Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

הערכה התנהגותית של תפקוד חזותי באמצעות תגובת Optomotor ותפקוד קוגניטיבי באמצעות Y-Maze בחולדות סוכרתיות

Published: October 23, 2020 doi: 10.3791/61806
Automatic Translation
*1,2, *1,3, 1,4, 1, 1, 1,2, 1,2
1Center for Visual and Neurocognitive Rehabilitation, Atlanta VA Medical Center, 2Department of Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology, 3Department of Neuroscience, Emory University, 4Gangarosa Department of Environmental Health, Emory University
* These authors contributed equally

ERRATUM NOTICE

Summary

ניוון עצבי הן בעיניים והן במוח כתוצאה מסוכרת ניתן לראות באמצעות בדיקות התנהגותיות שבוצעו על מכרסמים. מבוך ה-Y, מדד לקוגניציה מרחבית, ותגובת האופטומוטור, מדד לתפקוד חזותי, מספקים תובנה על אבחנות וטיפולים פוטנציאליים.

Abstract

תגובת האופטומוטור ומבוך ה- Y הם מבחנים התנהגותיים שימושיים להערכת תפקוד חזותי וקוגניטיבי, בהתאמה. תגובת האופטומוטור היא כלי רב ערך למעקב אחר שינויים בתדירות המרחבית (SF) ובסף הרגישות לניגודיות (CS) לאורך זמן במספר מודלים של מחלות רשתית, כולל רטינופתיה סוכרתית. באופן דומה, מבוך Y יכול לשמש לניטור קוגניציה מרחבית (כפי שנמדד על ידי חילופים ספונטניים) והתנהגות גישוש (כפי שנמדד על ידי מספר ערכים) במספר מודלים של מחלות המשפיעים על מערכת העצבים המרכזית. היתרונות של תגובת האופטומוטור ומבוך ה- Y כוללים רגישות, מהירות בדיקה, שימוש בתגובות מולדות (אין צורך באימון), והיכולת להתבצע על בעלי חיים ערים (שאינם מורדמים). כאן, פרוטוקולים מתוארים הן עבור התגובה optomotor ואת מבוך Y ודוגמאות של השימוש בהם המוצגים במודלים של סוג I וסוכרת מסוג II. השיטות כוללות הכנת מכרסמים וציוד, ביצוע תגובת האופטומוטור ומבוך ה- Y, וניתוח נתונים לאחר הבדיקה.

Introduction

מעל 463 מיליון אנשים חיים עם סוכרת, מה שהופך אותו לאחת ממגיפות המחלות העולמיות הגדולות ביותר1. אחד הסיבוכים החמורים הנובעים מסוכרת הוא רטינופתיה סוכרתית (DR), גורם מוביל לעיוורון עבור מבוגרים אמריקאים בגיל העבודה2. ב -30 השנים הבאות, אחוז האוכלוסייה בסיכון ל- DR צפוי להכפיל את עצמו, ולכן חיוני למצוא דרכים חדשות לאבחון DR בשלביו המוקדמים יותר כדי למנוע ולהפחית את התפתחות DR3. DR נחשב באופן קונבנציונלי להיות מחלת כלי דם4,5,6. עם זאת, עכשיו עם ראיות של תפקוד עצבי ואפופטוזיס ברשתית שמקדימה פתולוגיה וסקולרית, DR מוגדר יש מרכיבים עצביים וכלי דם4,5,6,6,7,8,9. דרך אחת לאבחן DR תהיה לבחון חריגות עצביות ברשתית, רקמה שעשויה להיות פגיעה יותר ללחץ חמצוני וזן מטבולי מסוכרת מאשר רקמה עצבית אחרת10.

ירידות בתפקוד הקוגניטיבי והמוטורי מתרחשות גם עם סוכרת ולעתים קרובות מתואמות עם שינויים ברשתית. אנשים מבוגרים עם סוכרת מסוג II מתארים ביצועים קוגניטיביים בסיסיים גרועים יותר ומראים ירידה קוגניטיבית מחמירה יותר מאשר משתתפי בקרה11. בנוסף, הרשתית הוקמה כהרחבה של מערכת העצבים המרכזית ופתולוגיות יכולות להתבטא ברשתית12. מבחינה קלינית, הקשר בין רשתית למוח נחקר בהקשר של אלצהיימר ומחלות אחרות, אך לא נחקר בדרך כלל עם סוכרת12,13,13,14,15,16. שינויים במוח וברשתית במהלך התקדמות הסוכרת ניתן לחקור באמצעות מודלים של בעלי חיים, כולל חולדת STZ (מודל של סוכרת מסוג I שבו הרעלן, סטרפטוזוטוצין או STZ, משמש לפגיעה בתאי בטא בלבלב) ואת חולדת גוטו-Kakizaki (מודל פוליגני של סוכרת מסוג II שבו בעלי חיים לפתח היפרגליקמיה באופן ספונטני בסביבות 3 שבועות). בפרוטוקול זה, תיאור עבור מבוך Y ואת התגובה optomotor כדי להעריך שינויים קוגניטיביים וחזותיים מכרסמים סוכרתיים, בהתאמה, מסופק. תגובת האופטומוטור (OMR) מעריכה את התדירות המרחבית (בדומה לחדות הראייה) ואת הרגישות לניגודיות על ידי ניטור תנועות מעקב ראש רפלקסיביות אופייניות כדי לאמוד את הסף החזותי עבור כל עין17. התדירות המרחבית מתייחסת לעובי או לעדינות של הסורגים, ורגישות לניגודיות מתייחסת לכמה ניגודיות יש בין הסורגים לרקע (איור 1E). בינתיים, מבוך ה-Y בוחן זיכרון מרחבי לטווח קצר ותפקוד גישוש, שנצפו באמצעות חילופים וערכים ספונטניים דרך זרועות המבוך.

שתי הבדיקות יכולות להתבצע בבעלי חיים ערים ולא מורדמים ויש להם את היתרון של ניצול התגובות המולדות של בעלי החיים, כלומר הם אינם דורשים אימון. שניהם רגישים יחסית, בכך שניתן להשתמש בהם כדי לזהות ליקויים בשלב מוקדם בהתקדמות הסוכרת במכרסמים, ואמינים, בכך שהם מייצרים תוצאות התואמות לבדיקות חזותיות, רשתיות או התנהגותיות אחרות. בנוסף, שימוש ב- OMR ובמבוך ה- Y בשילוב עם בדיקות כגון אלקטרורטינוגרמה וסריקות טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית יכול לספק מידע על מועד התפתחותם של שינויים ברשתית, מבניים וקוגניטיביים ביחס זה לזה במודלים של מחלות. חקירות אלה יכולות להיות שימושיות בזיהוי ניוון עצבי המתרחשים עקב סוכרת. בסופו של דבר, זה יכול להוביל לשיטות אבחון חדשות המזהות ביעילות DR בשלבים מוקדמים של התקדמות.

מערכות OMR ו- Y-maze המשמשות לפיתוח פרוטוקול זה מתוארות בטבלת החומרים. מחקר קודם על OMR, על ידי Prusky et al.18, ואת מבוך Y, על ידי מוריס et al.19, שימש כנקודת המוצא לפתח פרוטוקול זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל ההליכים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לענייני יוצאי צבא באטלנטה לטיפול ושימוש בבעלי חיים והותאמו למדריך המכונים הלאומיים לבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה (פרסומי NIH, מהדורה 8, עדכון 2011).

1. תגובת האופטומוטור (OMR)

  1. הגדרת מנגנון OMR (פרטים על מנגנונים ותוכנה בטבלת החומרים)
    1. בחרו את הפלטפורמה בגודל המתאים למכרסם: עכבר, חולדה או חולדה גדולה/לקויה (איור 1A).
    2. פתח את תוכנת OMR, שאמורה להיפתח לחלון עם מספר כרטיסיות של אפשרויות והזנת וידאו חיה של החלק הפנימי של התוף הווירטואלי OMR/OMR (איור 1B). הגדלה או הקטנה של התצוגה באמצעות מצלמת הווידאו לפי הצורך, כך שהפלטפורמה וסביבתה יהיו גלויות.
    3. שימו לב לסמלים לאורך הצד השמאלי של התמונה החיה (איור 1C). לחץ על סמל הכוכבית ועל סמל הפסים המסתובבים כך שגם הכוכבית הירוקה וגם הפסים הירוקים המסתובבים ייעלמו מההזנה החיה.
    4. לחץ על סמל המצפן כך שיופיעו עיגול ירוק ושני קווים בניצב. מתח את העיגול הירוק כך שהוא יתיישר בצורה מושלמת עם העיגול השחור על הפלטפורמה, אשר יבטיח כי OMR מיושר באופן מושלם.
    5. לחץ על סמל המצפן כי אין צורך לראות את המעגל במהלך הבדיקה. לחץ על סמל הכוכבית הירוקה ועל סמל הפסים המסתובבים הירוקים כדי לגרום להם להופיע שוב. שים לב כי הפסים הירוקים מסתובבים באותו כיוון כמו הפסים בתוף, ומאפשרים לחוקר לדעת את כיוון הפסים.
    6. לחץ על הכרטיסיה בדיקה . תחת בדיקה, לחץ על הכרטיסייה פסיכופיזיקה . תחת סף, בחר תדירות למדידת תדירות מרחבית.
      הערה: תוכנת OMR משתמשת בפרדיגמת גרם מדרגות כדי לחשב באופן אוטומטי תדירות מרחבית (SF). הניגודיות תישמר ב-100%.
    7. תחת בדיקה, לחץ על הכרטיסיה הגדרות קבועות מראש . בחר את הגדרות ברירת המחדל עבור Mouse18 או Rat20.
    8. תחת בדיקה, לחץ על הכרטיסיה ריקון . סמן את התיבה ריק בעת מעקב , שתהה את הפסים/תמחק את מסכי המחשב בתוף בכל פעם שהעכבר ילחץ באמצעות לחצן העכבר הימני.
    9. לחץ על הכרטיסיה תוצאות , שם יוצגו תוצאות הבדיקה.
  2. הערכת תדירות מרחבית
    1. הניחו את המכרסם על הפלטפורמה המעגלית במרכז תא המציאות המדומה הכולל ארבעה צגי מחשב המציגים סורגים אנכיים של גלי סינוס המקיפים את התא במהירות של 12°/s (איור 1D).
    2. שים לב שמצלמת הווידאו הממוקמת בחלק העליון של התא מקרינה את התנהגותו של המכרסם בשידור חי על צג המחשב.
    3. חפש את נוכחות או היעדר פעולות רפלקסיביות על ידי ראשו של המכרסם כמו הסורגים לנוע בכיוון השעון או נגד כיוון השעון. ודא שסרגלים מאוירים גלויים בתוכנית – אלה יציגו את כיוון התנועה הסורגת.
      1. שים לב שראשו של המכרסם ינוע באותו כיוון כמו הסורגים. חכה עד שיהיה מרדף חלק, לא התפרצויות בלתי יציבות של תנועת ראש, כדי לספור את זה כמעקב.
      2. לחץ על כן או לא לפי הצורך. שים לב ש-SF יתחיל ב-0.042 cyc/deg ויתאים את עצמו עם כל כן ולא כדי להיות קל יותר או קשה יותר (איור 1E). לחץ על איפוס אם יש לאפס את הבדיקה עקב לחיצה מקרית או שגויה של כן ולא.
    4. כאשר המכרסם נבדק, הקפד לשמור על הכוכבית ממוקמת מעל ראשו של המכרסם.
      הערה: יש לכך שתי השפעות: 1) הוא שומר על התדירות המרחבית הנכונה. אם הכוכבית ממוקמת בין הכתפיים, לדוגמה, התדירות המרחבית תהיה נמוכה יותר והסורגים יהיו קלים יותר לצפייה, וכתוצאה מכך ציון גבוה באופן כוזב. 2) עבור מכרסמים עם תנועות ראש קלות, הכוכבית מקלה על המדידה אם הראש באמת זז.
    5. שים לב למערכת לומר "בוצע" כאשר התדר המרחבי של המכרסם הוא הגיע. שים לב שהלחצנים כן ולא יהיו ניתנים עוד ללחיצה.
    6. לחץ על הכרטיסייה תוצאות , אשר יציג את התדירות המרחבית עבור העין השמאלית, עין ימין, ועיניים משולבות.
      הערה: לפעמים התוכנה מוגדרת כך שהתוצאות הפוכות, כלומר, העין הימנית מדווחת כעין שמאל והעין השמאלית מדווחת כעין ימין. זה התגלה בעת הערכת מכרסמים כי היה רק עין אחת נגע במודל גלאוקומה.
  3. הערכת רגישות לניגודיות
    הערה: ניתן לבצע בדיקות רגישות לניגודיות מיד לאחר שלב מדידת התדר המרחבי או בכוחות עצמו באותו יום או ביום אחר אם המכרסם נראה עייף לאחר בדיקת תדירות מרחבית (בצע את שלבים 1-2.2 אם רק בודקים את רגישות הניגודיות).
    1. לחץ על הכרטיסיה בדיקה ולאחר מכן בכרטיסייה פסיכופיזיקה . תחת סף, בחר חדות (בודדת) כדי למדוד רגישות לחדות.
    2. גם באמצעות פרדיגמת גרם מדרגות, התחל סורגים עם קבוע SF בשיא עקומת הרגישות לניגודיות (CS). לשם כך, לחץ על הכרטיסיה גירוי ולאחר מכן על הכרטיסייה סורגים . בתיבה תדר מרחבי , הקלד 0.064 לחולדות ו - 0.103 עבור עכברים.
    3. התחל את הניגודיות ב 100% ולחפש את אותן תנועות ראש רפלקסיביות כפי שניתן לראות במהלך בדיקות תדר מרחבי. שים לב שהניגודיות תפחת ככל שהבדיקה תתקדם עד שלמכרסם לא יהיו עוד תנועות ראש רפלקסיביות בתגובה לגירוי (איור 1E).
    4. שים לב שהמערכת אומרת "בוצע" ואת הכפתורים כן ולא כבר לא להיות ללחיצה ברגע המכרסם כבר לא מגיב לגירוי החזותי ואת סף הרגישות ניגודיות כבר הגיע. לחץ על הכרטיסיה תוצאות , שם תפורט הרגישות לניגודיות עבור העין השמאלית, עין ימין ועיניים משולבות.
  4. ביצוע ניתוח לאחר בדיקה
    1. עבור מחקרי רטינופתיה סוכרתית, שבהם שתי העיניים צפויות להיות ליקויים דומים, השתמש בציון המשולב (ממוצע העיניים הימניות והשמאליות) לניתוח. עבור מודלים הגורמים נזק דיפרנציאלי לעיניים (כלומר, פגיעה בפיצוץ או גלאוקומה), שמור על הפרדת נתוני העין השמאלית והימנית.
    2. עבור תדירות מרחבית, השתמש בציונים גולמיים (הנתונים מהכרטיסיה תוצאות ) לניתוח וממוצע ציונים אלה יחד לפי קבוצה (כלומר, סוכרת, בקרה וכו ').
    3. בתיבה 'רגישות לניגודיות', השתמשו בערך הגולמי כדי לחשב את רגישות הניגודיות המדווחת על-ידי הניגודיות של מישלסון ממדידה קודמת של זוהר המסך.

2. מבוך ה-Y

  1. הכן מכרסמים לבדיקה
    1. התאימו מכרסמים לחדר למשך 30 דקות לפני הבדיקה.
      הערה: החוקר יכול להישאר בחדר עם האורות דולקים אבל צריך לשמור על שתיקה במהלך תקופה זו.
    2. נקו את מבוך ה-Y עם פתרון חיטוי בטוח לבעלי חיים ומחקו את כל פתרונות החיטוי עם מגבות נייר. ודא שהמבוך יבש.
  2. ניהול מבוך ה-Y
    1. סמן את הזרוע הראשונית של מבוך ה-Y כ-B ואת שתי הזרועות האחרות כ-A ו-C (איור 2A). מניחים מכרסם אחד בזרוע הקרובה ביותר לחוקר (זרוע B) ליד מרכז מבוך ה- Y. לאחר שהמכרסם הוצב, הפעל את הטיימר (פרטים על מבוך וטיימר בטבלת החומרים).
      1. אפשר לכל מכרסם לחקור את מבוך Y במשך 8 דקות. קח הקלטות במהלך תקופה זו ושים לב לכל תצפיות. לשבת כמה מטרים מן המבוך תוך שמירה על זה באופק ולהימנע עושה רעש.
      2. תיעדו את מיקום ההתחלה כ-A, ובכל פעם שהמכרסם נכנס לזרוע חדשה, תיעדו את המיקום החדש של המכרסם (איור 2B). הגדר ערך כמו כל ארבעת הגפיים של המכרסם להיות באחת הזרועות.
      3. שים לב מכרסמים להסתתר ולהישאר נייח בזרוע אחת של המבוך. אם המכרסם נשאר באותה נקודה במשך יותר מ -60 שניות ולא נראה להראות התנהגות גישוש, להזיז את המכרסם לכיוון מרכז מבוך Y, ולהמשיך את המשפט.
    2. לאחר כל מכרסם, להסיר כל צואה ולנקות את המבוך עם פתרון חיטוי.
      1. ודא כי כל פתרון החיטוי נמחק עם מגבות נייר והמבוך יבש לחלוטין לפני הצבת המכרסם הבא במבוך.
  3. חשב שינוי ספונטני והתנהגות גישוש
    1. חשב התנהגות גישוש כמספר הכולל של ערכים שבוצעו במהלך 8 דקות.
    2. חשב קוגניציה מרחבית כפי שנמדדה על ידי חילופים ספונטניים:
      מספר החילופים המוצלחים/(המספר הכולל של הערכים - 2)
      1. הגדר חילופים מוצלחים כאשר המכרסם עובר לשלושה מיקומים שונים ברצף (לדוגמה: ABC, CAB, BCA וכו '). שימו לב לכל שינוי מוצלח (איור 2B).
      2. אם התנועות נרשמו כ- ACABCABABCABC, התעלמו משני מיקומי ההתחלה הראשוניים בעת חישוב חילופים ספונטניים (כך שיש 11 תנועות במכנה). ספור את מספר התנועות המדויקות (תנועות מדויקות = 8). חשב את אחוזי הדיוק כ: 8/(13 - 2) = 72.7%.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ה- OMR נחשב מוצלח אם ניתן להשיג תדר מרחבי וסף רגישות לניגודיות מכרסם. כאן, השימוש ב- OMR להערכת התדירות המרחבית מומחש בשליטה נאיבית חולדות בראון-נורבגיה ולונג-אוונס, שניהם צעירים (3-6 חודשים) ומבוגרים (9-12 חודשים). חולדות חומות-נורבגיות בדרך כלל מראות תדר מרחבי בסיסי גבוה יותר מאשר חולדות לונג-אוונס. בנוסף, נצפתה השפעת הזדקנות על התדירות המרחבית בחולדות לונג-אוונס (איור 3A). הנתונים נותחו באמצעות ANOVA חד כיווני ואחריו הולמס-Sidak השוואות פוסט הוק כמו התוצאות הצעירות והמבוגרות הגיעו מקבוצות שונות.

השימוש ב- OMR להערכת רגישות לניגודיות מומחש במודל STZ של סוכרת מסוג I שקיבל טיפול בהתערבות בפעילות גופנית. חולדות לונג-אוונס הוקצו לאחת מארבע הקבוצות: שליטה, שליטה + פעילה, סוכרתית וחולה סוכרת + פעילה. חולדות סוכרתיות קיבלו זריקות תוך ורידי של הרעלן STZ כדי לפגוע בתאי הבטא של הלבלב ולגרום להיפרגליקמיה. חולדות פעילות קיבלו 30 דקות של תרגיל הליכון, 5 ימים בשבוע. לחולדות לא פעילות היה הליכון נעול. ליקויים משמעותיים ברגישות לניגודיות (איור 3B) נצפו בחולדות סוכרתיות. טיפול בפעילות גופנית הפחית את הגירעונות הללו (איור 3B). תוצאות אלה ממחישות כי OMR שימושי הן לאיתור ומעקב אחר ליקויים ברשתית לאורך זמן ולהערכת ההשפעות של טיפולים והתערבויות על מחלות רשתית22. הנתונים נותחו באמצעות אמצעים חוזרים ונשנים דו-כיווניים ANOVA ואחריו השוואות הומס-Sidak פוסט הוק. שים לב שהתוצאות עשויות להיות מוצגות כנתונים מנורמלים לשליטה (איור 3B) או כערכים גולמיים (איור 3A; לתדירות מרחבית: במחזורים/תואר או c/d; לרגישות ניגודיות: יחידות שרירותיות או A.U.). בדרך כלל, 6-10 בעלי חיים, בהתאם לחומרת הפציעה, נדרשים כדי למצוא הבדל משמעותי עם OMR.

מבוך Y נחשב מוצלח אם המכרסם נכנס לפחות 5 זרועות של המבוך בתוך 8 דקות. כאן, היכולת של מבוך ה-Y להעריך את התפקוד הקוגניטיבי ואת התנהגות האקספלורציה מודגמת בחולדת גוטו-קקיזקי, מודל פוליגני ולא שמן של סוכרת מסוג II שמפתח היפרגליקמיה מתונה החל מגיל 2-3 שבועות ואינו דורש תוספי אינסולין. ליקויים משמעותיים בקוגניציה המרחבית, כפי שהם נמדדים על ידי חילופים ספונטניים (איור 4A), והתנהגות גישוש, כפי שהיא נמדדת לפי מספר הערכים (איור 4B), נצפו בחולדות גוטו-קקיזקי בהשוואה לבקרות Wistar החל מגיל 7 שבועות. חולדות בקרה נראה להראות ירידה בהתנהגות גישוש מ 4 עד 8 שבועות. מגמה זו נצפתה גם במחקרים ארוכי טווח (8+ חודשים). הירידה בתנועה יכולה לנבוע מחוסר חידוש עם חשיפה חוזרת ונשנית למבוך או ירידה כללית בתנועה עם הגיל. חולדות בקרה מופיעות להראות עלייה בקוגניציה מרחבית מ 4 עד 8 שבועות. מגמה זו אינה נצפית במחקרים ארוכי טווח שבהם בעלי החיים מנוהלים מדי חודש במקום שבועיים (למעשה, נצפתה לעתים קרובות ירידה עם ההזדקנות), ולכן, עלייה זו בקוגניציה המרחבית עשויה לנבוע מאפקט למידה של הפעלת המבוך פעם בשבוע. הנתונים נותחו באמצעות אמצעים חוזרים ונשנים דו-כיווניים ANOVA ואחריו השוואות הומס-Sidak פוסט הוק. מינימום של 10 בעלי חיים, בהתאם לחומרת הפציעה, נדרשים בדרך כלל כדי למצוא הבדל משמעותי עם מבוך Y.

פרוטוקול זה יצר נתוני תפקוד חזותי ותפקוד קוגניטיבי במודלים של סוכרת מסוג I וסוג II. ציונים עבור בעלי חיים בודדים היו בממוצע יחד ושימשו לזיהוי הבדלים משמעותיים בין קבוצות טיפול בשלב מוקדם של התקדמות הסוכרת. ביצוע הערכות רשתית וקוגניטיביות לאורך זמן במודלים של מחלות מערכתיות כגון סוכרת מאפשר ניטור של המראה הזמני של גירעונות לאורך זמן. לדוגמה, במודל גוטו-קקיזקי הוכחו ליקויים בתפקוד הרשתית כדי להקדים ליקויים קוגניטיביים והתנהגות אקספלורציה23 (איור 5).

Figure 1
איור 1: התקנת ציוד OMR. (א) תמונה של עכבר, חולדה ופלטפורמות חולדה גדולות או פגומות. (ב) תמונה של מסך המחשב במהלך הבדיקה. (ג) לוח לחצנים במהלך הבדיקה. (ד) סכמטי של חולדה על פלטפורמה בחדר. (ה) מעברי צבע לדוגמה המציגים תדירות מרחבית גוברת ורגישות לניגודיות. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: התקנת ציוד מבוך ה-Y. (א) תמונה של מבוך Y עם זרועות מתויגות. (ב) תמונה של מחברת מעבדה עם דוגמה להקלטת מבוך Y. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: שימוש ב-OMR למעקב אחר תפקוד חזותי. (A) סף תדר מרחבי לצעירים (n = 11) ומבוגרים (n = 15) בראון-נורבגיה (BN) וצעירים (n = 20) ומבוגרים (n = 13) חולדות לונג-אוונס (LE). נתון זה מציג את נתוני בראון-נורבגיה מ-Feola et al., 201921. (ב) שימוש ב- OMR כדי לעקוב אחר תפקוד רשתית מופחת לאורך זמן והשפעות מגן של פעילות גופנית במודל חולדת STZ של סוכרת מסוג I. סף רגישות ניגודיות לחולדות סוכרת לא פעילות לעומת חולדות סוכרתיות פעילות וחולדות בקרה. כוכביות אפורות כהות מייצגות הבדלים הן בין קבוצות בקרה והן בין קבוצות סוכרת. כוכביות כתומות מייצגות הבדלים בין חולדות סוכרתיות לא פעילות לחולי סוכרת פעילים. נתון זה מציג נתונים מתת-קבוצה של חולדות מאלן ואח ', 201822. ממוצע ± SEM. ** p < 0.01, *** p < 0.001. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4: שימוש במבוך ה-Y כדי לעקוב אחר התפקוד הקוגניטיבי והתנהגות החוקרת לאורך זמן במודל גוטו-קקיזקי של סוכרת מסוג II בהשוואה לבקרות Wistar. (A) תפקוד קוגניטיבי (לסירוגין ספונטני) עבור חולדות גוטו-קציצאקי (סוכרת) וויסטאר (בקרה) מגיל 4 עד 8 שבועות. (B) התנהגות אקספלורציה (מספר כניסות) מגיל 4 עד 8 שבועות. ממוצע ± SEM. ** p < 0.01, *** p < 0.001. כוכביות מייצגות הבדלים בין חולדות גוטו-קקיזקי ו-Wistar בכל נקודת זמן. רק קבוצה אחת של חולדות נוהלה מ 4 שבועות עד 8 שבועות (GK: n = 7; Wistar: n = 10). כל קבוצות אחרות נוהלו מ 5 שבועות עד 8 שבועות (GK: n = 22; Wistar: n = 23) עבור סך n של 29 (GK) ו 33 (Wistar) בשבועות 5 עד 8. נתון זה שונה מאלן ואח ', 201923. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 5
איור 5: ציר זמן של שינויים תפקודיים במודל גוטו-קאקיזאקי של סוכרת מסוג II. לאחר הופעת היפרגליקמיה, השינויים הראשונים שנצפו בחולדת גוטו-קקיזקי היו בתפקוד הרשתית, כפי שנמדד על ידי אלקטרורטינוגרמה (ERG), המופיעה בגיל 4 שבועות. שינויים קוגניטיביים והתנהגות אקספלורציה הופיעו לאחר 6 שבועות של גיל. נתון זה שונה מאלן ואח ', 201923. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ה- OMR ו- Y-maze מאפשרים הערכה לא פולשנית של תפקוד חזותי וגרעונות בתפקוד הקוגניטיבי במכרסמים לאורך זמן. בפרוטוקול זה, OMR ואת מבוך Y הודגמו כדי לעקוב אחר ליקויים חזותיים וקוגניטיביים במודלים מכרסמים של סוכרת.

שלבים קריטיים בפרוטוקול

The OMR

כמה נקודות חשובות שיש לקחת בחשבון בעת ביצוע OMR כדי להעריך את התפקוד החזותי הם פרמטרי הבדיקה המשמשים, עיצוב ניסיוני ותזמון של בדיקות, וניסיון של החוקר ביצוע המדידות. אחד השלבים הקריטיים יותר בפרוטוקול הוא לוודא שהפרמטרים מוגדרים כראוי. בנוסף, כחלק מההתקנה, יש לנקות את תא OMR עם פתרון חיטוי או חומר חיטוי מאושר אחר לפני ואחרי כל מכרסם. חשוב גם שהחוקר המבצע את המדדים הוכשר ומנוסה בביצוע האמצעים. התוצאות הטובות ביותר נראות כאשר המכרסמים רגועים ומסתגלים לחדר על ידי השארתם בכלובים שלהם במשך 30 דקות לפני תחילת הניסוי. חשוב גם לקבוע את התדירות המרחבית הבסיסית ואת הרגישות לניגודיות בכל פעם שמתחילים לעבוד עם זן חדש ולשים לב שלא כל הזנים יציגו את אותן רמות בסיסיות. לחולדות חומות-נורבגיה יש תדירות מרחבית בסיסית גבוהה יותר מחולדות לונג-אוונס. בינתיים, כמה זנים של חולדות לבקן נראה כי התפשר תדר מרחבי24, בעוד זנים אחרים של חולדות לבקן אינם מפגינים התנהגות מעקב בכלל. גורמים רבים עשויים לתרום לתגובה המוגבלת של בעלי חיים לבקן על OMR: משקפת מופרעת עקב decussation דיפרנציאלי של סיבי עצב אופטיים, חוסר מלנין בחלק האחורי של העין, ושיעור גדול של קונוסים אופסין כפולים. בכל מקרה, חולדות לבקן לא יכול להיות נושאים מתאימים לבדיקת OMR מאז הביצועים שלהם יכול להיות קרוב מדי לגבול הזיהוי.

מבוך ה-Y

מרכיב קריטי בביצוע מבוך Y כרוך במזעור הפרעות במהלך תקופת ההקלטה. המיקום הראשוני של המכרסם במבוך צריך להיעשות רק לאחר מתן המכרסם להתאקלם לחדר במשך 30 דקות. זה מאפשר למכרסם להסתגל לסביבה החדשה ומונע מגורמים מבלבלים להשפיע על ההתנהגות הרגילה של המכרסם. חשוב מאוד למזער הפרעות במהלך כל ניסוי. זה כולל הימנעות רעשים חזקים ולוודא החוקר הוא מחוץ לטווח הראייה של המכרסם. הסחות דעת אלה עלולות לגרום ללחץ על המכרסם. חשוב גם לציין כי קירות החדר צריכים להישאר חשופים ככל האפשר עם צבע נייטרלי. כל הצבעים הבהירים על הקירות או הפוסטרים עשויים להסיח את דעתו של המכרסם ויכולים להשפיע על דפוס התנהגות הגילוי שלהם.

מגבלות השיטה ושינויים ופתרון בעיות של השיטה

The OMR

מגבלה פוטנציאלית של OMR היא שזה יכול להיות מושפע על ידי הטיית ניסויים, ונסיינים שונים יכולים להיות תוצאות שונות במקצת מאז ניקוד OMR הוא סובייקטיבי. זה יכול להיות קל לפספס תנועת ראש כי הוא עדין מדי או לסווג התנהגות גישוש כתנועת ראש. מכיוון שהטיה יכולה להשפיע על תוצאות ה- OMR, עדיף שהנסיין יוסוות לקבוצת הטיפול ולעיצוב המחקר במידת האפשר. פיתוח של OMR אוטומטי או השוואת התוצאות של שני בודקים יכול גם לעזור להפחית את הטיית הנסיינים.

בעיה נפוצה אחת שיכולה להתרחש במהלך בדיקת OMR היא כאשר המכרסם קופץ שוב ושוב מהפלטפורמה, מה שמקשה על השגת סף חזותי. אם זה קורה, שימו לב לזה והניחו בעדינות את החולדה בחזרה על הרציף; ייתכן שיהיה צורך גם למדוד את החולדה שוב למחרת. בנוסף, חולדות שמעולם לא נמדדו בעבר עשויות לעסוק בהתנהגויות גישוש כאשר הן ממוקמות ב- OMR. אם זוהי בעיה, מדידת בסיס נוספת כשבוע לאחר המדידה הראשונה עשויה לסייע בשיפור הדיוק. בדיקות עם כמויות מופרזות של התנהגויות אלה יש להשליך.

גורמים אחרים כגון גיל או רמזי חוש הריח יכולים גם לתרום לפעילות לא רצויה. לכן, חשוב לתכנן ניסויים בהתאם לציר הזמן של פיתוח מערכת הראייה בחולדות ולנקות ביסודיות את הפלטפורמה והתא לפני ואחרי בדיקת כל מכרסם. יש לקחת בחשבון גם את השעה ביום המדידות של OMR, שכן מחקרים קודמים הראו כי ישנם מקצבים ביולוגיים בתדר המרחבי25. הפעלת החולדות לפני הצהריים נראית הכי טובה למיקוד שלהן (המעבדה של רייצ'ל אלן – תצפיות אישיות). אם חולדות להיות מוסחות מדי, זה יכול לעזור להקיש בעדינות על החלק החיצוני של OMR.

המהירות שבה מבוצעת הבדיקה יכולה להשפיע גם על התוצאות. אמצעים עשויים להיות פחות מדויקים לאחר 30 דקות בערך אם המכרסמים מאבדים עניין בגירוי. לכן, ניתן להשיג תוצאות מדויקות יותר כאשר המדידות נלקחות בתוך כ -≤20 דקות. משך הניסיון היחיד (עבור SF או CS) הוא 5-10 דקות עבור מומחה ו 30 דקות למתחילים. אם מכרסם מראה תנועה מועטה, מבלה את רוב זמנו בטיפוח, או אחרת לא מסתכל לכיוון הסורגים, הוא עשוי להיות עייף. המכרסם עשוי להיות מופעל שוב ביום אחר. בנוסף, ניתן לבצע בדיקות SF ו- CS בימים שונים, במיוחד עבור בודקים חדשים יותר שעשויים להיות איטיים יותר. התדירות שבה מבוצעת הבדיקה יכולה להשפיע גם על התוצאות – ביצועה מדי שבוע או כל שבועיים מסייע לבעלי החיים להישאר מסתגלים לבדיקה, אך ביצועה כל יום או כל יומיים עלול לגרום להיפר-חדות26. אנחנו לא רצים יותר מניסיון אחד ביום, אם כי לעתים קרובות אנו רצים הן SF ו- CS באותו יום או אפילו באותה ישיבה. זמן יומי מצטבר להפעלת קבוצת חולדות (n = 10) הוא 2 שעות עבור מומחה.

ה- OMR מודד כל עין באופן עצמאי, וכתוצאה מכך ציונים חזותיים נפרדים עבור כל עין. במודלים מוריסון ומיקרואורגניזמים של גלאוקומה ובמודל ריסוק עצב הראייה, המעבדה שלנו לא ראתה שום השפעה של העין הפגועה על העין שלא ניזוקה27. במודל פיצוץ, עם הפיצוץ מכוון לעין אחת, העין הנגדית אכן הראתה נזק, אבל זה יכול להיות גם בגלל אפקט פיצוץ חלקי28. בחולדות בקרה, לא צריך להיות הבדל בתוצאות בין כיוונים בכיוון השעון או נגד כיוון השעון, אבל כמה מכרסמים יכולים להיות הטיה; לכן, עדיף להחליף את הכיוונים29, אם מערכת OMR אינה לסירוגין באופן אוטומטי.

בהתאם למודל המחלה, הבדלי קבוצת הטיפול בתפקוד החזותי יכולים להשתנות בהתאם לפרמטרים המשמשים. לדוגמה, בעת בדיקת רגישות לניגודיות, אם התדר המרחבי מוגדר לרמה שהיא מעל לסף התדר המרחבי הרגיל וקשה לפתור אותה, ההבדלים ברגישות לניגודיות בין קבוצות יהיו קטנים. עם זאת, אם התדירות המרחבית מוגדרת לרמה שבדרך כלל קל לחולדות לראות, ההבדלים ברגישות לניגודיות בין קבוצות יהיו גדולים יותר30. לכן, חשוב לשקול עיצוב המחקר סף תדירות מרחבית נורמלית של מכרסמים בעת הגדרת פרמטרים לביצוע OMR.

מבוך ה-Y

אם בעל חיים מפחד, הוא עלול לקפוא בפינה אחת של המבוך. בנוסף, אם רעש חזק קורה מחוץ לחדר, בעל חיים עלול לפחד ולא לזוז במבוך. כדי להסביר בעיות אלה, חוקרים יכולים להתאקלם חולדות לחדר תחילה, להעביר חיה קפואה לנקודת בחירה, להפעיל חיה שוב ביום אחר, או להפעיל את בעלי החיים באור אדום, אשר נחשב כדי להפוך אותם פחות עצבני כפי שהם בדרך כלל פעילים בחושך (המעבדה של רייצ'ל אלן - תקשורת אישית). מומלץ גם להפעיל את מבוך Y באותו זמן בכל יום כדי להסביר שינויים ברמות הפעילות לאורך כל היום בשל מקצבים ביולוגיים. אנחנו בדרך כלל מפעילים את החולדות לפני הצהריים (המעבדה של רייצ'ל אלן - תצפיות אישיות). משך הניסיון היחיד הוא 8 דקות (10 דקות, עם ניקוי). אנחנו אף פעם לא רצים יותר ממשפט אחד ביום. אם יש צורך בניסוי נוסף, הניסוי מתבצע ביום אחר. הזמן היומי המצטבר להפעלת קבוצת חולדות (n = 10) הוא 2-3 שעות. ירידות הקשורות לגיל בשינוי מרחבי נצפו בחולדות בגיל 9-12 חודשים ובהתנהגות גישוש בגיל 12 חודשים בגיל 28.

בעוד הן התנהגות גישוש והן ירידה קוגניטיבית מרחבית במכרסמים סוכרתיים, השניים אינם נראים בקורלציה הדוקה, ולכן, איננו מעריכים באופן עצמאי את פעילות הלוקומוטור לפני בדיקת מבוך ה- Y.

משמעות השיטה ביחס לשיטות קיימות/חלופיות

The OMR

שיטות אחרות לבדיקת תפקוד חזותי, כגון מעקב אופטוקינטי, מסתמכות על תיקון ראשו של בעל החיים במקום ומעקב אחר תנועות עיניים. בדיקת תגובה אופטומוטורית בלתי מרוסנת (OMR) מאפשרת מדידה אורכית, לא פולשנית ואמינה של תפקוד חזותי במכרסמים. בפרוטוקול זה תואר כיצד ניתן להשתמש ב- OMR כדי לכמת הן את התדירות המרחבית והן את סף הרגישות לניגודיות עבור כל עין. שיטה זו יכולה להיות שימושית מאוד לאיתור תפקוד עצבי בשלב מוקדם במחלות כגון סוכרת. בדיקות אחרות כגון משימת המים החזותיים יכולות לשמש גם למדידת תדירות מרחבית31, אך מכיוון שהדבר כרוך באימון מכרסמים לשחות לעבר שיפוע במבוך Y שונה, המשימה גוזלת זמן רב וכוללת הרבה אימונים. יתר על כן, OMR מודד ערכים עבור כל עין באופן עצמאי, אשר שימושי במודלים שבהם הפגיעה מכוונת לעין אחת והעין השנייה משמשת שליטה נגדית (לדוגמה, מודלים גלאוקומה רבים). בנוסף, OMR היא הערכה רגישה, המסוגלת לזהות שינויים כבר 3-4 שבועות לאחר סוכרת, וזה מוקדם יותר מאשר הערכות חזותיות אחרות. בדיקות אלקטרופיזיולוגיות הן חלופה לבדיקות חזותיות התנהגותיות. אלקטרורטינוגרפיה (ERG) זמינה יותר מה- OMR ויכולה לקבוע ליקויים בסוגי תאים מדויקים באמצעות רכיבים שונים של גל ERG32 (a- גלים מייצגים פונקציית תא פוטורצפטור, b- גלים מייצגים תפקוד תא דו קוטבי). בינתיים, ניתן להשתמש ב- OMR כדי לקבוע גירעון בתפקוד החזותי, מבלי לחשוף את נקודת ההתמוטטות המדויקת לאורך המסלול. עם זאת, OMR הוא מדד רגיש יותר של DR מאשר ERG, עם גירעונות OMR שנצפו בדרך כלל בין 2-4 שבועות לאחר היפרגליקמיה ו ERG גירעונות נצפו בדרך כלל 4-8 שבועות לאחר היפרגליקמיה במכרסמים. קטרקט סוכרתי חמור יכול להשפיע על OMR. עם זאת, קטרקט סוכרתי מכרסמים מופיעים ו / או להחמיר תחת הרדמה, ולכן, בדיקות כגון ERG טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית הדורשים הרדמה מושפעים לעתים קרובות הרבה יותר כי OMR, אשר מבוצע בבעלי חיים ערים.

מבוך ה-Y

מבוך ה-Y מסתמך על קוגניציה מרחבית כמו מבוך המים של מוריס, אך אינו משתמש בגירוי שלילי חזק (כלומר, מים) כדי להניע את החיה לבצע את המשימה. לכן, מבוך Y הוא פחות מלחיץ עבור בעלי החיים והוא גם קל יותר לבצע. עם זאת, ייתכן כי מבוך Y לא יכול להיות רגיש כמו מבוך המים מוריס או מבוך בארנס. שלא כמו מבוך המים מוריס, מבוך ה- Y הוא התנהגות אוטומטית ואינו דורש הכשרה. לפיכך, נטל הזמן הכרוך בביצוע מבוך ה- Y נמוך בהרבה.

מסקנות ויישומים או כיוונים עתידיים של השיטה

The OMR

ה- OMR שימושי לביצוע מדידות של תפקוד חזותי במכרסמים על-ידי מעקב אחר תנועות הראש. זוהי שיטה יעילה, אבל יש עדכונים ותוספות שנעשות ברציפות כדי לשפר את הפרוטוקול. כמה שיטות חדשניות לנצל את המכרסם השהה את ראשו כאינדיקטור OMR שלילי בשילוב עם מעקב אחר הראש כאינדיקטור חיובי33. הדבר מאפשר מדידה מהירה ומדויקת יותר של פונקציה חזותית34. דרך נוספת שבה תהליך זה שונה היא לפתח מערכת שתעקוב באופן אוטומטי אחר הראש ללא סמנים מלאכותיים כדי להפחית חוסר עקביות שעלול להיגרם מבודקים אנושיים35. נכון לשנת 2016, מערכת OMR אוטומטית או כמותית בשם qOMR פותחה היטב וזמינה מסחרית. בפרוטוקול לעיל, OMR הצליח לזהות ליקויים בתדירות המרחבית ורגישות ניגודיות בחולדות סוכרתיות, כמו גם הגנה מפני גירעונות עם טיפול (תרגיל).

מבוך ה-Y

מבוך Y חושף מידע על התנהגות גישוש וקוגניציה מרחבית ושימש כאן כדי לזהות ליקויים התנהגותיים במכרסמים סוכרתיים בגיל 7 שבועות. בדיקות אחרות להתבונן בתפקוד הקוגניטיבי קיימות (כלומר, מבוך המים מוריס, מבוך בארנס, זיהוי אובייקטים חדשניים), וייתכן כי בדיקות אלה יוכלו לחשוף ירידה קוגניטיבית מוקדם יותר או לספק מידע על היבטים שונים של קוגניציה. כיוונים עתידיים למבוך Y כוללים הצבת חפץ חדשני או גירוי מזון באחת הזרועות והתבוננות בדפוס הגילוי של המכרסם36. וריאציה של זה כרוכה בחסימת אחת מזרועות מבוך ה- Y, מתן אפשרות למכרסם לחקור את שתי הזרועות הנותרות, ולאחר מכן פתיחה מחדש של הגישה לזרוע השלישית והערכה כמה זמן המכרסם מבלה בזרוע הרומן השלישית. שיפור רב ערך נוסף שניתן לעשות לגבי מבוך ה- Y הוא פיתוח מעקב אוטומטי אחר המכרסמים על מנת לתעד את תנועותיהם. זה יבטל את הצורך בהקלטה ידנית של תנועות המכרסמים ויהפוך את חישובי החילופים הספונטניים למדויקים ויעילים יותר.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי המחלקה לענייני יוצאי צבא גמילה מו"פ שירות ופיתוח פרסים (CDA-1, RX002111; CDA-2; RX002928) ל- RSA ו - (CDA-2, RX002342) ל- AJF ולמכוני הבריאות הלאומיים (NIH-NICHD F31 HD0997918 ל- DACT ו- NIH-NIEHS T32 ES012870 ל- DACT) ו- NEI Core Grant P30EY006360.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
OptoMotry HD CerebralMechanics Inc. OMR apparatus & software
Timer Thomas Scientific 810029AR
Y-Maze apparatus San Diego Instruments 7001-043 Available specifically for rats

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. IDF. International Diabetes Federation Diabetes Atlas, 9th edn. , Available from: https://diabetesatlas.org/upload/resources/material/20200302_133351_IDFATLAfinal-web.pdf (2019).
  2. Wang, W., Lo, A. C. Y. Diabetic retinopathy: pathophysiology and treatments. International Journal of Molecular Sciences. 19 (6), (2018).
  3. Akpek, E. K., Smith, R. A. Overview of age-related ocular conditions. The American Journal of Managed Care. 19 (5), Suppl 67-75 (2013).
  4. Urano, F. Wolfram syndrome: diagnosis, management, and treatment. Current Diabetes Reports. 16 (1), 6 (2016).
  5. Adeva-Andany, M. M., Funcasta-Calderón, R., Fernández-Fernández, C., Ameneiros-Rodríguez, E., Domínguez-Montero, A. Subclinical vascular disease in patients with diabetes is associated with insulin resistance. Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Research & Reviews. 13 (3), 2198-2206 (2019).
  6. Chin, J. A., Sumpio, B. E. Diabetes mellitus and peripheral vascular disease: diagnosis and management. Clinics in Podiatric Medicine and Surgery. 31 (1), 11-26 (2014).
  7. Barber, A. J., Gardner, T. W., Abcouwer, S. F. The significance of vascular and neural apoptosis to the pathology of diabetic retinopathy. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (2), 1156-1163 (2011).
  8. Pardue, M. T., Allen, R. S. Neuroprotective strategies for retinal disease. Progress in Retinal and Eye Research. 65, 50-76 (2018).
  9. Aung, M. H., Kim, M. K., Olson, D. E., Thule, P. M., Pardue, M. T. Early visual deficits in streptozotocin-induced diabetic long evans rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (2), 1370-1377 (2013).
  10. Antonetti, D. A., et al. Diabetic retinopathy: seeing beyond glucose-induced microvascular disease. Diabetes. 55 (9), 2401-2411 (2006).
  11. Logroscino, G., Kang, J. H., Grodstein, F. Prospective study of type 2 diabetes and cognitive decline in women aged 70-81 years. BMJ. 328 (7439), 548 (2004).
  12. London, A., Benhar, I., Schwartz, M. The retina as a window to the brain-from eye research to CNS disorders. Nature Reviews Neurology. 9 (1), 44-53 (2013).
  13. Archibald, N. K., Clarke, M. P., Mosimann, U. P., Burn, D. J. The retina in Parkinson's disease. Brain. 132 (5), 1128-1145 (2009).
  14. Sakai, R. E., Feller, D. J., Galetta, K. M., Galetta, S. L., Balcer, L. J. Vision in multiple sclerosis: the story, structure-function correlations, and models for neuroprotection. Journal of Neuroophthalmology. 31 (4), 362-373 (2011).
  15. Wong, T. Y., et al. Retinal microvascular abnormalities and incident stroke: the Atherosclerosis Risk in Communities Study. The Lancet. 358 (9288), 1134-1140 (2001).
  16. Marquié, M., et al. Association between retinal thickness and β-amyloid brain accumulation in individuals with subjective cognitive decline: Fundació ACE Healthy Brain Initiative. Alzheimer's Research & Therapy. 12 (1), 37 (2020).
  17. Thomas, B. B., Seiler, M. J., Sadda, S. R., Coffey, P. J., Aramant, R. B. Optokinetic test to evaluate visual acuity of each eye independently. Journal of Neuroscience Methods. 138 (1-2), 7-13 (2004).
  18. Prusky, G. T., Alam, N. M., Beekman, S., Douglas, R. M. Rapid quantification of adult and developing mouse spatial vision using a virtual optomotor system. Investigative Ophthalmology & Vision Science. 45 (12), 4611-4616 (2004).
  19. Maurice, T., et al. Behavioral evidence for a modulating role of σ ligands in memory processes. I. Attenuation of dizocilpine (MK-801)-induced amnesia. Brain Research. 647 (1), 44-56 (1994).
  20. Douglas, R. M., et al. Independent visual threshold measurements in the two eyes of freely moving rats and mice using a virtual-reality optokinetic system. Visual Neuroscience. 22 (5), 677-684 (2005).
  21. Feola, A. J., et al. Menopause exacerbates visual dysfunction in experimental glaucoma. Experimental Eye Research. 186, 107706 (2019).
  22. Allen, R. S., et al. TrkB signalling pathway mediates the protective effects of exercise in the diabetic rat retina. European Journal of Neuroscience. 47 (10), 1254-1265 (2018).
  23. Allen, R. S., et al. Retinal deficits precede cognitive and motor deficits in a rat model of type II diabetes. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 60 (1), 123-133 (2019).
  24. Prusky, G. T., Harker, K. T., Douglas, R. M., Whishaw, I. Q. Variation in visual acuity within pigmented, and between pigmented and albino rat strains. Behavioural Brain Research. 136 (2), 339-348 (2002).
  25. Hwang, C. K., et al. Circadian rhythm of contrast sensitivity is regulated by a dopamine-neuronal PAS-domain protein 2-adenylyl cyclase 1 signaling pathway in retinal ganglion cells. Journal of Neuroscience. 33 (38), 14989-14997 (2013).
  26. Mui, A. M., et al. Daily visual stimulation in the critical period enhances multiple aspects of vision through BDNF-mediated pathways in the mouse retina. PLoS One. 13 (2), 0192435 (2018).
  27. Feola, A. J., et al. Menopause exacerbates visual dysfunction in experimental glaucoma. Experimental Eye Research. 186, 107706 (2019).
  28. Allen, R. S., et al. Long-term functional and structural consequences of primary blast overpressure to the eye. Journal of Neurotrauma. 35 (17), 2104-2116 (2018).
  29. Maaswinkel, H., Li, L. Spatio-temporal frequency characteristics of the optomotor response in zebrafish. Vision Research. 43 (1), 21-30 (2003).
  30. Benkner, B., Mutter, M., Ecke, G., Münch, T. A. Characterizing visual performance in mice: an objective and automated system based on the optokinetic reflex. Behavioral Neuroscience. 127 (5), 788-796 (2013).
  31. Lehmann, K., Schmidt, K. F., Löwel, S. Vision and visual plasticity in ageing mice. Restorative Neurology and Neuroscience. 30, 161-178 (2012).
  32. Leinonen, H., Tanila, H. Vision in laboratory rodents-tools to measure it and implications for behavioral research. Behavioral Brain Research. 352, 172-182 (2018).
  33. Spielmann, M., Schröger, E., Kotz, S. A., Pechmann, T., Bendixen, A. Using a staircase procedure for the objective measurement of auditory stream integration and segregation thresholds. Frontiers in Psychology. 4, 534 (2013).
  34. Shi, C., et al. Optimization of optomotor response-based visual function assessment in mice. Scientific Reports. 8 (1), 9708 (2018).
  35. You, M., Yamane, T., Tomita, H., Sugano, E., Akashi, T. A novel rat head gaze determination system based on optomotor responses. PLoS One. 12 (4), 0176633 (2017).
  36. Whyte, A. J., et al. Reward-related expectations trigger dendritic spine plasticity in the mouse ventrolateral orbitofrontal cortex. The Journal of Neuroscience. 39 (23), 4595-4605 (2019).

Tags

התנהגות בעיה 164 רטינופתיה סוכרתית רשתית מבוך Y תגובת אופטומוטור התנהגות גישוש תדירות מרחבית רגישות ניגודיות זיכרון מרחבי חילופין ספונטניים

Erratum

Formal Correction: Erratum: Behavioral Assessment of Visual Function via Optomotor Response and Cognitive Function via Y-Maze in Diabetic Rats
Posted by JoVE Editors on 01/05/2022. Citeable Link.

An erratum was issued for: Behavioral Assessment of Visual Function via Optomotor Response and Cognitive Function via Y-Maze in Diabetic Rats. The author list was updated.

The author list was updated from:

Kaavya Gudapati*1,2, Anayesha Singh*1,3, Danielle Clarkson-Townsend1,4, Andrew J. Feola1,2, Rachael S. Allen1,2
1Center for Visual and Neurocognitive Rehabilitation, Atlanta VA Medical Center,
2Department of Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology,
3Department of Neuroscience, Emory University,
4Gangarosa Department of Environmental Health, Emory University
* These authors contributed equally

to:

Kaavya Gudapati*1,2, Anayesha Singh*1,3, Danielle Clarkson-Townsend1,4, Stephen Q. Phillips1, Amber Douglass1, Andrew J. Feola1,2, Rachael S. Allen1,2
1Center for Visual and Neurocognitive Rehabilitation, Atlanta VA Medical Center,
2Department of Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology,
3Department of Neuroscience, Emory University,
4Gangarosa Department of Environmental Health, Emory University
* These authors contributed equally

הערכה התנהגותית של תפקוד חזותי באמצעות תגובת Optomotor ותפקוד קוגניטיבי באמצעות Y-Maze בחולדות סוכרתיות
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Gudapati, K., Singh, A.,… More

Gudapati, K., Singh, A., Clarkson-Townsend, D., Phillips, S. Q., Douglass, A., Feola, A. J., Allen, R. S. Behavioral Assessment of Visual Function via Optomotor Response and Cognitive Function via Y-Maze in Diabetic Rats. J. Vis. Exp. (164), e61806, doi:10.3791/61806 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter