Method Article
Video-oculography çok kantitatif oküler motor performansını incelemek için yöntem yanı sıra motor öğrenmedir. Burada, farelerde video oculography ölçmek nasıl açıklar. Normal, bu tekniği uygulamak-farmakolojik tedavi ya da genetik olarak değiştirilmiş fareler motoru davranışların altında yatan fizyolojik keşfetmek için güçlü bir araştırma aracı.
Göz hareketleri bir nesne veya izlemek için hareketi sırasında retina üzerine bir görüntü stabilize edilmesi için son derece önemlidir. Fare gibi bir fovea olmadan Hayvanlar, bir hedef üzerine gözlerini kilitlemek için sınırlı bir kapasiteye sahip. Bu hedefe yönelik göz hareketlerinin aksine, telafi edici göz göz hareketleri kolayca afoveate hayvanlar 1,2,3,4 CERVARIX edilir. Telafi göz hareketleri göz kasları sürücü olacak bir komut sinyali haline vestibüler ve optokinetik bilgi işlem tarafından oluşturulur. Vestibüler ve optokinetik bilgi işleme okülomotor sistemindeki bir açığın özellikleri sağlayan, ayrı ayrı ve birlikte incelenebilir. Okülomotor sistemi optokinetik refleks (okr), vestibülo-oküler refleks (VOR) veya görsel olarak geliştirilmiş vestibülookuler refleks (VVOR) çağrıştıran test edilebilir. VOR bir refleks göz m iken okr, retina üzerine "tam saha" görüntü hareketleri telafi eden bir refleks hareketidirbaş hareketleri dengeler ovement. VVOR uygun kompanzasyon yapmak için de optokinetik bilgi olarak hem de vestibüler kullanan bir refleks göz hareketi olduğunu. Serebellum izler ve bu telafi göz hareketleri ayarlanabilmesi mümkündür. Bu nedenle, oculography gibi patolojik durumlar (vestibüler, oküler ve / veya serebellar kökenli fe) altında normal şartlarda beyin-davranış ilişkisini araştırmak için çok güçlü bir araçtır.
Okülomotor sistemi test, davranışsal bir paradigma olarak, çeşitli nedenlerden dolayı ilginçtir. Birincisi, okülomotor sistemi iyi anlaşılmış sinir sistemi 5'tir. İkinci olarak, okülomotor sisteminin göreceli basit 6 olduğu; mümkün göz hareketi miktarı, bilyalı-in-soket mimarisi ("tek bir ortak") ve ekstra-oküler kas 7 üç çifti tarafından sınırlandırılır. Üçüncü olarak, çıkış davranışsal ve duyusal giriş kolayca niceliksel için, bu bir çok erişim sistemi kılan, ölçülebiliranalizi 8. Birçok davranış testleri nicel gücü yüksek seviyede yoksundur. Ve nihayet, okülomotor sistemin hem performansı hem de plastisite izin test edilebilir öğrenme ve bellek süreçleri 9 araştırma.
Genetiği değiştirilmiş fareler günümüzde yaygın olarak bulunmaktadır ve bunlar çeşitli düzeylerde 10 beyin fonksiyonlarının keşfi için önemli bir kaynak oluşturmaktadır. Ek olarak, insan hastalığı modelleri taklit etmek olarak kullanılabilir. Normal üzerinde oculography uygulanması farmakolojik tedavi edilen ya da genetiği değiştirilmiş farelerde normal ve patolojik şartlarda motor hareketlerin altında yatan fizyolojisi keşfetmek için güçlü bir araştırma aracı. Burada, fareler 8 video-oculography ölçmek nasıl açıklar.
1. Hazırlık
Aşağıdaki deney Hayvan Deneyleri için Duch Etik Kurul uygun olarak yapılmıştır.
2. Öğrenci-video izleme kullanma Göz Hareketleri Kalibre ve Ölçme
Göz izleme sistemi bir ötelenme hareketi olarak öğrenci hareketi yakalar. Izlenen öğrencinin ötelenme hareketi göz dönme merkezi ve göz (kornea eğriliğinin yani merkezi) anatomik merkezi ve göz küresinin açısal rotasyon nedeniyle bir dönme bileşeni arasındaki eksenel farkı nedeniyle öteleme bileşeni içermektedir. Subtract tarafındanöğrenci hareketi / pozisyondan referans CR ing, istenmeyen translasyonel bileşeni yalnızca gözün rotasyon nedeniyle bir ötelenme hareketi sonucu, sinyal elimine edilir. Genellikle çok küçük olmasına rağmen, bu çıkarma da baş ve kamera arasında çevirileri ortadan kaldırır. Kalıntı izole ötelenme hareketi aşağıdaki kalibrasyon yöntemi 8,12 tarafından gözün açısal dönüş dönüştürülür. Bu kalibrasyon herhangi bir göz hareketi deney öncesinde yapıldı.
3. Veri Analizi
4. Temsilcisi Sonuçlar
Yanı sıra, motor öğrenme (VOR adaptasyonu; okr adaptasyon) Video-oculography çeşitli okülomotor performansları formları (:;:; VOR görsel açıdan geliştirilmiş vestibülookuler refleks VVOR vestibülookuler refleks okr yani optokinetik refleks) araştırmak için kullanılabilir. Okr görsel geribildirim kullanılarak düşük frekans bozuklukları telafi eder. Okr iyi aydınlatılmış çevreleyen ekran (Film 1) çevirerek bağlı olabilir. 1.6 derecelik bir genlik ile 0.2 -1.0 Hz frekans aralığında çevreleyen ekran döndürme optokinetik sistemi düşük frekans aralığı tha daha verimli bir telafi mekanizması nasıl gösterirn, yüksek frekans aralığında (Şekil 5A). VOR vestibüler organları gelen sinyalleri kullanarak yüksek frekanslı baş hareketlerini telafi eder. VOR (Movie 2) karanlıkta hayvan (yani pikap) çevirerek bağlı olabilir. 1.6 derecelik bir genlik ile 0.2 -1.0 Hz frekans aralığında pikap Döner (Şekil 5A) vestibülookuler sistemi düşük frekans aralığında daha yüksek frekans aralığında telafi göz hareketleri üreten de daha verimli nasıl gösterir . Konserde optokinetik ve vestibülookuler sistemi hareket, görüntü kafa hareketleri geniş bir aralıkta retina üzerine stabilize edilebilir zaman. Çevreleyen ekranı iyi aydınlatılmış iken, 1.6 ° 'lik bir genlik ile 0.2 -1.0 Hz frekans aralığında pikap Döner (Movie 3) göz tüm frekans aralığı içinde "yüksek kazanç" telafi edici hareketleri (Şekil 5A üretir nasıl gösterir ). Tüm bu artışı ve pHcinsiyet 14 ve zorlanma 15,16,17 farklılıklar rapor edilmiştir ancak ase değerleri, fareler için tipiktir.
Pikap ve çevresindeki ekran üzerinde bağımsız kontrol bize görsel ve vestibüler bilgi arasında bir uyumsuzluk ile farelere karşı karşıya sağlar. Uyumsuz görsel ve vestibüler bilgi uzun vadeli ve düzgün maruz kaldıktan sonra, farenin VOR değişmiş görsel girdi (; Film 4 VOR adaptasyon) telafi etmek için değişecektir. Çevredeki ekran (1 Hz, 1.6 °) ile (yani 180 °) faz pikap dışarı Döner VOR kazanç (Şekil 5B) artırır. VOR kazancı maksimum değişim, bir deneme öğrenme paradigması kullanırken, genellikle 30 dakika sonra ulaşılır.
Şekil 1. Fare baş ve vücut restrainer şematik çizimi. Farenin gövdesi kullanılarak kısıtlanır35 mm'lik bir çapa sahip bir plastik silindirik tüp. Fare kafası iki vida ile demir çubuğuna fare kaide bağlanarak immobilize edilir. Demir çubuk yürüme sırasında normal pitch farenin kafasının bulunduğu için, 30 derecelik bir açı yapar. * Iki fındık içeren kaidenin üst görünümü.
Şekil 2. Fare video oculography kurulum şematik çizimi.
Şekil 3. Video öğrenci izleme sisteminin kalibrasyon. 10 ° (yani zirveye 20 derecelik tepe) pikap dikey eksen etrafında - A) kamera + / döndürülebilir birkaç kez. Paletli pupil (P) ve makinesi dönme uç konum kaydedilmiş referans yansıma kornea (CR) pupil dönme yarıçapı hesaplamak için kullanılmıştır(Rp). B) pupil çapının yarıçapı pupillanın büyüklüğüne bağlıdır. C) Örnek (iki piksel (piksel cinsinden)) Kalibrasyon işlemi sırasında öğrenci pozisyonuna pupilla büyüklüğünün etkisini gösteren. D) Rp ve pupil çapı arasındaki ilişki tek bir fare cinsinden ölçülür. On üç farklı pupil çapı çevredeki ışığın yoğunluğunu değiştirerek tarafından gerçekleştirilmiştir.
Şekil 4. Ölçme ve video öğrenci-izleme ile göz hareketlerini analiz. CR pozisyon için düzeltilmiş); A) açısal gözbebeği konumunda öğrenci yarıçapı (Rp) ve Öğrenci pozisyonu (P hesaplanır. B) telafi edici göz hareketi örneği vestibüler ve görsel sistemi (görsel gelişmiş VOR) uyararak indüklenen. Çevreleyen ekranı iyi aydınlatılmış iken pikap, 1.6 ° 'lik bir genlik ile 0.6 Hz'de döndürülmüş sinüsoidal oldu. C) kayıt Analizleri) B işleminde gösterildiği gibi. Grafik turntable (mavi) ve öğrenci (kırmızı) ortalama hız iz gösterir. Bu ortalama izleri sinüzoidal bir fonksiyonu (siyah) ile donatılmıştı.
Şekil 5. Performans ve bir C57Bl6 fare ölçülen okülomotor sistemi öğrenme. (Vestibülookuler refleks karanlıkta fare döndürerek, okr, üst paneller): VOR, orta paneller) ve (görsel ışık fare döndürerek A) Göz hareketleri çevredeki ekran döndürme (optokinetik refleks tarafından oluşturulur artırılmış vestibülookuler refleks: 0.2 1.6 ° 'lik bir genlik az 1.0 Hz arasında değişen frekansları ile VVOR, alt panel). Refleksinin kazancı uyaran hızına göz hızı oranı (sol paneller) ve refleksinin faz olarak hesaplanmıştır göz hızı ve uyaran hızı (sağ paneller) arasındaki faz farkı ile hesaplanmıştır. B) Motor öğrenme ile gerçekleştirilmiştir bağdaşık aşamalı eğitim paradigmasının dışında bir kullanarak VOR artmaktadır. Fare fare rotasyon kırk dakika boyunca çevredeki ekran (1.0 Hz, 1.6 ° dönen iki) bu rotasyon ile faz (180 °) dışındaydı hangi bir visuovestibular eğitim paradigma tabi oldu. Her 10 dakikalık VOR (1.0 Hz, 1.6 °) test edilmiştir. Bu fare faz eğitim dışarı VOR kazancı arttı.
Film 1. Farelerde okr neden paradigma gösteren animasyon filmi görmek için buraya tıklayın .
Film 2. Farelerde VOR neden paradigma gösteren animasyon. filmi görmek için buraya tıklayın .
Farelerde VVOR neden paradigma gösteren Movie 3. Animasyon..com/files/ftp_upload/3971/3971movie3.mov "target =" _blank "> filmi görmek için buraya tıklayın.
Film 4. Farelerde VOR adaptasyon (artış) neden aşamalı eğitim paradigmasının visuovestibular dışarı gösteren animasyon. filmi görmek için buraya tıklayın .
Farelerde yüksek kaliteli video göz hareketleri kayıtları elde etmek için çeşitli gereksinimler gereklidir. Kalibrasyon işlemi, yukarıda sözü edilen standart madde olarak yapılması gerekmektedir. Örneğin merkez dışı kalibrasyon, pupil kalibrasyon işlemi sırasında referans CR ile dikey orta hat üzerinde konumlandırılmış değilken, RP küçümsenmesi ve göz hareketi dolayısıyla bir abartılmasını neden olacaktır. Çok kararlı öğrencinin boy göstermektedir çalışmalarda çok nadir görülmesi nedeniyle Ayrıca, biz, kalibrasyon prosedürü 12 öğrenci boyutu düzeltme yöntemi entegre öneririz. Yargılama sırasında bile küçük bir stresör zaten büyük ölçüde pupil çapı değiştirebilir.
Bir göz hareketi Deney tasarlama, aşağıdaki faktörler de göz hareketi yanıtı etkilediği bilinen çünkü hesaba ya da kontrol edilmesi gerekir: 13,18 yaş, cinsiyet 14 ve gerginlik 15,16, 19. Pupil ve iris arasındaki kontrast BALB / c fare gibi, çok düşük olduğunda öğrencinin algılama ve izleme imkansız olduğundan Ayrıca, deneysel hayvan pigmente iris tabakası olmalıdır. Son derece sinirli ve endişeli hayvanların deneysel kurulum ve ölçülü duruma alışmak için, önce deneme, eğitim görmem gerekir. Bu hayvanın gözlerin az kapanma ya da yarı-kapatılması işlemi sonucu işleme ve deney sırasında göz sıvı kuşak önler, ve bunun sonucu daha iyi bir pupil izleme gerçekleştirilir.
Son olarak, edinme ve verilerin analiz hayvan başına iki ile üç saat gerektirir. Bu nedenle, göz hareketlerinin kayıtları olasılıkla seçilen farelere uygulanan ve yüksek verimli tarama testi olarak kullanıma uygun değildir belirli bir prosedür kalacaktır.
Çıkar çatışması ilan etti.
Biz nazik Sağlığı Araştırma ve Geliştirme için Hollanda Organizasyonu (MDJ, CDZ), Bilimsel Araştırma Hollanda Örgütü (CDZ), NeuroBasic (CDZ) teşekkür ederim, Beatrix Viyana (CDZ), SENSOPAC (CDZ), C7 (CDZ) ve Prinses mali destek için Avrupa Topluluğu CEREBNET (CDZ) programı.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif Adı | Şirket | Katalog numarası | |
İsofluran | Rhodia Organique Güzel LTD | ||
Isıtma pedi | FHC | 40-90-8 | |
Duratears | Alcon | ||
Fosforik asit jel | Kerr | 31297 | |
Optibond'un başbakan | Kerr | 35369 | |
Optibond'un yapıştırıcı | Kerr | 35369 | |
Charisma kompozit | Heraeus Kulzer | ||
Maxima 480 ışık kavurma ünitesi | Henry Schein | ||
AC servo kontrollü motor | Harmonik sürücü AG | ||
Silindirindric ekranı | |||
Halojen ışık (20 W) | RS bileşenler | ||
Potansiyometreler (hassas) | Bourns inc. | 6574 | |
Güç 1401 (I / O arabirimi) | CED sınırlı | ||
Bilgisayarlar | Vadi | ||
Kızılötesi emmitters | RS bileşenler | 195-451 | |
ETL-200 | İŞCAN | ||
Zoom lens (zoom 6000) | Navitar inc. | ||
Pilocarpinenitrate (minims) | Laboratoire Chauvin |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır