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使用的视动反应研究斑马鱼的视觉功能

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Laboratory of Neurodevelopment and Repair, Department of Neurobiology and Biophysics, School of Life, University of Science and Technology of China (USTC)

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Cite this Article: 使用的视动反应研究斑马鱼的视觉功能

Zou, S., Yin, W., Zhang, M., Hu, C., Huang, Y., Hu, B. Using the optokinetic response to study visual function of zebrafish. J. Vis. Exp. (36), e1742, doi:10.3791/1742 (2010).

Abstract: 使用的视动反应研究斑马鱼的视觉功能

视动反应（OKR）是一种行为，动物振动它的眼睛，按照围绕它旋转的光栅。它已被广泛用来评估幼虫斑马鱼1-5的视觉功能。不过，仔鱼的标准协议尚未容易在成年zabrafish适用。在这里，我们介绍了如何来衡量我们简单的使用一个新的协议，它是建立在我们的实验室仪器定制的成年斑马鱼OKR。我们的设备和一步一步的在成年斑马鱼OKR的程序说明了这个视频。此外，幼虫OKR的测量，以及optomotor响应（OMR）成年斑马鱼的试验，也表明在这个视频。这OKR检测成年斑马鱼在我们的实验可能会持续长达4小时。这种OKR测试在成鱼中的应用，将有利于更有效的视觉功能调查时的成鱼的视觉系统操纵。

苏邹琦，吴吟本文同等贡献。

Protocol: 使用的视动反应研究斑马鱼的视觉功能

第一部分：构建OKR仪器

详情载于视频演示。

第二部分：成年斑马鱼OKR

如果您的实验室已经构建了一个OKR仪器，成年斑马鱼OKR的关键是持有的鱼。在这一部分，我们将显示你一步一步。

我们的仪器组成类似其他人所说的以下部分。圆形鱼厅是在外径7.0厘米，内径6.5厘米和7.0厘米高。鼓鱼室周围是出直径8.5厘米，内径7.5厘米和7.0厘米高。它可以顺时针旋转和逆时针旋转速度从20〜70转每分钟（RPM）。 11黑色和白色条纹的周期绘制在描图纸上鼓外坚持。是由两个圆直径21厘米的光管照明系统。

图1
图1。海绵模型 ，在这中间的悬崖，以确保不庇护视野。

  1. 由两部分组成，如图1所示海绵。左边部分是长3厘米x宽3厘米x高2厘米。右边部分是长3厘米x宽3厘米x高3厘米。
  2. 鱼腔底部的海绵和饲养水倒入约2厘米深度。气泡，隐藏在海绵，应该被扫地出门。
  3. 海绵右侧部分的前面插入一根针，后面的悬崖约2毫米。
  4. 麻醉在MS - 222的成年斑马鱼。
  5. 斑马鱼放在海绵背起来，并允许第一脚前的胸鳍一侧。
  6. 第二针插入落后于其他的胸鳍。它可避免斑马鱼萎缩机构合作的第一脚（还可以看到在图2）。
  7. 动脉钳固定在一块橡皮（橡皮泥），这是鱼室坚持动脉钳钳它的尾巴。
  8. 第三和第四针是种植在现场附近的鱼体内的泄殖腔孔。它可以防止强烈的波尾的斑马鱼。
  9. 第五引脚之间的第一和第三针，然后第六针，它的另一侧是选址。他们可以防止晃动它的身体的斑马鱼。
  10. 第七次和第八次针插在鱼鳃附近的站点，以保持头部方向。
  11. 饲养水倒入鱼室。
  12. 斑马鱼被唤醒后，让它适应5〜10分钟。
  13. 打开该设备的光，让斑马鱼适应这种照明2分钟。
  14. 开关电机驱动光栅，并允许斑马鱼为1分钟，以适应。
  15. 打开相机，记录眼睛的运动。
  16. 分析眼角6和扫视号码，在您的个人电脑（眼睛的角度分析的一个典型的例子是在图2所示）。

图2
图2。轴眼和身体的纵轴之间的角度。

a）当光栅的方向是鼻时空，我们定义的角度，在鱼体内的未来是一种消极的角度，在鱼体内的角度是一个积极的角度来看，反之亦然（也见参考文献的简要回顾。 6）。在此图中的数字代表的引脚顺序。

B）OKR分析的例子从一个在正常对照组的鱼。一秒钟的电影被转移到了一系列帧，每帧的眼睛角度图像Plus软件测量。在这个数字中的每一个点代表我们测得的每一帧。

注：

  1. 所有的引脚都只是用来防止摇晃其身体的斑马鱼，过紧将会对鱼类有害。
  2. 动脉钳可能会损坏的尾巴，其接触面积小。一旦尾巴是免费的，它非常困难，为了解决这个问题的鱼。缠绕绷带是在一定条件下建议的尾巴。
  3. 第七和第八的脚在鳃附近的站点种植不应住房从他们的视线光栅。

第三部分。 OKR斑马鱼的幼体

1。甲基纤维素

斑马鱼幼虫可固定在6％的甲基纤维素溶液，同时保持很长一段时间的活着。准备好如下甲基纤维素的解决方案。

  1. 煮沸200毫升DDH 2 O的微波烤箱约3分钟在较高水平。
  2. 传输热水搅拌电热板，并大力搅拌。
  3. 逐步添加到热水12克甲基纤维素。
  4. 继续搅拌3分钟后，甲基分散。
  5. 用冰水冷却，直到它变得清晰的解决方案，然后放置在4 ° C。
  1. 两对男性和女性的成年斑马鱼在交配槽喂养17:00后。第二天早晨，他们转移到一个新的交配池，1小时后，收集胚胎。
  2. 卵均保持在28.5 ± 0.5 ° C，孵化器与光在胚胎培养基：14:10暗周期。
  3. 蛋会孵化出在受精后48小时内（HPF）和OKR将在72 HPF或稍后测试。在这段视频中，幼虫在5 DPF。

3。对OKR程序

  1. 将根据配备这种仪器上的CCD相机和开关的立体的仪器。
  2. 添加20毫升6％，在一个55毫米的培养皿methycellulose。
  3. 将在这个菜排在中锋位置上的几个幼虫。
  4. 放一下气泡体积1μL在相机领域，它可以作为镜子反射光栅的方向。
  5. 电机开关，并记录他们的眼睛的运动。

第四部分。 OMR的成年斑马鱼

成年斑马鱼也可以用此设备进行OMR，只需将一列，为防止跨鱼游泳中心（显示在图3a，旋转速度为36 RPM，黑白的周期是11）中的鱼室。

  1. 把在这种鱼室的鱼。
  2. 站在一个2厘米，直径在这种鱼室的中心列。
  3. 适应一分钟仍然光栅和旋转光栅。
  4. 记录的斑马鱼的运动。
  5. 分析您的个人计算机上的时间上的巧合率（一个例子是在图3b所示，旋转速度为36 RPM，黑白的周期是11）

图3
图3。市值租金的成年斑马鱼 。 （一）一个白色的塑料列被放置在防止跨鱼游动的鱼室中心。 （二）以下的成年斑马鱼的符合率光栅。符合率被定义为以下光栅总录音时间的比例。 50％的价值，表明鱼是随机游动，而100％，表明鱼以下光栅很好。这两个视神经被击碎了约10秒钟珠宝钳。粉碎后作为一个随机游动的市值租金的行为出现。

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Discussion: 使用的视动反应研究斑马鱼的视觉功能

据OKR定义，它是一种现象，动物移动他们的眼睛，自发地追求旋转光栅。如果这种行为已经进行了很长一段时间（如在6小时以上），可能是累了，眼部肌肉会衰减OKR。

成年斑马鱼OMR已完全由其他7。在这段视频中，我们只显示你这种行为与我们的仪器。视神经一旦被压碎，他们可以不遵循这个光栅很好。

我们已经完成OKR行为与我们的简单的定制的仪器测试，以评估对斑马鱼的视觉功能，在成年后，幼虫在成人中的斑马鱼和OMR。这在我们的实验成年斑马鱼的OKR检测，能保持在4小时内足够强大，没有伤害。这可能OKR在成鱼的功能研究的测试，更有效地开拓。

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Disclosures: 使用的视动反应研究斑马鱼的视觉功能

Acknowledgements: 使用的视动反应研究斑马鱼的视觉功能

我们感谢支持她返身女士斑马鱼的饲养。这是胡兵博士（中国科学院，“百仁吉华”，国家自然科学基金委员会30870833和中国国家基础科学计划，2009CB941302）的经费支持。

所有的动物实验是在中国（中科大）动物资源中心和大学动物护理和使用委员会的科学和技术大学规定的准则和法规的规定进行。

Materials: 使用的视动反应研究斑马鱼的视觉功能

Name Company Catalog Number Comments
Methylcellulose Sigma-Aldrich M6385 Viscosity 25 cP

References: 使用的视动反应研究斑马鱼的视觉功能

  1. Beck, J., Gilland, E., Tank, D. & Baker, R. Quantifying the Ontogeny of Optokinetic and Vestibuloocular Behaviors in Zebrafish, Medaka, and Goldfish. J Neurophysiol 92, 3546-3561, (2004).
  2. Brockerhoff, S. Measuring the optokinetic response of zebrafish larvae. Nature Protocols 1, 2448-2451 (2006).
  3. Emran, F. et al. OFF ganglion cells cannot drive the optokinetic reflex in zebrafish. Proc Natl Acad Sci U S A 104, 19126-19131. (2007).
  4. Rinner, O., Rick, J. & Neuhauss, S. Contrast Sensitivity, Spatial and Temporal Tuning of the Larval Zebrafish Optokinetic Response. Investigative Ophthalmology & Visual Science 46, 137-142 (2005).
  5. Roeser, T. & Baier, H. Visuomotor Behaviors in Larval Zebrafish after GFP-Guided Laser Ablation of the Optic Tectum. The Journal of Neuroscience 23, 3726-3734 (2003).
  6. Easter, S. & Nicola, G. The Development of Vision in the Zebrafish (Danio rerio). Developmental Biology 180, 646-663 (1996).
  7. Maaswinkel, H. & Li, L. Spatio-temporal frequency characteristics of the optomotor response in zebrafish. Vision Research 43, 21-30 (2003).

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