Name: 一个简单的行为分析在检测视觉功能非洲爪蟾 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-12T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 34 s
Description: 学习使用黑白水箱行为实验检测非洲爪蟾蝌蚪的视觉功能。该方法通过记录蝌蚪在不同背景环境中的游动偏好，为研究水生生物视觉行为提供简单可靠的评估手段。

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本研究由美国国立卫生研究院资助：EY015748、EY017964（MEZ）和 EY019517（ASV）。本研究还得到了预防失明研究基金会向眼科系提供的无限制资助以及纽约州中部狮子会的支持。我们还要感谢我们的动物技术员 Matthew Mellini 对实验动物的精心照料，并感谢他临时参与本视频的拍摄。

动物护理
本研究中使用的Xenopus laevis蝌蚪，均按照纽约州立大学上州医科大学动物护理与使用委员会（IACUC）以及《实验动物护理与使用指南》批准的程序进行培育、饲养和处理。
1. 行为前准备：蝌蚪
<ol>
	<li>从商业来源获取受精的Xenopus胚胎，或如先前所述进行体外（in vitro）卵母细胞受精6。</li>
	<li>将处于囊胚至神经板阶段的胚胎置于含有0.1X MMR [10 X Marc's Modified Ringer's (MMR) 溶液储备液（10 mM MgCl2；20 mM KCl；20 mM CaCl2；50 mM HEPES；1 M NaCl；调至pH 7.5，高压灭菌后室温保存）] 并添加50 µg/ml庆大霉素抗生素的60 mm培养皿中，于18 ˚C培养。每天更换0.1X MMR，并移除任何死亡胚胎。</li>
	<li>当胚胎发育至Nieuwkoop和Faber阶段约27–307时&#160;，将胚胎转移至不含抗生素的0.1X MMR中，以促进肠道菌群生长。</li>
	<li>继续培养蝌蚪直至其达到摄食阶段（阶段45），然后将其转移至盛有0.1X MMR的100 mm培养皿中。每隔一天喂食一次荨麻粉上清液，中间间隔日更换0.1X MMR。</li>
	<li>在100 mm培养皿中培养一周后，将动物转移至装有蛙类养殖水[0.5 g/L Instant Ocean和2 mM 磷酸氢二钠（Na2HPO4：分子量141.96），pH 6.8]的半加仑水箱中。喂养方式同步骤2.4，但仅在水质浑浊时每周换水2–3次。维持动物在12小时光照/12小时黑暗的光周期条件下，光照于早上6点开启。</li>
	<li>在测试前至少12小时（过夜），将装有测试对象的半加仑水箱放置在实验台垫等白色表面上。</li>
	<li>在步骤3所述条件下，对处于阶段45至50的蝌蚪进行测试。</li>
</ol>
2. 行为前准备：设备
<ol>
	<li>在实验室中划出一个专门用于行为实验的区域。该区域应安静、人员走动较少，并采用标准的荧光照明。</li>
	<li>为动物准备测试用的水箱。 
嵌套式的半加仑测试水箱由两部分组成：内层水箱用于盛水和放置蝌蚪；外层水箱用于放置视觉刺激物。
	<ol>
		<li>对于内层水箱，使用记号笔在外侧角落距底部5 cm处做一标记，作为水位线（图1A，绿色虚线）。</li>
		<li>同样针对内层水箱，将水箱角落及中心处的凹陷部位用惰性材料（如Sylgard弹性体）填平。注意：若不填充这些区域，蝌蚪可能会在其中滞留。</li>
		<li>对于外层水箱，将其中一个水箱的外侧恰好一半用黑色电工胶带覆盖，另一半用白色薄纸覆盖（图1B）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将水箱放置在接种转盘上。</li>
	<li>安装网络摄像头和三脚架，使其位于测试水箱正上方。调整摄像头位置，以便清晰观察测试区域，如&#160;图1C所示。</li>
	<li>将网络摄像头连接至已安装QuickTime Player软件的计算机5。&#160;打开摄像头。在QuickTime Player中，点击“文件”菜单，选择“新建影片录制”。此时计算机屏幕上将立即显示行为实验装置的画面。</li>
	<li>用轻质棉布将整个装置覆盖，以减少可能影响蝌蚪行为的外界干扰，并降低水面反光。</li>
	<li>确保棉布下的光照亮度维持在35–50 cd/m2之间。</li>
</ol>
3. 行为学实验
<ol>
	<li>用蛙水将内层测试罐注水至步骤 1.2.1 中标记的 5 cm 水位线处。</li>
	<li>使用小网轻轻将动物转移至内层测试罐中。</li>
	<li>在计算机上打开 QuickTime 软件，并以外层罐为参考，确保摄像头能够清晰观察并记录测试区域。</li>
	<li>将动物名称、日期和时间写在一张纸上，并用摄像头进行录制。</li>
	<li>将测试罐放入外层罐中，使测试罐的黑色面朝右，参见图 2。</li>
	<li>在放置好测试罐后立即开始录像，并设置计时器为 2 分钟。</li>
	<li>当计时器响起时，取出内层测试罐，将外层罐旋转 180°，再将内层测试罐放回外层罐中，重新启动计时器。注意：此时黑色面应位于另一侧。</li>
	<li>重复步骤 3.7，共进行十次试验（含首次），每次试验可参考图 2，并逐一标记已完成的试验。</li>
	<li>在两个不同的日期重复该行为检测实验。</li>
</ol>
4. 视网膜轴突切断术
<ol>
	<li>将动物置于0.02%三卡因溶液中，直至其对#3镊子夹捏尾部无反应。</li>
	<li>在0.1X MMR溶液中融化1%琼脂糖，然后倒入60 mm培养皿中。待冷却后，在琼脂糖中制作一个小型矩形凹槽，并将蝌蚪连同少量0.02%三卡因溶液放入凹槽中，使动物部分浸没于液体中。</li>
	<li>用25 G针头以45度角在眼睛背侧区域后方刺穿皮肤，同时用镊子在对侧固定动物。</li>
	<li>注意避免剪断紧邻视神经的静脉，用#5镊子小心伸入孔中，剪断视神经并将其翻转移开。若因不慎剪断动脉导致严重出血，应立即将动物放入2%三卡因溶液中实施安乐死。注意：2%三卡因溶液可导致人体麻木，操作时应佩戴手套。</li>
	<li>手术后恢复动物时，将动物置于含0.7X MMR和50 µg/ml庆大霉素的100 mm培养皿中，孵育20分钟。随后将蝌蚪转移至含有蛙类养殖水的恢复缸中，让动物过夜休息。</li>
	<li>次日早晨，按照前述方法（步骤3.1–3.9）检测视觉功能。</li>
</ol>
5. 分析结果
<ol>
	<li>试验结束后，测量蝌蚪停留在水箱黑色一侧的时间长度。
	<ol>
		<li>手动使用能够显示时间并可频繁暂停的软件观看视频。观察视频显示的时间，记录下两分钟间隔的起始时间点。&#160;试验成功，即内罐完全嵌套入外罐中，且从摄像机视角观察已对齐。</li>
		<li>利用蝌蚪眼睛的位置来确定动物在水箱的哪一侧游动。只有当两只眼睛都越过黑白分界线时，才定义为从水箱的一侧游至另一侧。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>记录动物在黑色区域停留的每个时间段的起始和结束时间（单位：秒）。暂停并回放视频以确保准确性。将秒数相加，计算总时长&#160;每次试验中</li>
	<li>将这些数据输入附带的行为记录表。该记录表将通过从总时长120秒中减去动物在黑侧所花费的时间，自动计算动物在白侧所停留时间的比例。&#160;试验并除以总时间（秒）&#160;[(120 - 在黑色区域停留的总秒数) / 120 秒]。工作表对全部 10 次试验的该比值取平均值。</li>
	<li>使用学生 t 检验，配对双尾分布，判断不同日期间的试验结果是否存在显著性差异（P ≤ 0.05）。</li>
</ol>

<ol><li>Maurer, C. M., Huang, Y. Y., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+zebrafish+oculomotor+behavior+to+model+human+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Application of zebrafish oculomotor behavior to model human disorders.</a> Rev Neurosci. 22 (1), 5-16 (2011).</li>
<li>Solessio, E., Scheraga, D., Engbretson, G. A., Knox, B. E., Barlow, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+modulation+of+temporal+properties+of+the+rod+pathway+in+larval+Xenopus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Circadian modulation of temporal properties of the rod pathway in larval Xenopus.</a> J Neurophysiol. 92 (5), 2672-2684 (2004).</li>
<li>Moriya, T., Kito, K., Miyashita, Y., Asami, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preference+for+background+color+of+the+Xenopus+laevis+tadpole%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Zool%22%5BJournal%5D)">Preference for background color of the Xenopus laevis tadpole.</a> J Exp Zool. 276 (5), 335-344 (1996).</li>
<li>Viczian, A. S., Solessio, E. C., Lyou, Y., Zuber, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+functional+eyes+from+pluripotent+cells%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Generation of functional eyes from pluripotent cells.</a> PLoS Biol. 7 (8), (2009).</li>
<li>Choi, R. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cone+degeneration+following+rod+ablation+in+a+reversible+model+of+retinal+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Cone degeneration following rod ablation in a reversible model of retinal degeneration.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 52 (1), 364-373 (2011).</li>
<li>Viczian, A. S., Zuber, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+determination+using+the+animal+cap+transplant+%28ACT%29+assay+in+Xenopus+laevis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Tissue determination using the animal cap transplant (ACT) assay in Xenopus laevis.</a> J Vis Exp. 16 (39), (2010).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Normal+table+of+Xenopus+laevis+%28Daudin%29+%3A+a+systematical+and+chronological+survey+of+the+development+from+the+fertilized+egg+till+the+end+of+metamorphosis%22">Normal table of Xenopus laevis (Daudin) : a systematical and chronological survey of the development from the fertilized egg till the end of metamorphosis</a>. Nieuwkoop, P. D., Faber, J. , Garland Pub. New York. (1994).</li>
<li>Blackiston, D., Shomrat, T., Nicolas, C. L., Granata, C., Levin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+second-generation+device+for+automated+training+and+quantitative+behavior+analyses+of+molecularly-tractable+model+organisms%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">A second-generation device for automated training and quantitative behavior analyses of molecularly-tractable model organisms.</a> PLoS One. 5 (12), (2010).</li>
<li>Rosemberg, D. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differences+in+spatio-temporal+behavior+of+zebrafish+in+the+open+tank+paradigm+after+a+short-period+confinement+into+dark+and+bright+environments%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Differences in spatio-temporal behavior of zebrafish in the open tank paradigm after a short-period confinement into dark and bright environments.</a> PLoS One. 6 (5), (2011).</li>
<li>Dong, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+Avoidance+in+Xenopus+Tadpoles+is+Correlated+With+the+Maturation+of+Visual+Responses+in+the+Optic+Tectum%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Visual Avoidance in Xenopus Tadpoles is Correlated With the Maturation of Visual Responses in the Optic Tectum.</a> J Neurophysiol. 101 (2), 803-815 (2009).</li>
<li>Lan, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noggin+Elicits+Retinal+Fate+In+Xenopus+Animal+Cap+Embryonic+Stem+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells%22%5BJournal%5D)">Noggin Elicits Retinal Fate In Xenopus Animal Cap Embryonic Stem Cells.</a> Stem Cells. 27 (9), 2146-2152 (2009).</li>
<li>De Robertis, E. M., Kuroda, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dorsal-ventral+patterning+and+neural+induction+in+Xenopus+embryos%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Cell+Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Dorsal-ventral patterning and neural induction in Xenopus embryos.</a> Annu Rev Cell Dev Biol. 20, 285-308 (2004).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突披露。

本文报道了一种简单的视觉引导行为检测方法，经过最少培训的实验室人员可在一周内轻松完成。虽然其他检测方法需要专用设备以及动物行为学方面的专业知识，但本方法可快速测定视觉功能。另一种行为检测方法——视觉回避检测，已被开发用于研究视顶盖在Xenopus10视觉感知中的作用。该检测通过移动背景与静止背景的对比，测量空间调谐性和对比敏感度，因此能够比本文报道的简单检测方法更深入地评估基于视觉的特定行为。已有研究报道了一种自动化行为系统，可测量斑马鱼在水箱一侧停留的时间8。此外，目前也有商业软件（例如 ANY-maze 软件）可用于测量斑马鱼在黑暗或明亮环境中停留的时间9。而本文所报道的检测方法无需购买此类昂贵的设备或软件，仅依赖常规试剂和设备即可测定视觉功能。
视觉引导实验在单个动物上进行，以检测其视觉功能。当比较多只蝌蚪的行为实验结果时，我们观察到同一处理组内的动物之间无统计学差异。我们对三只蝌蚪连续测试了六天，另对五只蝌蚪连续测试了三天，每天进行十次试验。在这两种情况下，未处理组或单次轴...

非洲爪蟾 被用作研究眼睛形成的模式生物。其眼睛发育迅速，不到一周即可成熟，便于检测对视觉发育和功能有影响的基因或通路。为检测视觉功能，已在斑马鱼中应用视动反射和视动反应。 非洲爪蟾 蝌蚪，分别1,2&#160;. 由于眼睛的 非洲爪蟾 蝌蚪体型相对小于斑马鱼，因此该检测需要使用专业设备和经过培训的人员，以识别其微小的尾部抽动和眼部运动行为 非洲爪蟾更稳健的行为 非洲爪蟾 偏好在白色背景的水箱中游泳，本文对此进行了描述3将蝌蚪放入一半黑色、一半白色的水箱中时，变态前的蝌蚪会迅速游向水箱的白色一侧。我们此前曾利用该检测方法来判断多能干细胞来源的眼睛是否具有功能。4.&#160;在此，我们报告了该检测方法的详细版本，可用于检测变态前阶段动物的视觉功能 非洲爪蟾 蝌蚪
该实验比视觉运动反应实验更为简便，因为它仅需要一台固定的数码摄像机、数码相机软件以及大多数Xenopus实验室中常见的标准设备。此外，记录的反应结果无需特殊培训即可进行统计。我们的代表性结果显示，经历双侧视网膜轴突切断的同一批蝌蚪在水箱中随机游动。我们还提供了代表性蝌蚪的行为检测结果，展示如何对单眼进行视觉反应测试。文中附有工作表，可用于录入实验过程中获得的数据并进行分析。该工作表可用于判断所检测的蝌蚪是否具有视觉反应。

<table><tbody><tr><td>1/2 加仑柔性储液罐（带盖）</td><td>eNasco</td><td>SB19271M</td><td>尺寸：5-3/8&quot; × 7&quot; 3-3/4&quot;</td></tr><tr><td>黑色电工胶带</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>白色组织纸</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>大型接种转盘</td><td>VWR</td><td>50809-022</td><td>尺寸：直径 114.3 ×&amp;nbsp; H 76.2 mm（4 1/2）&amp;nbsp; x&amp;nbsp; 3&quot;)</td></tr><tr><td>Durasorb 防护垫</td><td>VWR</td><td>82004-836</td><td>尺寸：43.2 × 60.1 厘米（17 × 24）&quot;)</td></tr><tr><td>Kimwipe</td><td>Krackeler Scientific, Inc.</td><td>1945-34155-CS</td><td></td></tr><tr><td>标准三脚架</td><td></td><td>各种</td><td></td></tr><tr><td>iSight 摄像头或网络摄像头</td><td>苹果</td><td>M8817LL/A</td><td>较大的蝌蚪适用，但较小的蝌蚪难以观察</td></tr><tr><td>便携式计算机</td><td>苹果/个人电脑</td><td>各种</td><td>我们使用了13&quot; MacBook，配备 2 GHz Intel Core 2 Duo 处理器，运行 MacOSX Lion 10.7.5</td></tr><tr><td>MiniDV 便携式摄像机</td><td>SONY</td><td>DCR-HC42</td><td>通过6芯和4芯alpha FireWire 400火线连接至计算机&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>手持摄像站</td><td>索尼</td><td>DCRA-C121</td><td>可用于连接火线接口与相机</td></tr><tr><td>QuickTime Player 软件</td><td>Quicktime</td><td>版本 10.1</td><td></td></tr><tr><td>26 G 针头（5/8）&quot; 长度</td><td>VWR</td><td>BD305115</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #5 镊子</td><td>Fine Science Tools</td><td>11295-10</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>一次性用品</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>硫酸庆大霉素 [50 mg/ml]</td><td>Fisher Scientific</td><td>17-528Z</td><td>室温保存</td></tr><tr><td>Sylgard 184 硅酮弹性体</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9644388</td><td></td></tr><tr><td>Instant ocean</td><td>福斯特与史密斯医生</td><td>CD-116528</td><td>储备液 = 100 克/升，室温保存</td></tr><tr><td>磷酸氢二钠</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S0876</td><td>储备液 = 0.4 M，室温保存</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;体外&lt;/em&gt; 受精胚胎</td><td>eNasco</td><td>LM00490MX</td><td>100 个胚胎/单位</td></tr></tbody></table>

一种用于检测非洲爪蟾（xenopus laevis）视觉功能的简单行为学实验方法

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

测量非洲爪蟾（Xenopus laevis）蝌蚪的视觉功能，可实现对活体动物失明状态的筛选。视动反应是一种基于视觉的反射性行为，在所有已测试的脊椎动物中均能观察到。由于蝌蚪的眼睛很小，过去常采用尾部翻转反应作为替代检测方法，但这需要经过训练的技术人员来记录细微的行为反应。我们开发了一种新的行为检测方法，其依据是：当蝌蚪被置于一侧为黑色、另一侧为白色的水箱中时，它们倾向于游向白色一侧。本文介绍的这一检测方法成本低、操作简便，且能产生易于测量的行为反应。实验装置由三脚架、网络摄像头以及嵌套式测试水箱组成，这些材料在大多数Xenopus实验室中均容易获得。本文附有一段视频，展示了在切断视神经前后蝌蚪的行为变化。为了测试单眼功能，我们还提供了对同一只蝌蚪在连续两天内分别对其双眼进行视网膜轴突切断后的代表性实验结果。未来的研究可在此基础上开发自动化版本，以同时检测大量蝌蚪的视觉功能。

既往研究报道，变态前的Xenopus蝌蚪倾向于在黑白双色水箱的白色一侧游动，并将该检测称为背景颜色偏好实验3。我们对该实验进行了改进，可在不到一周的时间内检测蝌蚪单侧眼睛的视觉功能，从而便于随后取其眼睛组织进行组织学检查。
我们在此展示该反应是由视觉线索引起的。视频1中左右两个图中的蝌蚪为同一批动物。左侧为手术前的动物，右侧为切断双侧视神经后的动物。我们搅动水体以表明并未添加任何物质来驱赶动物远离黑色一侧或吸引其趋向白色一侧。在视频中，我们在底部角落提供了蝌蚪的示意图，显示了每组动物视神经的状态。视频1中，正常的未经手术的蝌蚪在测试水箱中不到30秒即对背景颜色产生反应，而失明的蝌蚪则在水箱中无目的地游动。视频播放速度已加快，实际记录时间显示在右上角。
为了检测单眼的视觉功能，我们纳入了一只动物的实验结果，该动物的一侧视神经被切断，并在我们的检测中进行了测试。另一侧视神经在两天测试后被切断，随后几天再次测试其视觉引导的行为...

Xenopus laevis 蝌蚪倾向于在黑白相间的水箱中游向白色一侧。这种行为由其视觉引导。基于这一行为，我们提出了一种简单的检测蝌蚪视觉功能的实验方法。

一种用于检测非洲爪蟾（Xenopus laevis）视觉功能的简单行为学实验方法

测量非洲爪蟾（Xenopus laevis）蝌蚪的视觉功能，可对活体动物进行盲症筛查。视动反应……

本实验的总体目标是通过记录蝌蚪在测试水箱中黑色半区所停留的时间，来检测其视觉功能。首先将蝌蚪培育至45至50期，然后设置一个半黑半白的水箱，并配备摄像机以进行行为检测。接下来，将一只含有蝌蚪的第二个水箱放入外层水箱中。对每只蝌蚪，记录其在环境背景变化时由视觉引导的行为。最后一步是对蝌蚪进行视网膜摘除手术，然后重复行为检测。最终，通过这种简单且低成本的检测方法获得的数据可用于表明，在光趋向视觉测试中，蝌蚪倾向于在水箱的一侧而非另一侧游动。与视动反应或尾部翻转实验等其他技术相比，该方法的主要优势在于其成本低廉、操作简便，并且所用设备在大多数实验室中均 readily 可得。在准备蝌蚪时，首先获取受精的非洲爪蟾（Xenopus）胚胎，将其置于含有按10倍稀释的Mark's改良Ringer液（MMR）的60毫米培养皿中，并添加50微克每毫升的抗生素。将庆大霉素抗生素加入从囊胚期至神经板期的胚胎中，在培养皿中于18摄氏度下培养第2至15期。当胚胎发育至约第27至30期的新月期时，将其转移至不含抗生素的0.1 XMMR中，以促进肠道细菌生长。当蝌蚪发育至约第45期的摄食阶段时，将其转移至含有0.1 XMMR的100毫米培养皿中。次日，喂食荨麻粉上清液。在100毫米培养皿中培养一周后，用蛙类养殖水注满一个半加仑的水箱。将动物转移至水箱中，继续给予荨麻粉末上清液喂养，但每周仅换水两到三次。当动物饲养在半加仑水箱中时，应维持12小时光照、12小时黑暗的光照周期，光照于早上6:00开启。在测试前，将装有测试对象的半加仑水箱置于白色表面环境中过夜，至少静置12小时后再进行测试。行为检测应在安静、人员走动较少的区域进行，并采用标准的荧光灯照明。在内层水箱的外侧角落准备两个半加仑的嵌套测试水箱。使用记号笔在距离底部五厘米处标记水位线。对于内层水箱，还需检查其内部是否存在任何凹陷。用惰性化合物填充这些区域，以防止蝌蚪在其中停留。现在将注意力转向第二个外侧水箱。下一步，准备黑色电工胶带和白色纸巾。使用胶带覆盖培养箱一半外侧，用卫生纸覆盖另一半外侧，如图所示。培养箱准备就绪后，设置一个接种转盘并将嵌套的培养箱放置其上。调整三脚架和网络摄像头的位置，使摄像头能够从上方拍摄培养箱内部。将网络摄像头连接到装有视频采集和播放软件的计算机上。打开相机电源，并准备开始新的录像。接下来，将一块轻质棉布盖在相机和容器上方。为减少对蝌蚪的外部干扰，使用亮度计检测布料下方的亮度，确保其在每平方米35至50烛光之间。取出内部测试水箱，开始行为实验，将蛙水注入水箱至5厘米刻度处。使用网具将动物从其半加仑容器转移到计算机处的内层测试水箱中。确保录制软件已打开，并正在记录测试区域以备存档。在一张纸上写下动物名称、日期和时间。将此装置置于摄像头下进行记录。完成后，预设一个两分钟的计时器。接着，调整外层水箱在转台上的方向，使黑色一侧朝向右侧。现在将测试罐放入外层罐中。在录制区域，拉上遮帘，并使用计算机屏幕确认外层罐的方位。确保视频正在录制，然后启动计时器。当计时器响起时，保持铺巾位置不变，取出内层测试罐。接着，将外层罐旋转180度，使黑色面现在位于左侧。将测试罐重新放回外层罐中，并启动两分钟计时器。再次取出内槽。将外槽旋转180度，每两分钟更换一次内槽，共更换10次。操作完成后，停止视频录制。将蝌蚪放回其半加仑的饲养缸中。准备显微镜以进行视黄醇眼外注射操作。用1%琼脂糖溶于0.1倍浓度MMR溶液中，填充一个60毫米的培养皿，并使其凝固。取下大小与蝌蚪相当的一小块 aros 矩形组织。准备就绪后，取出待测动物并将其放入 0.02% Trica 中。当动物对3号镊子夹捏尾部无反应时，继续后续操作。然后将动物转移至培养皿中。接着将培养皿固定在显微镜上。准备用镊子从一侧固定动物。在另一侧，使用25号针头以45度角刺穿眼球背侧区域后方的皮肤，小心地用5号镊子伸入孔中，剪断视神经，同时避免损伤邻近的静脉。将神经翻离操作区域，术后撤出镊子。将动物置于含有0.7 XMMR和50微克/毫升抗生素的100毫米培养皿中进行恢复。庆大霉素处理 20 分钟。随后，将蝌蚪转移至含有蛙水的恢复缸中。将恢复缸置于白色表面上，以备测试使用。让动物休息过夜。次日早晨使用行为学检测方法测试其视觉功能。本视频展示了该实验的代表性数据。左侧为手术前的动物，右侧为双眼视网膜轴突被切断后的同一批动物。底部角落的示意图表明了这一操作。水中已产生扰动，以证明未添加任何物质来驱赶动物远离黑色一侧或吸引其趋向白色一侧。术前的蝌蚪在不到30秒内即对背景颜色产生反应，而失明的蝌蚪则在水箱中无目的地游动。该图表显示了单个动物在三种不同条件下分别在白色和黑色区域所花费时间的百分比。首先，在任何手术之前，使用该检测方法对动物进行观察。在右侧视神经被切断后的连续两天内，对其行为进行了为期两天的测试观察。最后，在双侧视神经均被切断后，又通过该检测方法进行了两天的观察。当至少一侧视神经保持完整时，动物在水箱白色一侧停留的天数更多。观看本视频后，您应该能够很好地掌握如何利用大多数蛙类实验室中常见的简单试剂和设备来检测蝌蚪的视觉功能。祝您的实验顺利成功。

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科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

一个简单的行为分析在检测视觉功能<em&gt;非洲爪蟾</em

利用操作性条件反射范式，通过播放随机点运动图和计算机生成的无脊椎动物视频来测试蜥蜴的视觉敏感性。...

测试蜥蜴对运动速度和方向的视觉敏感性

我们开发了视觉-运动反应方法，用于定量分析幼年斑马鱼对光强增加和减少的运动输出。我们还研究了斑马鱼的视觉突变体，包括在另一种视觉检测方法——视动反射检测中被认为完全失明的无视动反应（nrc）突变体。...

测量斑马鱼对光强度变化反应性的行为学实验

VisioTracker：一种用于眼动分析的创新自动化方法

本视频介绍了斑马鱼的视动反应检测方法。该视频通过视觉移动刺激来测量斑马鱼的反射性眼球运动，并确定其视觉敏锐度。...

视动反应检测：一种测量斑马鱼视觉敏锐度的方法

本视频介绍了斑马鱼幼鱼的回避行为和接触趋向性实验。视频考察了斑马鱼幼鱼对视觉厌恶刺激的行为反应。...

斑马鱼回避与趋触性检测：一种高通量检测幼鱼对厌恶性视觉刺激行为反应的方法

斑马鱼已成为许多研究领域的重要工具。本文演示了一种诱导成年斑马鱼产生视觉反应并计算其功能性视敏度的方法。...

斑马鱼视觉敏锐度的定量测量：视动反应

我们介绍一种利用显微操作和视网膜电图（ERG）技术对斑马鱼幼鱼进行视网膜电图分析的方法。该方法简便直接，适用于检测斑马鱼幼鱼的视觉功能。 体内.

斑马鱼幼鱼视觉反应的视网膜电图分析

Xenopus 蝌蚪为在活体条件下研究神经系统功能提供了一个独特的平台。我们描述了在正常饲养条件或损伤后，评估活体 Xenopus...

活体中嗅觉通路的功能评估 非洲爪蟾 蝌蚪

为了研究小鼠的视觉功能，我们进行了逼近视觉刺激实验。将小鼠置于一个顶部装有显示器的大型方形旷场中。逼近视觉刺激在小鼠中 consistently...

使用逼近视觉刺激评估小鼠视觉

本方案旨在演示如何将DNA/DOTAP混合物显微注射到一天龄Xenopus...

Xenopus laevis 胚胎眼芽中DNA的显微注射及完整活体Xenopus蝌蚪中表达GFP的视神经轴突丛的成像

通过在啮齿类动物上进行的行为学测试，可以观察到糖尿病引起的眼睛和大脑的神经退行性病变。Y型迷宫实验用于评估空间认知能力，而视动反应则用于评估视觉功能，这两项检测均可为潜在的诊断和治疗提供重要信息。...

通过视觉运动反应和Y迷宫评估糖尿病大鼠的视觉功能和认知功能

学习使用黑白水箱行为实验检测非洲爪蟾蝌蚪的视觉功能。该方法通过记录蝌蚪在不同背景环境中的游动偏好，为研究水生生物视觉行为提供简单可靠的评估手段。

一种用于检测非洲爪蟾（Xenopus laevis）视觉功能的简单行为学实验方法

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