una densidad tanque de alrededor de 3 peces / L. </li></ol> 2. Respuesta optocinética (OKR) <ol><li> Construir el dispositivo de grabación OKR personalizado utilizando un diámetro de 14,5 cm tambor giratorio, un microscopio estéreo con ajustes de intensidad de luz ajustable (300-8,000 lux) y un ordenador (Figura 1a). <ol><li> Adjuntar una cámara para el microscopio que proporcionará una transmisión en vivo en un monitor adyacente y permitir la captura de imágenes y grabación. </li><li> Controle el tambor giratorio mediante un microcontrolador conectado a una computadora que acomodarFecha varias selecciones de velocidad y dirección. </li></ol></li><li> Anestesiar los peces en 0,016% tricaína durante 2-3 minutos y luego coloque el pescado en una pequeña plataforma con los ojos y branquias suspendidos sobre el borde. </li><li> Coloque una esponja / toalla fina sobre el cuerpo de los peces y el pin 2-3 piezas de espuma, en forma de dar cabida a los peces, más de los peces para mantenerlo inmovilizado. Limitar el movimiento de la cola del pescado resultó ser un aspecto crucial para la inmovilización sin causar lesiones a los peces, y se logra mejor utilizando una pieza plana de espuma. (Figura 1b) </li><li> Coloque el pescado dentro de un tanque lleno de agua cilíndrica, que se ajusta en el interior del tambor giratorio del dispositivo de grabación okr. Utilice los imanes en la plataforma para colocar el pescado en posición vertical, con los ojos aproximadamente 7,3 cm del borde del tambor. Los peces deben revivir de la anestesia en pocos minutos - la respiración normal se reanudará y los movimientos oculares aleatorios debe observarse. </li><li> Coloque unas base rejilla de 0,07 ciclos por grado (cpd) en el tambor giratorio y comprometer a los controles de la computadora para comenzar la rotación y la captura de vídeo (una velocidad de 12 rpm se utilizó para este papel, pero las velocidades de 8-16 rpm deben dar resultados similares). </li><li> Una vez que una inicial OKR se provoca por la base de rejilla, una pausa en la rotación brevemente, y vuelva a colocar la rejilla con una rejilla más pequeña (mayor frecuencia espacial). </li><li> Repita este proceso hasta que un OKR ya no puede ser obtenido. Repita la prueba con la rejilla más pequeño que provocó un okr siguiendo un enfoque de escalera modificado y luego repetir el uso de la rejilla que no pudo provocar una respuesta para verificar la pérdida de la okr. Este proceso puede repetirse para verificar una verdadera respuesta a la rejilla más pequeño detectable si la rejilla final distinto con respecto al primer evento de extinción. </li><li> Obtener mediciones de agudeza monocular poniendo un oclusor de plástico negro sobre las franjas adyacentes al ojo contrario. Repita el procedimiento anterior (pasos 2.6 a 2.7). </li><li>Obtener la agudeza del ojo opuesto reposicionando el oclusor y repitiendo el 2.6 a 2.7 pasos de nuevo. </li><li> Tenga en cuenta la distancia de cada ojo es de las rayas durante el procedimiento de prueba mediante el uso de la tira de medición de referencia por debajo del tanque de peces de modo que las medidas de agudeza precisos pueden ser calculados en los pasos siguientes. </li></ol> 3. Cálculo de la agudeza visual <ol><li> Obtener la agudeza visual mediante el cálculo del CPD: <img alt="Ecuación 1" fo:content-width="0.7in" src="/files/ftp_upload/50832/50832eq1.jpg" width="70px" /> donde a es la distancia desde el centro de la lente a la rejilla, y h es la longitud de un ciclo de la rejilla más pequeña a la que okr se observó (Figura 1c). </li><li> Para las mediciones de agudeza visual combinados, el promedio se utiliza un valor de la izquierda y el ojo derecho. </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. 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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. 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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. 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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>

Los autores no tienen nada que revelar.

En ocasiones los peces pueden escapar hacia el tanque de agua. Es crítico para inmovilizar la cola. También se encontró además el uso de una esponja fina / toalla sobre el cuerpo de los peces a ser muy valiosa para mantener a los peces en suspensión durante períodos prolongados de tiempo. Hemos sido capaces de mantener el pescado inmovilizados durante más de 30 minutos de utilizar este procedimiento, sin dañar a los peces. Esta cantidad de tiempo es más que suficiente para hacer el binocular y ambos agudeza monocular. La presentación de la rejilla se puede hacer ya sea como se describe aquí y en otros lugares utilizando un tambor giratorio físicamente o mediante la presentación de una pantalla digital 18-22. Ambos tipos tienen ventajas y desventajas específicas. Hemos elegido utilizar la rotación física, tanto por razones de costo y las especificaciones técnicas. Excluyendo el ordenador y equipos de imagen, el dispositivo OKR aquí descrito puede ser construida por alrededor de $ 150. El OKR es un medio objetivo para determinar visual agudeza en el pez cebra adulto. Mientras que varios otros ensayos visomotora para la visión se han utilizado en experimentos anteriores y hasta el electrorretinograma se ha hecho con éxito en los ojos de pez cebra adultos, aunque no ha sido muy utilizado, la OKR adultos de pez cebra se abre la puerta a muchas nuevas condiciones experimentales 22. Este estudio ha demostrado la utilidad de la okr en la medición de cambios de agudeza visual en el tiempo, la identificación de diferencia de la agudeza visual en modelos de enfermedad de ojo, y en la determinación de la agudeza visual monocular. Curiosamente, el pez cebra adultos visión en comparación con la visión humana (20/20) es de aproximadamente 20/1, 000 (0,60 CPD cuando se convierte a -0,3 logMAR). Aunque esto puede parecer pobre, los ojos de pez cebra son muy adecuadas para su entorno. A pesar de la tarea visual de mirando a través de 6,5 cm de agua, unos pocos milímetros de policarbonato, y otro centímetro de aire, el pescado realizar bastante bien! Se encontró que la agudeza adultos de pez cebra es about 70% de lo que se predijo por su separación de los fotorreceptores. 23 Contraste eso con la actuación humana óptima ~ 20/12, que es aproximadamente el 80% del predicho 20/10, y la técnica OKR para medir la capacidad visual en adultos de pez cebra es impresionante 24 , 25. La técnica de medición de la agudeza visual del ojo independientes permitiría estudios en los que un ojo podría ser tratado y el otro utilizado como control. Además, el pescado con el desarrollo del ojo asimétrico como el lrp2/bugeye o pescado que se desarrollan las cataratas pueden ser controlados con mayor precisión. Cabe señalar que el cuidado necesita ser tomado para medir con precisión la distancia de los ojos a las rayas y para ocluir el campo completo de visión. Esta técnica debe abrir la puerta a medidas más precisas y específicas de la función visual del pez cebra.

El pez cebra (Danio rerio) son un buen modelo para estudiar la fisiología visual debido a la similitud de su retina a otros vertebrados, su corto ciclo de vida, y la disponibilidad de mutantes alterados genéticamente 1,2. El reflejo optocinético / respuesta / nistagmo (OKR) es una combinación de ejercicio suave y rápidos movimientos oculares sacádicos. Durante más de 60 años los médicos han demostrado que la okr se puede utilizar para medir objetivamente la agudeza visual en los pacientes y es especialmente útil para determinar infantiles capacidades visuales 3-5. El primer uso registrado de OKR en animales utilizaba palomas en la década de 1950 6. Más recientemente, el OKR se ha convertido en una valiosa herramienta para la evaluación de la función visual en larvas de pez cebra y es de uso frecuente para la detección de mutantes genéticos que tienen un 1,2 deficiencia visual. Mientras que el okr ha sido ampliamente utilizado para determinar la función visual en larvas de pez cebra, sólo recientemente se ha demostrado en cebra adultospescar 7-10. Un artículo reciente de Tappeiner et al. Utiliza un sistema optomotor disponible comercialmente utilizada tradicionalmente para los ratones, OptoMotry, para demostrar que la agudeza visual del pez cebra adulto sigue siendo bastante constante, ~ 0,59 ciclos por grado (cpd), incluso a través de diversas velocidades angulares 7 . Aunque el OKR ha demostrado ser muy útil en estudios de larvas de pez cebra, otros métodos para el comportamiento visual se han utilizado en los adultos de pez cebra con diversos grados de éxito. El ensayo de respuesta de escape demostró que albino y rubí pez cebra, ambos mutantes de pigmentación, han reducido las respuestas visuales en condiciones de luz brillante 11,12. Este mismo ensayo respuesta de escape también ha identificado con éxito ceguera nocturna d mutantes, aunque a los 2 años de edad de 13 años. Sin embargo, el ensayo de respuesta de escape no está exenta de defectos. Es difícil atribuir a una función visual exacta y está a sólo approximatio bruton de los cambios visuales - lo que significa que se necesita un cambio grande antes de que se identifique el cambio. Otro método que se ha desarrollado para la identificación de pez cebra adulto con discapacidad visual es la respuesta optomotor (OMR) 11. En este ensayo, los peces se colocan en un tanque circular con una columna de opaco en el centro. Rayas blancas y negras giran alrededor del tanque y el pez tiene la tarea de nadar en la dirección del movimiento de la raya. Al igual que la respuesta de escape, la OMR se centra en las capacidades visuomotoras del pez cebra adulto. Sin embargo se ha utilizado con éxito para identificar peces con deficiencias visuales, como los mutantes lrp2/bugeye 14. Los buftalmos exhibición de pez cebra lrp2/bugeye, presión intraocular elevada, disminuyó OMR, y la degeneración retiniana progresiva 14,15. Muchos estudios han utilizado la capacidad visomotora en adultos de pez cebra, que suelen ser subjetivos y no pueden ser quantitatively analizado. Al utilizar el OKR, se puede estudiar la agudeza visual de los peces adultos de manera más objetiva. Hemos construido nuestro propio dispositivo OKR, siguiendo el modelo que se utiliza inicialmente para estudios larvales 1. En este estudio hemos demostrado que el okr se puede utilizar para calcular tanto monocular y agudeza visual binocular en el pez cebra.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="593">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">Super Low Light Black White Video Security Camera</td>
			<td style="width:143px;">Super Circuits</td>
			<td style="width:119px;">PC164CEX-2</td>
			<td style="width:124px;"> Any low light camera may be used</td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:209px;">Arduino Duemilanove microcontroller</td>
			<td style="width:143px;">Adafruit Industries</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:124px;"> The Arduino Uno is also compatible with the speed control software.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">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

El pez cebra es un modelo probado para la investigación de la visión, sin embargo muchos de los métodos anteriores generalmente se centraron en las larvas de peces o demostrado una respuesta simple. Más recientemente el comportamiento visual de adultos en el pez cebra se ha convertido de interés, pero los métodos para medir las respuestas específicas son nuevas llegar. Para colmar esta laguna, nos propusimos desarrollar una metodología para utilizar en varias ocasiones y con precisión la respuesta optocinético (OKR) para medir la agudeza visual en adultos de pez cebra. Aquí nos muestran que la agudeza visual del pez cebra adulto se puede medir, incluyendo tanto las agudezas binocular y monocular. Debido a que el pescado no se daña durante el procedimiento, la agudeza visual puede ser medido y comparado en períodos de tiempo cortos o largos. Las mediciones de agudeza visual descritos aquí también se puede hacer rápidamente para permitir un alto rendimiento y para los procedimientos visuales adicionales si se desea. Este tipo de análisis es propicio para los estudios de intervención de drogas o investigaciones de progresión de la enfermedad.

OKR funcionalidad del dispositivo El dispositivo OKR como se explicó anteriormente y se muestra en la Figura 1 funciona con un mantenimiento mínimo. Como se indicó en el paso 2.3, inmovilizar la cola es fundamental para mantener los peces sujetados durante la grabación. Suficientemente inmovilizado, los peces se pueden mantener en el dispositivo OKR por períodos prolongados de tiempo. En consecuencia, se debe tener cuidado durante las etapas iniciales de inmovilización, para que más datos se pueden obtener de cada pez individual. Mediciones de agudeza visual El binocular OKR se provoca fácilmente en el pescado adulto normal. Siguiendo el procedimiento anterior se pueden encontrar las agudezas visuales de pez cebra de muchas edades (Figura 2). La mejor agudeza espacial binocular se registró fue de 0,74 cpd. Como se ha indicado en la Figura 2, la agudeza binocular generalmente aumenta con la edad (n = 46, p = 0,002 ANOVA con el programa SPSS v14), pero los niveles fueradespués de unos 12 meses de edad. Cuando se comparó la agudeza visual se mide en 5 meses de tipo salvaje viejo pez a lrp2/bugeye de la misma edad, se encontró que los peces lrp2/bugeye había reducido considerablemente la agudeza (p &lt;0,001; tipo salvaje: 0.49 ± 0.05 cpd, n = 8; lrp2/bugeye: 0,35 ± 0,06, n = 10; t de Student utilizando Excel). Por ocluir el ojo derecho de la agudeza visual para el ojo izquierdo se puede determinar y viceversa. Cuando se compara con la agudeza binocular, la suma binocular se observa de manera similar a la visión humana 17 (Figura 3). La agudeza binocular fue en general un 5-10% mejor que cualquiera de la derecha (OD) oa la izquierda (SO) agudezas medidos de forma independiente. Para algunos ejemplares la diferencia fue una mejora del 25%. <img alt="Figura 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig1.jpg" width="500px" /> Figura 1. Reco OKRrding. A) El dispositivo OKR consiste en un diámetro de 14,5 cm tambor y microscopio con ajustes de intensidad de luz ajustable (300-8,000 lux) giratorio. Una cámara ofrece una transmisión en vivo en un monitor adyacente. El tambor giratorio tiene varias posiciones de velocidad en ambas direcciones en sentido horario y en sentido antihorario y rejillas de frecuencia espacial intercambiables están insertados y retirados, según sea necesario. B) Los peces están asegurados y se coloca en el centro del tambor giratorio. C) ciclos por grado (cpd) se calcula usando = CPD <img alt="" src="img2.png" /> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig1highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande</a> . <img alt="Figura 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig2.jpg" width="500px" /> Figura 2. La agudeza visual cambia con la edad. El gráfico muestra las agudezas visuales independientes de medición 5 -<html> 15 meses de edad. La agudeza visual aumenta generalmente durante todo el primer año de desarrollo y luego colea un poco a los 15 meses de edad (p = 0,002 ANOVA con el programa SPSS v14). Cada punto puede representar ya sea 1 o varios peces. La agudeza visual se mide en ciclos / grado (cpd). (N = 46 total, 8 a los 5 meses, 4 a los 6 meses, 7 a los 8 meses, 6 a los 9 meses; 11 a los 10 meses; 2 a los 11 meses; 2 a los 12 meses, y 6 a los 15 meses). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig2highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande</a> . <img alt="Figura 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig3.jpg" width="500px" /> Figura 3. Efecto sumatorio de la agudeza visual binocular. El binocular (OU) de la agudeza visual es generalmente más alta en comparación con el derecho (OD) o (OS) agudeza del ojo izquierdo. En este grupo en particular las agudezas de SG fueron significativamente más bajos. (* P = 0,006, N = 8)jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig3highres.jpg &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Haga clic aquí para ver la imagen más grande.

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

El pez cebra ha sido una herramienta valiosa para muchas áreas de investigación. Aquí se demuestra un método para provocar una respuesta visual y calcular una agudeza visual funcional en el pez cebra adultos.

La respuesta optocinética como una medida cuantitativa de la agudeza visual en el pez cebra

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

20.3K vistas.  Western University of Health Sciences.  El pez cebra ha sido una herramienta valiosa para muchas áreas de investigación. Aquí se demuestra un método para provocar una respuesta visual y calcular una agudeza visual funcional en el pez cebra adultos. 

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

Hyponeophagia: A Measure of Anxiety in the Mouse

Before the present day, when fast-acting and potent rodenticides such as alpha-chloralose were not yet in use, the work of pest controllers was often hampered by a phenomenon known as "bait shyness". Mice and rats cannot vomit, due to the tightness of the cardiac sphincter of the stomach, so to overcome the problem of potential food toxicity they have evolved a strategy of first ingesting only very small amounts of novel substances. The amounts ingested then gradually increase until the animal has determined whether the substance is safe and nutritious. So the old rat-catchers would first put a palatable substance such as oatmeal, which was to be the vehicle for the toxin, in the infested area. Only when large amounts were being readily consumed would they then add the poison, in amounts calculated not to affect the taste of the vehicle. The poisoned bait, which the animals were now readily eating in large amounts, would then swiftly perform its function.
Bait shyness is now used in the behavioural laboratory as a way of measuring anxiety. A highly palatable but novel substance, such as sweet corn, nuts or sweetened condensed milk, is offered to the mice (or rats) in a novel situation, such as a new cage. The latency to consume a defined amount of the new food is then measured.
Robert M.J. Deacon can be reach at <a href="mailto:robert.deacon@psy.ox.ac.uk">robert.deacon@psy.ox.ac.uk</a>

Mice and rats, due to their innate cautiousness, are initially slow in consuming a novel food, particularly in a novel place. This hyponeophagia can readily be measured in the laboratory, even though laboratory animals are much less anxious than their wild counterparts

Hyponeophagia: una medida de la ansiedad en el ratón

Before the present day, when fast-acting and potent rodenticides such as alpha-chloralose were not yet in use, the work of pest controllers was often ...

Investigación

Neurociencias

A Dual Tracer PET-MRI Protocol for the Quantitative Measure of Regional Brain Energy Substrates Uptake in the Rat

We present a method for comparing the uptake of the brain&#39;s two key energy substrates: glucose and ketones (acetoacetate [AcAc] in this case) in the rat. The developed method is a small-animal positron emission tomography (PET) protocol, in which&#160;11C-AcAc and 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) are injected sequentially in each animal. This dual tracer PET acquisition is possible because of the short half-life of 11C (20.4 min). The rats also undergo a magnetic resonance imaging (MRI) acquisition seven days before the PET protocol. Prior to image analysis, PET and MRI images are coregistered to allow the measurement of regional cerebral uptake (cortex, hippocampus, striatum, and cerebellum). A quantitative measure of 11C-AcAc and 18F-FDG brain uptake (cerebral metabolic rate; &#956;mol/100 g/min) is determined by kinetic modeling using the image-derived input function (IDIF) method. Our new dual tracer PET protocol is robust and flexible; the two tracers used can be replaced by different radiotracers to evaluate other processes in the brain. Moreover, our protocol is applicable to the study of brain fuel supply in multiple conditions such as normal aging and neurodegenerative pathologies such as Alzheimer&#39;s and Parkinson&#39;s diseases.

Small-animal positron emission tomography enables the assessment of the brain&#39;s two main energy substrates:&#160;glucose and ketones. In the present method, 11C-acetoacetate and 18F-fluorodeoxyglucose are injected sequentially in each animal, and their uptake is measured quantitatively in specific brain regions determined from the magnetic resonance images.

Un Protocolo de PET-MRI Dual trazador para la medición cuantitativa de la Regional del cerebro Energía Sustratos captación en la rata

We present a method for comparing the uptake of the brain&#39;s two key energy substrates: glucose and ketones (acetoacetate [AcAc] in this case) in the ...

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.

Análisis Electrorretinograma de la respuesta visual en pez cebra larvas

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

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

An In vivo electroretinogram (ERG) signal is composed of several overlapping components originating from different retinal cell types, as well as noise from extra-retinal sources. Ex vivo ERG provides an efficient method to dissect the function of retinal cells directly from an intact isolated retina of animals or donor eyes. In addition, ex vivo ERG can be used to test the efficacy and safety of potential therapeutic agents on retina tissue from animals or humans. We show here how commercially available in vivo ERG systems can be used to conduct ex vivo ERG recordings from isolated mouse retinas. We combine the light stimulation, electronic and heating units of a standard in vivo system with custom-designed specimen holder, gravity-controlled perfusion system and electromagnetic noise shielding to record low-noise ex vivo ERG signals simultaneously from two retinas with the acquisition software included in commercial in vivo systems. Further, we demonstrate how to use this method in combination with pharmacological treatments that remove specific ERG components in order to dissect the function of certain retinal cell types.

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Ex vivo ERG can be used to record electrical activity of retinal cells directly from isolated intact retinas of animals or humans. We demonstrate here how common in vivo ERG systems can be adapted for ex vivo ERG recordings in order to dissect the electrical activity of retinal cells.

Simultáneo<em&gt; Ex vivo</em&gt; Pruebas funcionales de dos retinas por<em&gt; In vivo</em&gt; Sistema Electrorretinograma

An In vivo electroretinogram (ERG) signal is composed of several overlapping components originating from different retinal cell types, as well as noise ...

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model organisms such as the fruit fly, Drosophila melanogaster. Drosophila is useful for understanding the basic neurobiology underlying cognitive deficits resulting from mutations in genes associated with human cognitive disorders, such as intellectual disability (ID) and autism. This work describes a methodology for testing learning and memory using a classic paradigm in Drosophila known as courtship conditioning. Male flies court females using a distinct pattern of easily recognizable behaviors. Premated females are not receptive to mating and will reject the male&#39;s copulation attempts. In response to this rejection, male flies reduce their courtship behavior. This learned reduction in courtship behavior is measured over time, serving as an indicator of learning and memory. The basic numerical output of this assay is the courtship index (CI), which is defined as the percentage of time that a male spends courting during a 10 min interval. The learning index (LI) is the relative reduction of CI in flies that have been exposed to a premated female compared to na&#239;ve flies with no previous social encounters. For the statistical comparison of LIs between genotypes, a randomization test with bootstrapping is used. To illustrate how the assay can be used to address the role of a gene relating to learning and memory, the pan-neuronal knockdown of Dihydroxyacetone phosphate acyltransferase (Dhap-at) was characterized here. The human ortholog of Dhap-at, glyceronephosphate O-acyltransferase (GNPT), is involved in rhizomelic chondrodysplasia punctata type 2, an autosomal-recessive syndrome characterized by severe ID. Using the courtship conditioning assay, it was determined that Dhap-at is required for long-term memory, but not for short-term memory. This result serves as a basis for further investigation of the underlying molecular mechanisms.

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

This protocol describes a Drosophila learning and memory assay called courtship conditioning. This classic assay is based on a reduction of male courtship behavior after sexual rejection by a non-receptive premated female. This natural form of behavioral plasticity can be used to test learning, short-term memory, and long-term memory.

Drosophila condicionamiento del corte como una medida de aprendizaje y memoria

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model ...

Using Optical Coherence Tomography and Optokinetic Response As Structural and Functional Visual System Readouts in Mice and Rats

Optical coherence tomography (OCT) is a fast, non-invasive, interferometric technique allowing high-resolution retinal imaging. It is an ideal tool for the investigation of processes of neurodegeneration, neuroprotection and neuro-repair involving the visual system, as these often correlate well with retinal changes. As a functional readout, visually evoked compensatory eye and head movements are commonly used in experimental models involving the visual function. Combining both techniques allows a quantitative in vivo investigation of structure and function, which can be used to investigate the pathological conditions or to evaluate the potential of novel therapeutics. A great benefit of the presented techniques is the possibility to perform longitudinal analyses allowing the investigation of dynamic processes, reducing variability and cuts down the number of animals needed for the experiments. The protocol described aims to provide a manual for acquisition and analysis of high quality retinal scans of mice and rats using a low cost customized holder with an option to deliver inhalational anesthesia. Additionally, the proposed guide is intended as an instructional manual for researchers using optokinetic response (OKR) analysis in rodents, which can be adapted to their specific needs and interests.

A detailed protocol for the assessment of structural and visual readouts in rodents by optical coherence tomography and optokinetic response is presented. The results provide valuable insights for ophthalmologic as well as neurologic research.

Utilizando tomografía de coherencia óptica y respuesta Optokinetic como lecturas de sistema Visual estructural y funcional en ratones y ratas

Optical coherence tomography (OCT) is a fast, non-invasive, interferometric technique allowing high-resolution retinal imaging. It is an ideal tool for ...

A Scalable Model to Study the Effects of Blunt-Force Injury in Adult Zebrafish

Blunt-force traumatic brain injuries (TBI) are the most common form of head trauma, which spans a range of severities and results in complex and heterogenous secondary effects. While there is no mechanism to replace or regenerate the lost neurons following a TBI in humans, zebrafish possess the ability to regenerate neurons throughout their body, including the brain. To examine the breadth of pathologies exhibited in zebrafish following a blunt-force TBI and to study the mechanisms underlying the subsequent neuronal regenerative response, we modified the commonly used rodent Marmarou weight drop for the use in adult zebrafish. Our simple blunt-force TBI model is scalable, inducing a mild, moderate, or severe TBI, and recapitulates many of the phenotypes observed following human TBI, such as contact- and post-traumatic seizures, edema, subdural and intracerebral hematomas, and cognitive impairments, each displayed in an injury severity-dependent manner. TBI sequelae, which begin to appear within minutes of the injury, subside and return to near undamaged control levels within 7 days post-injury. The regenerative process begins as early as 48 hours post-injury (hpi), with the peak cell proliferation observed by 60 hpi. Thus, our zebrafish blunt-force TBI model produces characteristic primary and secondary injury TBI pathologies similar to human TBI, which allows for investigating disease onset and progression, along with the mechanisms of neuronal regeneration that is unique to zebrafish.

We modified the Marmarou weight drop model for adult zebrafish to examine a breadth of pathologies following blunt-force traumatic brain injury (TBI) and the mechanisms underlying subsequent neuronal regeneration. This blunt-force TBI model is scalable, induces a mild, moderate, or severe TBI, and recapitulates injury heterogeneity observed in human TBI.

Un modelo escalable para estudiar los efectos de la lesión por fuerza contundente en peces cebra adultos

Blunt-force traumatic brain injuries (TBI) are the most common form of head trauma, which spans a range of severities and results in complex and ...

Shuttle Box Assay as an Associative Learning Tool for Cognitive Assessment in Learning and Memory Studies using Adult Zebrafish

Cognitive deficits, including impaired learning and memory, are a primary symptom of various developmental and age-related neurodegenerative diseases and traumatic brain injury (TBI). Zebrafish are an important neuroscience model due to their transparency during development and robust regenerative capabilities following neurotrauma. While various cognitive tests exist in zebrafish, most of the cognitive assessments that are rapid examine non-associative learning. At the same time, associative-learning assays often require multiple days or weeks. Here, we describe a rapid associative-learning test that utilizes an adverse stimulus (electric shock) and requires minimal preparation time. The shuttle box assay, presented here, is simple, ideal for novice investigators, and requires minimal equipment. We demonstrate that, following TBI, this shuttle box test reproducibly assesses cognitive deficit and recovery from young to old zebrafish. Additionally, the assay is adaptable to examine either immediate or delayed memory. We demonstrate that both a single TBI and repeated TBI events negatively affect learning and immediate memory but not delayed memory. We, therefore, conclude that the shuttle box assay reproducibly tracks the progression and recovery of cognitive impairment.

Learning and memory are potent metrics in studying either developmental, disease-dependent, or environmentally induced cognitive impairments. Most cognitive assessments require specialized equipment and extensive time commitments. However, the shuttle box assay is an associative learning tool that utilizes a conventional gel box for rapid and reliable assessment of adult zebrafish cognition.

Shuttle Box Assay como herramienta de aprendizaje asociativo para la evaluación cognitiva en estudios de aprendizaje y memoria utilizando pez cebra adulto

Cognitive deficits, including impaired learning and memory, are a primary symptom of various developmental and age-related neurodegenerative diseases and ...

Evaluación de las respuestas reflejas optocinéticas en ratones: un nuevo protocolo de alta precisión

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 destacado: Un enfoque preciso y cuantitativo para estudiar la selectividad de las características visuales del reflejo optocinético en ratones 

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.

Cuantificación de la selectividad de las características visuales del reflejo optocinético en ratones

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 ...