تستخدم طريقة الاختبار السلوكي للرأرأة الحركية البصرية (OKN) لتقييم حدة البصر في القوارض. هنا يتم عرض طريقة بسيطة يمكن إعدادها بسهولة في مختبرات الأبحاث لتقييم موثوق به للوظيفة البصرية في كل من الفئران العادية والتجريبية.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
تستخدم طريقة الاختبار السلوكي للرأرأة الحركية البصرية (OKN) لتقييم حدة البصر في القوارض. هنا يتم عرض طريقة بسيطة يمكن إعدادها بسهولة في مختبرات الأبحاث لتقييم موثوق به للوظيفة البصرية في كل من الفئران العادية والتجريبية.
الرأرأة البصرية الحركية (OKN) هي حركة عين انعكاسية تبدأ بحركة المحفزات البصرية في مجال الرؤية. تستخدم حركة تتبع الرأس المرتبطة ب OKN بشكل شائع كمقياس للوظيفة البصرية في القوارض. لتسجيل استجابات OKN في الفئران العادية والتجريبية ، تم تطوير جهاز بسيط وغير مكلف. يستخدم هذا الإعداد شاشتين لوحتين لعرض الحافز البصري OKN الذي يتكون من خطوط سوداء وبيضاء عالية التباين تم إنشاؤها باستخدام تطبيق الويب OKN Stripes Visualization ، وهو برنامج متاح مجانا. يتم وضع الجرذ داخل حامل زجاج شبكي شفاف يحد من الحركة بحيث يواجه رأس الجرذ باستمرار شاشة عرض OKN. يمكن تغيير موضع حامل الفئران لضبط المسافة بين الفئران وشاشة العرض. يتم استخدام كاميرا صغيرة موضوعة فوق حامل الفئران لتسجيل الأنشطة البصرية للفئران. يمكن استخدام هذه التسجيلات للتقييمات الكمية. بناء على وجود أو عدم وجود تتبع واضح للرأس ، يمكن تحديد استجابات OKN عند ترددات مكانية مختلفة. توضح البيانات التي تم جمعها تقنية جديدة لقياس موثوق به لحدة البصر في الفئران الطبيعية والمتدهورة في الشبكية.
عندما تتعرض العين لحركة بصرية كاملة المجال مستمرة ، يظهر نمط مميز من حركات العين السريعة والسلسة وحركات الرأس منخفضة التسارع في اتجاه الحركة البصرية ، يسمى الرأرأة البصرية (OKN) 1،2. يمر المسار العصبي ل OKN من شبكية العين إلى الجسم الركبي الجانبي والفص القذالي والندف المخيخي ويتصل بالخلايا العصبية الحركيةللعين 3. قد يؤدي التلف العصبي في أي مكان على طول هذه المسارات العصبية إلى تغييرات في استجابات OKN. تستخدم استجابة OKN كأداة لتقييم التماثل الدماغي والعمى النفسي وحدة البصر لدى المرضى من البشر4،5. يتم تقييم حدة البصر من خلال تحديد الاستجابات الوظيفية ، والتي يمكن أن تكون جزءا لا يتجزأ من تحديد نجاح العلاجات والتجارب التي تتمحور حول استعادة الرؤية المفقودة بسبب الأمراض التنكسيةالعصبية 3،6،7. في ، يمكن استخدام استجابات OKN لتقييم حدة البصر بدقة ، مما يوفر للباحثين القدرة على جمع البيانات الكمية والنوعية فيما يتعلق بالوظيفة البصرية. في القوارض ، من الممكن قياس حدة البصر للعين اليمنى واليسرى بشكل مستقل بناء على اتجاه دوران الخطوط في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقاربالساعة 8. تعرض هذه الحركة عكس اتجاه عقارب الساعة واتجاه عقارب الساعة كل عين إما للحركة الأنفية الصدغية (N-T) أو الحركة الأنفية الصداعية (T-N)9 ، على التوالي. ينتج عن محفز T-N استجابة أعلى بكثير مقارنة بمحفز N-T لأن القوارض أكثر حساسية للأخطار القادمة من الخلف أو من الجانب.
في السابق ، تم اختبار الوظيفة البصرية في فئران المختبر العادية والفئران المتدهورة في الشبكية باستخدام طرق اختبار OKN المختلفة6،10،11،12،13. ومع ذلك ، لوحظت بعض الاختلافات في درجات حدة البصر بين الدراسات المختلفة ، بما في ذلك البيانات الموضحة في التحقيق الحالي. يمكن أن يعزى هذا التباين في الغالب إلى الاختلافات في إعداد الاختبار المستخدم. يمكن أن تكون الاختلافات في حجم ساحة الاختبار ونوع المحفزات البصرية OKN المستخدمة 6,10 من العوامل الرئيسية. تشمل المحفزات المستخدمة في هذه التجارب حواجز شبكية للموجات الجيبية لظهور أسطوانةافتراضية 14 ، وأسطوانات دوارة قابلة للتبديل15 ، وخطوط عالية التباين (بالأبيض والأسود) معروضة على أربع شاشات كمبيوتر10. تشمل القيود الرئيسية المرتبطة بأجهزة وطرق اختبار OKN الحجم الكبير للمعدات ، وحركة في ساحة الاختبار ، والحدوث المتكرر لسقوط من منصةالاختبار 7،11،12.
لتقليل القيود المذكورة أعلاه ، تم تطوير جهاز جديد لاختبار OKN في الفئران. هذا الجهاز غير مكلف نسبيا ، وثبت كفاءته وسهل التشغيل ويتيح تقييم الوظيفة المرئية (الشكل 1). يستخدم الجهاز شاشتين لوحتين لعرض المحفزات المرئية OKN (برنامج التصور) بترددات مكانية مختلفة. يتم استخدام كاميرا صغيرة لتسجيل أنشطة أثناء الاختبار لتحليلها لاحقا للبيانات. بهدف إنشاء جهاز OKN سهل الإعداد في مختبرات الأبحاث ، يحدد هذا الإعداد الجديد التعديلات الهامة على جهاز اختبار OKN الحالي. تتكون محفزات OKN المستخدمة هنا من خطوط سوداء وبيضاء بترددات مكانية مختلفة واتجاهات دوران مختلفة (من اليسار إلى اليمين أو من اليمين إلى اليسار). يشتمل المكون الرئيسي لجهاز اختبار OKN على شاشتين لوحتين تعمل باللمس (7.9 بوصة) تستخدمان لعرض محفزات OKN (الشكل 2). يتم استخدام حاملين قابلين للتعديل لتثبيت شاشات الجهاز اللوحي في الموضع المطلوب. يتم توصيل الحوامل بإحكام بحافة جدول الإجراءات الذي يسمح بتعديل ارتفاعه وزاويته. توضع الفئران في حامل الفئران الذي يواجه شاشات العرض. حاملات الفئران مصنوعة من أنبوب بلاستيكي شفاف (بولي ميثيل ميثاكريلات). يتم توصيل الحامل بقاعدة التمثال وحامل معدني لضمان وضعه الثابت على طاولة الإجراءات. يتراوح حجم أنابيب القابضة من 4 إلى 6 بوصات في الطول وقطرها من 2.5 إلى 3 بوصات ، اعتمادا على حجم الفئران المستخدمة. يتم ضبط المسافة بين الجرذ وشاشة العرض عن طريق تغيير موضع حامل الفئران. يساعد حامل الفئران في الحفاظ على التعرض المستمر لرأس الفئران نحو شاشات العرض ويقلل من حركاته أثناء الاختبار. يتم استخدام كاميرا صغيرة لتسجيل استجابات تتبع الرأس. تشمل أوجه القصور في هذا الإعداد الجديد معدلات تحديث مختلفة للشاشة وإمكانية حدوث أوهام بصرية عند استخدام خطوط ضيقة. ومع ذلك ، يمكن اعتبارها مشكلات شائعة مرتبطة بإعداد OKN المستند إلى الكمبيوتر. بالإضافة إلى المشكلات المذكورة أعلاه ، في الإعداد الحالي ، لا يتم اختبار الفئران باستخدام أسطوانة افتراضية14 تؤثر على استجابة OKN المثلى. تكمن حداثة هذه الطريقة في التقنية والجهاز الذي تستخدم فيه الطريقة. يمكن إعداد هذه التقنية بسهولة في مختبرات الأبحاث لقياس حدة البصر بشكل موثوق به في القوارض.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تنفيذ جميع الإجراءات الحيوانية وفقا للإرشادات التجريبية المعتمدة من قبل السلطات الإقليمية وقبلتها اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامه (IACUC) في جامعة جنوب كاليفورنيا (USC) ، وتتوافق مع بيان جمعية أبحاث الرؤية وطب العيون (ARVO) لاستخدام في أبحاث طب العيون والرؤية والتوجيه الأوروبي 2010/63 / EU بشأن حماية المستخدمة للأغراض العلمية.
ملاحظة: الفئران المستخدمة في هذه الدراسة هي فئران الكلية الملكية للجراحين المصطبغة في الشبكية (RCS) وفئران لونغ إيفانز (LE). يوضح الشكل 3 رسما تخطيطيا يوضح مراحل مختلفة من اختبار وتحليل OKN.
1. الإجراءات
2. تحليل البيانات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إجراء اختبار OKN باستخدام فئران الكلية الملكية للجراحين (RCS) المتدهورة في الشبكية (RD) وفئران Long Evans (LE) العادية المطابقة للعمر. تم استخدام فئران LE (ن = 4) لإنشاء بيانات خط الأساس لتحديد درجات حدة البصر في الفئران الطبيعية باستخدام الإعداد الجديد. تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام Microsoft excel (متوسط ± الانحراف المعياري). أظهرت الفئران LE تتبعا قويا للرأس عند الترددات المكانية من 0.15 c / d إلى 0.33 c / d. لتقييم موثوقية وفعالية جهاز OKN الجديد في قياس حدة البصر في فئران RD ، تم إجراء الاختبارات باستخدام فئ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
OKN هي حركة انعكاسية لسن المنشار للعينين استجابة لمحفز الانجراف ، والذي يستخدم كأداة لتقييم حدة البصر لدى البشر3. في ، بما في ذلك الرئيسيات والقوارض ، يتم استخدام اختبار OKN كقياس كمي للوظيفة البصرية. تصف الدراسة الحالية جهاز OKN جديد وغير مكلف يمكن إعداده بسهولة في مختبرات الأبحاث لاختبار سلوك OKN في الفئران. تم إجراء تقييمات OKN في القوارض من خلال مناهج مختلفة. في السابق ، تم استخدام أسطوانة OKN قابلة للتبديل متصلة بمحرك لتدوير حواجز شبكية6
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين تضارب في المصالح للإبلاغ عنهم.
تم دعم هذه الدراسة من خلال منح CIRM (معهد كاليفورنيا للطب التجديدي) (DISC1-09912 PI- Thomas ، DR3-07438- PI- Humayun) ، ومنحة غير مقيدة لقسم طب العيون من أبحاث الوقاية من العمى ، نيويورك ، نيويورك ، ودعم من مؤسسة برايت فوكس (M2016186 ، توماس ، PI). تم دعم البحث الوارد في هذا المنشور من قبل المعهد الوطني للعيون التابع للمعاهد الوطنية للصحة بموجب الجائزة رقم P30EY029220.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| iPad Mini | Apple | A1489 | يتم استخدام اثنين من iPad Minis لعرض برنامج OKN Stripes Visualization. |
| الكاميرا الصغيرة / الكاميرا الصغيرة | Lanon | B097H6WWDS | تستخدم الكاميرا الصغيرة لتسجيل التجربة. يتصل ملحق الكاميرا الصغيرة بالمكتب ويحمل الكاميرا في مواجهة الفئران. يتم تسجيل استجابات تتبع الرأس وتقييمها على مسافات وترددات مكانية واتجاهات مختلفة. |
| أنبوب زجاج شبكي / حامل الفئران | أفضل أكريليك | B07KMF31MC | يستخدم أنبوب زجاج شبكي لكبح جماح الفئران ، مع تعرض رأسه ، طوال مدة التجربة. يتم توصيل الأنبوب بملحق أنبوب زجاجي عمودي آخر لتثبيت حامل الفئران أثناء التجربة. تم تصميم الجهاز بأكمله وبناؤه في المختبر. |
| مرفق أنبوب زجاجي | أفضل أكريليك | B07KMF31MC | هذا المرفق يحمل حامل الفئران أمام شاشات iPad ، ويسمح بالمسافة بين الفئران وأجهزة iPad ليتم التلاعب بها. |
| حاملات الشاشة | Kabcon | B08JLRPKQ1 | يتم استخدام اثنين من حاملي الشاشة لعقد أجهزة iPad حتى عرض برنامج OKN Stripes Visualization Software على الفئران. |
| تطبيق ويب OKN Stripes Visualization | ترخيص معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) حقوق الطبع والنشر (c) 2016 Anton Yakushin | https://antonyakushin.github.io/okn-stripes-visualization/ | هذا التطبيق عبارة عن تطبيق soft yeeware متاح مجانا لعرض المحفزات المرئية (خطوط بالأبيض والأسود) بترددات مختلفة |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن