Farelerde Optokinetik Refleksin Görsel Özellik Seçiciliğinin Ölçülmesi

Özet

Burada, optokinetik refleksi ölçmek için standart bir protokol açıklıyoruz. Sanal davul stimülasyonunu ve video-okülografiyi birleştirir ve böylece davranışın özellik seçiciliğinin ve uyarlanabilir plastisitesinin hassas bir şekilde değerlendirilmesine izin verir.

Özet

Optokinetik refleks (OKR), görsel ortamın küresel hareketi tarafından tetiklenen ve retina görüntülerini stabilize etmeye yarayan doğuştan gelen önemli bir göz hareketidir. OKR, önemi ve sağlamlığı nedeniyle görsel-motor öğrenmeyi incelemek ve farklı genetik geçmişlere, yaşlara ve ilaç tedavilerine sahip farelerin görsel işlevlerini değerlendirmek için kullanılmıştır. Burada, kafası sabit farelerin OKR yanıtlarını yüksek doğrulukla değerlendirmek için bir prosedür sunuyoruz. Baş fiksasyonu, vestibüler stimülasyonun göz hareketleri üzerindeki katkısını ekarte edebilir ve sadece görsel hareketle tetiklenen göz hareketlerini ölçmeyi mümkün kılar. OKR, üç bilgisayar monitöründe sunulan dikey bir ızgaranın salınımlı bir şekilde yatay olarak veya sabit bir hızda tek yönlü olarak sürüklendiği sanal bir tambur sistemi tarafından ortaya çıkarılır. Bu sanal gerçeklik sistemi ile uzamsal frekans, zamansal/salınım frekansı, kontrast, parlaklık ve ızgaraların yönü gibi görsel parametreleri sistematik olarak değiştirebilir ve görsel özellik seçiciliğinin ayar eğrilerini ölçebiliriz. Yüksek hızlı kızılötesi video-okülografi, göz hareketlerinin yörüngesinin doğru bir şekilde ölçülmesini sağlar. Bireysel farelerin gözleri, farklı yaş, cinsiyet ve genetik geçmişe sahip hayvanlar arasındaki OKR'leri karşılaştırma fırsatları sağlamak için kalibre edilmiştir. Bu tekniğin nicel gücü, bu davranış yaşlanma, duyusal deneyim veya motor öğrenme nedeniyle plastik olarak uyum sağladığında OKR'deki değişiklikleri tespit etmesine olanak tanır; Bu nedenle, bu tekniği oküler davranışların plastisitesini araştırmak için kullanılan araçların repertuarına değerli bir katkı sağlar.

Giriş

Çevredeki görsel uyaranlara yanıt olarak, gözlerimiz bakışımızı kaydırmak, retina görüntülerini stabilize etmek, hareketli hedefleri izlemek veya iki gözün fovealarını gözlemciden farklı mesafelerde bulunan hedeflerle hizalamak için hareket eder, bu da doğru görme için hayati önem taşır ^1,2. Okülomotor davranışlar, en azından kısmen okülomotor sistemin^basitliği nedeniyle, sağlık ve hastalıktaki nöral devreleri anlamak için çekici sensorimotor entegrasyon modelleri olarak yaygın olarak kullanılmaktadır 3. Üç çift ekstraoküler kas tarafından kontrol edilen göz, sokette esas olarak karşılı....

Protokol

Bu çalışmada gerçekleştirilen tüm deneysel prosedürler, Toronto Üniversitesi Hayvan Bakım Komitesi ve Kanada Hayvan Bakımı Konseyi tarafından belirlenen yönergelere uygun olarak Biyolojik Bilimler Yerel Hayvan Bakım Komitesi tarafından onaylanmıştır.

1. Kafatasının üstüne bir kafa çubuğunun implantasyonu

NOT: VOR davranışının göz hareketlerine katkısını önlemek için, OKR testi sırasında farenin başı hareketsiz hale getirilir. Bu nedenle, kafatasının üstüne cerrahi olarak bir kafa çubuğu implante edilir.

1. Bir fareyi (2-5 aylık dişi ve erkek C57BL / 6) bir gaz odasında% 4 izofluran (v / v)....

Tartışmalar

Burada sunulan OKR davranış testi yöntemi çeşitli avantajlar sağlar. İlk olarak, bilgisayar tarafından oluşturulan görsel stimülasyon, fiziksel davulların içsel sorunlarını çözer. Fiziksel tamburların uzamsal frekans, yön veya kontrast ayarının sistematik olarak incelenmesini^{desteklememesi} sorunuyla ilgilenen 8, sanal tambur bu görsel parametrelerin deneme bazında değiştirilmesine izin verir, böylece OKR davranışının özellik seçiciliğinin sistematik ve nicel bir an.......

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
2D translational stage	Thorlabs	XYT1
Acrylic resin	Lang Dental	B1356	For fixing headplate on skull and protecting skull
Bupivacaine	STERIMAX	ST-BX223	Bupivacaine Injection BP 0.5%. Local anesthesia
Carprofen	RIMADYL	8507-14-1	Analgesia
Compressed air	Dust-Off
Eye ointment	Alcon	Systane	For maintaining moisture of eyes
Graphic card	NVIDIA	Geforce GTX 1650 or Quadro P620.	For generating single screen among three monitors
Heating pad	Kent Scientific	HTP-1500	For maintaining body temperature
High-speed infrared (IR) camera	Teledyne Dalsa	G3-GM12-M0640	For recording eye rotation
IR LED	Digikey	PDI-E803-ND	For CR reference and the illumination of the eye
IR mirror	Edmund optics	64-471	For reflecting image of eye
Isoflurane	FRESENIUS KABI	CP0406V2
Labview	National instruments	version 2014	eye tracking
Lactated ringer	BAXTER	JB2324	Water and energy supply
Lidocaine and epinephrine mix	Dentsply Sirona	82215-1	XYLOCAINE. Local anesthesia
Luminance Meter	Konica Minolta	LS-150	for calibration of monitors
Matlab	MathWorks	version xxx	analysis of eye movements
Meyhoefer Curette	World Precision Instruments	501773	For scraping skull and removing fascia
Microscope calibration slide	Amscope	MR095	to measure the magnification of video-oculography
Monitors	Acer	B247W	Visual stimulation
Neutral density filter	Lee filters	299	to generate scotopic visual stimulation
Nigh vision goggle	Alpha optics	AO-3277	for scotopic OKR
Photodiode	Digikey	TSL254-R-LF-ND	to synchronize visual stimulation and video-oculography
Pilocarpine hydrochloride	Sigma-Aldrich	P6503
Post	Thorlabs	TR1.5
Post holder	Thorlabs	PH1
PsychoPy	open source software	version xxx	visual stimulation toolkit
Scissor	RWD	S12003-09	For skin removal
Superglue	Krazy Glue		Type: All purpose. For adhering headplate on the skull