Evaluación conductual de la función visual a través de la respuesta optomotora y la función cognitiva a través de Y-Maze en ratas diabéticas

La respuesta optomotora y el laberinto en Y son pruebas conductuales que son útiles para medir la función visual y la función cognitiva, respectivamente, en una amplia variedad de modelos de enfermedades. Las ventajas de estas pruebas incluyen la sensibilidad, la velocidad de las pruebas, el uso de respuestas innatas que no son necesarias para el entrenamiento y la capacidad de realizar las pruebas en animales despiertos no anestesiados. La OMR y el laberinto en Y se pueden utilizar junto con otras pruebas para identificar la apariencia temporal de la disfunción de la retina y el cerebro en enfermedades como la diabetes, con el objetivo de un diagnóstico más temprano.

Stephen Phillips, un técnico de investigación de mi laboratorio, hará una demostración del laberinto en Y. La demostración de la respuesta optomotora o el procedimiento OMR estará a cargo de Amber Douglass, técnica de investigación en los laboratorios Allen y Viola. Para configurar el aparato OMR, primero seleccione una plataforma del tamaño adecuado para las especies animales experimentales que se van a utilizar y abra el software OMR.

Acérquese o aléjese con la cámara de vídeo según sea necesario para que la plataforma y sus alrededores sean visibles y haga clic en los iconos de asterisco y rayas giratorias para que tanto el asterisco verde como las franjas giratorias verdes desaparezcan de la transmisión en directo. Haga clic en el icono de la brújula para que aparezca un círculo verde y dos líneas perpendiculares y estire el círculo verde para que se alinee perfectamente con el círculo negro de la plataforma. Cuando el OMR esté completamente alineado, vuelva a hacer clic en los iconos de brújula, asterisco y rayas giratorias.

Tenga en cuenta que las franjas verdes girarán en la misma dirección que las rayas en el tambor. En la pestaña de pruebas, haga clic en la pestaña de psicofísica. Para medir la frecuencia espacial, en umbral, seleccione frecuencia.

En Pruebas, haga clic en ajustes preestablecidos y seleccione la configuración predeterminada para el animal de experimentación que se está utilizando. Haga clic en la pestaña de borrado y marque la casilla en blanco en el seguimiento para pausar las rayas y dejar en blanco las pantallas de la computadora en el tambor cada vez que se haga clic con el botón derecho del mouse. A continuación, haga clic en la pestaña de resultados para abrir la ventana en la que se mostrarán los resultados de la prueba.

Para evaluar la frecuencia espacial, coloque al roedor en la plataforma circular en el centro de una cámara de realidad virtual compuesta por cuatro monitores de computadora que muestran graduaciones verticales de onda sinusoidal que rodean la cámara a una velocidad de 12 grados por segundo. La cámara de video ubicada en la parte superior de la cámara debe proyectar el comportamiento del roedor en vivo en el monitor de la computadora. Busque la presencia o ausencia de acciones reflejas por parte de la cabeza del roedor a medida que las gradaciones se mueven en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj.

Asegúrese de que las barras ilustradas estén visibles en el programa, ya que mostrarán la dirección del movimiento de graduación. Observe si la cabeza del roedor se mueve en la misma dirección que las clasificaciones. Cuando hay una persecución suave, no ráfagas erráticas de movimiento de la cabeza, cuente este movimiento como seguimiento.

Haga clic en sí o no según corresponda. La frecuencia espacial comenzará en 0,042 ciclo o grado y se ajustará con cada clic de sí y no para que sea más fácil o más difícil. A medida que se prueba al roedor, asegúrese de mantener el asterisco colocado sobre la cabeza del roedor y observe que el sistema dice que está listo cuando se alcanza el umbral de frecuencia espacial del roedor.

Tenga en cuenta que ya no se podrá hacer clic en los botones Sí y No. A continuación, abra la pestaña de resultados para ver la frecuencia espacial de los ojos izquierdo, derecho y combinado. Para medir la sensibilidad al contraste, en las pestañas de pruebas y psicofísica, seleccione contraste único.

Abra las pestañas de estímulo y graduaciones e introduzca el valor adecuado en el cuadro de frecuencia espacial para iniciar las gradaciones con la constante de frecuencia espacial en el pico de la curva de sensibilidad al contraste. Comience el contraste al 100% y busque los mismos movimientos reflexivos de la cabeza que se observaron durante la prueba de frecuencia espacial. Tenga en cuenta que el contraste disminuirá a medida que avanza la prueba hasta que el roedor ya no tenga movimientos reflexivos de la cabeza en respuesta al estímulo.

Cuando se haya alcanzado el umbral de sensibilidad al contraste, abra la pestaña de resultados para ver los valores de sensibilidad al contraste de los ojos izquierdo, derecho y combinado. Para realizar un análisis de laberinto Y, primero etiquete el brazo inicial del laberinto Y como B y los otros dos brazos como A y C y coloque el roedor en el brazo B cerca del centro del laberinto. Inicie inmediatamente el temporizador y permita que el roedor explore el laberinto en Y durante ocho minutos.

Siéntese a varios pies de distancia del laberinto, manteniéndolo a la vista y evitando hacer ruido mientras toma grabaciones y toma nota de cualquier observación. Registre la ubicación inicial como B.Cada vez que el roedor haga una entrada en un nuevo brazo, registre la nueva ubicación del roedor. Si el roedor permanece en el mismo lugar durante más de 60 segundos y no parece mostrar un comportamiento exploratorio, mueva al roedor hacia el centro del laberinto en Y y continúe con la prueba.

Después, al final de cada prueba, retire las heces y limpie el laberinto con una solución desinfectante. Calcule el comportamiento exploratorio como el número total de entradas realizadas durante los ocho minutos de la prueba. La cognición espacial se calcula como el número de alternancias exitosas dividido por el número total de entradas.

Aquí, el uso de la OMR para evaluar la frecuencia espacial se ilustra en ratas Brown Norway y Long-Evans controladas ingenuamente. Las ratas noruegas marrones suelen mostrar una frecuencia espacial basal más alta que las ratas Long-Evans. Además, se observa un efecto de envejecimiento en la frecuencia espacial en las ratas Long-Evans.

El uso de la OMR para evaluar la sensibilidad al contraste revela déficits significativos en la sensibilidad al contraste en ratas diabéticas tipo uno. El tratamiento con ejercicios reduce estos déficits, demostrando que la OMR es útil tanto para detectar como para rastrear los déficits de retina a lo largo del tiempo con y sin intervención. El uso de un laberinto en Y para evaluar la función cognitiva y el comportamiento exploratorio en un modelo de diabetes tipo dos muestra déficits significativos en la cognición espacial medida por la alternancia espontánea y el comportamiento exploratorio medido por el número de entradas en ratas Goto-Kakizaki en comparación con los animales de control Wistar a partir de las siete semanas de edad.

Aprender a identificar un movimiento de la cabeza de seguimiento en el paso 3.4 es la parte más difícil de OMR. Aprender cómo es un movimiento de persecución suave es fundamental. El OMR y el laberinto Y allanaron el camino para que los investigadores del cerebro IM midieran de forma rápida y fiable la función visual y cognitiva sin entrenamiento y con un estrés mínimo para los animales.