이 작품은 건강의 국립 연구소에서 교부금에 의해 투자되었다 : EY015748, EY017964 (MEZ), 및 EY019517 (ASV). 이 작품은 또한 안과 부서 및 중앙 뉴욕의 사자 실명 무제한 부여를 방지하기 위해 연구에 의해 지원되었다. 우리는 또한 동물의 자신의 우수한 치료를 위해이 비디오에서 주연하는 스테핑에 대한 우리의 동물 기술자, 마 멜리을, 감사의 말씀을 전합니다.

동물 관리 Xenopus의이 연구에 사용 된 올챙이는 실험 동물의 관리 및 사용에 대한 북부 의과 대학 IACUC 및 가이드에 의해 승인 된 절차에 따라, 성장 제기 및 처리 하였다 laevis의. . 1 전 동작 설정 : 올챙이 <ol><li> 시판 소스에서 수정 된 Xenopus의 배아를 얻거나 이전에 6 바와 같이 체외에서 난자를 비옥. </li><li> 20 mM의 KCl을,, 20 mM의 염화칼슘, 50 mM의 HEPES 0.1X MMR [10 X 마크의 수정 링거 (MMR) 솔루션 주식 (10 mM의 MgCl2를 2를 포함 60mm 배양 접시에 18 ˚ C에서 신경 판 단계의 배아에 blastula를 놓고; 1 M의 NaCl, 50 ㎍ / ml의 젠타 마이신 항생제), pH를 7.5로 조정하고 오토 클레이브 RT에서 보관. 매일 0.1X MMR을 변경하고 죽은 태아를 제거합니다. </li><li> 배아 ~ 27 Nieuwkoop와 페이버 단계에 도달하면 - 30 7 번째 전환항생제없이 0.1X MMR에 전자 배아 장내 박테리아의 성장을 허용합니다. </li><li> 그들은 먹이 단계​​ (단계 45)에 도달 할 때까지 올챙이 성장과 0.1X MMR 가득 100mm 배양 접시로 이동합니다. 그 사이 날에 0.1X MMR을 변경, 일주일 동안 매일 그들에게 쐐기 분말 상층 액을 넣습니다. </li><li> 100mm 페트리 접시에 한 주 후에, 개구리 물이 가득 반 갤런 탱크에 동물 이동 [0.5 g / L 즉시 바다와 2 ㎜ 2 인산 나트륨 (나 2 HPO 4 : 141.96 MW)의 pH 6.8]. 단계 2.4로 피드,하지만 물이 흐린 경우 물에게 일주일에 2-3 시간을 변경합니다. 빛이 오전 6시에 점등과 12 시간의 light/12 어두운 빛의주기에서 동물을 유지합니다. </li><li> 실험실 벤치있는 underpad, 적어도 12 시간의 O / N, 시험 전에 같은 흰색 표면에 시험 과목으로 하프 갤런 탱크를 배치합니다. </li><li> 단계 45-50에서 테스트 올챙이은 아래 3 단계에서 설명. </li></ol> . 2 전 동작 설정 : 기술 장비티 <ol><li> 동작 분석을위한 실험실의 영역을 따로 설정합니다. 그것은 표준 형광 조명 조용하고, 트래픽이 낮은 지역에 있어야합니다. </li><li> 동물 시험 탱크를 준비합니다. 중첩, 하프 갤런 테스트 탱크는 두 부분으로 구성되어있다 : 물과 올챙이를 개최한다 내부 탱크; 그리고 시각적 인 자극과 외부 탱크. <ol><li> 내부 탱크, 빈틈없는, 바닥에서 5cm와 외부 코너에 작은 표시를합니다; 이 물 라인 (그림 1A, 녹색 점선)입니다. </li><li> 또한, 내조에 대해, 실 가드 엘라스토머와 같은 불활성 화합물로 (모서리와 중앙) 탱크 디벳 채우기. 참고 : 그들은 채워하지 않는 경우 올챙이는이 지역에 머무르게됩니다 </li><li> 외부 탱크, 흰색 조직 종이 그림 1B 검은 전기 테이프, 다른 절반 하나의 탱크의 외부의 정확히 절반을 커버합니다. </li></ol></li><li> 에 탱크를 배치턴테이블을 접종. </li><li> 설치 웹캠 / 삼각대는 테스트 탱크 위에 있도록. 도 1C에 도시 된 바와 같이, 테스트 영역의 시각화를 허용하도록 카메라를 조정. </li><li> 5를 설치 퀵타임 플레이어 소프트웨어를 컴퓨터에 웹캠을 연결합니다. 카메라의 전원을 켭니다. QuickTime 플레이어에서 파일에서, &#39;새 동영상 저장&#39;을 선택합니다. 행동 분석 설정은 바로 컴퓨터에 표시됩니다. </li><li> 올챙이 동작에 영향을 미칠 수있는 외부 신호를 줄일뿐만 아니라, 물의 표면에서의 반사광을 감소시키는 전체 셋업 위에 경량 면천 드레이프. </li><li> 확인이 35-50 CD / m 2 사이 피복 대책 하에서 휘도. </li></ol> 3. 행동 분석 <ol><li> 개구리 물 단계 1.2.1 제 5 cm 물 표시로 내부 테스트 탱크를 채우십시오. </li><li> 작은 그물을 사용하여 조심스럽게 내부 테스트 탱크로 동물을 이동합니다. </li><li> 오픈 Q컴퓨터와 가이드로 외부 탱크를 사용하는 방법에 대한 uickTime 소프트웨어는 카메라 테스트 영역을 시각화하고 기록 할 수 있는지 확인합니다. </li><li> 카메라로 종이와 기록의 조각에 동물 이름, 날짜와 시간을 기록합니다. </li><li> 오른쪽 그림 2 탱크의 검은면이 외부 탱크에 시험 탱크를 배치합니다. </li><li> 탱크를 배치 한 후 바로 동영상 촬영을 시작하고 2 분 동안 타이머를 설정합니다. </li><li> 타이머 비프, 내부 시험 탱크를 제거하면, 외부 탱크를 180도 회전과 외부 탱크 내부의 내부 시험 탱크를 배치합니다. 타이머를 시작합니다. 참고 : 검은 색면 지금 다른 측면에 있어야합니다. </li><li> 열 시험의 총 단계 3.7, 여덟 번 이상 반복합니다. 각 시험을 확인, 가이드로 그림 2를 사용합니다. </li><li> 두 개의 분리 된 일에 행동 분석을 반복합니다. </li></ol> 4. 망막 Axotomy <ol><li> 그들은이 응답 할 때까지 0.02 %의 tricaine에 동물을 배치# 3 집게로 꼬리 핀치에. </li><li> 0.1X MMR 1 % 아가로 오스를 용융 한 후 60mm 페트리 접시에 추가합니다. 동물의 일부가 액체에 빠져들도록 냉각되면, 아가로 오스의 작은 직사각형의 잔디를 만들어 작은 0.02 %의 tricaine와 잔디에 올챙이를 추가합니다. </li><li> 피어스 25 G 바늘을 눈의 등쪽 영역 뒤에 45도 각도로 피부, 반대편 집게 대하여 동물을 보강하면서. </li><li> 시신경 옆에 자리 잡고 정맥을 자르지 않도록주의하면서 조심스럽게 # 5 집게로 구멍에 도달 시신경을 싹둑 꺼 그것을 뒤집어. 심한 출혈로 인해 실수로 동맥을 자르는에있는 경우, 다음 신속하게 안락사에 2 % tricaine에 동물을 배치합니다. 주의 : 2 % tricaine 솔루션은 인간의 마비를 일으킬 수 있습니다. 이 솔루션은 장갑으로 취급되어야한다. </li><li> 동물을 복구하기 위해 수술 후, 0.7X MMR과 100mm 배양 접시에 20 분 동안 50 ㎍ / ㎖의 젠타 마이신에 동물을 배치합니다. 네브라스카XT, 개구리 물 회수 탱크로 전송 올챙이. 동물 나머지 O / N.에게하자 </li><li> 다음날 아침, (3.1-3.9 단계) 전술 한 바와 같이 시각 기능을 테스트합니다. </li></ol> 5. 결과 분석 <ol><li> 시험이 종료 된 후, 올챙이는 탱크의 검은면에 남아있는 시간의 양을 측정합니다. <ol><li> 수동으로 시간을 표시하고 자주 일시 중지 할 수 있습니다 소프트웨어를 사용하여 비디오를 볼 수 있습니다. 비디오 디스플레이 시간을 본다. 내부 탱크가 성공적으로 외부 탱크 내부에 둥지와 카메라의 관점에서 제곱 때입니다 두 분 재판의 시작을 기록합니다. </li><li> 동물에 수영 탱크의 어느 쪽이 정의하는 올챙이의 눈의 위치를​​ 사용합니다. 두 눈은 검은 색 / 흰색 선을 넘은 경우에만 다른 탱크의 한쪽면에 교차 정의합니다. </li></ol></li><li> 동물 블랙 측에 소비 한 시간 (초 단위) 각 간격의 시작과 끝을 적는다. 일시 정지 및 재정확도를 보장하기 위해 비디오 감는다. 각 시험에서 초 총. </li><li> 연결된 동작 워크 시트에 입력이 숫자를. 워크 시트는 동물이 초 총 시간으로 총 120 초 시행 분열에서 탱크의 검은면에 소요되는 시간을 빼서 흰색면에 소요되는 시간의 비율을 계산합니다 [(120 - 전체 초에 지출 검은면) / 120 초]. 10 시험에 워크 시트의 평균은이 비율. </li><li> 일 사이의 실험 (0.05 ≤ P) 중요한 있는지 확인하기 위해 학생의 T-테스트, 쌍, 양측 분포를 사용합니다. </li></ol>

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	<li>Maurer, C. M., Huang, Y. Y., 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=Application+of+zebrafish+oculomotor+behavior+to+model+human+disorders.">Application of zebrafish oculomotor behavior to model human disorders.</a> Rev Neurosci. 22 (1), 5-16 (2011).</li><li>Solessio, E., Scheraga, D., Engbretson, G. A., Knox, B. E., Barlow, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+modulation+of+temporal+properties+of+the+rod+pathway+in+larval+Xenopus.">Circadian modulation of temporal properties of the rod pathway in larval Xenopus.</a> J Neurophysiol. 92 (5), 2672-2684 (2004).</li><li>Moriya, T., Kito, K., Miyashita, Y., Asami, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preference+for+background+color+of+the+Xenopus+laevis+tadpole.">Preference for background color of the Xenopus laevis tadpole.</a> J Exp Zool. 276 (5), 335-344 (1996).</li><li>Viczian, A. S., Solessio, E. C., Lyou, Y., Zuber, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+functional+eyes+from+pluripotent+cells.">Generation of functional eyes from pluripotent cells.</a> PLoS Biol. 7 (8), (2009).</li><li>Choi, R. Y., 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=Cone+degeneration+following+rod+ablation+in+a+reversible+model+of+retinal+degeneration.">Cone degeneration following rod ablation in a reversible model of retinal degeneration.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 52 (1), 364-373 (2011).</li><li>Viczian, A. S., Zuber, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+determination+using+the+animal+cap+transplant+(ACT)+assay+in+Xenopus+laevis.">Tissue determination using the animal cap transplant (ACT) assay in Xenopus laevis.</a> J Vis Exp. 16 (39), (2010).</li><li>Nieuwkoop, P. D., Faber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Normal table of Xenopus laevis (Daudin) : a systematical and chronological survey of the development from the fertilized egg till the end of metamorphosis. , (1994).</li><li>Blackiston, D., Shomrat, T., Nicolas, C. L., Granata, C., Levin, 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+second-generation+device+for+automated+training+and+quantitative+behavior+analyses+of+molecularly-tractable+model+organisms.">A second-generation device for automated training and quantitative behavior analyses of molecularly-tractable model organisms.</a> PLoS One. 5 (12), (2010).</li><li>Rosemberg, D. B., 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=Differences+in+spatio-temporal+behavior+of+zebrafish+in+the+open+tank+paradigm+after+a+short-period+confinement+into+dark+and+bright+environments.">Differences in spatio-temporal behavior of zebrafish in the open tank paradigm after a short-period confinement into dark and bright environments.</a> PLoS One. 6 (5), (2011).</li><li>Dong, W., 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=Visual+Avoidance+in+Xenopus+Tadpoles+is+Correlated+With+the+Maturation+of+Visual+Responses+in+the+Optic+Tectum.">Visual Avoidance in Xenopus Tadpoles is Correlated With the Maturation of Visual Responses in the Optic Tectum.</a> J Neurophysiol. 101 (2), 803-815 (2009).</li><li>Lan, L., 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=Noggin+Elicits+Retinal+Fate+In+Xenopus+Animal+Cap+Embryonic+Stem+Cells.">Noggin Elicits Retinal Fate In Xenopus Animal Cap Embryonic Stem Cells.</a> Stem Cells. 27 (9), 2146-2152 (2009).</li><li>De Robertis, E. M., Kuroda, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dorsal-ventral+patterning+and+neural+induction+in+Xenopus+embryos.">Dorsal-ventral patterning and neural induction in Xenopus embryos.</a> Annu Rev Cell Dev Biol. 20, 285-308 (2004).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

우리는 여기에 쉽게 최소한의 교육을받은 실험실 요원에 의해 주에서 수행 할 수있는 간단한 비전 가이드 행동 분석을보고합니다. 다른 분석은 동물의 행동에 전문 장비와 전문 지식을 필요로하지만,이 분석은 빠른 테스트가 시각 기능을 확인할 수 있습니다. 또 다른 행동 분석, 비주얼 회피 분석은, tectum는 Xenopus의 10에 시각적 인식에 기여하는 방법을 결정하기 위해 개발되었습니...

는 Xenopus laevis의 눈 형성을 연구하는 모델 생물로 사용되었습니다. 눈은 시각 발달과 기능에 영향을 테스트하는 유전자 또는 경로에 대한보다 주에 만기 성장하고, 신속하게 개발할 수 있습니다. 시각 기능을 테스트하기 위해 optokinetic 및 optomotor 응답은 각각 1, 2, 제브라 피쉬와는 Xenopus 올챙이에서 사용되었다. Xenopus의 올챙이의 눈이 제브라 피쉬에 비해 상대적으로 작은이기 때문에,이 분석은 Xenopus의 미묘한 꼬리 플립과 눈 운동 동작을 감지하는 특수 장비의 사용과 훈련 된 인력이 필요합니다. Xenopus의의보다 강력한 행동은 여기에 3 설명 흰색 배경에 탱크에서 수영에 대한 기본 설정입니다. 반 블랙 / 반 흰색 탱크에서 올챙이를 배치 할 때 미리 변성 올챙이 신속하게 탱크의 백색 옆에 수영. 우리는 이전에 다 능성 세포 유래 여부를 확인하기 위해이 분석을 사용눈은 4 기능이었다. 여기, 우리는 premetamorphic Xenopus의 올챙이의 시각 기능을 테스트하는 데 사용할 수있는이 분석의 세부 버전을보고합니다. 그것은 단지 대부분의 Xenopus의 실험실에서 발견 탑재 디지털 캠코더, 디지털 카메라 소프트웨어 및 표준 장비를 필요로하기 때문에이 분석은 optomotor 응답 분석보다 간단합니다. 또한, 기록 된 반응은 집계 결과에 특별한 훈련이 필요하지 않습니다. 우리의 대표적인 결과는 두 번 망막 axotomy을 시행 한 올챙이 같은 그룹, 탱크 주위에 무작위로 수영을 보여줍니다. 우리는 또한 하나의 눈은 시각적 인 반응을 테스트 할 수있는 방법을 보여주는 대표적인 올챙이의 행동 분석 결과를 포함했다. 분석 기간 동안 획득 한 숫자를 삽입하고 분석 할 수 있도록 워크 시트가 포함되어 있습니다. 이 워크 시트 테스트 올챙이가 시각적 응답을 가지고 있는지 여부를 결정하는데 사용될 수있다.

<table><tbody><tr><td>1/2 Gallon Flex-Tank with Cover</td><td>eNasco</td><td>SB19271M</td><td>Size: 5-3/8&quot; x 7&quot; x 3-3/4&quot;</td></tr><tr><td>Black electrical tape</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>White tissue paper</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Large inoculating turntable</td><td>VWR</td><td>50809-022</td><td>Size: Dia 114.3 x&amp;nbsp; H 76.2 mm (4 1/2&amp;nbsp; x&amp;nbsp; 3&quot;)</td></tr><tr><td>Durasorb underpad</td><td>VWR</td><td>82004-836</td><td>Size: 43.2 x 60.1 cm (17 x 24&quot;)</td></tr><tr><td>Kimwipe</td><td>Krackeler Scientific, Inc.</td><td>1945-34155-CS</td><td></td></tr><tr><td>Standard tripod</td><td></td><td>Various</td><td></td></tr><tr><td>iSight camera or webcam</td><td>Apple</td><td>M8817LL/A</td><td>Good for larger tadpoles but small ones are difficult to see</td></tr><tr><td>Portable computer</td><td>Apple/PC</td><td>Various</td><td>We used a 13&quot; MacBook, 2 GHz Intel Core 2 Duo running MacOSX Lion 10.7.5</td></tr><tr><td>MiniDV handycam camcorder</td><td>SONY</td><td>DCR-HC42</td><td>Connected by firewire to the computer with a 6-conductor and 4-conductor alpha FireWire 400&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Handycam station</td><td>SONY</td><td>DCRA-C121</td><td>This can be used for connecting firewire to camera</td></tr><tr><td>QuickTime Player software</td><td>Quicktime</td><td>Version 10.1</td><td></td></tr><tr><td>26 G Needle (5/8&quot; length)</td><td>VWR</td><td>BD305115</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #5 Forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11295-10</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Disposables</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gentamicin sulfate [50 mg/ml]</td><td>Fisher Scientific</td><td>17-528Z</td><td>Stored at RT</td></tr><tr><td>Sylgard 184 silicone elastomer</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9644388</td><td></td></tr><tr><td>Instant ocean</td><td>Doctors Foster and Smith</td><td>CD-116528</td><td>Stock solution = 100 g/L stored at RT</td></tr><tr><td>Sodium phosphate dibasic</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S0876</td><td>Stock solution = 0.4 M stored at RT</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;In vitro&lt;/em&gt; fertilized embryos</td><td>eNasco</td><td>LM00490MX</td><td>100 embryos/unit</td></tr></tbody></table>

a simple behavioral assay for testing visual function in xenopus laevis

개구리의 올챙이의 시각 기능의 측정은,는 Xenopus laevis의, 살아있는 동물의 실명에 대한 검사를 할 수 있습니다. optokinetic 응답은 테스트 한 모든 척추 동물에서 관찰 된 비전 기반의 재귀 동작입니다. 그래서 꼬리 플립 응답이 미묘한 반응을 기록 할 수있는 숙련 된 기술자를 필요로 다른 측정으로 사용 된 올챙이의 눈은 작은 수 있습니다. 우리는 올챙이가 검은 색과 흰색 양면 모두 탱크에 주입 할 때 탱크의 백색 옆에 수영하는 것을 선호한다는 사실에 따라 다른 행동 분석을 개발했다. 여기에 제시된 분석은 쉽게 측정 된 응답을 만들어 저렴하고 간단한 대안입니다. 설치는 대부분의 Xenopus의 실험실에서 쉽게 사용할 수 삼각대, 웹캠과 중첩 된 시험 탱크로 구성되어 있습니다. 이 문서는 이전과 시신경을 단절 한 후, 올챙이의 동작을 보여주는 동영상이 포함되어 있습니다. 한쪽 눈의 기능을 테스트하기 위해, 우리는 또한 스와 템포 포함각각의 눈은 연속적인 일에 망막 axotomy을 시행하는 올챙이의 sentative 결과. 미래 연구는 한 번에 여러 올챙이의 비전을 테스트하기 위해이 분석의 자동화 된 버전을 개발할 수 있습니다.

이전 보고서는이 분석, 우리는 올챙이의 눈을 하나의 시각적 기능을 테스트하기 위해이 분석을 변경 한 배경 색상 기본 설정 분석 3 premetamorphic Xenopus의 올챙이가 검은 색 / 흰색 탱크의 백색 옆에 수영하는 것을 선호하는 것으로 나타와 호출 한 주 미만. 이러한 방식으로, 자신의 눈 조직 학적 검사를 위해 수집 될 수있다. 우리는 응답이 시각 신호에 의한 방법?...

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A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

제노는 올챙이가 검은 색 / 흰색 탱크의 흰색 측면에서 수영을 선호 ​​laevis의. 이 동작은 자신의 비전에 의해 유도된다. 이 동작을 바탕으로, 우리는 올챙이의 시각 기능을 테스트 할 수있는 간단한 분석을 제시한다.

테스트 시각 기능에 대한 간단한 행동 분석<em&gt;는 Xenopus laevis의</em

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

a-simple-behavioral-assay-for-testing-visual-function-xenopus

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

9.8K 조회수.  Center for Vision Research, SUNY Eye Institute, Upstate Medical University.  제노는 올챙이가 검은 색 / 흰색 탱크의 흰색 측면에서 수영을 선호 ​​laevis의. 이 동작은 자신의 비전에 의해 유도된다. 이 동작을 바탕으로, 우리는 올챙이의 시각 기능을 테스트 할 수있는 간단한 분석을 제시한다. 

비디오: A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

Testing Visual Sensitivity to the Speed and Direction of Motion in Lizards

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of the visual system provide more empirical evidence for functional applications. Investigation into the sensory system provides information about the sensory capacity, learning and memory ability, and establishes known baseline behaviour in which to gauge deviations (Burghardt, 1977). However, unlike mammalian or avian systems, testing for learning and memory in a reptile species is difficult. Furthermore, using an operant paradigm as a psychophysical measure of sensory ability is likewise as difficult. Historically, reptilian species have responded poorly to conditioning trials because of issues related to motivation, physiology, metabolism, and basic biological characteristics. Here, I demonstrate an operant paradigm used a novel model lizard species, the Jacky dragon (Amphibolurus muricatus) and describe how to test peripheral sensitivity to salient speed and motion characteristics. This method uses an innovative approach to assessing learning and sensory capacity in lizards. I employ the use of random-dot kinematograms (RDKs) to measure sensitivity to speed, and manipulate the level of signal strength by changing the proportion of dots moving in a coherent direction. RDKs do not represent a biologically meaningful stimulus, engages the visual system, and is a classic psychophysical tool used to measure sensitivity in humans and other animals. Here, RDKs are displayed to lizards using three video playback systems. Lizards are to select the direction (left or right) in which they perceive dots to be moving. Selection of the appropriate direction is reinforced by biologically important prey stimuli, simulated by computer-animated invertebrates.

Testing visual sensitivity in lizards using an operant conditioning paradigm that employs video playback of random-dot kinematograms and computer-generated invertebrates.

도마뱀의 운동의 속도와 방향에 시각 민감도 테스트

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of ...

연구

생물학

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.

라이트 농도의 변화에​​ Zebrafish의 응답을 측정하기 위하여 행동 어세이

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 ...

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, 눈 돌림 분석에 대한 혁신적인 자동화 된 접근

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

신경과학

The Optokinetic Response as a Quantitative Measure of Visual Acuity 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 response. More recently adult visual behavior in zebrafish has become of interest, but methods to measure specific responses are new coming. To address this gap, we set out to develop a methodology to repeatedly and accurately utilize the optokinetic response (OKR) to measure visual acuity in adult zebrafish. Here we show that the adult zebrafish's visual acuity can be measured, including both binocular and monocular acuities. Because the fish is not harmed during the procedure, the visual acuity can be measured and compared over short or long periods of time. The visual acuity measurements described here can also be done quickly allowing for high throughput and for additional visual procedures if desired. This type of analysis is conducive to drug intervention studies or investigations of disease progression.

Zebrafish have been a valuable tool for many research areas. Here we demonstrate a method to elicit a visual response and calculate a functional visual acuity in the adult zebrafish.

Zebrafish의 시력의 정량적 측정과 Optokinetic 응답

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

Behavioral Assessment of Visual Function via Optomotor Response and Cognitive Function via Y-Maze in Diabetic Rats

The optomotor response and the Y-maze are behavioral tests useful for assessing visual and cognitive function, respectively. The optomotor response is a valuable tool to track changes in spatial frequency (SF) and contrast sensitivity (CS) thresholds over time in a number of retinal disease models, including diabetic retinopathy. Similarly, the Y-maze can be used to monitor spatial cognition (as measured by spontaneous alternation) and exploratory behavior (as measured by a number of entries) in a number of disease models that affect the central nervous system. Advantages of the optomotor response and the Y-maze include sensitivity, speed of testing, the use of innate responses (training is not needed), and the ability to be performed on awake (non-anesthetized) animals. Here, protocols are described for both the optomotor response and the Y-maze and examples of their use shown in models of Type I and Type II diabetes. Methods include preparation of rodents and equipment, performance of the optomotor response and the Y-maze, and post-test data analysis.

Neural degeneration in both eyes and brain as a result of diabetes can be observed through behavioral tests carried out on rodents. The Y-maze, a measure of spatial cognition, and the optomotor response, a measure of visual function, both provide insight into potential diagnoses and treatments.

당뇨병 쥐의 Y-미로를 통한 광운동 반응 및 인지 기능을 통한 시각 기능의 행동 평가

The optomotor response and the Y-maze are behavioral tests useful for assessing visual and cognitive function, respectively. The optomotor response is a ...

행동분석학

Microinjection of DNA into Eyebuds in Xenopus laevis Embryos and Imaging of GFP Expressing Optic Axonal Arbors in Intact, Living Xenopus Tadpoles

The primary visual projection of tadpoles of the aquatic frog Xenopus laevis serves as an excellent model system for studying mechanisms that regulate the development of neuronal connectivity. During establishment of the retino-tectal projection, optic axons extend from the eye and navigate through distinct regions of the brain to reach their target tissue, the optic tectum. Once optic axons enter the tectum, they elaborate terminal arbors that function to increase the number of synaptic connections they can make with target interneurons in the tectum. Here, we describe a method to express DNA encoding green fluorescent protein (GFP), and gain- and loss-of-function gene constructs, in optic neurons (retinal ganglion cells) in Xenopus embryos. We explain how to microinject a combined DNA/lipofection reagent into eyebuds of one day old embryos such that exogenous genes are expressed in single or small numbers of optic neurons. By tagging genes with GFP or co-injecting with a GFP plasmid, terminal axonal arbors of individual optic neurons with altered molecular signaling can be imaged directly in brains of intact, living Xenopus tadpoles several days later, and their morphology can be quantified. This protocol allows for determination of cell-autonomous molecular mechanisms that underlie the development of optic axon arborization in vivo.

Microinjection of DNA into Eyebuds in Xenopus laevis Embryos and Imaging of GFP Expressing Optic Axonal Arbors in Intact, Living Xenopus Tadpoles

This protocol aims to demonstrate how to microinject a DNA/DOTAP mixture into eyebuds of one day old Xenopus laevis embryos, and how to image and reconstruct individual green fluorescent protein (GFP) expressing optic axonal arbors in tectal midbrains of intact, living Xenopus tadpoles.

제노푸스 laevis 배아에서 눈부안으로 DNA의 미세 주입 및 GFP의 이미징 그대로 광학 축색 아버를 표현, 살아있는 제노푸스 올챙이

The primary visual projection of tadpoles of the aquatic frog Xenopus laevis serves as an excellent model system for studying mechanisms that regulate the ...

발생학

Tissue Determination Using the Animal Cap Transplant (ACT) Assay in Xenopus laevis

Many proteins play a dual role in embryonic development. Those that regulate cell fate determination in a specific tissue can also affect the development of a larger region of the embryo. This makes defining its role in a particular tissue difficult to analyze. For example, noggin overexpression in Xenopus laevis embryos causes the expansion of the entire anterior region, including the eye1,2. From this result, it is not known if Noggin plays a direct role in eye determination or that by causing an expansion of neural tissue, Noggin indirectly affects eye formation. Having this complex phenotype makes studying its eye-specific role in cell fate determination difficult to analyze. We have developed an assay that overcomes this problem. Taking advantage of the pluripotent nature of the Xenopus laevis animal cap 3, we have developed an assay to test the ability of gene product(s), like noggin or the eye field transcription factors (EFTFs), to transform caps into particular tissue or cell types by transplanting this tissue onto the side of the embryo 4. While we have found either Noggin protein treatment or a collection of transcription factors can determine retinal cell fate in animal caps, this procedure could be used to identify gene product(s) involved in specifying other tissues as well.

Tissue Determination Using the Animal Cap Transplant ACT Assay in Xenopus laevis

Animal caps overexpressing gene product(s) are transplanted to the flank of developing Xenopus laevis embryos in order to establish whether tissue is determined.

에있는 동물 캡 이식 (ACT) 어세를 사용하여 조직 결정 Xenopus laevis</em

Many proteins play a dual role in embryonic development. Those that regulate cell fate determination in a specific tissue can also affect the development ...

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.

Zebrafish의 애벌레에서 비주얼 응답의 전위도 분석

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

Functional Evaluation of Olfactory Pathways in Living Xenopus Tadpoles

Xenopus tadpoles offer a unique platform to investigate the function of the nervous system. They provide multiple experimental advantages, such as accessibility to numerous imaging approaches, electrophysiological techniques and behavioral assays. The Xenopus tadpole olfactory system is particularly well suited to investigate the function of synapses established during normal development or reformed after injury. Here, we describe methodologies to evaluate the processing of olfactory information in living Xenopus larvae. We outline a combination of in vivo measurements of presynaptic calcium responses in glomeruli of the olfactory bulb with olfactory-guided behavior assays. Methods can be combined with the transection of olfactory nerves to study the rewiring of synaptic connectivity. Experiments are presented using both wild-type and genetically modified animals expressing GFP reporters in central nervous system cells. Application of the approaches described to genetically modified tadpoles can be useful for unraveling the molecular bases that define vertebrate behavior.

Functional Evaluation of Olfactory Pathways in Living Xenopus Tadpoles

Xenopus tadpoles offer a unique platform to investigate the function of the nervous system in vivo. We describe methodologies to evaluate the processing of olfactory information in living Xenopus larvae in normal rearing conditions or after injury.

생활 Xenopus Tadpoles에 후 각 통로의 기능 평가

Xenopus tadpoles offer a unique platform to investigate the function of the nervous system. They provide multiple experimental advantages, such as ...

Zebrafish Avoidance and Thigmotaxis Assay: A High-Throughput Method to Examine Larval Behavior in Response to Aversive Visual Stimulus

Source: Richendrfer, H., et al. <a href="https://www.jove.com/v/50622/" target="_blank">Automated High-throughput Behavioral Analyses in Zebrafish Larvae</a>. &#160;J. Vis. Exp.&#160;(2013)
The video describes the avoidance and thigmotaxis assay of zebrafish larvae. The video examines the behavior of zebrafish larvae in response to visual aversive stimulus.

제브라피시 회피 및 티그모타시스 분석: 혐오스러운 시각적 자극에 대한 반응으로 유충의 행동을 조사하는 고처리량 방법

Source: Richendrfer, H., et al. Automated High-throughput Behavioral Analyses in Zebrafish Larvae. &#160;J. Vis. Exp.&#160;(2013)
The video describes the ...

테스트 시각 기능에 대한 간단한 행동 분석

요약

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