光学相干层析成像和光运动响应在小鼠和大鼠中的结构和功能视觉系统读数
January 10th, 2019
提出了一种利用光学相干层析成像和光致动反应来评估啮齿类动物结构和视觉读数的详细方案。研究结果为眼科和神经学研究提供了有价值的见解。
这些方法可以帮助回答神经学和眼科领域的关键问题，并帮助评估各种啮齿动物模型中的各种视网膜病变和视网膜表现。这些技术的主要优点是可以进行非侵入性纵向调查，减少变异性，减少实验所需的动物数量。这些方法允许定量的体内调查结构和功能，可用于研究病理状况，或评估新疗法的潜在效用。
然而，特别是光学相干断层扫描技术在啮齿动物模型中的应用仍然具有挑战性，这主要是因为眼睛尺寸小。演示程序将是迈克尔迪特里希，一个博士生从我们的实验室。麻醉啮齿动物后，在每只眼睛上涂抹一滴苯丙胺，以进行瞳孔扩张。
一分钟后擦去任何多余的眼滴。并润滑眼睛甲基纤维素为基础的眼科凝胶，以避免干涸的眼睛和产生浑浊的角膜。然后使用钳子在眼睛上放置自定义隐形眼镜。
按控制面板显示屏右角的"开始"按钮以启动采集模式。接下来，要对左眼进行成像，定位支架以确保啮齿动物的左眼球面向相机。将滤波器级别设置为 R，并在软件中选择用于蓝色反射的 BR 和 OCT 进行波图成像和 B 扫描采集。
接下来，使用相机背面的对焦旋钮将对焦距离设置为大约 38 个点位。并放大视网膜，直到 OCT 扫描在屏幕上可见。然后，为了确保通过瞳孔中间的光束路径，所有平面上都有视网膜的正交角度，请将视盘定位在照明场的中间。
通过旋转支架，将水平和垂直线 B 扫描调整到水平水平。在软件屏幕上选择音量扫描模式，并在 50 自动实时跟踪时以高分辨率模式将音量扫描设置为 25 B 扫描。将音量扫描网格的中间放在光盘上，然后按黑色灵敏度旋钮开始采集，然后在控制面板上采集。
采集完成后，将滤光片电平设置为 A.选择控制面板上的蓝色自动荧光。使用灵敏度旋钮调整图像亮度。按下灵敏度旋钮，然后获取图像荧光细胞或自动荧光沉积。
对于卷扫描的分析，请使用自动分段 OCT 设备的软件，通过右键单击扫描。然后选择分段，然后选择"所有图层"。通过双击所需的扫描，对图层进行手动校正。
选择厚度配置文件。然后单击"编辑图层细分"。一次选择一个图层。
如有必要，通过拖动并下降到正确的位置来移动红点来校正绿线。接下来选择"厚度贴图"选项卡。选择 1、2、3 毫米 ETDRS 网格。
将内圈居中光盘上。最后，从软件为感兴趣的不同视网膜扇区提供的厚度值计算视网膜层的厚度。要计算体积扫描中的主要厚度值，请使用整个 1、2、3、毫米 ETDRS 网格，该网格覆盖大约 25 度的角度，不包括包含光学光盘的内一毫米圆。
首先选择一个平台来测量啮齿动物。通过双击软件打开"预设置"窗口。选择"新组"并选择组名称、受试者数量、品种和菌株。
在下拉菜单中选择可变刺激、时空频率、对比度灵敏度、速度或方向，然后按"创建新组"。通过操纵摄像机顶部的对焦环，将焦点放在平台上。通过围绕平台上的黑色圆圈对齐红色圆圈来校准系统。
接下来，将啮齿动物放在平台上，让它适应环境约五分钟。然后，如果动物分别跟踪或不跟踪，则选择"是"或"否"的正方形开始测量。单击可变刺激旁边的"向上"和"向下箭头"，手动选择刺激的步长大大。
最后，选择"摘要"选项卡并单击"文件、导出表"或"图形"以导出所需的数据集。结果表明，内视网膜层的退化率降低。当物质1被施用时，在EE课程期间，临床EEE评分会减弱。
此外，OKR 显示，与未经处理的 MOG EAE 小鼠相比，使用物质 1 治疗的动物的视觉敏锐度有所提高，这些小鼠在 120 天内通过空间频率阈值测试测量。执行 OCT 测量时，关键步骤是激光束在所有平面上相对于视网膜的正交方向，以确保厚度值的质量和可重复性。对于OKR技术，区分跟踪和动物的正常行为运动，需要一些培训的调查员。
对实验组来说，失明是重要的。在研究在实验性自身免疫性脑脊髓炎背景下发生的结构和功能损伤之后，该程序也可能有助于涉及视觉系统的其他模型，包括但不限于视网膜病变或视神经损伤模型。这些技术为神经学和眼科领域的体内研究铺平了道路，并很容易转移到临床试验中。
Overview
This article presents a comprehensive protocol for assessing structural and visual readouts in rodent models using optical coherence tomography (OCT) and optokinetic response (OKR). These noninvasive techniques provide insights applicable to both ophthalmologic and neurologic research, enabling longitudinal studies with reduced variability and fewer animal subjects.
Key Study Components
Area of Science
- Neuroscience
- Ophthalmology
- Rodent Models
Background
- The study focuses on evaluating retinopathies and retinal manifestations in rodents.
- It highlights the challenges associated with applying OCT due to the small size of rodent eyes.
- OCT and OKR facilitate the quantitative in vivo investigation of retinal structure and function.
- These methods provide valuable data for assessing potential therapeutics and understanding pathological conditions.
Purpose of Study
- To develop and demonstrate a protocol for using OCT and OKR in rodent research.
- To investigate structural and functional damage in the context of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE).
- To evaluate the effectiveness of new treatment substances in preclinical models.
Methods Used
- Rodents were anesthetized for comfort during OCT and OKR procedures.
- OCT imaging was performed using a custom contact lens and specific software settings for high-resolution scans.
- The OKR platform involved presenting various stimuli to assess visual tracking capabilities.
- Key steps included careful calibration and acquisition procedures to ensure reliable imaging and tracking results.
Main Results
- Results indicated decreased degeneration of inner retinal layers in treated rodents.
- Enhanced visual acuity was observed in treated animals compared to untreated controls.
- Data suggest that these techniques can reliably measure retinal changes and visual function over time.
Conclusions
- This study demonstrates the viability of OCT and OKR as powerful tools for in vivo research in neurology and ophthalmology.
- Findings enable further exploration of retinal pathology and the assessment of novel therapeutic interventions.
- The methodologies presented could significantly contribute to clinical trial designs and understanding of visual system disorders.
