Die optokinetischen Antwort als quantitatives Maß der Sehschärfe im Zebrafisch

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die Sehschärfe bei erwachsenen Zebrafischen mit Hilfe der optokinetischen Reaktion (OKR) zu messen. Dies wird erreicht, indem zunächst das OKR-Gerät gebaut wird, das aus einer rotierenden Trommel und einer Datenerfassungsvorrichtung besteht. Als nächstes wird der Fisch innerhalb des Geräts immobilisiert und ein OKR ausgelöst.

Anschließend werden die binokularen und monokularen Schwellenwerte für die räumliche Sehschärfe unter Verwendung unterschiedlicher Größenabstufungen und eines modifizierten Treppenansatzes bestimmt. Abschließend wird die Sehschärfe für den Fisch berechnet. Letztendlich können Ergebnisse erzielt werden, die Veränderungen der Sehschärfe innerhalb einer Fischpopulation mit zunehmendem Alter oder bei erkrankten behandelten Fischen durch die optokinetische Reaktion zeigen.

Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden, wie z.B. der Automotive Response oder OMR, besteht darin, dass die Messung der Sehschärfe mit dem OKR klinisch relevanter und zuverlässiger ist. Optokinetische Untersuchungen werden mit einem speziell angefertigten Aufzeichnungsgerät durchgeführt, das eine rotierende Trommel mit einem Durchmesser von 14,5 Zentimetern, ein Stereomikroskop mit einstellbaren Lichtintensitätseinstellungen, einen Computer und eine Kamera für die Aufnahme von Bildern und Aufzeichnungen verwendet. Ein computergesteuerter Mikrocontroller wird verwendet, um die Drehzahl der rotierenden Trommel und die Schleuderrichtungen mit Fischen einzustellen, die unter Standardbedingungen gehalten werden.

Beginnen Sie eine Analyse, indem Sie einen Fisch zwei bis drei Minuten lang in 0,016 % Trica betäuben und ihn dann auf eine kleine Plattform legen, wobei die Augen und Kiemen über der Kante hängen, um den Fisch bewegungsunfähig zu halten und Verletzungen zu vermeiden. Legen Sie einen dünnen Schwamm oder ein Handtuch über den Körper des Fisches und stecken Sie zwei bis drei Stücke Schaumstoff über den Fisch, um sicherzustellen, dass die Schwanzbewegung begrenzt wird. Positionieren Sie den Fisch in einem zylindrischen, mit Wasser gefüllten Tank, der in die rotierende Trommel des OKR-Aufnahmegeräts passt.

Verwenden Sie Magnete auf der Plattform, um den Fisch aufrecht zu positionieren, wobei die Augen etwa 7,3 Zentimeter vom Rand der Trommel entfernt sind. Sobald der Fisch aus der Narkose wiederbelebt ist und normale Atmung und zufällige Augenbewegungen beobachtet werden, legen Sie eine Basisbewertung von 0,07 Zyklen pro Grad oder CPD in die rotierende Trommel und aktivieren Sie die Computersteuerung, um mit der Drehung und Videoaufnahme zu beginnen. Nachdem durch das Basis-Grading ein erstes OKR hervorgerufen wurde, pausieren Sie die Rotation kurz und ersetzen Sie das Grading durch ein kleineres Grading mit höherer Ortsfrequenz.

Wiederholen Sie diesen Vorgang mit sequenziell kleineren Gradings, bis kein OKR mehr hervorgerufen werden kann. Um den Verlust von OKR nach einem modifizierten Treppenansatz zu überprüfen, führen Sie einen erneuten Test mit der kleinsten Benotung durch, die ein OKR verursacht hat, und dann mit der Benotung, die keine Antwort hervorgerufen hat. Um den Verlust des OKR zu überprüfen, um Messungen der monokularen Sehschärfe zu erhalten.

Platzieren Sie einen schwarzen Kunststoff-Okklude über den Streifen neben dem gegenüberliegenden Auge und wiederholen Sie den Datenerfassungsvorgang. Wechseln Sie dann zum anderen Auge, indem Sie das Euter neu positionieren und Messungen vornehmen. Verwenden Sie den Referenzmessstreifen unter dem Aquarium, um den Abstand jedes Auges vom Streifen zu notieren, um genaue Sehschärfemessungen durchzuführen und die Sehschärfe zu bestimmen.

Berechnen Sie die CPD mit der folgenden Formel, wobei A der Abstand von der Mitte des Objektivs zur Benotung und H die Länge eines Zyklus der kleinsten Benotung ist, bei der OKR beobachtet wurde. Verwenden Sie für kombinierte Sehschärfemessungen einen durchschnittlichen a-Wert, der sowohl vom linken als auch vom rechten Auge berechnet wird. Das in diesem Video gezeigte Verfahren kann die Sehschärfe von Zebrafischen jeden Alters bestimmen.

Die beste aufgezeichnete binokulare räumliche Sehschärfe betrug 0,74 CPD, wie hier gezeigt. Die binokulare Sehschärfe nimmt im Allgemeinen mit dem Alter zu, pendelt sich aber nach etwa 12 Monaten ein, wenn die Sehschärfe bei fünf Monate alten Wildtyp-Fischen im Vergleich zu altersangepassten LRP gemessen wurde. Zwei Käferaugenfische, die mit asymmetrischer Augenentwicklung.

Wir fanden heraus, dass die LRP-Zweiaugenfische im Vergleich zur binokularen Sehschärfe eine signifikant reduzierte Sehschärfe aufwiesen. Die binokulare Summation wird ähnlich wie beim menschlichen Sehen beobachtet, wie in dieser Grafik gezeigt. Die binokulare Sehschärfe war im Allgemeinen fünf bis 10 % besser als die rechte oder linke Sehschärfe, die unabhängig voneinander für einige einzelne Fische gemessen wurde.

Der Unterschied betrug eine Verbesserung von 25 %. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die Sehschärfe bei erwachsenen Zebrafischen mit dem OKR bestimmen können.