Name: Vídeo: Video-oculography in Mice
Uploaded: 2012-07-19T12:00:00
Duration: 9 min 43 s

Pedimos gentilmente agradecer a Organização Holandesa para Pesquisa em Saúde e Desenvolvimento (MDJ, CDZ), A Organização Holandesa para Pesquisa Científica (CDZ), NeuroBasic (CDZ), Prinses Beatrix Fonds (CDZ), O SENSOPAC (CDZ), C7 (CDZ) e CEREBNET o programa (CDZ) da Comunidade Europeia pelo seu apoio financeiro.

1. Preparação Os seguintes experimentos foram conduzidos de acordo com o Comitê Duch Éticos na Experimentação Animal. <ol><li> Preparando ratos para vídeo oculografia. A fim de medir os movimentos dos olhos de um rato, a cabeça do rato tem de ser imobilizado. Portanto, uma construção do suporte é feita sobre o crânio do rato (Figura 1). <ol><li> Anestesiar o rato por uma mistura de isoflurano (isofluran% 1-1,5; Rhodia organique Fino Ltd, França) e oxigênio em uma câmara de gás. O excesso de gás é eliminado. Manter a anestesia através do cone do nariz. Confirmar profundidade da anestesia através de uma pitada dedo do pé. </li><li> Manter a temperatura do corpo a 37 ° C com a utilização de um sensor térmico anal e uma almofada de aquecimento (FHC, Bowdoinham, ME). </li><li> Proteja os olhos, cobrindo-os com uma pomada (duratears, Alcon, Bélgica). Raspar o pêlo dorsal cranial, e limpar a área cirúrgica, com uma rotação de mato e betadine ou solução de clorexidina. </li><li> Fazer uma incisão de linha média para expor a superfície dorsal do crânio do crânio. Tornar a superfície limpa e seca. </li><li> Aplicar uma gota de ácido fosfórico (ácido fosfórico gel etchant 37,5%; Kerr, CA) na superfície dorsal do crânio do crânio do bregma para lambda. Remover o produto corrosivo após 15 segundos e tornar a superfície do crânio limpar com solução salina e seca novamente. </li><li> Aplicar no topo desta superfície atacada craniana uma gota de OptiBond prime (Kerr, CA) e ar seco durante 30 segundos. </li><li> Colocar uma gota de adesivo OptiBond (Kerr, CA) na parte superior do primeiro-OptiBond e curar com luz durante 1 minuto (480 Maxima unidade de cura de luz visível; Henry Schein, EUA). </li><li> Cobrir a camada adesiva com uma fina camada de compósito Charisma (Heraeus Kulzer, Alemanha). Incorporar duas porcas ligados (diâmetro de 3 mm) no compósito. Curar o depois composto com a luz. Quando necessário, aplique camadas adicionais de composto e curá-los com a luz. </li><li> Anúncioministrar buprenorfina (0,015 mg / kg, sc) para analgesia pós-operatória. O animal deve estar de volta em seus pés dentro de cerca de 5 min. Permitir que o rato para recuperar na gaiola de origem à temperatura ambiente durante pelo menos 3 dias após a cirurgia. </li></ol></li><li> Vídeo oculografia-setup para camundongos (Figura 2). <ol><li> Posicione o mouse no limitador e fixar a cabeça para o limitador por dois parafusos (Figura 1). O rato não precisa de ser anestesiado para este procedimento. Tempo de restrição não deve exceder 1 hr / dia. </li><li> Montar o rato limitador de cabeça e de corpo-em uma plataforma XY, que por sua vez é montada sobre a mesa giratória (diâmetro: 60 cm). Utilizando a plataforma XY a cabeça de rato pode ser colocado acima do centro do prato giratório. O mouse pode ser movido ao longo dos eixos de guinada, pitch e roll. A cabeça do rato é colocado na correcta passo guinada, e do ângulo de rolo, alinhando o olho usando a imagem visual do olho gerado pelo syste iSCANm. Alternativamente, a construção do suporte pode ser colocado sobre a cabeça do rato em uma moldura estereotáxica 11. </li><li> O prato rotativo está ligado a um motor de CA servocomandadas (harmónica unidade AG, Países Baixos) ea posição da placa giratória é monitorizada por um potenciómetro (Bourns inc., CA) ligado ao eixo giratório. </li><li> Uma tela cilíndrica envolvente (diâmetro: 63 cm; altura: 35 cm) com um padrão aleatório pontilhada (cada elemento 2 °) cobre o prato giratório; este tambor está também equipado com um motor de CA servocomandadas (harmónica unidade AG, Países Baixos) . A posição da tela cilíndrica é monitorizada por um potenciómetro (Bourns inc., CA) ligado ao seu eixo e da tela pode ser iluminado por uma luz de halogéneo (20 Watt). Tanto a tela circundante eo prato são accionados independentemente. </li><li> O movimento da plataforma giratória e tela circundante é controlado por um computador que está ligado a uma interface I / O (CED limitada, Cambridge, Reino Unido). Tasinais de posição estáveis ​​e em torno de tela são filtrados (corte de frequência: 20 Hz), digitalizados pela interface I / O e armazenados no computador. </li><li> O olho do rato é iluminado por três emissores de infravermelho (600 MW, o ângulo de dispersão: 7 °, o pico de comprimento de onda: 880 nm, RS componentes, Países Baixos). Dois emissores de infravermelhos são fixadas à placa giratória eo emissor terceiro está ligado à câmara. Esta terceira emissor produz uma reflexão da córnea de referência (CR), que é utilizado durante o procedimento de calibração e durante as gravações movimento do olho. </li><li> Uma câmara CCD infravermelho equipada com uma lente zoom (Zoom 6000, Navitar inc., NY) é ligado ao prato rotativo e é focada sobre a cabeça do rato no centro do prato giratório. A câmera pode ser desbloqueado e pode ser guinar sobre o eixo gira-discos em cima de exatamente 20 ° durante o procedimento de calibração. </li><li> O sinal de vídeo é processado por um sistema de seguimento do olho (ETL-200, iSCAN, Burlington, MA). O sistema usa um algoritmo iSCANrithm para rastrear os centros do aluno e do CR de referência. O sistema pode controlar o aluno e referência CR na direção horizontal e vertical, a uma taxa de amostragem de 120 Hz. </li><li> Referência de posição CR, a posição da pupila e do tamanho da pupila sinais são digitalizados pelo interface I / O e são armazenadas no mesmo ficheiro como a tabela e sinais de posição em torno da tela. O sistema de vídeo-monitoramento aluno induz a um atraso dos sinais dos movimentos oculares de aproximadamente 27 ms. </li></ol></li></ol> 2. Calibragem e Medição Movimentos Oculares utilizando vídeo Pupil-tracking O sistema de seguimento olho capta o movimento da pupila como um movimento de translação. O movimento de translação da pupila rastreadas contém um componente de translação axial devido à diferença entre o centro de rotação do olho e do centro anatómica do olho (ie centro de curvatura da córnea), e um componente rotacional devido à rotação angular do globo ocular. Ao subtrairção o CR de referência a partir do movimento da pupila / posição, o componente indesejado de translação é eliminado a partir do sinal, resultando em um movimento de translação que é apenas devido à rotação do globo ocular. Embora eles são frequentemente muito pequena, o presente subtracção também elimina as traduções entre a cabeça ea câmara. O movimento de translação isolado residual é convertido para a rotação angular do globo ocular pelo método de calibração seguinte 8,12. Esta calibração foi realizada antes de qualquer experimento movimento dos olhos. <ol><li> Ajustar a posição da cabeça do rato para a câmara de tal modo que a imagem de vídeo da pupila está situado no meio do monitor e que a representação da CR de referência está localizado na linha média vertical do olho de preferência directa acima da pupila. Minimizar os movimentos do CR de referência devido à rotação da câmara angular, que pode ser realizado colocando o centro da curvatura da córnea ao longo do eixo da câmara / tabela. &lt;/ Li&gt; <li> Rodar a câmara várias vezes por + / - 10 ° (isto é 20 graus pico a pico) em torno do eixo vertical da plataforma giratória. Use as posições da pupila de lagartas (P) e do CR de referência registadas nas posições extremas da rotação da câmara para calcular o raio de rotação da pupila (Rp; Rp = Δ / sin (20 °), em que Δ = (CR -P), ver Figura 3A). </li><li> Devido ao facto de o valor Rp depende do tamanho da pupila, uma correcção do tamanho da pupila necessita de ser implementado 12 (Figura 3B). Repetir o passo 2.2 muitas vezes sob condições de iluminação diferentes (isto é, a manipulação do tamanho da pupila; Figura 3C), a fim de determinar o tamanho da pupila - relação Rp e compor uma curva de correcção de Rp (Figura 3D). O valor Rp também depende da posição do olho vertical. Quando a experiência fará com que os movimentos oculares verticais, em seguida, uma correção da calibração para as posições oculares verticais é altamente recomendável13. </li><li> Determinar a posição angular do olho (E) através da medição da referência de posição CR, a posição P e do tamanho da pupila. A posição de referência CR é subtraído a partir da posição da pupila gerando uma posição pupila translacional livre. Ao medir o tamanho da pupila do valor Rp pode ser extraído a partir da curva de correcção Rp e E pode ser calculada usando a seguinte fórmula E = arcsin {(Δ1) / Rp} (Figura 4A; onde Δ1 = (P 2-P 1) e P 1 e P 2 são corrigidos por subtracção do CR de referência). </li><li> Um grande repertório de mesa giratória e / ou rotações tela circundantes podem agora ser utilizados para estimular o sistema oculomotor. A fim de executar oculografia vídeo no escuro, o olho do rato tem de ser pré-tratadas com um fármaco miótico para limitar a dilatação da pupila e permitir rastreamento pupila sob estas circunstâncias. Em nossos experimentos, usamos pilocarpina (4%, Laboratórios Chauvin, França) para limitar a dilatação da pupila emno escuro. </li></ol> 3. Análise de Dados <ol><li> Posições do olho, posições da tabela e posições ao redor da tela são todos convertidos em posições angulares (ver Figura 4B e fórmula em 2,4). Sinais oculares são corrigidos para a sua atraso de 27 ms induzida pelo processamento de imagem do sistema pupila-tracking. </li><li> Posições angulares de tabela olho, ea tela circundante são diferenciados e filtrada com um filtro passa-Butterworth filtro usando um corte de frequência de 20 Hz. </li><li> Sacadas são removidos do sinal de velocidade olho usando um limiar de detecção de 40 ° s /. Os dados são removidos a partir de 20 ms antes e até 80 ms depois de atravessar o limiar de detecção. </li><li> Tela da tabela, circundante e sinais de velocidade oculares são calculadas as médias usando cada ciclo individual na pista (Figura 4C). </li><li> Sinais médios são equipados com uma função apropriada. Em geral, uma estimulação da velocidade sinusoidal é usada ea médiaciclos estão equipados com sinusite ou função cosinus (Figura 4C). Em seguida, o ganho pode ser calculado como a razão entre a velocidade do olho para velocidade do estímulo, enquanto que a fase pode ser calculado como a diferença (em graus) entre a velocidade do olho e velocidade do estímulo. </li></ol> 4. Os resultados representativos Vídeo oculografia pode ser usado para investigar diversas formas de performances oculomotor (ou seja, reflexo optocinético: OKR; vestibulo-ocular reflex: VOR; visual aprimorada vestibulo-ocular reflex: VVOR), bem como a aprendizagem motora (adaptação VOR; adaptação OKR). O OKR compensa baixa freqüência distúrbios usando feedback visual. O OKR pode ser induzida pela rotação do ecrã bem iluminada circundante (Filme 1). A rotação da tela circundante ao longo de um intervalo de frequência de 0,2 Hz -1,0 com uma amplitude de 1,6 ° mostra como o sistema optocinético é um mecanismo mais eficiente compensatório no intervalo de baixa frequência than na gama de alta frequência (Figura 5A). O VOR compensa movimentos de alta frequência do cabeçote utilizando sinais a partir dos órgãos vestibulares. O VOR pode ser induzida pela rotação do animal (isto é giratória) no escuro (Filme 2). A rotação da placa giratória ao longo de um intervalo de frequência de 0,2 Hz -1,0 com uma amplitude de 1,6 ° demonstra como o sistema vestíbulo-ocular é mais eficiente na geração de movimentos oculares compensadores na gama de alta frequência do que na gama de baixa frequência (Figura 5A) . Quando o ato sistema optocinético e vestíbulo-ocular em conjunto, as imagens podem ser estabilizados na retina através de uma ampla gama de movimentos da cabeça. A rotação da placa giratória ao longo de um intervalo de frequência de 0,2 Hz -1,0 com uma amplitude de 1,6 °, enquanto a tela circundante é bem iluminada (Filme 3) mostra como o olho gera &quot;alto ganho&quot; movimentos compensadores mais de toda a gama de frequências (Figura 5A ). Todos estes ganhos e phase valores são típicos para os ratos, embora as diferenças de gênero 14 e 15,16,17 tensão foram relatados. O controle independente sobre o prato e ao redor da tela permite-nos enfrentar os ratos com um descompasso entre a informação visual e vestibular. Após uma exposição a longo prazo e uniforme de informação visual e vestibular incompatíveis, o VOR do rato mudará para compensar a entrada alteradas visual (adaptação VOR; filme 4). A rotação da placa giratória fora de fase (isto é, 180 °) com a tela circundante (1 Hz, 1,6 °) aumenta o ganho VOR (Figura 5B). A mudança máxima no ganho de VOR, quando se utiliza um um paradigma de aprendizagem, experimentação é frequentemente atingida após 30 minutos. <img alt="A Figura 1" src="/files/ftp_upload/3971/3971fig1.jpg" /> Figura 1. Desenho esquemático do rato limitador de cabeça e corpo. O corpo do rato é contido utilizandoum tubo de plástico cilíndrico com um diâmetro de 35 mm. A cabeça do rato é imobilizado, ligando o pedestal do mouse para a barra de ferro com dois parafusos. A barra de ferro faz um ângulo de 30 graus, a fim de posicionar a cabeça do rato no tom normal durante a deambulação. *, Vista de topo do pedestal contendo duas porcas. <img alt="A Figura 2" src="/files/ftp_upload/3971/3971fig2.jpg" /> Figura 2. Desenho esquemático do rato configuração de vídeo oculografia. <img alt="A Figura 3" src="/files/ftp_upload/3971/3971fig3.jpg" /> Figura 3. A calibração do sistema de vídeo monitoramento de aluno. A) A câmara é rodado várias vezes por + / - 10 ° (isto é 20 graus pico a pico) em torno do eixo vertical da plataforma giratória. A pupila de lagartas (P) e do reflexo de referência da córnea (CR) registadas nas posições extremas da rotação da câmara são utilizados para calcular o raio de rotação da pupila(Rp). B) O raio do diâmetro da pupila é dependente do tamanho da pupila. C) Exemplo mostra o efeito do tamanho da pupila em posição pupila durante o procedimento de calibração (ambos medidos em pixels (px)). D) Relação entre Rp e diâmetro pupilar medido em um único mouse. Os treze diâmetros diferentes pupila foram realizadas através da alteração da intensidade da luz ambiente. <img alt="A Figura 4" src="/files/ftp_upload/3971/3971fig4.jpg" /> Figura 4. De medição e análise de movimentos dos olhos utilizando vídeo aluno-tracking. A) A posição angular da pupila é calculado a partir do raio da pupila (Rp) ea posição da pupila (P; corrigido para a posição CR). B) Exemplo de movimento ocular compensatório induzido por estimulação do sistema vestibular e visual (visual aprimorada VOR). O disco giratório foi rodado sinusoidalmente, 0,6 Hz, com uma amplitude de 1,6 °, enquanto a tela circundante foi bem iluminada. C) As análises da gravaçãomostrado na B). Gráfico mostra o rastreamento de velocidade média do prato giratório (azul) e aluno (vermelho). Esses traços médios foram equipados com uma função sinusoidal (preto). <img alt="A Figura 5" src="/files/ftp_upload/3971/3971fig5.jpg" /> Figura 5. Desempenho e aprendizagem do sistema oculomotor medido em um rato C57BL6. Um movimentos oculares) são gerados por rotações em torno da tela (optocinético reflexo: OKR, painéis de topo), girando o mouse no escuro (reflexo vestíbulo-ocular: VOR, painéis de média) e girando o mouse na luz (visualmente reforçada vestíbulo-ocular reflexo: VVOR, painel inferior) com frequências variando de 0,2 a 1,0 Hz a uma amplitude de 1,6 °. O ganho do reflexo foi calculada como a proporção de velocidade olho a velocidade do estímulo (painéis esquerdos) ea fase do reflexo foi calculado a partir da diferença de fase entre a velocidade do olho e velocidade do estímulo (painéis direitos). B) O motor de aprendizagem foi realizada por<html> adaptativamente o aumento da VOR usando um paradigma de formação de fase. O rato foi sujeita a um paradigma de formação visuovestibular em que a rotação do rato foi fora de fase (180 °) com a rotação da tela circundante (tanto rotativo a 1,0 Hz, 1,6 °) durante quarenta minutos. A cada 10 minutos a VOR foi testado (1,0 Hz, 1,6 °). Neste o mouse para fora da fase de treinamento aumentou o ganho de VOR. Filme 1. Animação que mostra o paradigma que induz OKR em camundongos <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3971/3971movie1.mov" target="_blank">Clique aqui para ver filme</a> . Filme 2. Animação que mostra o paradigma que induz VOR em camundongos. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3971/3971movie2.mov" target="_blank">Clique aqui para ver filme</a> . Animation Movie 3. Mostrando o paradigma que induz VVOR em camundongos..com/files/ftp_upload/3971/3971movie3.mov &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Clique aqui para ver o filme. 4 Movie. Animação que mostra a saída visuovestibular de paradigma fase de treinamento que induz VOR adaptação (aumento) em camundongos. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3971/3971movie4.mov" target="_blank">Clique aqui para ver filme</a> .

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	<li>Collewijn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optokinetic+and+vestibulo-ocular+reflexes+in+dark-reared+rabbits.">Optokinetic and vestibulo-ocular reflexes in dark-reared rabbits.</a> Exp. Brain Res. 27, 287 (1977).</li><li>Collewijn, H. E. y. e. -. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=and+head+movements+in+freely+moving+rabbits.">and head movements in freely moving rabbits.</a> J. Physiol. 266, 471 (1977).</li><li>Collewijn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The oculomotor system of the rabbit and its plasticity. , (1981).</li><li>Fuller, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linkage+of+eye+and+head+movements+in+the+alert+rabbit.">Linkage of eye and head movements in the alert rabbit.</a> Brain Res. 194, 219 (1980).</li><li>Buttner-Ennever, J. A., Horn, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomical+substrates+of+oculomotor+control.">Anatomical substrates of oculomotor control.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 7, 872 (1997).</li><li>Robinson, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+control+systems+analysis+in+the+neurophysiology+of+eye+movements.">The use of control systems analysis in the neurophysiology of eye movements.</a> Annu. Rev. Neurosci. 4, 463 (1981).</li><li>Robinson, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+purpose+of+eye+movements.">The purpose of eye movements.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 17, 835 (1978).</li><li>Stahl, J. S., van Alphen, A. M., De Zeeuw, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+video+and+magnetic+search+coil+recordings+of+mouse+eye+movements.">A comparison of video and magnetic search coil recordings of mouse eye movements.</a> J. Neurosci. Methods. 99, 101 (2000).</li><li>De Zeeuw, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+of+a+protein+kinase+C+inhibitor+in+Purkinje+cells+blocks+cerebellar+LTD+and+adaptation+of+the+vestibulo-ocular+reflex.">Expression of a protein kinase C inhibitor in Purkinje cells blocks cerebellar LTD and adaptation of the vestibulo-ocular reflex.</a> Neuron. 20, 495 (1998).</li><li>Picciotto, M. R., Wickman, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+knockout+and+transgenic+mice+to+study+neurophysiology+and+behavior.">Using knockout and transgenic mice to study neurophysiology and behavior.</a> Physiol. Rev. 78, 1131 (1998).</li><li>Oommen, B. S., Stahl, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eye+orientation+during+static+tilts+and+its+relationship+to+spontaneous+head+pitch+in+the+laboratory+mouse.">Eye orientation during static tilts and its relationship to spontaneous head pitch in the laboratory mouse.</a> Brain. Res. 1193, 57 (2008).</li><li>Stahl, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+Channelopathy+Mutants+and+Their+Role+in+Ocular+Motor.">Calcium Channelopathy Mutants and Their Role in Ocular Motor.</a> Research. Ann. N.Y. Acad. Sci. 956, 64 (2002).</li><li>Stahl, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eye+movements+of+the+murine+P/Q+calcium+channel+mutant+tottering,+and+the+impact+of+aging.">Eye movements of the murine P/Q calcium channel mutant tottering, and the impact of aging.</a> J. Neurophysiol. 95, 1588 (2006).</li><li>Andreescu, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estradiol+improves+cerebellar+memory+formation+by+activating+estrogen+receptor+beta.">Estradiol improves cerebellar memory formation by activating estrogen receptor beta.</a> Journal of Neuroscience. 27, 10832 (2007).</li><li>Katoh, A., Kitazawa, H., Itohara, S., Nagao, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+characteristics+and+adaptability+of+mouse+vestibulo-ocular+and+optokinetic+response+eye+movements+and+the+role+of+the+flocculo-olivary+system+revealed+by+chemical+lesions.">Dynamic characteristics and adaptability of mouse vestibulo-ocular and optokinetic response eye movements and the role of the flocculo-olivary system revealed by chemical lesions.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95, 7705 (1998).</li><li>Stahl, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+eye+movements+to+assess+brain+function+in+mice.">Using eye movements to assess brain function in mice.</a> Vision Res. 44, 3401 (2004).</li><li>Koekkoek, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gain+adaptation+and+phase+dynamics+of+compensatory+eye+movements+in+mice.">Gain adaptation and phase dynamics of compensatory eye movements in mice.</a> Genes Funct. 1, 175 (1997).</li><li>Faulstich, B. M., Onori, K. A., du Lac, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+plasticity+and+development+of+mouse+optokinetic+and+vestibulo-ocular+reflexes+suggests+differential+gain+control+mechanisms.">Comparison of plasticity and development of mouse optokinetic and vestibulo-ocular reflexes suggests differential gain control mechanisms.</a> Vision Res. 44, 3419 (2004).</li><li>Koekkoek, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gain+adaptation+and+phase+dynamics+of+compensatory+eye+movements+in+mice.">Gain adaptation and phase dynamics of compensatory eye movements in mice.</a> Genes Funct. 1, 175 (1997).</li></ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

A fim de obter alta qualidade movimentos oculares de vídeo gravações em ratinhos vários requisitos são necessários. O procedimento de calibração precisa de ser realizada na matéria acima mencionado padronizada. Por exemplo fora do centro de calibração, quando a pupila não está posicionado sobre a linha mediana vertical com o CR de referência durante o procedimento de calibração, irá resultar em uma subestimativa de RP e, consequentemente, uma superestimação do movimento do olho. Além disso, recomendamos a integração do aluno método de correção de tamanho no procedimento de calibração 12, porque os ensaios que mostram o tamanho da pupila muito estável são muito raros. Mesmo estressor uma pequena durante o julgamento já podem alterar substancialmente o diâmetro da pupila. Ao projetar um experimento movimento dos olhos, os seguintes fatores precisam ser levados em conta ou controladas por eles, porque são conhecidos por afetar a resposta dos movimentos oculares: idade 13,18, sexo 14 e cepa 15,16, 19. Além disso, o animal experimental deve ter íris pigmentadas desde a detecção e seguimento da pupila é impossível quando o contraste entre pupila e da íris é demasiado baixo, como no ratinho BALB / c. Animais extremamente nervosos ou ansiosos precisam ser treinados, antes do experimento, para se acostumar com a montagem experimental e da condição contida. Este animal manipulação procedimento resulta em menos de fecho ou o encerramento do semi-dos olhos e impede a geração de fluidos oculares durante a experiência, e, consequentemente, uma melhor seguimento da pupila é realizado. Finalmente, a aquisição e análise de dados requer duas a três horas por animal. Portanto, as gravações de movimento dos olhos é provável que permaneçam um procedimento específico aplicado a ratinhos seleccionados e não é adequado como um teste de alta taxa de transferência de triagem.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td></tr><tr><td> Isofluran </td><td> Rhodia organique Fino LTD </td><td></td></tr><tr><td> Almofada de aquecimento </td><td> FHC </td><td> 40-90-8 </td></tr><tr><td> Duratears </td><td> Alcon </td><td></td></tr><tr><td> Gel de ácido fosfórico </td><td> Kerr </td><td> 31297 </td></tr><tr><td> Optibond principal </td><td> Kerr </td><td> 35369 </td></tr><tr><td> Optibond adesivo </td><td> Kerr </td><td> 35369 </td></tr><tr><td> O compósito Charisma </td><td> Heraeus Kulzer </td><td></td></tr><tr><td> Maxima 480 unidade de fotoativação </td><td> Henry Schein </td><td></td></tr><tr><td> AC motor servo-controlado </td><td> Harmônica unidade AG </td><td></td></tr><tr><td> Cyltela Indric </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Luz halógena (20 W) </td><td> RS componentes </td><td></td></tr><tr><td> Potentiometers (precisão) </td><td> Bourns inc. </td><td> 6574 </td></tr><tr><td> Potência 1401 (I / O interface) </td><td> CED limitado </td><td></td></tr><tr><td> Computadores </td><td> Dell </td><td></td></tr><tr><td> Emmitters infravermelho </td><td> RS componentes </td><td> 195-451 </td></tr><tr><td> ETL-200 </td><td> ISCAN </td><td></td></tr><tr><td> Lente zoom (zoom 6000) </td><td> Navitar inc. </td><td></td></tr><tr><td> Pilocarpinenitrate (Mínimos) </td><td> Laboratoire Chauvin </td><td></td></tr></tbody></table>

video-oculography in mice

Os movimentos oculares são muito importantes, a fim de acompanhar um objeto ou para estabilizar uma imagem na retina durante o movimento. Animais sem uma fóvea, tais como o rato, têm uma capacidade limitada para bloquear os olhos em um alvo. Em contraste com estes movimentos oculares alvo dirigidas, movimentos oculares compensatórios oculares são facilmente atingida em animais afoveate 1,2,3,4. Movimentos oculares compensatórios são gerados pelo processamento da informação vestibular e optocinético em um sinal de comando que irá conduzir os músculos do olho. O processamento da informação vestibular e optocinético pode ser investigado separadamente e em conjunto, permitindo a especificação de um déficit no sistema oculomotor. O sistema oculomotor pode ser testado por evocar um reflexo optocinético (OKR), reflexo vestíbulo-ocular (RVO) ou um visual aprimorada reflexo vestíbulo-ocular (VVOR). O OKR é um movimento reflexo que compensa &quot;full-campo&quot; movimentos imagem na retina, enquanto que o VOR é uma m olho reflexoovement que compensa movimentos da cabeça. O VVOR é um movimento de olho reflexo que usa tanto o vestibular, bem como informações optocinético para fazer a devida compensação. O cerebelo monitora e é capaz de ajustar estes movimentos oculares de compensação. Portanto, oculografia é uma ferramenta muito poderosa para investigar relação cérebro-comportamento em condições normais, bem como em condições patológicas (fe de ocular, vestibular e / ou origem cerebelar). Testar o sistema oculomotor, como um paradigma comportamental, é interessante por várias razões. Primeiro, o sistema oculomotor é um sistema bem entendido neural 5. Segundo, o sistema oculomotor é relativamente simples 6, a quantidade de movimento dos olhos possível está limitado por sua bola no soquete-arquitetura (&quot;única articulação&quot;) e os três pares de músculos extra-oculares 7. Em terceiro lugar, a saída de comportamento e informação sensorial pode ser facilmente medida, o que torna este um sistema altamente acessível para quantitativoanálise 8. Muitos testes comportamentais não possuem esse alto nível de poder quantitativo. E, finalmente, tanto o desempenho bem como plasticidade do sistema oculomotor pode ser testada, permitindo que a investigação sobre a aprendizagem e processos de memória 9. Camundongos geneticamente modificados são hoje amplamente disponível e formam uma importante fonte para a exploração das funções cerebrais em vários níveis 10. Além disso, eles podem ser utilizados como modelos para imitar doenças humanas. Aplicando oculografia em normal, farmacologicamente-tratados ou camundongos geneticamente modificados é uma poderosa ferramenta de pesquisa para explorar a fisiologia básica do comportamento motor em condições normais e patológicas. Aqui, nós descrevemos como medir vídeo oculografia em ratos 8.

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Video-oculography in Mice

Vídeo oculografia é um método muito quantitativa para investigar o desempenho do motor ocular, bem como a aprendizagem motora. Aqui, nós descrevemos como medir vídeo-oculografia em camundongos. Aplicando esta técnica em normal, farmacologicamente-tratados ou camundongos geneticamente modificados é uma poderosa ferramenta de pesquisa para explorar a fisiologia subjacente de comportamentos motores.

Vídeo oculografia-in Mice

Eye movements are very important in order to track an object or to stabilize an image on the retina during movement. Animals without a fovea, such as the ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

23.5K visualizações.  Erasmus MC, Rotterdam, The Netherlands. Vídeo oculografia é um método muito quantitativa para investigar o desempenho do motor ocular, bem como a aprendizagem motora. Aqui, nós descrevemos como medir vídeo-oculografia em camundongos. Aplicando esta técnica em normal, farmacologicamente-tratados ou camundongos geneticamente modificados é uma poderosa ferramenta de pesquisa para explorar a fisiologia subjacente de comportamentos motores.

Vídeo: Video-oculography in Mice

Measuring Motor Coordination in Mice

Mice are increasingly being used in behavioral neuroscience, largely replacing rats as the behaviorist's animal of choice. Before aspects of behavior such as emotionality or cognition can be assessed, however, it is vital to determine whether the motor capabilities of e.g. a mutant or lesioned mouse allow such an assessment. Performance on a maze task requiring strength and coordination, such as the Morris water maze, might well be impaired in a mouse by motor, rather than cognitive, impairments, so it is essential to selectively dissect the latter from the former. For example, sensorimotor impairments caused by NMDA antagonists have been shown to impair water maze performance2. 
Motor coordination has traditionally been assessed in mice and rats by the rotarod test, in which the animal is placed on a horizontal rod that rotates about its long axis; the animal must walk forwards to remain upright and not fall off. Both set speed and accelerating versions of the rotarod are available.
The other three tests described in this article (horizontal bar, static rods and parallel bars) all measure coordination on static apparatus. The horizontal bar also requires strength for adequate performance, particularly of the forelimbs as the mouse initially grips the bar just with the front paws. 
Adult rats do not perform well on tests such as the static rods and parallel bars (personal observations); they appear less well coordinated than mice. I have only tested male rats, however, and male mice seem generally less well coordinated than females. Mice appear to have a higher strength:weight ratio than rats; the Latin name, Mus musculus, seems entirely appropriate. The rotarod, the variations of the foot fault test12 or the Catwalk (Noldus)15 apparatus are generally used to assess motor coordination in rats.

Protocols are presented for two established motor coordination tasks, the accelerating rotarod and horizontal bar, also two tests developed in Oxford recently, the static rods and parallel bars. These tests can detect motor impairments potentially of interest in their own right, as well as being possible variables in tests of other areas of behavior.

Medindo Coordenação Motora em Ratos

Mice are increasingly being used in behavioral neuroscience, largely replacing rats as the behaviorist's animal of choice. Before aspects of behavior such ...

Neurociência

A Simple and Inexpensive Method for Determining Cold Sensitivity and Adaptation in Mice

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life. The cold plantar assay allows the objective and inexpensive assessment of cold sensitivity in mice, and can quantify both analgesia and hypersensitivity. Mice are acclimated on a glass plate, and a compressed dry ice pellet is held against the glass surface underneath the hindpaw. The latency to withdrawal from the cooling glass is used as a measure of cold sensitivity.
Cold sensation is also important for survival in regions with seasonal temperature shifts, and in order to maintain sensitivity animals must be able to adjust their thermal response thresholds to match the ambient temperature. The Cold Plantar Assay (CPA) also allows the study of adaptation to changes in ambient temperature by testing the cold sensitivity of mice at temperatures ranging from 30 &#176;C to 5 &#176;C. Mice are acclimated as described above, but the glass plate is cooled to the desired starting temperature using aluminum boxes (or aluminum foil packets) filled with hot water, wet ice, or dry ice. The temperature of the plate is measured at the center using a filament T-type thermocouple probe. Once the plate has reached the desired starting temperature, the animals are tested as described above.
This assay allows testing of mice at temperatures ranging from innocuous to noxious. The CPA yields unambiguous and consistent behavioral responses in uninjured mice and can be used to quantify both hypersensitivity and analgesia. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

The Cold Plantar Assay (CPA) measures cold responsiveness between 30 &#176;C and 5 &#176;C, and can also measure cold adaptation. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

Um método simples e barato para a determinação da sensibilidade Fria e Adaptação no Mice

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life.  The cold ...

Assessment of Dopaminergic Homeostasis in Mice by Use of High-performance Liquid Chromatography Analysis and Synaptosomal Dopamine Uptake

Dopamine (DA) is a modulatory neurotransmitter controlling motor activity, reward processes and cognitive function. Impairment of dopaminergic (DAergic) neurotransmission is strongly associated with several central nervous system-associated diseases such as Parkinson&#39;s disease, attention-deficit-hyperactivity disorder and drug addiction1,2,3,4. Delineating disease mechanisms involving DA imbalance is critically dependent on animal models to mimic aspects of the diseases, and thus protocols that assess specific parts of the DA homeostasis are important to provide novel insights and possible therapeutic targets for these diseases.
Here, we present two useful experimental protocols that when combined provide a functional read-out of the DAergic system in mice. Biochemical and functional parameters on DA homeostasis are obtained through assessment of DA levels and dopamine transporter (DAT) functionality5. When investigating the DA system, the ability to reliably measure endogenous levels of DA from adult brain is essential. Therefore, we present how to perform high-performance liquid chromatography (HPLC) on brain tissue from mice to determine levels of DA. We perform the experiment on tissue from dorsal striatum (dStr) and nucleus accumbens (NAc), but the method is also suitable for other DA-innervated brain areas.
DAT is essential for reuptake of DA into the presynaptic terminal, thereby controlling the temporal and spatial activity of released DA. Knowing the levels and functionality of DAT in the striatum is of major importance when assessing DA homeostasis. Here, we provide a protocol that allows to simultaneously deduce information on surface levels and function using a synaptosomal6 DA uptake assay.
Current methods combined with standard immunoblotting protocols provide the researcher with relevant tools to characterize the DAergic system.

Synaptosomal dopamine uptake and high-performance liquid chromatography analysis represent experimental tools to investigate dopamine homeostasis in mice by assessing the function of the dopamine transporter and levels of dopamine in striatal tissue, respectively. Here we present protocols to measure dopamine tissue content and assess the functionality of the dopamine transporter.

Avaliação da homeostase Dopaminergic em camundongos pelo uso de análise de cromatografia líquida de alta performance e captação da dopamina Synaptosomal

Dopamine (DA) is a modulatory neurotransmitter controlling motor activity, reward processes and cognitive function. Impairment of dopaminergic (DAergic) ...

An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and parenting. Importantly, mice can be trained to associate novel odors with specific behavioral responses to provide insight into olfactory circuit function. This protocol details the procedure for training mice on a Go/No-Go operant learning task. In this approach, mice are trained on hundreds of automated trials daily for 2&#8211;4 weeks and can then be tested on novel Go/No-Go odor pairs to assess olfactory discrimination, or be used for studies on how odor learning alters the structure or function of the olfactory circuit. Additionally, the mouse olfactory bulb (OB) features ongoing integration of adult-born neurons. Interestingly, olfactory learning increases both the survival and synaptic connections of these adult-born neurons. Therefore, this protocol can be combined with other biochemical, electrophysiological, and imaging techniques to study learning and activity-dependent factors that mediate neuronal survival and plasticity.

Here, we train mice on an associative learning task to test odor discrimination. This protocol also allows for studies on learning-induced structural changes in the brain.

Uma objetiva e reproduzível teste de aprendizagem olfactiva e discriminação em ratos

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for several neuropsychiatric diseases. The biological effects of tDCS are not fully understood, which is in part explained due to the difficulty in obtaining human brain tissue. This protocol describes a tDCS mouse model that uses a chronically implanted electrode allowing the study of the long-lasting biological effects of tDCS. In this experimental model, tDCS changes the cortical gene expression and offers a prominent contribution to the understanding of the rationale for its therapeutic use.

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a therapeutic technique proposed to treat psychiatric diseases. An animal model is essential for understanding the specific biological alterations evoked by tDCS. This protocol describes a tDCS mouse model that uses a chronically implanted electrode.

Transcraniana por corrente contínua estimulação (tDCS) em ratos

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for ...

Quantitative Measurement of Intrathecally Synthesized Proteins in Mice

Cerebrospinal fluid (CSF), a fluid found in the brain and the spinal cord, is of great importance to both basic and clinical science. The analysis of the CSF protein composition delivers crucial information in basic neuroscience research as well as neurological diseases. One caveat is that proteins measured in CSF may derive from both intrathecal synthesis and transudation from serum, and protein analysis of CSF can only determine the sum of these two components. To discriminate between protein transudation from the blood and intrathecally produced proteins in animal models as well as in humans, CSF protein profiling measurements using conventional protein analysis tools must include the calculation of the albumin CSF/serum quotient (Qalbumin), a marker of the integrity of the blood-brain interface (BBI), and the protein index (Qprotein/Qalbumin), an estimate of intrathecal protein synthesis. This protocol illustrates the entire procedure, from CSF and blood collection to quotients and indices calculations, for the quantitative measurement of intrathecal protein synthesis and BBI impairment in mouse models of neurological disorders.

Elevated spinal fluid protein levels can either be the result of diffusion of plasma protein across an altered blood-brain barrier or intrathecal synthesis. An optimized testing protocol is presented in this article that helps to discriminate both cases and provides quantitative measurements of intrathecally synthesized proteins.

Medição quantitativa de proteínas sintetizadas intrathecally em camundongos

Cerebrospinal fluid (CSF), a fluid found in the brain and the spinal cord, is of great importance to both basic and clinical science. The analysis of the ...

Electrocorticographic Recording of Cerebral Cortex Areas Manipulated Using an Adeno-Associated Virus Targeting Cofilin in Mice

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. Adeno-associated viruses (AAVs) are increasingly used to improve understanding of brain circuits and their functions. The AAV-mediated manipulation of specific cell populations and/or of precise molecular components has been tremendously useful to identify new sleep regulatory circuits/molecules and key proteins contributing to the adverse effects of sleep loss. For instance, inhibiting activity of the filamentous actin-severing protein&#160;cofilin&#160;using AAV prevents sleep deprivation-induced memory impairment. Here, a protocol is&#160;described that combines the manipulation of cofilin function in a cerebral cortex area with the recording of ECoG activity to examine whether cortical cofilin modulates the wakefulness and sleep ECoG signals. AAV injection is performed during the same surgical procedure as the implantation of ECoG and electromyographic (EMG) electrodes in adult male and female mice. Mice are anesthetized, and their heads are shaved. After skin cleaning and incision, stereotaxic coordinates of the motor cortex are determined, and the skull is pierced at this location. A cannula prefilled with an AAV expressing cofilinS3D, an inactive form of cofilin, is slowly positioned in the cortical tissue. After AAV infusion, gold-covered screws (ECoG electrodes) are screwed through the skull and cemented to the skull with gold wires inserted in the neck muscles (EMG electrodes). The animals are allowed three weeks to recover and to ensure sufficient expression of cofilinS3D. The infected area and cell type are verified using immunohistochemistry, and the ECoG is analyzed using visual identification of vigilance states and spectral analysis. In summary, this combined methodological approach allows the investigation of the precise contribution of molecular components regulating neuronal morphology and connectivity to the regulation of synchronized cerebral cortex activity during wakefulness and sleep.

This article describes a protocol for the manipulation of molecular targets in the cerebral cortex using adeno-associated viruses and for monitoring the effects of this manipulation during wakefulness and sleep using electrocorticographic recordings.

Registro eletrocorticográfico de áreas do córtex cerebral manipulado usando um vírus associado ao Adeno visando cofilina em camundongos

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. ...

Registro eletrofisiológico extracelular no córtex motor de camundongos

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by correlating the electrophysiological signals with spontaneous and/or specific behavior. This technique represents a valuable tool in studying the neuronal network activity underlying these behaviors. The article provides a detailed and complete procedure for electrode implantation and consequent extracellular recording in free-moving conscious mice. The study includes a detailed method for implanting the microelectrode arrays, capturing the LFP and neuronal spiking signals in the motor cortex (MC) using a multichannel system, and the subsequent offline data analysis. The advantage of multichannel recording in conscious animals is that a greater number of spiking neurons and neuronal subtypes can be obtained and compared, which allows the evaluation of the relationship between a specific behavior and the associated electrophysiological signals. Notably, the multichannel extracellular recording technique and the data analysis procedure described in the present study can be applied to other brain areas when conducting experiments in behaving mice.

Autor em destaque: Avanços na gravação extracelular multicanal para estudar a atividade neuronal em camundongos que se movem livremente 

The protocol describes the methodology of extracellular recording in the motor cortex (MC) to reveal extracellular electrophysiological properties in freely moving conscious mice, as well as the data analysis of local field potentials (LFPs) and spikes, which is useful for evaluating the network neural activity underlying behaviors of interest.

Gravação Extracelular Multicanal em Ratos em Movimento Livre

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by ...