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

עבודה זו נתמכת על-ידי NIH R01 EY028915 (TI) ומענקי RPB.

כל הניסויים והטיפול בבעלי החיים נערכו בהתאם לפרוטוקול שאושר על ידי הטיפול בבעלי חיים מוסדיים וועדות השימוש באוניברסיטת ויין סטייט (פרוטוקול מס ' 17-11-0399).
1. הכנה לניסוי
<ol><li>לבנות מתחם מכסה מלבני פתוח לבית העכבר במהלך המצגת גירויים חזותיים מתנשא. בנינו 40 ס"מ x 50 ס"מ x 33 ס מ מארז ?...

<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>

עם מערכת גירויים חזותיים מתנשא, רוב (97%) של עכברי עיניים בריאים הראו תגובת טיסה. אחד מתוך 29 עכברים לא הראה תגובת טיסה ברורה. עם זאת, העכבר הלך לכיוון הכיפה ונשאר בקרבתה עד שהוא נעלם והצביע על כך שהעכבר היה לפחות זהיר כאשר הגירוי המאיים התרחש. לכן, הגירויים המאיימת בעקביות מעורר תגובות פחד מול?...

המערכת החזותית מתחיל הרשתית, שם אותות חזותיים נלכדים על ידי photoreceptors, מועבר לתאים דוקוטבית (2 הסדר נוירונים), ולבסוף עבר גנגליון תאים(3 ההזמנה הנוירונים). ברשתית2 ו-3הנוירונים הזמנה הסדר הם חשבו ליצור מסלולים עצביים מרובים המעבירות היבטים מסוימים של איתות חזותי כגון צבע, תנועה, או צורה. המאפיינים החזותיים המגוונים הללו מועבר לגרעין הג הצדדי ולקליפת הראיה. לעומת זאת, אותות חזותיים המובילים לתנועת העין נשלחים אל הקולקולוס המעולה. באופן קלאסי, שני מסלולים retino-קורטיקליים זוהו: ממגנהסלולר והמסלולים הפרוקתאיים. מסלולים אלה לקודד אובייקטים נעים ונייח, בהתאמה, והקיום שלהם ממחיש את המושג הבסיסי של עיבוד מקבילי1,2,3,4,5, . שישה מטרים לאחרונה, יותר מ 15 סוגים של תאים דו קוטבית7,8,9,10,11 ו גנגליון תאים12,13,14 ,15,16 דווחו ברשתית של מינים רבים, כולל הפרימטים רשתית. תאים אלה מובחנת לא רק על ידי היבטים מורפולוגיים, אלא גם על ידי ביטוי של סמנים וגנים ברורים8,10,17,18, הרומז כי תכונות שונות של אותות חזותיים מעובדים במקביל, שהוא מורכב יותר מהצפוי במקור.
טכנולוגיות סלולריות ומולקולריות תרמו להבנת העיבוד החזותי ומנגנוני המחלה הפוטנציאליים העשויים לנבוע מעיבוד חזותי חריג. הבנה כזו עשויה לתרום להתפתחות של עיניים מלאכותיות. למרות שבדיקות וניתוחים סלולריים מציעים ידע מעמיק במישור הסלולר, שילוב של ניסויים התנהגותיים וניסויים סלולאריים מחזק את ההבנה הנוכחית שלנו לגבי תהליכים חזותיים בדקה. לדוגמה, יושידה et al.19 מצאו כי בתאי אמקרין כוכב הם הנוירונים מפתח לזיהוי תנועה ברשתית העכבר. בעקבות ניסויים סלולריים, הם ביצעו את הניסוי התנהגותי אלקטרואופטיקה (okn) כדי להראות כי עכברים מוטציה שבה תאים אמקרין כוכב היו מתפקדות לא הגיבו להעברת חפצים, ובכך מאשרת הסלולר שלהם חקירות. בנוסף, פירסון ואח '20 ביצע תא קולט אור השתלת עכבר הרשתית כדי לשחזר את החזון של עכברים חולים. הם ניהלו לא רק ניסויים סלולריים, אלא גם מדדו התנהגות העכבר באמצעות שימוש בהקלטות התגובה optomotor ומים מבוך משימות ובכך מאפשר פירסון et al. כדי לוודא כי photoreceptors מושתלים שוחזר חזון בעבר עיוור עכברים. ניסויים התנהגותיים הם כלים חזקים להערכת ראיית העכבר.
שיטות מרובות זמינות למדידת ראיית העכבר. לשיטות אלה יש יתרונות ומגבלות. ב vivo ERG מספק מידע על האם העכבר רשתית, במיוחד photoreceptors ו על תאים דו קוטבית, כראוי מגיב גירויים אור. Erg ניתן לבדוק גם תחת התנאים scotopic או photopic21,22. עם זאת, ERG דורש הרדמה, אשר עשוי להשפיע על מדידת פלט23. תגובת אופקינטית (OKR) או optomotor תגובה (OMR) היא שיטה איתנה להערכת רגישות הניגודיות ואת הרזולוציה המרחבית, שני רכיבים פונקציונליים של ראיית העכבר. עם זאת, OKR דורש ניתוח כדי לצרף מכשיר קיבוע לגולגולת העכבר24. OMR דורש לא ניתוח או הכשרה של העכבר; עם זאת, היא דורשת הכשרה כדי לאפשר לניסויים לסובייקטיבי לזהות תנועות ראש מעודן של העכבר בתגובה לפומפיה מעוברת בתוף אופטי 25,26. רפלקס אור האישון מודד את האישון בתגובה לגירויים באור, שאינו דורש הרדמה ומוצגים מטרות ותגובות חזקות 19. למרות רפלקס האישון מדמה תגובת האור ברשתית ב vivo, הרפלקס הוא מתווכת בעיקר על ידי התאים הרשתית מיסודה להיות הריליון ושוב (ipRGCs) 27. מכיוון ipRGCs מייצגים מיעוט קטן של RGCs ואינם משמשים כמו התמונה המקובלת היוצרים תאים גנגליון, מדידה זו אינה מספקת מידע המתייחס לרוב התאים גנגליון.
ניסוי האור המאיים לא נחשב בעבר בדיקה מרכזית למדידת ראיית העכבר. עם זאת, הוא גם מבחן ראייה חזקה ואמינה על פני מינים שונים, כגון עכבר28,29, דג זברה30, ארבה31,32, ו אדם33,34, 35. חשוב ביותר, הניסוי המאיים הוא אחד רק כמה שיטות כדי לבדוק את השביל ליצור את התמונה-זה לא מסלול רפלקס-נתן את המערכת החזותית והלימבית במערכת העצבים המרכזית מעורבים במעגל הזה36, 37,38. הקמנו מערכת מתנשא הגירוי חזותי הוכיחו את יכולתה לעורר זיהוי תנועה בעכבר, אשר אנו משתמשים כמו פרוקסי כדי להעריך את חוסר הלחות של המערכת החזותית של העכבר.

<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

המערכת החזותית במערכת העצבים המרכזית מעבדת אותות חזותיים מגוונים. למרות המבנה הכללי התאפיין הרשתית דרך הגרעין הגנוקה לרוחב לקליפת הראייה, המערכת היא מורכבת. מחקרים סלולאריים ומולקולריים נערכו כדי להבהיר את המנגנונים המכחולים את העיבוד החזותי, ובאמצעות הרחבה, מנגנוני המחלה. מחקרים אלה עשויים לתרום לפיתוח מערכות חזותיות מלאכותיות. כדי לאמת את התוצאות של מחקרים אלה, בדיקות ראייה התנהגותית היא הכרחית. כאן, אנו מראים כי ניסוי גירוי מתנשא הוא מבחן ראייה בעכבר אמין כי דורש התקנה פשוטה יחסית. הניסוי המאיים נערך במתחם גדול עם מקלט בפינה אחת ומוניטור מחשב הממוקם על התקרה. מצלמת CCD המוצבת ליד צג המחשב שימשה להתבונן בהתנהגות העכבר. העכבר הוצב במתחם במשך 10 דקות ומותר לעשות האקלים ולחקור את הסביבה. לאחר מכן, הצג הקרין הגירוי הנגזר התוכנית הנובעת 10 פעמים. העכבר הגיב לגירויים או בהקפאה או בבריחה למקום המסתור. התנהגותו של העכבר לפני ואחרי הגירוי מתנשא הוקלט, והווידאו נותחו באמצעות תוכנת מעקב אחר תנועה. המהירות של תנועת העכבר השתנתה באופן משמעותי לאחר הגירוי המאיים. לעומת זאת, לא נצפתה שום תגובה בעכברים עיוורים. התוצאות שלנו להפגין כי הניסוי מתנשא פשוט הוא מבחן אמין של ראיית העכבר.

עכבר עם עיניים בריאות הוצב במתחם ומותר התאקלם עבור 10 דקות. הזירה עם הצג על התקרה נשמר תחת תנאי אור mesopic (7 x 105 פוטונים/μm2/s). בתקופת הסתגלות, העכבר חקר את החלל ומצא את הכיפה האטומה כמקלט. כאשר העכבר עזב את המקלט, לכידת וידאו התחיל, ואחריו ייזום של גירוי חזותי. בתגובה הגירוי מתנשא, רוב ...

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

, כדי לבחון את ראיית העכבר. ערכנו מבחן מתנשא עכברים הוצבו בזירה מרובעת גדולה עם צג על התקרה שלו. הגירוי החזותי מתנשא בעקביות עורר הקפאת או תגובות הטיסה בעכברים.

באמצעות גירויים חזותיים מתנשא להערכת חזון העכבר

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

הפרוטוקול שלנו הוא בדיקת ראייה לעכברים. זה גם חזק וגם קל לשכפל. בעוד בדיקות ראיית עכבר רבות זמינות, הניסוי המתקרב הוא אחת מכמה שיטות כדי לבדוק את התמונה להרכיב מסלול, וזה לא מסלול רפלקס חזותי.בעוד שהתנהגות חזותית רבים אחרים דורשים הכשרה מקיפה בניתוחים בבעלי חיים, הטכניקה המתנשאת דורשת הכשרה ניסיונית מועטה. התחל בבניית מארז מכסה פתוח מלבני באמצעות מסגור אלומיניום ולוחות PVC כדי לשכן את העכבר במהלך הצגת גירויים חזותיים מתנשאים. הניחו דף נייר כדי לכסות את כל רצפת המתחם כדי להבטיח ניקוי קל בין הניסויים.לאחר מכן, הוסיפו מחסה אטום בפינת המתחם עם כניסה הפונה למרכז הזירה לכניסה ויציאה קלות. אבטח מצלמה עם עדשה רחבת זווית לעמוד תלוי על שולחן הסמוך למתחם ללכידת התנהגות העכבר. לאחר מכן, הגדר צג מחשב מעל המתחם.הכן תבנית מתנשאת באמצעות תוכנה ניסיונית לקוד עבור עיגול שחור מתרחב. הגדר את הגירוי להתחיל בזווית החזותית של שתי מעלות ולהתרחב ל 50 מעלות מעל 250 אלפיות שנייה ולהגדיר את הקוד לחזור על הגירוי 10 פעמים עם מרווח של שנייה אחת. התחל על ידי בחירת עכבר לניסוי, כמו גם שלושה עכברים עיוורים כדי להבטיח תגובה לגירוי מתנשא היה באמת התנהגות מונחית חזותית.מניחים את העכבר הבריא במתחם ולתת לו לחקור בחופשיות את סביבתו במשך שבע עד 15 דקות לפני תחילת הגירוי. 10 שניות לפני הגירוי, להתחיל את לכידת וידאו במצלמה. ברגע שהעכבר נמצא הרחק מהמקלט וזז בחופשיות בזירה הפתוחה, התחל את הגירויים החזותיים המתנשאים.לבסוף, להעביר את העכבר בחזרה לכלוב המקורי שלה. נקו את המתחם לעכבר הבא על ידי ריסוס הקירות והמקלט עם 70% אתנול ומנגבים אותו ומחליפים את אניה רצפת הנייר, אם מלוכלכת. למקם מחדש את המקלט לאותו מיקום ראשוני אם הועבר במהלך העברת בעלי חיים וניקוי מארז.במחשב, שמור את סרטון הווידאו עבור כל עכבר בתבנית AVI ללא דחיסת קבצים כדי להבטיח שלא יהיה אובדן נתונים במהלך ההעברה לתוכנה לניתוח. לאחר מכן, השתמש בתוכנת ניתוח כדי לעקוב אחר תנועת החיה סביב הזירה לפני, במהלך ואחרי הצגת הגירוי. חשב את המהירות ואת המרחק של העכבר מהמקלט.אם תמונת הזירה מעוותת עקב זווית הווידאו, תקן את תיאום x ו- y לפני החישוב. לבסוף, להשוות את הפרמטרים לפני ואחרי תחילת גירוי מתנשא כדי לקבוע כיצד העכבר הגיב לגירויים. בין אם על ידי הקפאה, בריחה או הפגנת שום שינוי בהתנהגות.סרטוני וידאו שנלכדו נותחו באמצעות תוכנת ניתוח מסחרית עם פונקציית מעקב ידנית. באמצעות תכונת המעקב, מיקום העכבר זוהה בכל מסגרת של הווידאו לפני, במהלך ואחרי הגירויים המתנשאים. כאשר הטיסה התרחשה, המהירות גדלה בפתאומיות והמרחק למקלט הצטמצם בהתאם.לעומת זאת, המהירות הייתה קרובה לאפס מילימטרים לשנייה כאשר עכברים קפאו. המהירות הופחתה בהשוואה לבקרה לפני ההתנשאות והמרחק לכיפה לא השתנה בתקופה זו. חשוב לזכור לקבל בסיס של תנועה לפני תחילת הגירוי או תגובה כמותית לגירוי לא ניתן לקבוע.חשוב לערוך בדיקות מרובות להערכת ראייה מדויקת. רפלקס אור האישון היא שיטה נפוצה אחת, המבטיחה שלעכבר יהיה עיניים בריאות. מנגנון התגובה המתקרבת אינו מובן במלואו.טכניקה זו עשויה לספק הזדמנויות לחקור מנגנונים של זיהוי אובייקט נע ותגובות פחד עבור מדעני מוח.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

שימוש בתנועות עיניים להערכת התהליכים הקוגניטיביים המעורבים בהבנת טקסט

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

גירויים לא רלוונטיים ופעולת בקרה: ניתוח ההשפעה של גירויים שהתעלמו מן באמצעות המסיח-תגובת איגוד פרדיגמה

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

שיטות לבדיקת קשב חזותי באינטרנט

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

הקלטת עכבר Ultrasonic קולות של להערכת תקשורת חברתית

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

שיטה לכמת עיבוד מידע ויזואלי בילדים באמצעות מעקב אחר תנועות עיניים

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

השרשה ורישום האלחוטי electroretinogram ופוטנציאל חזותי מעורר אצל חולדות Conscious

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

באמצעות ההליכון פיצול-חגורה כדי להעריך הכללה של עיבוד גינקולוגיות אנושי

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

באמצעות הפרדיגמה העולם הויזואלי ללמוד משפט הבנה בקרב דוברי מנדרינית ילדים עם אוטיזם

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

אותות ומשולבות לניתוח כאב תגובות לגירויים תרמי וחשמל

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

שילוב מספר הפסיכופיזיקלי בתוך מבוך Y כדי לבודד את התפקיד שתכונות חזותיות משחקות בהחלטות ניווט

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