KPM AB 7.ÇP (RETICIRC) tarafından desteklenmiştir.

1. Balık Yetiştiriciliği Embriyolar tuttu ve kaldırdı standart koşullar (Marka 2002) altında ve gün sonrası fertilizasyon (DPF) gelişmesine göre evrelendirildi. 5 dpf at Yetişkin ve larva ölçümleri için kullanılmıştır. 2. Deneysel prosedürün <ol><li> Alet hazırlanması </li></ol> Larva: Balık larvalarının% 3 gömüldü önceden ısıtılmış (28 ° C) vücut hareketleri önlemek için metilselüloz. Embriyolar projelendirme ekrana bakacak, VisioTracker dorsal yüzü yukarı yerleştirildi. Yetişkin balık: Balık hareketsizleştirir cihazın içine monte ve VisioTracker yerleştirilir, 300 mg / l MS-222 kısaca anestezi yapıldı. Ölçümleri başlatılmıştır önce, 1-2 dakika kurtarmak için bırakıldı. <ol start="2"><li> Uyaran desen Nesil </li></ol> Balık etrafında dönen dikey siyah-beyaz sinüs ızgaralar oluşan Stimulus desenler oluşturulantescilli yazılım paketini kullanarak. Onlar dalga formu, kontrast, yoğunluk, açısal hız ve uzaysal frekansa göre yazılım paketi ile modüle olabilir. Desenler VisioTracker içinde bulunan bir dijital ışık projektörü kullanarak ekrana yansıtılan edildi. Balık gözü ve ekran arasındaki yaklaşık mesafe 4.5 cm, ve projeksiyon boyutu ekranda yatay 360 derece ve dikey olarak 55 derece oldu. Larva balık için, stimülasyon yönünü sakkad sıklığını azaltmak için 0.33 Hz frekans ile değiştirilmiştir. Yetişkin balıklar tek yönlü teşvik edildi ve genel olarak burun-to-temporal göz hızı (Mueller ve Neuhauß, 2010 bakınız) anlamlı olarak daha düşük ve daha az sabittir yana sadece zamansal-to-burun yönünde uyarılan göz, kabul edildi. <ol start="3"><li> Göz hareketlerinin kaydedilmesi </li></ol> Balığın başının parlak alanlı görüntü kızılötesi kamera beslenmiştir. Balık Kızılötesi aydınlatma f etkilenmiştirAşağıda rom. Kamera sırasıyla, 5 kare / saniye (larva) veya 12.5 kare / saniye (yetişkin) oranında görüntüleri kaydedildi. Görüntüler otomatik olarak, işlenmiş düzeltilmesi ve göz şekli için düzgünleştirilir. Yatay eksen ile ilgili olarak göz yönlendirme sonra otomatik olarak tespit edildi ve göz hız özel yazılım paketi ile hesaplanmıştır. Balık küçük hareketleri otomatik olarak yazılım tarafından için düzeltilmiştir. Tüm kayıt ve analiz gerçek zamanlı olarak elde edildi. 3. Post-deneysel veri işleme <ol><li> Göz hızlarının Ham ölçümleri yavaş faz hızı elde etmek amacıyla sakkadlar için filtre edildi. </li><li> Sakkad-filtre gözü hız eğrilerini 7 kare kayar pencere ile çalışan bir ortalama ile düzeltilmiş edildi. </li><li> Göz hızı aynı uyarıcı koşulları ile çerçeve üzerinde ortalama edildi. </li><li> Larva balık için, göz hızı iki gözü üzerinde ortalama edildi. </li></ol> 4. Temsilcisi sonuçları: Larva Zebrafish için, tampon mutant seçilmiştir. Bu mutant, lens epitel hücrelerinde azalma lens boyutu ve lens ektopik konumu yol hyperproliferate. Bu morfolojik değişiklikler bir kontrast hassasiyeti önemli ölçüde azalma ve görme keskinliğinde (Schonthaler ve ark., 2010) tarafından yansıtılır. Şekil 1 yabani tip kardeşlerine karşı tampon mutantlar kontrast duyarlılık açısından farklılık göstermektedir. Tampon mutantlar giderek uyaran kontrastı azaldıkça gözün hızı ayarlamak için başarısız. Benzetme, uyaran uzaysal frekans arttığında, uyaran şerit genişliği azalır, yani tampon mutantlar aynı şekilde görme keskinliği (Şekil 2) azaltılmış şekilde gösteriyor Erişkin Zebrafish visua ve bağımlılığıçevre koşullarına l performans 30 dakika boyunca kendi tank su içinde alkol farklı konsantrasyonlarının için balık tabi tutulması ve daha sonra çeşitli uyarıcı koşullar altında optokinetik tepkisini ölçmek ile araştırılmıştır. Yetişkin Zebrafish artan alkol konsantrasyonlarını (Şekil 3) muhafaza kontrast duyarlılık belirgin bir azalma göstermektedir. Balık artan konsantrasyonlarda alkol (Şek. 4) ile muamele edildiği uzamsal geniş bir frekans aralığı üzerinde genel olarak göz hız benzer bir doza bağımlı azalma gözlenebilir. Alkol tedavisi ayrıca doza bağımlı olarak artan uyaran hızı (Şekil 5) örneklediği gibi daha zorlu görevler de okülomotor performansını azaltır. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/3556/3556fig1.jpg" /> Şekil 1. Zebra balığı larvalarının gözü hızı uyarıcı kontrast bağlıdır. 10 tampon mutantlar ve 10 yabani tip kardeşler s değişen altında 5 dpf at analiz edildi<html> Tümülüsü şerit kontrast koşulları. Grafik ortalaması göz hızı ± 1 SEM göstermektedir. <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/3556/3556fig2.jpg" /> Şekil 2. Zebra balığı larvalarının gözü hızı uzaysal frekans bağlıdır. 10 tampon mutantlar ve 10 yabani-tip kardeşler 5 dpf, farklı uyarıcı şerit genişliği tabi olarak tarif analiz edildi. Grafik ortalaması göz hızı ± 1 SEM göstermektedir. <img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/3556/3556fig3.jpg" /> Şekil 3. Kontrast duyarlılık Yetişkin Zebra balığı gösterisi alkol konsantrasyona bağımlı azalma. Yetişkin Zebra balığı 30 dakika süreyle gösterilir ve değişen uyaran şerit kontrast koşulları altında analiz olarak alkol konsantrasyonları değişen muhafaza edildi. (: N = 11 kontrol grubu hariç) Grafik ortalama temporal-to-burun göz hızı ± grup başına 9 balık 1 SEM göstermektedir. E 4 &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/3556/3556fig4.jpg &quot;/&gt; Şekil 4,. Uyarıcı şerit genişliği geniş bir aralığı üzerinde genel olarak göz hareketi Yetişkin Zebrafish göstermektedir alkol konsantrasyona bağımlı bir azalma. Yetişkin Zebra balığı 30 dakika süreyle gösterilir ve değişen uyaran şerit genişliği koşullarında analiz gibi alkol konsantrasyonları değişen muhafaza edildi. (: N = 11 kontrol grubu hariç) Grafik ortalama temporal-to-burun göz hızı ± grup başına 9 balık 1 SEM göstermektedir. <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/3556/3556fig5.jpg" /> Şekil 5,. Uyarıcı hızlarının geniş bir aralığında genel olarak göz hareketi Yetişkin Zebrafish göstermektedir alkol konsantrasyona bağımlı bir azalma. Yetişkin Zebra balığı 30 dakika süreyle gösterilir ve uyarıcı hız koşullarında değişen altında analiz olarak alkol konsantrasyonları değişen muhafaza edildi. Grafik ortalama temporal-to-burun göz hızı ± grup başına 9 balık (kontrol grubu hariç 1 SEM göstermektedir:n = 11).

<ol>
	<li>Bahadori, R., Rinner, O., Schonthaler, H. B., Biehlmaier, O., Makhankov, Y. V., Paris, R., Jagadeeswaran, P., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fade+out+mutant+is+a+novel+genetic+model+for+Hermansky-Pudlak+syndrome.">The fade out mutant is a novel genetic model for Hermansky-Pudlak syndrome.</a> Investigative Optical and Visual Sciences. 47, 4523-4531 (2006).</li><li>Beck, J. C., Gilland, E., Baker, R., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Instrumentation+for+measuring+oculomotor+performance+and+plasticity+in+larval+organisms.">Instrumentation for measuring oculomotor performance and plasticity in larval organisms.</a> Methods in Cell Biol. 76, 383-411 (2004).</li><li>Brand, M. G. M., N&#252;sslein-Vollhard, C., N&#252;sslein-Vollhard, C., Dahm, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Keeping+and+raising+Zebrafish.">Keeping and raising Zebrafish.</a> Zebrafish, Practical Approach Series. , 7-37 (2002).</li><li>Easter, S. S., Nicola, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+vision+in+the+zebrafish+(Danio+rerio).">The development of vision in the zebrafish (Danio rerio).</a> Dev. Biol. 180, 646-663 (1996).</li><li>Easter, S. S., Nicola, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+eye+movements+in+the+zebrafish+(Danio+rerio).">The development of eye movements in the zebrafish (Danio rerio).</a> Dev. Psychobiol. 31, 267-276 (1997).</li><li>Haug, M. F., Biehlmaier, O., Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+acuity+in+zebrafish:+behavior+and+histology.">Visual acuity in zebrafish: behavior and histology.</a> Frontiers in Zoology. 7, 8-8 (2010).</li><li>Huang, Y., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+optokinetic+response+in+zebrafish+and+its+applications.">The optokinetic response in zebrafish and its applications.</a> Frontiers in Bioscience. 13, 1899-1916 (2008).</li><li>Major, G., Baker, R., Aksaya, E., Mensh, B., Seung, H. S., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasticity+and+tuning+by+visual+feedback+of+the+stability+of+a+neural+integrator.">Plasticity and tuning by visual feedback of the stability of a neural integrator.</a> Proc Natl Acad Sci U.S.A. 101, 7739-7744 (2004).</li><li>Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+Measurements+of+the+optokinetic+response+in+adult+fish.">Quantitative Measurements of the optokinetic response in adult fish.</a> J. Neurosci. Meth. 186, 29-34 (2010).</li><li>Neuhauss, S. C. F., Biehlmaier, O., Seeliger, M. W., Das, T., Kohler, K., Harris, W. A., Baier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+disorders+of+vision+revealed+by+a+behavioral+screen+of+400+essential+loci+in+zebrafish.">Genetic disorders of vision revealed by a behavioral screen of 400 essential loci in zebrafish.</a> J. Neurosci. 19, 8603-8615 (1999).</li><li>Qian, H., Zhu, Y., Ramsey, D. J., Chappell, R. L., Dowling, J. E., Ripps, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directional+asymmetries+in+the+optokinetic+response+of+larval+zebrafish.">Directional asymmetries in the optokinetic response of larval zebrafish.</a> Zebrafish. 2, 189-196 (2005).</li><li>Renninger, S. L., Gesemann, M., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cone+arrestin+confers+cone+vision+of+high+temporal+resolution+in+zebrafish+larvae.">Cone arrestin confers cone vision of high temporal resolution in zebrafish larvae.</a> Eur. J. Neurosci. 33, 658-667 (2011).</li><li>Rick, J. M., Horschke, I., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optokinetic+behavior+is+reversed+in+achiasmatic+mutant+zebrafish+larvae.">Optokinetic behavior is reversed in achiasmatic mutant zebrafish larvae.</a> Curr. Biol. 10, 595-598 (2000).</li><li>Rinner, O., Rick, J. M., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contrast+sensitivity,+spatial+and+temporal+tuning+of+the+larval+zebrafish+optokinetic+response.">Contrast sensitivity, spatial and temporal tuning of the larval zebrafish optokinetic response.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 46, 137-142 .</li><li>Rinner, O., Makhankov, Y. V., Biehlmaier, O. S., Neuhauss, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Knockdown+of+cone+specific+kinase+GRK7+in+larval+zebrafish+leads+to+impaired+cone-response+recovery+and+delayed+dark+adaptation.">Knockdown of cone specific kinase GRK7 in larval zebrafish leads to impaired cone-response recovery and delayed dark adaptation.</a> Neuron. 47, 231-242 (2005).</li><li>Roeser, T., Baier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visuomotor+behaviors+in+larval+zebrafish+after+GFP-guided+laser+ablation+of+the+optic+tectum.">Visuomotor behaviors in larval zebrafish after GFP-guided laser ablation of the optic tectum.</a> J. Neurosci. 23, 3726-3734 (2003).</li><li>Schonthaler, H., Fleisch, V. C., Biehlmaier, O., Makhankov, Y. M., Rinner, O., Bahadori, R., Schwarz, H., Neuhauss, S. C. F., Dahm, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish+mutant+leberkn+del/vam6+resembles+human+multi-systemic+disorders+caused+by+aberrant+trafficking+of+endosomal+vesicles.">The zebrafish mutant leberkn del/vam6 resembles human multi-systemic disorders caused by aberrant trafficking of endosomal vesicles.</a> Development. 135, 387-399 (2008).</li><li>Schonthaler, H. B., Franz-Odendaal, T. A., Hodel, C., Gehring, I., Schwarz, H., Neuhauss, S. C. F., Dahm, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish+mutant+bumper+shows+a+hyperproliferation+of+lens+epithelial+cells+and+fibre+cell+degeneration+leading+to+functional+blindness.">The zebrafish mutant bumper shows a hyperproliferation of lens epithelial cells and fibre cell degeneration leading to functional blindness.</a> Mech. Dev. 127, 203-219 (2010).</li><li>Schonthaler, H. B., Lampert, J. M., Lintig, J. v. o. n., Schwarz, H., Geisler, R., Neuhauss, S. C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mutation+in+the+pmel17+gene+leads+to+defects+in+melanosome+biogenesis+and+alterations+the+visual+system+in+the+zebrafish+mutant+fading+vision.">A mutation in the pmel17 gene leads to defects in melanosome biogenesis and alterations the visual system in the zebrafish mutant fading vision.</a> Developmental Biology. 284, 231-242 (2005).</li></ol>

Oliver DR Schnaedelbach ve Holger D. Russig Bu makalede kullanılan görsel performans izleme sistemi üretir TSE Systems GmbH çalışanlarıdır. Bu makalenin Üretim TSE Systems GmbH tarafından sponsor oldu. Stephan CF Neuhuass satılan her sistem için TSE Systems tarafından ücret alan Zürih Üniversitesi&#39;nden bir çalışanıdır.

Görme fonksiyonunun çalışması için okr önemi uzun bir süre (Paskalya &amp; Nicola 1996, 1997) için bilimsel camiada kabul edilmiştir, ve gerçekten paradigma ölçmek için girişimleri bir on yıl önce de başlamıştır. Paskalya ve Nicola (1996) motorlu göz hareketi video kaydı manuel analiz edildi çizgili davul, dönen bir sistem geliştirdi. Bu sistem repozisyon sık kılavuzu gerekli balık embriyo, immobilizasyonu eksikliğinden muzdarip ve sadece büyük zorluklarla gözler izleme hareketleri tespit olabilir. Bir adım daha ileri daha değişken bilgisayar oluşturulan uyaran sunum (.; Rinner ark, 2005a Roeser &amp; Baier, 2003) sağlamak için bir video-yansıtılan çizgili davul kullanımı oldu. Videoya kayıt çoğunlukla manuel, kare-kare analizi, son derece zahmetli olduğu kanıtlanmıştır ve gözlemci önyargı (Beck ve ark. Tarafından engellenmektedir belli bir dereceye kadar olan2004). Gerçek zamanlı otomatik analizi davranışsal geribildirim öğrenme mekanizmaları (Major ve ark., 2004) kullanımına izin vermek için önerilmiştir. Aydınlatma ve frekans kontrollü dönen uyarıcı kullanımı Beck et al tarafından öncülük edilmiştir. (2004). Bununla birlikte, sistemin sadece larvaları için orada kullanılmıştır tarif edilmiştir ve off-line analiz gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, VisioTracker böylece deney ders konusunda daha fazla esneklik ve spontan etkisi sağlayan, deney sırasında uyarıcı değiştirerek dahil uyaranlar, üzerinde tam kontrol sağlar. Ayrıca, VisioTracker tarafından kullanılan dijital canlandırma oluşturma çizgili bir uyaran davul (Beck ve ark., 2004) eylemsiz kütle ivme ile daha önce bahsedilen problemlerin üstesinden. Metilselüloz tarafından Larva emniyet anlamlı göz hareketi ile karışmaz ve zebrafish refahı üzerinde herhangi bir uzun vadeli etkileri yoktur. Balık larvalarının başarılı olmuşturderi yoluyla oksijen kaynağı artan yaş (Qian ve ark., 2005) ile talebin yetersiz hale gelinceye kadar devam, birkaç gün boyunca metilselüloz gömülü. Yetişkin balık yasaklama yöntemiyle hayvan üzerinde eşit derecede kolaydır. Hızla için farklı bir deney hayvanı değişimi opsiyon ile birlikte deney, ve kısa bir süre daha fazla sisteminin pozitif hayvan koruma özellikleri ekler. Solungaçları devamlı su ile yıkanmalıdır olduğundan, başak göz hareketleri ve görsel performans üzerindeki etkisini incelemek için seçtiğiniz herhangi bir kimyasal ile su için uygundur. Benzer şekilde, bir yıkama deneyi dışında deneyler arasında hayvan işlemek için gerek kalmadan ilave edilebilir. Video resmindeki Piksel gürültü göz pozisyonu ve açısal hız son derece hassas ölçümler sağlayan, patentli VisioTracker yazılım algoritmaları yumuşatma minimize edilmiştir. Ayrıca, istatistiksel kolaylaştırmak içinanalizi, yazılım sabit hızda meydana gelir ve deneysel açıklamaya katkıda bulunmayan sakkadik hareketler filtrelenir. 7 video kareleri üzerinde hız eğrilerini bir ortalamasını sonra analiz kolaylaştırdı. VisioTracker çok çeşitli araştırma alanlarında yeni bir boyut açar. Sistemi ve selefine zaten böyle görme keskinliği, kontrast duyarlılık ve hafif adaptasyon (Rinner ark., 2005a, Schonthaler ve ark., 2010) gibi parametreler kullanılarak, zebrafish larvaları görsel performansı ölçmek için başarıyla kullanılmaktadır, fonksiyonel analizi için . görsel transdüksiyon kaskad (.. örn. Rinner ark, 2005b, Renninger ark, 2011), ya da mutant zebrafish larva (örn. Schonthaler ark, 2005, 2008 görsel kusurları analiz üyelerinin manipülasyon sonrasında koni fotoreseptör; Bahadori ve ark., 2006). Görme sisteminin morfolojik ve fonksiyonel olgunlaşma bağımlılıkBu görme keskinliği ağırlıklı ama tamamen larva evreleri (Haug ve ark., 2010) fotoreseptör boşluğu ile sınırlı değildir göstermek için okr ölçümleri ile incelenmiştir. VisioTracker yetişkin zebrafish ve diğer benzer büyüklükteki balık türlerinin (Mueller ve Neuhauß (2010), bu rapor) görme fonksiyonunu analiz etmek için eşit derecede uygundur. Böyle araştırılması gereken maddeler yetişkin balık solungaçları çevreleyen su akışı eklenebilir sayede toksikoloji veya farmakoloji gibi çalışma alanlarında sistemi kullanmak için de düşünülebilir. Ayrıca, VisioTracker çok yönlülüğünü görme fonksiyonu, nöral devre fonksiyonu ve geliştirme, ya da sensorimotor kontrol (Huang ve Neuhauß, 2008 yılında yorum bakınız) ontogenetics, örneğin daha kapsamlı analizler sağlar.

<table border="1"><tbody><tr><th> Reaktif Adı </th><th> Şirket </th><th> Katalog numarası </th></tr><tr><td> Metilselüloz </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M0387 </td></tr><tr><td> Etil 3-aminobenzoat metansülfonat (MS-222) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> E10521 </td></tr><tr><td> 35 mm hücre kültür çanak </td><td> Corning </td><td> 430165 </td></tr><tr><td> Serum pipet </td><td> Greiner Bio-One </td><td> 612 361 </td></tr><tr><td> VisioTracker </td><td> TSE Sistemleri </td><td> 302060 </td></tr></tbody></table>

visiotracker, an innovative automated approach to oculomotor analysis

Görsel sistem gelişimi ve işlevi içine soruşturmalar işlemek için, ortaya çıkarmak için kolay, sağlam ve basit görsel performansı ölçülebilir davranış modelleri gerektirmektedir. Uygun bir model, bir optokinetik yanıtı (okr), yüksek seçim değeri nedeniyle, tüm omurgalıların bulunan bir dönüşlü bir davranış içinde tespit edilmiştir. Okr hızlı sıfırlama sakkadlar ile dönüşümlü gözleri yavaş uyaran-aşağıdaki hareketleri kapsar. Bu davranış ölçüm kolaylıkla on tercih edilen modellerinden biri için, erken ve istikrarlı başlangıç ​​(tam olarak 96 saat sonrası gübreleme (HPF) sonra geliştirilen), ve zebrafish genetik ilgili tam bir bilgi yararlanarak dolayı, zebrafish larva gerçekleştirilir Bu alanda organizmalar. Bu arada yetişkin balık benzer mekanizmaların analizi özellikle farmakolojik ve toksikolojik uygulamalar için önem kazanmıştır. Burada, tam otomatik, yüksek throughpu VisioTracker tarifgörsel performans kantitatif analiz için t sistemi. Sistem, Prof Stephan Neuhauß grubuna yapılan araştırmalar esas ve TSE Systems tarafından yeniden dizayn edilmiştir. Bu yüksek çözünürlüklü zum objektife sahip bir yüksek kaliteli video kamera tarafından izlenen küçük balıklar için bir hareketsizleştirir aygıtı oluşur. Balık konteyner bilgisayarda oluşturulan uyarıcı desenleri tahmin edilebileceği üzerine, bir davul ekran ile çevrilidir. Göz hareketleri kaydedildi ve otomatik gerçek zamanlı VisioTracker yazılım paketi tarafından analiz edilir. Veri analizi, yavaş ve hızlı fazı süresi, hareket döngüsü sıklığı, yavaş faz kazanç, görme keskinliği ve kontrast duyarlılık gibi parametrelerin hemen tanıma sağlar. Tipik sonuçlar örneğin vahşi tip morfolojisinde belirgin bir değişiklik göstermez görsel sistem mutantların hızlı kimlik veya kantitatif etkilerinin belirlenmesi izin Farmakolojik veya toksik ve mutajenikGörsel sistem performansı üzerinde ajanları.

Watch this Scientific Journal Video about VisioTracker, an Innovative Automated Approach to Oculomotor Analysis at JoVE.com

VisioTracker, an Innovative Automated Approach to Oculomotor Analysis

VisioTracker göz hareketlerinin kayıt dayalı larva ve küçük yetişkin balık görsel performans kantitatif analizi için otomatik bir sistemdir. Bu tür görsel sistem gelişimi ve işlevi, farmakoloji, nöral devre çalışmaları ve sensorimotor entegrasyon gibi alanlarda yüksek verimli araştırma sağlayarak, görsel uyarana özellikleri ve gerçek zamanlı analiz üzerinde tam denetime sahiptir.

VisioTracker, Okülomotor Analizi Yenilikçi Otomatik Yaklaşım

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

visiotracker-an-innovative-automated-approach-to-oculomotor-analysis

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.0K Görüntüleme.  University of Zurich. VisioTracker göz hareketlerinin kayıt dayalı larva ve küçük yetişkin balık görsel performans kantitatif analizi için otomatik bir sistemdir. Bu tür görsel sistem gelişimi ve işlevi, farmakoloji, nöral devre çalışmaları ve sensorimotor entegrasyon gibi alanlarda yüksek verimli araştırma sağlayarak, görsel uyarana özellikleri ve gerçek zamanlı analiz üzerinde tam denetime sahiptir.

Video: VisioTracker, an Innovative Automated Approach to Oculomotor Analysis

Automated Sholl Analysis of Digitized Neuronal Morphology at Multiple Scales

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3. Specifically, it affects the ability of neurons to receive inputs from other cells2 and contributes to the propagation of action potentials4,5. The morphology of the neurites also affects how information is processed. The diversity of dendrite morphologies facilitate local and long range signaling and allow individual neurons or groups of neurons to carry out specialized functions within the neuronal network6,7. Alterations in dendrite morphology, including fragmentation of dendrites and changes in branching patterns, have been observed in a number of disease states, including Alzheimer's disease8, schizophrenia9,10, and mental retardation11. The ability to both understand the factors that shape dendrite morphologies and to identify changes in dendrite morphologies is essential in the understanding of nervous system function and dysfunction.
Neurite morphology is often analyzed by Sholl analysis and by counting the number of neurites and the number of branch tips. This analysis is generally applied to dendrites, but it can also be applied to axons. Performing this analysis by hand is both time consuming and inevitably introduces variability due to experimenter bias and inconsistency. The Bonfire program is a semi-automated approach to the analysis of dendrite and axon morphology that builds upon available open-source morphological analysis tools. Our program enables the detection of local changes in dendrite and axon branching behaviors by performing Sholl analysis on subregions of the neuritic arbor. For example, Sholl analysis is performed on both the neuron as a whole as well as on each subset of processes (primary, secondary, terminal, root, etc.) Dendrite and axon patterning is influenced by a number of intracellular and extracellular factors, many acting locally. Thus, the resulting arbor morphology is a result of specific processes acting on specific neurites, making it necessary to perform morphological analysis on a smaller scale in order to observe these local variations12.
The Bonfire program requires the use of two open-source analysis tools, the NeuronJ plugin to ImageJ and NeuronStudio. Neurons are traced in ImageJ, and NeuronStudio is used to define the connectivity between neurites. Bonfire contains a number of custom scripts written in MATLAB (MathWorks) that are used to convert the data into the appropriate format for further analysis, check for user errors, and ultimately perform Sholl analysis. Finally, data are exported into Excel for statistical analysis. A flow chart of the Bonfire program is shown in Figure 1.

We have developed a computer program to analyze neuronal morphology. In combination with two existing open source analysis tools, our program performs Sholl analysis and determines the number of neurites, branch points, and neurite tips. The analyses are performed so that local changes in neurite morphology can be observed.

Çoklu Ölçeklerde Sayısallaştırılmış Nöronal Morfoloji Otomatik Sholl Analizi

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3.  Specifically, it affects the ability of neurons to ...

Nörobilim

VisualEyes: A Modular Software System for Oculomotor Experimentation

Eye movement studies have provided a strong foundation forming an understanding of how the brain acquires visual information in both the normal and dysfunctional brain.1 However, development of a platform to stimulate and store eye movements can require substantial programming, time and costs. Many systems do not offer the flexibility to program numerous stimuli for a variety of experimental needs. However, the VisualEyes System has a flexible architecture, allowing the operator to choose any background and foreground stimulus, program one or two screens for tandem or opposing eye movements and stimulate the left and right eye independently. This system can significantly reduce the programming development time needed to conduct an oculomotor study. The VisualEyes System will be discussed in three parts: 1) the oculomotor recording device to acquire eye movement responses, 2) the VisualEyes software written in LabView, to generate an array of stimuli and store responses as text files and 3) offline data analysis. Eye movements can be recorded by several types of instrumentation such as: a limbus tracking system, a sclera search coil, or a video image system. Typical eye movement stimuli such as saccadic steps, vergent ramps and vergent steps with the corresponding responses will be shown. In this video report, we demonstrate the flexibility of a system to create numerous visual stimuli and record eye movements that can be utilized by basic scientists and clinicians to study healthy as well as clinical populations.

Neural control and cognitive processes can be studied through eye movements. The VisualEyes software allows an operator to program stimuli on two computer screens independently using a simple, custom scripting language. The system can stimulate tandem eye movements (saccades and smooth pursuit) or opposing eye movements (vergence) or any combination.

VisualEyes: Okülomotor Deney için Modüler Yazılım Sistemi

Eye movement studies have provided a strong foundation forming an understanding of how the brain acquires visual information in both the normal and ...

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Regulated endocytic trafficking is the central mechanism facilitating a variety of neuromodulatory events, by dynamically controlling receptor, ion channel, and transporter cell surface presentation on a minutes time scale.&#160;There is a broad diversity of mechanisms that control endocytic trafficking of individual proteins. Studies investigating the molecular underpinnings of trafficking have primarily relied upon surface biotinylation to quantitatively measure changes in membrane protein surface expression in response to exogenous stimuli and gene manipulation.&#160;However, this approach has been mainly limited to cultured cells, which may not faithfully reflect the physiologically relevant mechanisms at play in adult neurons.&#160;Moreover, cultured cell approaches may underestimate region-specific differences in trafficking mechanisms.&#160;Here, we describe an approach that extends cell surface biotinylation to the acute brain slice preparation.&#160;We demonstrate that this method provides a high-fidelity approach to measure rapid changes in membrane protein surface levels in adult neurons.&#160;This approach is likely to have broad utility in the field of neuronal endocytic trafficking.

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Neuronal membrane trafficking dynamically controls plasma membrane protein availability and significantly impacts neurotransmission.&#160;To date, it has been challenging to measure neuronal endocytic trafficking in adult neurons.&#160;Here, we describe a highly effective, quantitative method to measure rapid changes in surface protein expression ex vivo in acute brain slices.

Beyin Dilim Biyotinilasyonu: An<em&gt; Ex Vivo</emYetişkin Nöronlar Bölge özgü Plazma Membran Protein Ticaretiyle Tedbir&gt; Yaklaşım

Regulated endocytic trafficking is the central mechanism facilitating a variety of neuromodulatory events, by dynamically controlling receptor, ion ...

Interfacing 3D Engineered Neuronal Cultures to Micro-Electrode Arrays: An Innovative In Vitro Experimental Model

Currently, large-scale networks derived from dissociated neurons growing and developing in vitro on extracellular micro-transducer devices are the gold-standard experimental model to study basic neurophysiological mechanisms involved in the formation and maintenance of neuronal cell assemblies. However, in vitro studies have been limited to the recording of the electrophysiological activity generated by bi-dimensional (2D) neural networks. Nonetheless, given the intricate relationship between structure and dynamics, a significant improvement is necessary to investigate the formation and the developing dynamics of three-dimensional (3D) networks. In this work, a novel experimental platform in which 3D hippocampal or cortical networks are coupled to planar Micro-Electrode Arrays (MEAs) is presented. 3D networks are realized by seeding neurons in a scaffold constituted of glass microbeads (30-40 &#181;m in diameter) on which neurons are able to grow and form complex interconnected 3D assemblies. In this way, it is possible to design engineered 3D networks made up of 5-8 layers with an expected final cell density. The increasing complexity in the morphological organization of the 3D assembly induces an enhancement of the electrophysiological patterns displayed by this type of networks. Compared with the standard 2D networks, where highly stereotyped bursting activity emerges, the 3D structure alters the bursting activity in terms of duration and frequency, as well as it allows observation of more random spiking activity. In this sense, the developed 3D model more closely resembles in vivo neural networks.

Interfacing 3D Engineered Neuronal Cultures to Micro-Electrode Arrays: An Innovative In Vitro Experimental Model

In this work, a novel experimental model in which 3D neuronal cultures are coupled to planar Micro-Electrode Arrays (MEAs) is presented. 3D networks are built by seeding neurons in a scaffold made up of glass microbeads on which neurons grow and form interconnected 3D structures.

Mikro Elektrot Diziler 3D Engineered Nöronal Kültürler Arayüz: Yenilikçi<em&gt; İn Vitro</em&gt; Deneysel Model

Currently, large-scale networks derived from dissociated neurons growing and developing in vitro on extracellular micro-transducer devices are the ...

An Approach to Enhance Alignment and Myelination of Dorsal Root Ganglion Neurons

Axon regeneration is a chaotic process due largely to unorganized axon alignment. Therefore, in order for a sufficient number of regenerated axons to bridge the lesion site, properly organized axonal alignment is required. Since demyelination after nerve injury strongly impairs the conductive capacity of surviving axons, remyelination is critical for successful functioning of regenerated nerves. Previously, we demonstrated that mesenchymal stem cells (MSCs) aligned on a pre-stretch induced anisotropic surface because the cells can sense a larger effective stiffness in the stretched direction than in the perpendicular direction. We also showed that an anisotropic surface arising from a mechanical pre-stretched surface similarly affects alignment, as well as growth and myelination of axons. Here, we provide a detailed protocol for preparing a pre-stretched anisotropic surface, the isolation and culture of dorsal root ganglion (DRG) neurons on a pre-stretched surface, and show the myelination behavior of a co-culture of DRG neurons with Schwann cells (SCs) on a pre-stretched surface.

This protocol describes the isolation of dorsal root ganglion (DRG) neurons isolated from rats and the culture of DRG neurons on a static pre-stretched cell culture system to enhance axon alignment, with subsequent co-culture of Schwann Cells (SCs) to promote myelination.

Bir Yaklaşım sırt kök ganglion nöronlar hizalama ve myelinizasyondur Artırma

Axon regeneration is a chaotic process due largely to unorganized axon alignment. Therefore, in order for a sufficient number of regenerated axons to ...

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method described here enables the investigator to measure long-lasting (from minutes to hours) high-quality intracellular responses from single Drosophila R1-R6 photoreceptors and Large Monopolar Cells (LMCs) to light stimuli. Because the recording system has low noise, it can be used to study variability among individual cells in the fly eye, and how their outputs reflect the physical properties of the visual environment. We outline all key steps in performing this technique. The basic steps in constructing an appropriate electrophysiology set-up for recording, such as design and selection of the experimental equipment are described. We also explain how to prepare for recording by making appropriate (sharp) recording and (blunt) reference electrodes. Details are given on how to fix an intact fly in a bespoke fly-holder, prepare a small window in its eye and insert a recording electrode through this hole with minimal damage. We explain how to localize the center of a cell's receptive field, dark- or light-adapt the studied cell, and to record its voltage responses to dynamic light stimuli. Finally, we describe the criteria for stable normal recordings, show characteristic high-quality voltage responses of individual cells to different light stimuli, and briefly define how to quantify their signaling performance. Many aspects of the method are technically challenging and require practice and patience to master. But once learned and optimized for the investigator's experimental objectives, it grants outstanding in vivo neurophysiological data.

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Sharp microelectrodes enable accurate electrophysiological characterization of photoreceptor and visual interneuron output in living Drosophila. Here we show how to use this method to record high-quality voltage responses of individual cells to controlled light stimulation. This method is ideal for studying neural information processing in insect compound eyes.

Recording Hücre içi Gerilim Yanıtları için Elektrofizyolojik Yöntem<em&gt; Drosophila</em&gt; Işık Uyaranların için Fotoreseptörler ve internöronlar<em&gt; İn Vivo</em

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method ...

Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

Dissecting the neuronal and neuromuscular circuits that regulate behavior remains a major challenge in biology. The nematode Caenorhabditis elegans has proven to be an invaluable model organism in helping to tackle this challenge, from inspiring technological approaches,&#160;building the human brain connectome, to actually shedding light on the specific molecular drivers of basic functional patterns. The bulk of the behavioral studies in C. elegans have been performed on solid substrates. In liquid, animals exhibit behavioral patterns that include movement at a range of speeds in 3D, as well as partial body movements, such as a posterior curl without anterior shape change, which introduce new challenges for quantitation. The steps of a simple procedure, and use of a software that enables high-resolution analysis of C. elegans swim behavior, are presented here. The software, named CeleST, uses a specialized computer program that tracks multiple animals simultaneously and provides novel measures of C. elegans locomotion in liquid (swimming). The measures are mostly grounded in animal posture and based on mathematics used in computer vision and pattern recognition, without computational requirements for threshold cut-offs. The software tool can be used to both assess overall swimming prowess in hundreds of animals from combined small batch trials and to reveal novel phenotypes even in well-characterized genetic mutants. The preparation of specimens for analysis with CeleST is simple and low-tech, enabling wide adaptation by the scientific community. Use of the computational approach described here should therefore contribute to the greater understanding of behavior and behavioral circuits in the C. elegans model.

Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

An efficient and simple methodology for computer-based analysis of nematode swimming behavior in liquid is described. The method requires little to no investment for C. elegans laboratories. The hardware used is standard, and the computer software for the behavioral analysis (CeleST) is an open source one.

ve Otomatik Analizi<em&gt; C. elegans</emCelest Yazılım Kullanma&gt; Deniz Davranışı

Dissecting the neuronal and neuromuscular circuits that regulate behavior remains a major challenge in biology. The nematode Caenorhabditis elegans has ...

Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some disadvantages such as subjective data and the requirement of a skilled, experienced experimenter. To date, a variety of modifications have improved the von Frey method, but it still has a few limitations. Recent reports have suggested that gait analysis produces more accurate and objective data from the neuropathic animals. This protocol demonstrates how to perform the automated gait analysis to determine the degree of neuropathic pain in mice. After several days of acclimation, the mice were allowed to walk freely on the glass floor to illuminate footprints. Then, quantification of the footprints and gait were performed through video clips with automatic analysis of various walking parameters, such as area of paw print, swing time, angle of paw, etc.
The main purpose of this study is to describe the methodology of automated gait analysis and briefly compare it with data from the classical sensory test using von Frey filament.

The precise assessment of pain response in a neuropathic animal model is critical to investigate the pathophysiology of pain diseases and develop new analgesics. We present a sensitive and objective method to determine the sensory function of the rodent hind paw by an automated gait analysis system.

Kronik daralma Yaralanmalı farelerde otomatik yürüyüş analizi

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some ...

Identification of Dopamine D1-Alpha Receptor Within Rodent Nucleus Accumbens by an Innovative RNA In Situ Detection Technology

In the central nervous system, the D1-alpha subtype receptor (Drd1&#945;) is the most abundant dopamine (DA) receptor, which plays a vital role in regulating neuronal growth and development. However, the mechanisms underlying Drd1&#945; receptor abnormalities mediating behavioral responses and modulating working memory function are still unclear. Using a novel RNA in situ hybridization assay, the current study identified dopamine Drd1&#945; receptor and tyrosine hydroxylase (TH) RNA expression from DA-related circuitry in the nucleus accumbens (NAc) area and substantia nigra region (SNR), respectively. Drd1&#945; expression in the NAc shows a &#34;discrete dot&#34; staining pattern. Clear sex differences in Drd1&#945; expression were observed. In contrast, TH shows a &#34;clustered&#34; staining pattern. Regarding TH expression, female rats displayed a higher signal expression per cell relative to male animals. The methods presented here provide a novel in situ hybridization technique for investigating changes in dopamine system dysfunction during the progression of central nervous system diseases.

Identification of Dopamine D1-Alpha Receptor Within Rodent Nucleus Accumbens by an Innovative RNA In Situ Detection Technology

Identification of dopamine D1-alpha receptor in the nucleus accumbens is critical for clarifying D1 receptor dysfunction during a central nervous system disease. We performed a novel RNA in situ hybridization assay to visualize single RNA molecules in a specific brain area.

Dopamin D1-Alfa reseptör kemirgen Nucleus Accumbens bir yenilikçi RNA Situ içinde hafiye teknoloji tarafından içinde tanımlaması

In the central nervous system, the D1-alpha subtype receptor (Drd1&#945;) is the most abundant dopamine (DA) receptor, which plays a vital role in ...

An Alternative Approach to Study Primary Events in Neurodegeneration Using Ex Vivo Rat Brain Slices

Despite&#160;numerous studies that attempt to develop reliable animal models&#160;which reflecting the primary processes underlying neurodegeneration, very few have been widely accepted. Here, we propose&#160;a new procedure&#160;adapted from the well-known ex vivo brain slice technique, which offers a closer in vivo-like scenario than in vitro preparations, for investigating the early events triggering cell degeneration, as observed in Alzheimer&#39;s disease (AD). This variation consists of simple and easily reproducible steps, which enable preservation of the anatomical cytoarchitecture of the selected brain region and its local functionality in a physiological milieu. Different anatomical areas can be obtained from the same brain, providing the opportunity to perform multiple experiments with the treatments in question in a site-, dose-, and time-dependent manner. Potential limitations&#160;which could affect the outcomes related to this methodology are related to the conservation of the tissue, i.e., the maintenance of its anatomical integrity during the slicing and incubation steps and the section thickness, which can influence the biochemical and immunohistochemical analysis. This approach can be employed for different purposes, such as exploring molecular mechanisms involved in physiological or pathological conditions, drug screening, or dose-response assays. Finally, this protocol could also reduce the number of animals employed in behavioral studies. The application reported here has been recently described and tested for the first time on ex vivo rat brain slices containing the basal forebrain (BF), which is one of the cerebral regions primarily affected in AD. Specifically, it has been demonstrated that the administration of a toxic peptide derived from the C-terminus of acetylcholinesterase (AChE) could prompt an AD-like profile, triggering, along the antero-posterior axis of the BF, a differential expression of proteins altered in AD, such as the alpha7 nicotinic receptor (&#945;7-nAChR), phosphorylated Tau (p-Tau), and amyloid beta (A&#946;).

An Alternative Approach to Study Primary Events in Neurodegeneration Using Ex Vivo Rat Brain Slices

We present a method which can&#160;provide further insights into the early events underlying neurodegeneration and based on the established ex-vivo brain technique, combining the advantages of in vivo and in vitro experiments. Moreover, it represents a unique opportunity for direct comparison of treated and untreated group in the same anatomical plane.

Ateş Ex Vivo sıçan beyin dilimleri kullanarak birincil olayları incelemek için alternatif bir yaklaşım

Despite&#160;numerous studies that attempt to develop reliable animal models&#160;which reflecting the primary processes underlying neurodegeneration, ...