هنا ، نصف بروتوكولا قياسيا لقياس المنعكس البصري. فهو يجمع بين تحفيز الأسطوانة الافتراضية وتصوير العين بالفيديو ، وبالتالي يسمح بتقييم دقيق لانتقائية الميزة للسلوك ومرونته التكيفية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
القياس الكمي لانتقائية الميزة البصرية لمنعكس الحركة البصرية في الفئران
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
المنعكس البصري (OKR) هو حركة عين فطرية أساسية يتم تشغيلها بواسطة الحركة العالمية للبيئة المرئية وتعمل على تثبيت صور الشبكية. نظرا لأهميته وقوته ، فقد تم استخدام OKR لدراسة التعلم البصري الحركي وتقييم الوظائف البصرية للفئران ذات الخلفيات الوراثية المختلفة والأعمار والعلاجات الدوائية. هنا ، نقدم إجراء لتقييم استجابات OKR للفئران الثابتة الرأس بدقة عالية. يمكن أن يستبعد تثبيت الرأس مساهمة التحفيز الدهليزي في حركات العين ، مما يجعل من الممكن قياس حركات العين الناتجة عن الحركة البصرية فقط. يتم استنباط OKR بواسطة نظام أسطوانة افتراضي ، حيث ينجرف صريف عمودي مقدم على ثلاث شاشات كمبيوتر أفقيا بطريقة تذبذبية أو أحادية الاتجاه بسرعة ثابتة. باستخدام نظام الواقع الافتراضي هذا ، يمكننا تغيير المعلمات المرئية بشكل منهجي مثل التردد المكاني ، والتردد الزمني / التذبذب ، والتباين ، والنصوع ، واتجاه الشبكات ، وتحديد منحنيات ضبط انتقائية الميزة المرئية. يضمن تصوير العين بالفيديو بالأشعة تحت الحمراء عالي السرعة قياسا دقيقا لمسار حركات العين. تتم معايرة عيون الفئران الفردية لتوفير فرص لمقارنة OKRs بين من مختلف الأعمار والأجناس والخلفيات الوراثية. تسمح القوة الكمية لهذه التقنية باكتشاف التغييرات في OKR عندما يتكيف هذا السلوك بشكل بلاستيكي بسبب الشيخوخة أو التجربة الحسية أو التعلم الحركي. وبالتالي ، فإنه يجعل هذه التقنية إضافة قيمة إلى ذخيرة الأدوات المستخدمة للتحقيق في مرونة سلوكيات العين.
المقدمة
استجابة للمنبهات البصرية في البيئة ، تتحرك أعيننا لتحويل نظرتنا ، أو تثبيت صور الشبكية ، أو تتبع الأهداف المتحركة ، أو محاذاة نقرة العينين مع أهداف تقع على مسافات مختلفة من المراقب ، والتي تعتبر حيوية للرؤية المناسبة 1,2. تم استخدام السلوكيات الحركية للعين على نطاق واسع كنماذج جذابة للتكامل الحسي الحركي لفهم الدوائر العصبية في الصحة والمرض ، على الأقل جزئيا بسبب بساطة النظام الحركي للعين3. يتم التحكم في العين بواسطة ثلاثة أزواج من عضلات العين الخارجية ، وتدور العين في التجويف بشكل أساسي حول ثلاثة محاور مقابلة: الارتفاع والاكتئاب على طول المحور العرضي ، والتقريب والاختطاف على طول المحور ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تمت الموافقة على جميع الإجراءات التجريبية التي أجريت في هذه الدراسة من قبل لجنة رعاية المحلية للعلوم البيولوجية ، وفقا للمبادئ التوجيهية التي وضعتها لجنة رعاية بجامعة تورنتو والمجلس الكندي لرعاية.
1. زرع شريط الرأس أعلى الجمجمة
ملاحظة: لتجنب مساهمة سلوك VOR في حركات العين ، يتم تثبيت رأس الماوس أثناء اختبار OKR. لذلك ، يتم زرع شريط الرأس جراحيا أعلى الجمجمة.
- تخدير فأر (أنثى وذكور C57BL / 6 يبلغان من العمر 2-5 أشهر) بمزيج من 4٪ إيزوفلوران (v / v) و O2 في غرفة الغاز. نقل الماوس إلى منصة جراحة مخصصة وتقليل تركيز الأيزوفلوران إلى 1.5٪ -2٪. راقب عمق التخدير عن طريق التحقق من استجا....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
من خلال الإجراء المفصل أعلاه ، قمنا بتقييم اعتماد OKR على العديد من الميزات المرئية. تم اشتقاق أمثلة الآثار الموضحة هنا باستخدام رموز التحليل المتوفرة في ملف الترميز التكميلي 1 ، ويمكن العثور على مثال تتبع الملف الخام في ملف الترميز التكميلي 2. عندما انجرفت شبكة الأسطوانة في مسار جيبي (0.4 هرتز) ، اتبعت عين تلقائيا حركة الشبكة بطريقة تذبذبية مماثلة (اللوحة العلوية الشكل 3B) ، والتي تتميز بسلوك OKR2،5.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
توفر طريقة الفحص السلوكي OKR المعروضة هنا العديد من المزايا. أولا ، يحل التحفيز البصري الذي يتم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر المشكلات الجوهرية للطبول المادية. التعامل مع مسألة أن الطبول المادية لا تدعم الفحص المنهجي للتردد المكاني أو الاتجاه أو ضبط التباين8 ، تسمح الأسطوانة الافتراضية بتغيير هذه المعلمات المرئية على أساس كل تجربة على حدة ، وبالتالي تسهيل التحليل المنهجي والكمي لانتقائية الميزة لسلوك OKR (الشكل 4 أ) ؛ بينما تعاني الأسطوانات المادية من إضاءة غير منتظمة بواسط.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح متنافسة.
شكر وتقدير
نحن ممتنون ل Yingtian He لمشاركة بيانات ضبط الاتجاه. تم دعم هذا العمل بمنح من المؤسسة الكندية للابتكار وصندوق أبحاث أونتاريو (مشروع CFI / ORF رقم 37597) ، NSERC (RGPIN-2019-06479) ، CIHR (Project Grant 437007) ، وجوائز كونوت للباحثين الجدد.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| المرحلة الانتقالية 2D | Thorlabs | XYT1 | |
| راتنج الأكريليك | Lang Dental | B1356 | لتثبيت الصفيحة الأمامية على الجمجمة وحماية الجمجمة |
| Bupivacaine | STERIMAX | ST-BX223 | Bupivacaine Injection BP 0.5٪. التخدير الموضعي |
| كاربروفين | RIMADYL | 8507-14-1 | تسكين |
| الهواء المضغوط | Alcon | ||
| Systane | للحفاظ على رطوبة العين | ||
| بطاقة الرسومات | NVIDIA | Geforce GTX 1650 أو Quadro P620. | لإنشاء شاشة واحدة بين ثلاث شاشات |
| وسادة تسخين | كينت Scientific | HTP-1500 | للحفاظ على درجة حرارة الجسم |
| كاميرا الأشعة تحت الحمراء عالية السرعة (IR) | Teledyne Dalsa | G3-GM12-M0640 | لتسجيل دوران العين |
| IR LED | Digikey | PDI-E803-ND | للإشارة إلى CR وإضاءة |
| مرآة الأشعة تحت الحمراء | بصريات إدموند | 64-471 | لعكس صورة العين |
| Isoflurane | FRESENIUS KABI | CP0406V2 | |
| Labview | الصكوك الوطنية | إصدار 2014 | تتبع العين |
| جرس مرضع | باكستر | JB2324 | إمدادات المياه والطاقة |
| ليدوكائين وإبينفرين مزيج | Dentsply Sirona | 82215-1 | XYLOCAINE. مقياس الإنارة للتخدير الموضعي |
| Konica Minolta | LS-150 | لمعايرة الشاشات | |
| Matlab | MathWorks | الإصدار xxx | تحليل حركات العين |
| Meyhoefer Curette | World Precision Instruments | 501773 | لكشط الجمجمة وإزالة |
| شريحة معايرة المجهر | Amscope | MR095 | لقياس تكبير يراقب تصوير العيون بالفيديو |
| Acer ؛ | B247W | التحفيز البصري | |
| مرشح الكثافة المحايدة | مرشحات لي | 299 | لتوليد التحفيز البصري |
| الرؤية القريبة | بصريات ألفا | AO-3277 | للسكوتوبيك OKR |
| الثنائي الضوئي | Digikey | TSL254-R-LF-ND | لمزامنة التحفيز البصري وتصوير العين |
| بالفيديو بيلوكاربين هيدروكلوريد | سيجما-ألدريتش | P6503 | |
| Post | Thorlabs | TR1.5 | |
| حامل المنشور | Thorlabs | PH1 | |
| PsychoPy | إصدار برنامج مفتوح المصدر | xxx | مجموعة أدوات التحفيز البصري |
| Scissor | RWD | S12003-09 | لإزالة الجلد |
| Superglue | Krazy Glue | Type: لجميع الأغراض. لالتصاق بغطاء الرأس على الجمجمة |
المراجع
- Gerhard, D. Neuroscience. 5th Edition. Yale Journal of Biology and Medicine. , (2013).
- Distler, C., Hoffmann, K. P. The Oxford Handbook of Eye Movement. , Oxford University Press. 65-83 (2011).
- Sereno, A. B., Bolding, M. S.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
