VisioTracker, une approche novatrice automatisé pour l'analyse oculomotrice

L’objectif global de cette procédure est d’évaluer comportementalement la fonction du système visuel chez les larves et les poissons-zèbres adultes afin d’identifier rapidement les larves mutantes présentant des défauts du système visuel ou de comparer les propriétés du système visuel des animaux de type sauvage et des animaux traités avec des mutants ou des morphes. Ceci est accompli en limitant d’abord les mouvements du corps de l’animal de laboratoire. Les larves sont noyées dans de la méthylcellulose et les poissons adultes sont anesthésiés et intégrés dans un dispositif d’immobilisation.

Ensuite, le corps retenait l’animal dans le tracker Vizio au centre d’un écran en forme de tambour. Des bandes verticales noires et blanches sont projetées à l’intérieur de cet écran à l’aide d’un projecteur de lumière numérique. Les positions des yeux sont ensuite enregistrées et analysées automatiquement par le progiciel Vizio Tracker, qui calcule également les vitesses oculaires en temps réel.

La dernière étape consiste à traiter les données obtenues, à relier les vitesses oculaires aux propriétés du stimulus visuel et à calculer la vitesse oculaire moyenne et l’erreur-type pour chaque condition expérimentale. Bien que cette méthode puisse donner un aperçu des propriétés du système visuel des larves et des adultes de poissons-zèbres, elle peut également être appliquée à d’autres organismes modèles tels que medica, KPI et pratiquement toutes les autres espèces de petits T. J’ai eu l’idée de cette méthode pour la première fois lorsque nous avons utilisé la réponse cinétique optique pour dépister les larves de plantes et je me suis rapidement intéressé aux données sur les larves, pas complètement aveugles, mais plutôt malvoyantes.

De telles larves de Newton affectent potentiellement certains aspects du traitement visuel. Le système comprend un dispositif d’immobilisation pour petits poissons positionné sous une caméra vidéo de haute qualité, équipée d’un zoom. Le récipient à poisson est entouré d’un écran de tambour sur lequel sont projetés des motifs de stimulus générés par ordinateur.

Les mouvements oculaires sont enregistrés à l’aide de la caméra et analysés automatiquement en temps réel par le progiciel Vizio Tracker. Afin d’empêcher les mouvements du corps pendant l’enregistrement, incrustez les larves de poissons cinq jours après la fécondation dans de la méthylcellulose à 3 % qui a été réchauffée à 28 degrés Celsius. Versez la méthylcellulose chaude dans une boîte de culture cellulaire de 35 millimètres, puis transférez les larves à l’aide d’une pipette à sérum avec un grand crochet.

Mélangez les larves dans la méthylcellulose, puis utilisez une petite aiguille pour éliminer les bulles d’air et pour positionner la larve jusqu’à huit larves peuvent être préparées pour des expériences simultanément. Une fois les larves immobilisées, placez la boîte de culture cellulaire dans une grille pour huit boîtes. Ensuite, commencez à projeter les bandes de stimulus sur le tambour environnant pour immobiliser les poissons adultes.

Tout d’abord, anesthésez-les brièvement avec 300 milligrammes par litre MS 2 22 dans un réservoir séparé. Une fois anesthésié, insérez le poisson dans le dispositif de mobilisation en serrant doucement le corps du poisson entre deux morceaux d’éponge correctement. La restriction des mouvements corporels des poissons adultes est l’étape la plus difficile de cette procédure.

Pour faciliter l’insertion dans le dispositif d’immobilisation, stabilisez l’éponge à l’aide de deux tuyaux de veau en plastique. Une fois le poisson immobilisé, placez l’appareil dans le tracker Vizio et laissez-le récupérer pendant une à deux minutes avant l’enregistrement. Pour fournir un stimulus pour le projet de mouvement oculaire, un logiciel a généré un modèle de stimulus composé de gradations verticales d’ondes sinusoïdales noires et blanches sur l’écran du tambour.

À l’aide du projecteur de lumière numérique contenu dans le tracker Vizio, illuminez le poisson par le bas avec une lumière infrarouge, puis utilisez le progiciel pour enregistrer les mouvements oculaires en réponse au modèle de stimulus. Les mutants pare-chocs larvaires ont une taille de lentille réduite et une localisation ectopique de la lentille, et ces altérations morphologiques se reflètent dans une réduction significative de la sensibilité au contraste par rapport au type sauvage. Comme le montre ici, les mutants pare-chocs ne parviennent pas à ajuster la vitesse oculaire à mesure que le contraste du stimulus diminue.

De plus, lorsque la fréquence spatiale du stimulus est augmentée en diminuant la largeur du stimulus, les mutants pare-chocs à rayures démontrent également une acuité visuelle réduite par rapport aux frères et sœurs de type sauvage. Les poissons-zèbres sauvages adultes présentent une réduction marquée de la sensibilité au contraste lorsqu’ils sont maintenus dans des concentrations d’alcool croissantes pendant 30 minutes avant l’enregistrement. Une réduction similaire de la vitesse oculaire globale dépendante de la dose est observée sur une large gamme de fréquences spatiales lorsque les poissons ont été traités avec des concentrations d’alcool croissantes.

Le traitement à l’alcool réduit également indépendamment les performances oculo-motrices à des tâches plus exigeantes, comme le montre ici en réponse à des vitesses de stimulus accrues après son développement. Cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la recherche sur la vision pour explorer le développement et la fonction du système visuel chez les poissons Sbra, les poissons rouges médicaux et d’autres organismes modèles en utilisant des modèles génétiques et pharmacologiques.