Finanziamenti erogati dalla Western University of Health Sciences College of Optometry a DJC. Un ringraziamento speciale a Irisa Tam per la progettazione grafica.

Tutti zootecnia e gli esperimenti devono essere autorizzati e condotte in conformità con le linee guida definite dal Comitato Istituzionale cura degli animali ed uso del rispettivo ente o di altri requisiti di legge. 1. Cura Zebrafish <ol><li> Mantenere zebrafish in condizioni standard a 28,5 ° C in un ciclo di 10 ore buio-luce 14 hr 16. </li><li> Tenere zebrafish adulto ad una densità deposito di circa 3 pesce / L. </li></ol> 2. Risposta Optokinetic (okr) <ol><li> Costruisci il dispositivo di registrazione okr personalizzata con un diametro di 14,5 centimetri tamburo rotante, un microscopio stereo con impostazioni di intensità della luce regolabile (300-8,000 lux) e un computer (Figura 1a). <ol><li> Attaccare una fotocamera al microscopio che fornirà un live feed su un monitor adiacente e consentire l&#39;acquisizione e la registrazione di immagini. </li><li> Controllare il tamburo rotante utilizzando un microcontrollore collegato a un computer che accommoData di varie selezioni di velocità e direzione. </li></ol></li><li> Anestetizzare il pesce in 0,016% tricaine per 2-3 minuti e poi mettere il pesce su una piccola piattaforma con gli occhi e le branchie sospesi sopra il bordo. </li><li> Posizionare un sottile spugna / asciugamano sopra il corpo del pesce e il pin 2-3 pezzi di schiuma, sagomati per ospitare il pesce, sopra il pesce per tenerlo immobilizzato. Limitando il movimento della coda del pesce è risultato essere un aspetto cruciale per l&#39;immobilizzazione senza causare lesioni ai pesci, e fu meglio realizzato utilizzando un pezzo di schiuma. (Figura 1b) </li><li> Posizionare il pesce in una vasca piena d&#39;acqua cilindrico, che si inserisce all&#39;interno del tamburo rotante del dispositivo di registrazione OKR. Utilizzare magneti sulla piattaforma per posizionare il pesce montante, con gli occhi circa 7,3 cm dal bordo del tamburo. I pesci dovrebbero rilanciare dall&#39;anestesia in pochi minuti - la respirazione normale riprenderà e movimenti oculari casuali deve essere rispettato. </li><li> Mettere un bassorilievoe grata di 0,07 cicli per grado (CPD) nel tamburo rotante e coinvolgere i comandi del computer per iniziare a rotazione e di acquisizione video (una velocità di 12 giri al minuto è stato utilizzato per questo lavoro, ma una velocità di 8-16 rpm dovrebbero dare risultati simili). </li><li> Dopo un primo okr è suscitato dalla base reticolo, mettere in pausa la rotazione brevemente, e sostituire la grata di una griglia più piccola (più alta frequenza spaziale). </li><li> Ripetere questo processo fino a quando un okr non può più essere suscitato. Ripetere il test con la grata più piccola che ha provocato un OKR seguendo un approccio scala modificata e quindi ripetere utilizzando la grata che non è riuscito a provocare una risposta di verifica delle perdite del OKR. Questo processo può essere ripetuto per verificare una vera risposta al più piccolo reticolo rilevabile se il reticolo finale differente rispetto alla prima estinzione. </li><li> Ottenere misure di acuità monoculare mettendo una plastica occlusore nero sopra le strisce adiacenti all&#39;occhio opposto. Ripetere la procedura di cui sopra (punti 2.6-2.7). </li><li>Ottenere l&#39;acutezza dell&#39;occhio opposto riposizionando il occluder e ripetendo di nuovo la procedura 2,6-2,7. </li><li> Nota la distanza di ogni occhio è dalle strisce durante la procedura di test utilizzando la striscia di misurazione di riferimento sotto il serbatoio pesce in modo che le misure di acuità accurate possono essere calcolate nei seguenti passi. </li></ol> 3. Calcolo acuità visiva <ol><li> Ottenere l&#39;acuità visiva calcolando la CPD: <img alt="Equazione 1" fo:content-width="0.7in" src="/files/ftp_upload/50832/50832eq1.jpg" width="70px" /> dove a è la distanza dal centro della lente alla grata, e h è la lunghezza di un ciclo del reticolo più piccola alla quale OKR stato osservato (figura 1c). </li><li> Per le misure di acuità visiva combinati, la media viene utilizzato un valore sia dal occhio destro e sinistro. </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. 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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. 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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

In occasione i pesci possono sfuggire nel serbatoio dell&#39;acqua. E &#39;fondamentale per immobilizzare la coda. Inoltre, l&#39;uso di un sottile spugna / asciugamano sopra il corpo del pesce è stato trovato anche per essere prezioso per mantenere i pesci sospesi per periodi di tempo prolungati. Siamo riusciti a mantenere i pesci immobilizzati per più di 30 minuti utilizzando questa procedura senza danneggiare il pesce. Questo lasso di tempo è più che sufficiente per fare il binocolo e due acuità monoculare. La presentazione del reticolo può essere fatto come descritto qui e altrove utilizzando un tamburo rotante fisicamente o presentando un display digitale 18-22. Entrambi i tipi hanno vantaggi e svantaggi specifici. Abbiamo scelto di utilizzare la rotazione fisica, sia per ragioni di costo e le specifiche tecniche. Escludendo il computer e apparecchiature di imaging, il dispositivo okr qui descritto può essere costruito per circa $ 150. Il okr è un mezzo obiettivo di determinare vismanuale acutezza in zebrafish adulto. Mentre diversi altri saggi visuomotori per la visione sono stati utilizzati in precedenti esperimenti e anche dell&#39;elettroretinogramma è stato fatto con successo negli occhi di zebrafish adulto, anche se non è stato fortemente utilizzato, il okr zebrafish adulto apre le porte a molte nuove condizioni sperimentali 22. Questo studio ha dimostrato l&#39;utilità della OKR a misurare la variazione di acuità visiva nel tempo, identificando differenza visiva acuità in modelli di malattia oculare, e nel determinare monoculare acuità visiva. È interessante notare che, adulto visione zebrafish rispetto alla visione umana (20/20) è di circa 20/1, 000 (0.60 quando CPD è convertito a -0,3 logMAR). Anche se questo può sembrare poveri, gli occhi zebrafish sono molto adatti per il suo ambiente. Nonostante il compito visivo di guardare attraverso 6,5 centimetri di acqua, pochi millimetri di policarbonato, e un altro centimetro d&#39;aria, il pesce eseguire abbastanza bene! Abbiamo scoperto che l&#39;acuità zebrafish adulto è about 70% di quello che sarebbe prevedibile data la loro spaziatura dei fotorecettori. 23 Contrasto che, con le prestazioni umane ottimali ~ 20/12, che è circa il 80% del predetto 20/10, e la tecnica okr per misurare la capacità visiva in zebrafish adulto è impressionante 24 , 25. La tecnica di misura occhio acuità visiva indipendenti consentirebbe di studi in cui un occhio poteva essere trattata e l&#39;altro utilizzato come controllo. Inoltre, il pesce con lo sviluppo degli occhi asimmetrico come il lrp2/bugeye o pesce che si sviluppano cataratta potrebbero essere monitorati con maggiore precisione. Va notato che la cura deve essere presa per misurare con precisione la distanza tra gli occhi e le strisce e per occludere l&#39;intero campo visivo. Questa tecnica dovrebbe aprire la porta a misure più accurate e specifiche della funzione visiva zebrafish.

Zebrafish (Danio rerio) sono un buon modello per studiare la fisiologia visiva a causa della somiglianza della loro retina ad altri vertebrati, il loro ciclo di vita breve, e la disponibilità di mutanti geneticamente modificati 1,2. Il riflesso optocinetico / risposta / nistagmo (okr) è una combinazione di esercizio regolare e rapidi movimenti oculari saccadi. Per oltre 60 anni i clinici hanno dimostrato che la OKR può essere utilizzato per misurare oggettivamente acuità visiva in pazienti ed è particolarmente utile per determinare infantili capacità visive 3-5. Il primo uso documentato di okr in animali stava usando piccioni nel 1950 6. Più di recente, il okr è diventato uno strumento prezioso per valutare la funzione visiva in zebrafish larvale ed è spesso usato per schermare per mutanti genetici che hanno una compromissione 1,2 visiva. Mentre il OKR è stato ampiamente utilizzato per determinare la funzione visiva in zebrafish larvale ma solo recentemente è stato dimostrato in zebra adultopescare 7-10. Un recente articolo di Tappeiner et al. Utilizza un sistema di optomotor disponibile in commercio tradizionalmente usato per i topi, OptoMotry, per dimostrare che l&#39;acuità visiva di zebrafish adulto rimane abbastanza costante, ~ 0.59 cicli per grado (CPD), anche attraverso diverse velocità angolari 7 . Sebbene il OKR ha dimostrato di essere molto utile in studi zebrafish larvali, altri metodi per comportamento visivo sono stati utilizzati in zebrafish adulti con vari gradi di successo. Il saggio di risposta di fuga dimostrato che albino e rubino zebrafish, entrambi mutanti pigmentazione, hanno ridotto risposte visive in condizioni di luce intensa 11,12. Questa stessa analisi di risposta di fuga è successo anche individuato cecità notturna d mutanti, anche se a 2 anni di 13 anni. Tuttavia, il saggio risposta escape non è senza difetti. E &#39;difficile attribuire a una funzione visiva esatta ed è solo un approximatio lordon di cambiamenti visivi - il che significa che ci vuole un grande cambiamento prima che venga identificato il cambiamento. Un altro metodo che è stato sviluppato per identificare zebrafish adulto con disabilità visive è la risposta optomotor (OMR) 11. In questo saggio, pesce è messo in una vasca circolare con una colonna opaca al centro. Strisce bianche e nere ruotano attorno al serbatoio e il pesce ha il compito di nuotare nella direzione del moto striscia. Come la risposta di fuga, l&#39;OMR si concentra sulle capacità visuomotori di zebrafish adulto. Si è tuttavia usato con successo per identificare pesce con problemi di vista, come i mutanti lrp2/bugeye 14. I lrp2/bugeye buftalmo espositive zebrafish, elevata pressione intraoculare, diminuiti OMR, e progressiva degenerazione retinica 14,15. Molti studi hanno utilizzato le funzionalità visuomotori di zebrafish adulto, che sono spesso soggettivi e non possono essere quantitatively analizzato. Utilizzando il okr, si può studiare l&#39;acuità visiva dei pesci adulti più obiettiva. Abbiamo costruito il nostro dispositivo okr, sul modello di quello inizialmente usato per gli studi larvali 1. In questo studio dimostriamo che la okr può essere usata per calcolare sia monoculare e binoculare acuità visiva in zebrafish.

<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

Zebrafish sono un modello collaudato per la ricerca di visione, tuttavia molti dei metodi precedenti generalmente focalizzati su larve o dimostrato una semplice risposta. Più di recente comportamento visivo adulto in zebrafish è diventato di interesse, ma i metodi per misurare risposte specifiche sono nuova venuta. Per colmare questa lacuna, abbiamo deciso di sviluppare una metodologia per utilizzare ripetutamente e con precisione la risposta optocinetico (okr) per misurare l&#39;acuità visiva in zebrafish adulto. Qui mostriamo che l&#39;acuità visiva del zebrafish adulto può essere misurata, inclusi sia i acuità visiva binoculare e monoculare. Poiché il pesce non è danneggiato durante la procedura, l&#39;acuità visiva può essere misurato e confrontato su brevi o lunghi periodi di tempo. Le misure di acuità visiva qui descritte possono anche essere fatto in fretta per consentire un elevato throughput e per le procedure visivi supplementari se lo desideri. Questo tipo di analisi è favorevole a studi di intervento droga o ricerche di progressione della malattia.

Okr funzionalità del dispositivo Il dispositivo OKR come spiegato sopra e mostrato in Figura 1 funziona con una manutenzione minima. Come osservato nella fase 2.3, immobilizzando la coda è fondamentale per mantenere il pesce trattenuto durante la registrazione. Sufficientemente immobilizzato, i pesci possono essere tenuti nel dispositivo okr per periodi di tempo prolungati. Di conseguenza, occorre prestare attenzione durante le fasi iniziali di immobilizzazione, in modo che più dati possono essere raccolti per ogni singolo pesce. Misure di acuità visiva Il binocolo okr è facilmente raggiunta in normale pesci adulti. Seguendo la procedura di cui sopra si possono trovare acuità visiva per zebrafish di molte età (Figura 2). La migliore acuità spaziale binoculare abbiamo registrato era 0,74 CPD. Come osservato in Figura 2, l&#39;acuità binoculare generalmente aumenta con l&#39;età (n = 46, p = 0,002 ANOVA utilizzando SPSS v14), ma si livelladopo circa 12 mesi di età. Quando abbiamo confrontato l&#39;acuità visiva misurata in 5 mesi wild type pesce pari età lrp2/bugeye pesce, abbiamo scoperto che il pesce lrp2/bugeye ha ridotto significativamente l&#39;acuità (p &lt;0,001; wild-type: 0.49 ± 0.05 CPD; n = 8; lrp2/bugeye: 0.35 ± 0.06, n = 10; T-test di Student utilizzando Excel). Occludendo l&#39;occhio destro l&#39;acuità visiva per l&#39;occhio sinistro può essere determinato e viceversa. Rispetto alla acutezza binoculare, sommatoria binocolo si osserva in modo simile alla visione umana 17 (Figura 3). L&#39;acuità binoculare era generalmente il 5-10% in più rispetto sia a destra (OD) oa sinistra (OS) acutezza misurati in maniera indipendente. Per alcuni singoli pesci la differenza era un miglioramento del 25%. <img alt="Figura 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig1.jpg" width="500px" /> Figura 1. Reco okrrding. A) Il dispositivo okr è costituito da un diametro di 14,5 centimetri tamburo e microscopio con le impostazioni di intensità di luce regolabile (300-8,000 lux) rotante. Una telecamera fornisce un feed in tempo reale su un monitor adiacente. Il tamburo rotante ha diverse impostazioni di velocità in entrambe le direzioni in senso orario e antiorario e grate di frequenze spaziali intercambiabili sono inserito e rimosso come necessario. B) I pesci sono garantiti e posta al centro del tamburo rotante. C) Cicli per grado (CPD) è calcolato utilizzando CPD = <img alt="" src="img2.png" /> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig1highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita</a> . <img alt="Figura 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig2.jpg" width="500px" /> Figura 2. L&#39;acuità visiva cambia con l&#39;età. Il grafico mostra acuità visiva indipendenti di misura 5 -<html> 15 mesi di età. L&#39;acuità visiva aumenta in generale per tutto il primo anno di sviluppo e poi code fuori un po &#39;a 15 mesi di età (p = 0.002 ANOVA utilizzando SPSS v14). Ogni punto può sia rappresentare uno o più pesci. L&#39;acuità visiva è misurata in cicli / grado (CPD). (N = 46 in totale, 8 a 5 mesi, 4 a 6 mesi, 7 a 8 mesi, 6 a 9 mesi, 11 a 10 mesi; 2 a 11 mesi, 2 a 12 mesi e 6 a 15 mesi). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig2highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita</a> . <img alt="Figura 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig3.jpg" width="500px" /> Figura 3. Binoculare acuità visiva effetto sommatoria. Il binocolo (OU) acuità visiva è generalmente superiore rispetto a destra (OD) oa sinistra (OS) acutezza dell&#39;occhio. In questo particolare gruppo i acutezza OS erano significativamente più bassi. (* P = 0,006, N = 8)jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig3highres.jpg &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.

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

Zebrafish sono stati uno strumento prezioso per molte aree di ricerca. Qui mostriamo un metodo per provocare una risposta visiva e calcolare una acuità visiva funzionale nel zebrafish adulto.

La risposta Optokinetic come una misura quantitativa di acuità visiva in Zebrafish

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 Views.  Western University of Health Sciences.  Zebrafish sono stati uno strumento prezioso per molte aree di ricerca. Qui mostriamo un metodo per provocare una risposta visiva e calcolare una acuità visiva funzionale nel zebrafish adulto. 

Video: 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.

Doppia fluorescenza In situ</emIbridazione> nelle sezioni cervello fresco

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

Ricerca

Neuroscienze

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.

Un test per misurare capacità di risposta comportamentale di Zebrafish a variazioni di intensità di luce

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 ...

Biologia

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, un approccio innovativo automatizzato di analisi oculomotoria

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.

Utilizzando la risposta optocinetico per studiare la funzione visiva del pesce zebra

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.

Un test comportamentale semplice for Testing Funzione visiva 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.

Analisi elettroretinogramma della risposta visiva in Zebrafish larve

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>Un nuovo metodo di test optocinetico per misurare la visione del ratto

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.

Un nuovo metodo di test optocinetico per misurare la visione del ratto

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

Valutazione delle risposte riflesse optocinetiche nei topi: un nuovo protocollo ad alta precisione

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.

Autore in primo piano: un approccio accurato e quantitativo per studiare la selettività delle caratteristiche visive del riflesso optocinetico nei topi 

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.

Quantificazione della selettività delle caratteristiche visive del riflesso optocinetico nei topi

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 ...

La risposta Optokinetic come una misura quantitativa di acuità visiva in Zebrafish

Riepilogo

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Doppia fluorescenza In situ nelle sezioni cervello fresco

Un test per misurare capacità di risposta comportamentale di Zebrafish a variazioni di intensità di luce

VisioTracker, un approccio innovativo automatizzato di analisi oculomotoria

Utilizzando la risposta optocinetico per studiare la funzione visiva del pesce zebra

Un test comportamentale semplice for Testing Funzione visiva in

Analisi elettroretinogramma della risposta visiva in Zebrafish larve

Un nuovo metodo di test optocinetico per misurare la visione del ratto

Un nuovo metodo di test optocinetico per misurare la visione del ratto

Quantificazione della selettività delle caratteristiche visive del riflesso optocinetico nei topi

Quantificazione della selettività delle caratteristiche visive del riflesso optocinetico nei topi