Name: using looming visual stimuli to evaluate mouse vision
Uploaded: 2019-06-13T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Using Looming Visual Stimuli to Evaluate Mouse Vision at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af NIH R01 EY028915 (TI) og RPB-tilskud.

Alle eksperimenter og dyrepasning blev gennemført i overensstemmelse med protokol godkendt af de institutionelle udvalg for dyrepasning og-brug på Wayne State University (protokol nr. 17-11-0399).
1. forberedelse af forsøget
<ol><li>Byg et rektangulært Open-lid kabinet til at huse musen under truende visuelle stimuli præsentation. Vi konstruerede en 40 cm x 50 cm x 33 cm kabinet ved hjælp af aluminium indramning og PVC-paneler (figur 1a, B...

<ol>
	<li>Enroth-Cugell, C., Robson, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+contrast+sensitivity+of+retinal+ganglion+cells+of+the+cat.">The contrast sensitivity of retinal ganglion cells of the cat.</a> The Journal of Physiology. 187 (3), 517-552 (1966).</li><li>Boycott, B. B., W&#228;ssle, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+morphological+types+of+ganglion+cells+of+the+domestic+cat's+retina.">The morphological types of ganglion cells of the domestic cat's retina.</a> The Journal of Physiology. 240 (2), 397-419 (1974).</li><li>Livingstone, M. S., Hubel, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Segregation+of+form,+color,+movement,+and+depth:+anatomy,+physiology,+and+perception.">Segregation of form, color, movement, and depth: anatomy, physiology, and perception.</a> Science. 240 (4853), 740-749 (1988).</li><li>Livingstone, M. S., Hubel, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psychophysical+evidence+for+separate+channels+for+the+perception+of+form,+color,+movement,+and+depth.">Psychophysical evidence for separate channels for the perception of form, color, movement, and depth.</a> The Journal of Neuroscience. 7 (11), 3416-3468 (1987).</li><li>W&#228;ssle, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parallel+processing+in+the+mammalian+retina.">Parallel processing in the mammalian retina.</a> Nature Reviews Neuroscience. 5 (10), 747-757 (2004).</li><li>Awatramani, G. B., Slaughter, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Origin+of+transient+and+sustained+responses+in+ganglion+cells+of+the+retina.">Origin of transient and sustained responses in ganglion cells of the retina.</a> The Journal of Neuroscience. 20 (18), 7087-7095 (2000).</li><li>Ghosh, K. K., Bujan, S., Haverkamp, S., Feigenspan, A., W&#228;ssle, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Types+of+bipolar+cells+in+the+mouse+retina.">Types of bipolar cells in the mouse retina.</a> The Journal of Comparative Neuroscience. 469 (1), 70-82 (2004).</li><li>W&#228;ssle, H., Puller, C., Muller, F., Haverkamp, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cone+contacts,+mosaics,+and+territories+of+bipolar+cells+in+the+mouse+retina.">Cone contacts, mosaics, and territories of bipolar cells in the mouse retina.</a> The Journal of Neuroscience. 29 (1), 106-117 (2009).</li><li>Helmstaedter, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Connectomic+reconstruction+of+the+inner+plexiform+layer+in+the+mouse+retina.">Connectomic reconstruction of the inner plexiform layer in the mouse retina.</a> Nature. 500 (7461), 168-174 (2013).</li><li>Shekhar, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+Classification+of+Retinal+Bipolar+Neurons+by+Single-Cell+Transcriptomics.">Comprehensive Classification of Retinal Bipolar Neurons by Single-Cell Transcriptomics.</a> Cell. 166 (5), 1308-1323 (2016).</li><li>Wu, S. M., Gao, F., Maple, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+architecture+of+synapses+in+the+inner+retina:+segregation+of+visual+signals+by+stratification+of+bipolar+cell+axon+terminals.">Functional architecture of synapses in the inner retina: segregation of visual signals by stratification of bipolar cell axon terminals.</a> The Journal of Neuroscience. 20 (12), 4462-4470 (2000).</li><li>Sun, W., Li, N., He, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+morphological+survey+of+mouse+retinal+ganglion+cells.">Large-scale morphological survey of mouse retinal ganglion cells.</a> The Journal of Comparative Neuroscience. 451 (2), 115-126 (2002).</li><li>Volgyi, B., Chheda, S., Bloomfield, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tracer+coupling+patterns+of+the+ganglion+cell+subtypes+in+the+mouse+retina.">Tracer coupling patterns of the ganglion cell subtypes in the mouse retina.</a> The Journal of Comparative Neuroscience. 512 (5), 664-687 (2009).</li><li>Kong, J. H., Fish, D. R., Rockhill, R. L., Masland, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diversity+of+ganglion+cells+in+the+mouse+retina:+Unsupervised+morphological+classification+and+its+limits.">Diversity of ganglion cells in the mouse retina: Unsupervised morphological classification and its limits.</a> The Journal of Comparative Neuroscience. 489 (3), 293-310 (2005).</li><li>Sumbul, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genetic+and+computational+approach+to+structurally+classify+neuronal+types.">A genetic and computational approach to structurally classify neuronal types.</a> Nature Communications. 5, 3512 (2014).</li><li>Baden, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+functional+diversity+of+retinal+ganglion+cells+in+the+mouse.">The functional diversity of retinal ganglion cells in the mouse.</a> Nature. 529 (7586), 345-350 (2016).</li><li>Lindstrom, S. H., Ryan, D. G., Shi, J., DeVries, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kainate+receptor+subunit+diversity+underlying+response+diversity+in+retinal+Off+bipolar+cells.">Kainate receptor subunit diversity underlying response diversity in retinal Off bipolar cells.</a> The Journal of Physiology. 592, 1457-1477 (2014).</li><li>Euler, T., Haverkamp, S., Schubert, T., Baden, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+bipolar+cells:+elementary+building+blocks+of+vision.">Retinal bipolar cells: elementary building blocks of vision.</a> Nature Reviews Neuroscience. 15 (8), 507-519 (2014).</li><li>Yoshida, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+key+role+of+starburst+amacrine+cells+in+originating+retinal+directional+selectivity+and+optokinetic+eye+movement.">A key role of starburst amacrine cells in originating retinal directional selectivity and optokinetic eye movement.</a> Neuron. 30 (3), 771-780 (2001).</li><li>Pearson, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restoration+of+vision+after+transplantation+of+photoreceptors.">Restoration of vision after transplantation of photoreceptors.</a> Nature. 485 (7396), 99-103 (2012).</li><li>Saszik, S. M., Robson, J. G., Frishman, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+scotopic+threshold+response+of+the+dark-adapted+electroretinogram+of+the+mouse.">The scotopic threshold response of the dark-adapted electroretinogram of the mouse.</a> The Journal of Physiology. 543, 899-916 (2002).</li><li>Reuter, J. H., Sanyal, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+degeneration+of+retina+in+rds+mutant+mice:+the+electroretinogram.">Development and degeneration of retina in rds mutant mice: the electroretinogram.</a> Neuroscience Letters. 48 (2), 231-237 (1984).</li><li>Woodward, W. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isoflurane+is+an+effective+alternative+to+ketamine/xylazine/acepromazine+as+an+anesthetic+agent+for+the+mouse+electroretinogram.">Isoflurane is an effective alternative to ketamine/xylazine/acepromazine as an anesthetic agent for the mouse electroretinogram.</a> Documenta Ophthalmologica. 115 (3), 187-201 (2007).</li><li>Cahill, H., Nathans, J. <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+reflex+as+a+tool+for+quantitative+analyses+of+nervous+system+function+in+mice:+application+to+genetic+and+drug-induced+variation.">The optokinetic reflex as a tool for quantitative analyses of nervous system function in mice: application to genetic and drug-induced variation.</a> PLoS One. 3 (4), 2055 (2008).</li><li>Prusky, G. T., Alam, N. M., Beekman, S., Douglas, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+quantification+of+adult+and+developing+mouse+spatial+vision+using+a+virtual+optomotor+system.">Rapid quantification of adult and developing mouse spatial vision using a virtual optomotor system.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 45 (12), 4611-4616 (2004).</li><li>Lu, Q., Ganjawala, T. H., Hattar, S., Abrams, G. W., Pan, Z. 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+Robust+Optomotor+Assay+for+Assessing+the+Efficacy+of+Optogenetic+Tools+for+Vision+Restoration.">A Robust Optomotor Assay for Assessing the Efficacy of Optogenetic Tools for Vision Restoration.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 59 (3), 1288-1294 (2018).</li><li>Xue, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Melanopsin+signalling+in+mammalian+iris+and+retina.">Melanopsin signalling in mammalian iris and retina.</a> Nature. 479 (7371), 67-73 (2011).</li><li>Yilmaz, M., Meister, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+innate+defensive+responses+of+mice+to+looming+visual+stimuli.">Rapid innate defensive responses of mice to looming visual stimuli.</a> Current Biology. 23 (20), 2011-2015 (2013).</li><li>De Franceschi, G., Vivattanasarn, T., Saleem, A. B., Solomon, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vision+Guides+Selection+of+Freeze+or+Flight+Defense+Strategies+in+Mice.">Vision Guides Selection of Freeze or Flight Defense Strategies in Mice.</a> Current Biology. 26 (16), 2150-2154 (2016).</li><li>Temizer, I., Donovan, J. C., Baier, H., Semmelhack, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Visual+Pathway+for+Looming-Evoked+Escape+in+Larval+Zebrafish.">A Visual Pathway for Looming-Evoked Escape in Larval Zebrafish.</a> Current Biology. 25 (14), 1823-1834 (2015).</li><li>Guest, B. B., Gray, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+of+a+looming-sensitive+neuron+to+compound+and+paired+object+approaches.">Responses of a looming-sensitive neuron to compound and paired object approaches.</a> Journal of Neurophysiology. 95 (3), 1428-1441 (2006).</li><li>McMillan, G. A., Gray, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+looming-sensitive+pathway+responds+to+changes+in+the+trajectory+of+object+motion.">A looming-sensitive pathway responds to changes in the trajectory of object motion.</a> Journal of Neurophysiology. 108 (4), 1052-1068 (2012).</li><li>Vagnoni, E., Lourenco, S. F., Longo, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Threat+modulates+neural+responses+to+looming+visual+stimuli.">Threat modulates neural responses to looming visual stimuli.</a> Eur The Journal of Neuroscience. 42 (5), 2190-2202 (2015).</li><li>Coker-Appiah, D. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Looming+animate+and+inanimate+threats:+the+response+of+the+amygdala+and+periaqueductal+gray.">Looming animate and inanimate threats: the response of the amygdala and periaqueductal gray.</a> Social Neuroscience. 8 (6), 621-630 (2013).</li><li>Tyll, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+basis+of+multisensory+looming+signals.">Neural basis of multisensory looming signals.</a> Neuroimage. 65, 13-22 (2013).</li><li>Wei, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+of+visually+evoked+innate+fear+by+a+non-canonical+thalamic+pathway.">Processing of visually evoked innate fear by a non-canonical thalamic pathway.</a> Nature Communications. 6, 6756 (2015).</li><li>Shang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Divergent+midbrain+circuits+orchestrate+escape+and+freezing+responses+to+looming+stimuli+in+mice.">Divergent midbrain circuits orchestrate escape and freezing responses to looming stimuli in mice.</a> Nature Communications. 9 (1), 1232 (2018).</li><li>Salay, L. D., Ishiko, N., Huberman, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+midline+thalamic+circuit+determines+reactions+to+visual+threat.">A midline thalamic circuit determines reactions to visual threat.</a> Nature. 557 (7704), 183-189 (2018).</li><li>Vale, R., Evans, D., Branco, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Behavioral+Assay+for+Investigating+the+Role+of+Spatial+Memory+During+Instinctive+Defense+in+Mice.">A Behavioral Assay for Investigating the Role of Spatial Memory During Instinctive Defense in Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (137), 56988 (2018).</li><li>Tungtur, S. K., Nishimune, N., Radel, J., Nishimune, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+Behavior+Tracker:+An+economical+method+for+tracking+behavior+in+home+cages.">Mouse Behavior Tracker: An economical method for tracking behavior in home cages.</a> Biotechniques. 63 (5), 215-220 (2017).</li></ol>

Med de truende visuelle stimuli system, et flertal (97%) af raske øjen-mus viste flyvning respons. En af 29 mus viste ikke en oplagt flyvning respons. Men musen gik mod kuplen og forblev i nærheden af det, indtil truende forsvandt, hvilket indikerer, at musen var mindst forsigtige, da de truende stimuli opstod. Derfor, de truende stimuli konsekvent fremkaldte medfødte frygt svar i sunde øjne mus. På den anden side viste tre blinde mus ingen reaktioner på de truende (foreløbige resultater). Tilsammen viser vi, at d...

Det visuelle system starter på nethinden, hvor visuelle signaler er fanget af fotografer, kanaliseret til bipolar celler (2nd-Order neuroner), og endelig gået til ganglion celler (3Rd-Order neuroner). Nethinde 2nd-og 3Rd-orden neuroner menes at danne flere neurale veje, der formidler særlige aspekter af visuel signalering såsom farve, bevægelse, eller form. Disse forskellige visuelle funktioner videresendes til den laterale geniculate kerne og den visuelle cortex. I modsætning hertil sendes visuelle signaler, der fører til øjenbevægelser, til den overlegne colliculus. Klassisk, to Retino-kortikale veje er blevet identificeret: den magnocellulære og parvocellulære veje. Disse veje indkode bevægelige og stationære objekter, henholdsvis, og deres eksistens legemliggør det grundlæggende begreb parallel behandling1,2,3,4,5, 6. det er For nylig, mere end 15 typer af bipolarceller 7,8,9,10,11 og ganglionceller 12,13,14 ,15,16 er blevet rapporteret i nethinden af mange arter, herunder primat Retina. Disse celler er kendetegnet ikke kun af morfologiske aspekter, men også af udtrykket af særskilte markører og gener8,10,17,18, tyder på, at forskellige funktioner i visuelle signaler behandles parallelt, hvilket er mere kompliceret end oprindeligt forudset.
Cellulære og molekylære teknologier har bidraget til vores forståelse af visuel behandling og potentielle sygdomsmekanismer, der kan opstå som følge af afvigende visuel behandling. En sådan forståelse kan bidrage til udviklingen af kunstige øjne. Selvom cellulære undersøgelser og analyser tilbyder dybdegående viden på celleniveau, vil en kombination af adfærdsmæssige eksperimenter og cellulære eksperimenter i væsentlig grad forøge vores nuværende forståelse af minuttal visuelle processer. For eksempel, Yoshida et al.19 fundet, at starburst amacrine celler er de vigtigste neuroner for bevægelsesdetektering i mus nethinden. Efter cellulære eksperimenter udførte de optokinetic Nystagmus (OKN) adfærds eksperiment for at vise, at mutante mus, hvor starburst-amacrine celler var dysfunktionelle, ikke reagerede på bevægelige genstande og derved bekræftede deres cellulære Undersøgelser. Derudover udførte Pearson et al.20 foto receptor transplantation i muse nethinden for at genskabe synet i syge mus. De gennemførte ikke kun cellulære eksperimenter, men også målte musens opførsel gennem brug af optomotor respons optagelser og vand-labyrint opgaver og dermed tillod Pearson et al. at kontrollere, at transplanterede fotografer restaurerede synet i det tidligere blinde Mus. Taget sammen, adfærdsmæssige eksperimenter er stærke værktøjer til at vurdere musens vision.
Der findes flere metoder til måling af musens udsyn. Disse metoder har fordele og begrænsninger. In vivo forsyner ERG med oplysninger om, hvorvidt muse nethinden, især fotografer og ON bipolar celler, reagerer hensigtsmæssigt på lysstimuli. ERG kan testes enten under scotopic eller Fotopisk betingelser21,22. ERG kræver dog anæstesi, hvilket kan påvirke udgangs målingen23. Den optokinetiske refleks (OKR) eller optomotor respons (OMR) er en robust metode til at vurdere kontrast følsomhed og rumlig opløsning, begge funktionelle komponenter i mus vision. OKR kræver dog operation for at vedhæfte en fikserings anordning til musens kraniet24. OMR kræver hverken kirurgi eller mus træning; Det kræver dog undervisning, at en eksperimentatoren subjektivt kan detektere diskrete muse hoved bevægelser som reaktion på en bevægende rist i en optisk tromle 25,26. Elev lysrefleks måler elev konstriktion som reaktion på lysstimuli, som ikke kræver anæstesi og udviser objektiv og robust respons 19. Selv om elev refleksen simulerer nethinde lysinrespons in vivo, medieres refleks hovedsageligt af de iboende lysfølsomme nethinde ganglion celler (ipRGCs) 27. Fordi ipRGCs repræsenterer et lille mindretal af Rgc'er og ikke tjener som konventionelle Billeddannende ganglion celler, denne måling ikke giver oplysninger vedrørende de fleste ganglion celler.
Det truende lyseksperiment er ikke tidligere blevet betragtet som en større test til måling af musens udsyn. Men det er også en robust og pålidelig vision test på tværs af forskellige arter, såsom mus28,29,: zebrafisk30, Locust31,32, og human33,34, 35. vigtigt, det truende eksperiment er en af kun et par metoder til at teste den Billeddannende vej-det er ikke en refleks pathway-i betragtning af de visuelle og limbiske systemer i centralnervesystemet er involveret i dette kredsløb36, 37af38. Vi har etableret en truende visuel stimulus-system og har vist sin evne til at fremkalde bevægelsesdetektering i musen, som vi bruger som en proxy til at vurdere beskadigelser af mus visuelle system.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1349px;" width="1350">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:299px;">10.1&#34; monitor (2&#176; display)</td>
			<td style="width:148px;">Elecrow</td>
			<td style="width:903px;">Elecrow 10.1 Inch Raspberry Pi 1920x1080p Resolution Display</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">14&#34; Business Class Laptop 5490</td>
			<td>Dell</td>
			<td>84 / rcrc961481-4860836</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">20&#34; x 50&#34; Absorbant Liners</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AL2050</td>
			<td>works well to protect floor of arena, could use any type of liner</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">21.5&#34; monitor (1&#176; display)</td>
			<td>Acer</td>
			<td>Acer R221Q bid 21.5-inch IPS Full HD Display</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CCD Camera</td>
			<td>Lumenera Corporation</td>
			<td>Infiniyy3S-1UR</td>
			<td>excellent for behavioral studies due to high fps rate (60 fps)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Enclosure (alminum frames and PVC panels)</td>
			<td>80/20 Inc.</td>
			<td>4x cat.#9010, 4x cat.#9005, 1x cat.#9000, 5x cat.#65-2616</td>
			<td>excellent, used quick build tab to find PVC, joints, and frame</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-032-601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Excel Spreadsheet Software</td>
			<td>Microsoft Office</td>
			<td></td>
			<td>user friendly and widespread knowledge of Microsoft Office software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Freearm</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>used to mount camera to the table, could use any mountable extendable arm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ImagePro Premiere 3D</td>
			<td>Media Cybernetics</td>
			<td>version 9.3</td>
			<td>good program, could use some updating with the automated tracking feature</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Matlab software (Psychotoolbox 3)</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>Matlab R2018b 64-bit (9.5.0.944444)</td>
			<td>excellent software to generate pattern stimuli of any conditions</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SteamPix sorftware</td>
			<td>Norpix</td>
			<td>StreamPix 7 64-bit Single Camera</td>
			<td>works well, a few problems with frame dropping but good customer service</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">WD My Book External Hard Drive</td>
			<td>Western Digital</td>
			<td>WDBBGB0080HBK hard drive 8 TB USB 3.0</td>
			<td>necessary if using .avi files with no compression codec due to large size of files</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Wide angle lens</td>
			<td>Navitar</td>
			<td>NMV-5M23</td>
			<td>excellent and necessary to capture entire arena</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using looming visual stimuli to evaluate mouse vision

Det visuelle system i det centrale nervesystem behandler forskellige visuelle signaler. Selv om den overordnede struktur er blevet karakteriseret fra nethinden gennem lateral geniculate kerne til den visuelle cortex, systemet er komplekst. Der er udført cellulære og molekylære undersøgelser for at belyse de mekanismer, der understøtter visuel behandling og i forlængelse heraf sygdomsmekanismer. Disse undersøgelser kan bidrage til udviklingen af kunstige visuelle systemer. For at validere resultaterne af disse undersøgelser, adfærdsmæssige vision test er nødvendig. Her viser vi, at det truende stimulerings eksperiment er en pålidelig muse Visions test, der kræver en relativt enkel opsætning. Det truende eksperiment blev udført i et stort kabinet med et læ i et hjørne og en computerskærm placeret på loftet. Et CCD-kamera placeret ved siden af computerskærmen tjente til at observere musens opførsel. En mus blev anbragt i kabinettet i 10 minutter og fik lov til at acclimere til og udforske omgivelserne. Derefter, skærmen forventede en program-afledt truende stimulus 10 gange. Musen reagerede på stimuli enten ved frysning eller ved at flygte til skjulested. Musens opførsel før og efter de truende stimuli blev indspillet, og videoen blev analyseret ved hjælp af motion tracking software. Hastigheden af musen bevægelse væsentligt ændret sig efter de truende stimuli. I modsætning hertil blev der ikke observeret nogen reaktion hos blinde mus. Vores resultater viser, at den simple truende eksperiment er en pålidelig test af mus vision.

En mus med sunde øjne blev placeret i kabinettet og lov til at akklimere i 10 min. Arenaen med monitoren på loftet blev holdt under mesopiske lysforhold (7 x 105 fotoner/μm2/s). Under akklimatiserings perioden udforskede musen rummet og fandt den uigennemsigtige kuppel som et tilflugtssted. Når musen flyttede væk fra tilflugtsstedet, videooptagelse startede, efterfulgt af indledningen af den visuelle stimulus. Som reaktion på den truende stimulus løb de fleste mus ind i kuplen (flyvning respo...

Watch this Scientific Journal Video about Using Looming Visual Stimuli to Evaluate Mouse Vision at JoVE.com

Using Looming Visual Stimuli to Evaluate Mouse Vision

For at undersøge musens udsyn gennemførte vi en truende test. Mus blev placeret i en stor firkantet Arena med en skærm på loftet. Den truende visuelle stimulus konsekvent fremkaldte frysning eller flyvning reaktioner i mus.

Brug af truende visuelle stimuli til at evaluere musens vision

The visual system in the central nervous system processes diverse visual signals. Although the overall structure has been characterized from the retina ...

Vores protokol er en visionstest for mus. Den er både robust og nem at replikere. Mens mange mus vision tests er tilgængelige, den truende eksperiment er en af et par metoder til at teste billedet danner vej, som ikke er en visuel refleks vej.Mens mange andre visuelle adfærd assay kræver omfattende uddannelse i dyrekirurgi, den truende teknik kræver lidt eksperimentel træning. Begynd med at konstruere en rektangulær åbent låg kabinet ved hjælp af aluminium indramning og PVC-paneler til at huse musen under truende visuelle stimuli præsentation. Læg et ark papir til at dække hele gulvet i kabinettet for at sikre nem oprydning mellem forsøg.Derefter tilføje en uigennemsigtig husly i et hjørne af kabinettet med en indgang mod midten af arenaen for nem indgang og udgang. Fastgør et kamera med et vidvinkelobjektiv til et bordmonteret stativ ved siden af kabinettet for at opfange musens adfærd. Derefter skal du konfigurere en computerskærm oven på kabinettet.Forbered et truende mønster ved hjælp af eksperimentel software til at kode for en ekspanderende sort cirkel. Indstil stimulus til at begynde i den visuelle vinkel på to grader og udvide til 50 grader over 250 millisekunder og indstille koden til at gentage stimulus 10 gange med et interval på et sekund. Begynd med at vælge en mus til eksperimentet samt tre blinde mus for at sikre, at reaktionen på truende stimulus virkelig var en visuelt styret adfærd.Placer den sunde mus i kabinettet og lad den frit udforske omgivelserne i syv til 15 minutter før stimulus debut. 10 sekunder før stimuleringen skal du starte videooptagelsen på kameraet. Når musen er væk fra beskyttelsesrummet og bevæger sig frit i den åbne arena, skal du starte den truende visuelle stimuli.Endelig overføre musen tilbage til sin oprindelige bur. Rengør kabinettet til den næste mus ved at sprøjte væggene og tilflugt med 70% ethanol og tørre det ned og erstatte papirgulv liner, hvis snavset. Flyt tilflugten til det samme oprindelige sted, hvis det flyttes under flytning af dyr og rengøring af indhegninger.På computeren skal du gemme videoklippet for hver mus i AVI-format uden filkomprimering for at sikre, at der ikke opstår tab af data under overførslen til analysesoftwaren. Brug derefter analysesoftware til at spore dyrets bevægelse rundt i arenaen før, under og efter stimuluspræsentation. Beregn hastigheden og afstanden af musen fra tilflugtsstedet.Hvis billedet af arenaen er forvrænget på grund af videovinklen, skal du rette x- og y-koordinationen før beregningen. Endelig sammenligne parametrene før og efter truende stimulus debut at bestemme, hvordan musen reagerede på stimuli. Enten ved frysning, flygter, eller viser ingen ændring i adfærd.Optagne videoklip blev analyseret ved hjælp af en kommerciel analysesoftware med en manuel sporingsfunktion. Ved hjælp af sporingsfunktionen blev musens position identificeret i hvert billede af videoen før, under og efter den truende stimuli. Når flyvningen fandt sted, hastigheden brat steget, og afstanden til husly reduceret i overensstemmelse hermed.I modsætning hertil var hastigheden nær nul millimeter i sekundet, når mus frøs. Hastigheden blev reduceret i forhold til kontrollen før truende og afstanden til kuplen ikke ændre sig i denne periode. Det er vigtigt at huske at få en baseline af bevægelse før stimulus debut eller en kvantitativ reaktion på stimulus kan ikke bestemmes.Det er vigtigt at gennemføre flere test for nøjagtig vision evaluering. Pupil lys refleks er en almindeligt anvendt metode, som sikrer, at musen har sunde øjne. Mekanismen med truende reaktion er ikke fuldt forstået.Denne teknik kan give mulighed for at udforske mekanismer til at flytte objekt anerkendelse og frygt svar for neuroforskere.

Research

JoVE Journal

Behavior

Using Eye Movements to Evaluate the Cognitive Processes Involved in Text Comprehension

Brug af øjenbevægelser til at evaluere de kognitive processer, der er involveret i tekstforståelse

The present article describes how to use eye  tracking methodologies to study the cognitive processes involved in text  comprehension. Measuring eye ...

Irrelevant Stimuli and Action Control: Analyzing the Influence of Ignored Stimuli via the Distractor-Response Binding Paradigm

Irrelevante stimuli fra og Action Control: Analysere Indflydelse Ignorerede Stimuli via distraktoren-respons Bindende Paradigm

Selection tasks in which simple stimuli (e.g. letters) are presented and a target stimulus has to be selected against one or more distractor stimuli are ...

Methods to Test Visual Attention Online

Metoder til Test Visual Attention Online

Online data collection methods have particular appeal to behavioral scientists because they offer the promise of much larger and much more representative ...

Recording Mouse Ultrasonic Vocalizations to Evaluate Social Communication

Optagelse Mouse Ultrasonic vocalizations at vurdere Social Kommunikation

Mice emit ultrasonic vocalizations in different contexts throughout development and in adulthood. These vocal signals are now currently used as proxies ...

A Method to Quantify Visual Information Processing in Children Using Eye Tracking

En metode til at kvantificere Visual Information Processing hos børn Brug Eye Tracking

Visual problems that occur early in life can have major impact on a child's development. Without verbal communication and only based on observational ...

Implantation and Recording of Wireless Electroretinogram and Visual Evoked Potential in Conscious Rats

Implantation og Registrering af Wireless elektroretinogrammet og visuelt fremkaldt potentiale i vågne rotter

The full-field electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are useful tools to assess retinal and visual pathway integrity in both ...

Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation

Ved hjælp af en Split-bælte løbebånd at evaluere generalisering af menneskelige bevægeapparatet tilpasning

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. ...

Using the Visual World Paradigm to Study Sentence Comprehension in Mandarin-Speaking Children with Autism

Ved hjælp af visuelle verden paradigme at studere sætning forståelse i Mandarin-talende børn med autisme

Sentence comprehension relies on the ability to rapidly integrate different types of linguistic and non-linguistic information. However, there is ...

Multi-Modal Signals for Analyzing Pain Responses to Thermal and Electrical Stimuli

Multimodale signaler til at analysere smerte reaktioner på termiske og elektriske Stimuli

The assessment of pain relies mostly on methods that require a person to communicate. However, for people with cognitive and verbal impairments, existing ...

Integrating Visual Psychophysical Assays within a Y-Maze to Isolate the Role that Visual Features Play in Navigational Decisions

Integrering af visuelle psykofysiske assays i en Y-labyrint for at isolere den rolle, som visuelle funktioner spiller i navigationsbeslutninger

Collective animal behavior arises from individual motivations and social interactions that are critical for individual fitness. Fish have long inspired ...