Évaluation comportementale de la fonction visuelle via la réponse optomotrice et de la fonction cognitive via Y-Maze chez les rats diabétiques

La réponse optomotrice et le labyrinthe en Y sont des tests comportementaux qui sont utiles pour mesurer la fonction visuelle et la fonction cognitive respectivement dans une grande variété de modèles de maladies. Les avantages de ces tests comprennent la sensibilité, la rapidité des tests, l’utilisation de réponses innées telles qu’aucune formation n’est nécessaire et la capacité d’effectuer les tests sur des animaux éveillés non anesthésiés. OMR et Y-maze peuvent être utilisés avec d’autres tests pour identifier l’apparence temporelle du dysfonctionnement rétinien et cérébral dans des maladies comme le diabète, dans le but d’obtenir un diagnostic plus précoce.

La démonstration du labyrinthe en Y sera assurée par Stephen Phillips, un technicien de recherche de mon laboratoire. La démonstration de la réponse optomotrice ou procédure OMR sera faite par Amber Douglass, technicienne de recherche dans les laboratoires Allen et Viola. Pour configurer l’appareil OMR, il faut d’abord sélectionner une plate-forme de taille appropriée pour l’espèce animale expérimentale à utiliser et ouvrir le logiciel OMR.

Effectuez un zoom avant ou arrière avec la caméra vidéo selon les besoins afin que la plate-forme et ses environs soient visibles, puis cliquez sur les icônes d’astérisque et de bandes rotatives pour que l’astérisque vert et les bandes rotatives vertes disparaissent du flux en direct. Cliquez sur l’icône de la boussole pour qu’un cercle vert et deux lignes perpendiculaires apparaissent et étirez le cercle vert pour qu’il s’aligne parfaitement avec le cercle noir sur la plate-forme. Lorsque l’OMR est complètement aligné, cliquez à nouveau sur les icônes de boussole, d’astérisque et de bandes rotatives.

Notez que les bandes vertes tourneront dans le même sens que les bandes du tambour. Sous l’onglet test, cliquez sur l’onglet psychophysique. Pour mesurer la fréquence spatiale, sous le seuil, sélectionnez fréquence.

Sous Test, cliquez sur Préréglages et sélectionnez les paramètres par défaut pour l’animal de laboratoire utilisé. Cliquez sur l’onglet d’effacement et cochez la case vide sur le suivi pour mettre en pause les bandes et effacer les écrans d’ordinateur dans le tambour chaque fois que la souris est cliquée avec le bouton droit de la souris. Cliquez ensuite sur l’onglet résultats pour ouvrir la fenêtre dans laquelle les résultats du test seront affichés.

Pour évaluer la fréquence spatiale, placez le rongeur sur la plate-forme circulaire au centre d’une chambre de réalité virtuelle composée de quatre écrans d’ordinateur montrant des gradations d’ondes sinusoïdales verticales tournant autour de la chambre à une vitesse de 12 degrés par seconde. La caméra vidéo positionnée en haut de la chambre doit projeter le comportement du rongeur en direct sur l’écran de l’ordinateur. Recherchez la présence ou l’absence d’actions réflexes de la tête du rongeur lorsque les gradations se déplacent dans le sens des aiguilles d’une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.

Assurez-vous que les barres illustrées sont visibles dans le programme car elles indiqueront la direction du mouvement de nivellement. Surveillez que la tête du rongeur se déplace dans la même direction que les grades. Lorsqu’il y a une poursuite en douceur, et non des rafales erratiques de mouvements de la tête, comptez ce mouvement comme un suivi.

Cliquez sur oui ou non, selon le cas. La fréquence spatiale commencera à 0,042 cycle ou degré et s’ajustera à chaque clic oui et non pour devenir plus facile ou plus difficile. Pendant que le rongeur est testé, assurez-vous de garder l’astérisque placé au-dessus de la tête du rongeur et surveillez que le système indique terminé lorsque le seuil de fréquence spatiale du rongeur est atteint.

Notez qu’il n’est plus possible de cliquer sur les boutons oui et non. Ouvrez ensuite l’onglet des résultats pour afficher la fréquence spatiale des yeux gauche, droit et combinés. Pour mesurer la sensibilité au contraste, dans les onglets Test et Psychophysique, sélectionnez Contraste unique.

Ouvrez les onglets Stimulus et Gragradings et entrez la valeur appropriée dans la zone Fréquence spatiale pour commencer les gradations avec la constante de fréquence spatiale au sommet de la courbe de sensibilité au contraste. Commencez le contraste à 100 % et recherchez les mêmes mouvements de tête réflexifs que ceux observés lors des tests de fréquence spatiale. Notez que le contraste diminuera au fur et à mesure que les tests progressent jusqu’à ce que le rongeur n’ait plus de mouvements de tête réflexes en réponse au stimulus.

Lorsque le seuil de sensibilité au contraste a été atteint, ouvrez l’onglet Résultats pour afficher les valeurs de sensibilité au contraste pour les yeux gauche, droit et combinés. Pour effectuer une analyse du labyrinthe en Y, étiquetez d’abord le bras initial du labyrinthe en Y comme B et les deux autres bras comme A et C et placez le rongeur dans le bras B près du centre du labyrinthe. Démarrez immédiatement le chronomètre et laissez le rongeur explorer le labyrinthe en Y pendant huit minutes.

Asseyez-vous à plusieurs mètres du labyrinthe, en le gardant en vue et en évitant de faire du bruit tout en prenant des enregistrements et en notant vos observations. Enregistrez l’emplacement de départ comme B.Chaque fois que le rongeur fait une entrée dans un nouveau bras, notez le nouvel emplacement du rongeur. Si le rongeur reste au même endroit pendant plus de 60 secondes et ne semble pas montrer de comportement exploratoire, déplacez-le vers le centre du labyrinthe en Y et continuez l’essai.

Après la fin de chaque essai, retirez tous les excréments et nettoyez le labyrinthe avec une solution désinfectante. Calculez le comportement exploratoire comme le nombre total d’entrées effectuées au cours des huit minutes de l’essai. La cognition spatiale est calculée en divisant le nombre d’alternances réussies par le nombre total d’entrées.

Ici, l’utilisation de l’OMR pour évaluer la fréquence spatiale est illustrée chez les rats bruns Norvège et Long-Evans contrôlés naïfs. Les rats bruns Norway présentent généralement une fréquence spatiale de base plus élevée que les rats Long-Evans. De plus, un effet du vieillissement sur la fréquence spatiale est observé chez les rats Long-Evans.

L’utilisation de l’OMR pour évaluer la sensibilité au contraste révèle des déficits significatifs de la sensibilité au contraste chez les rats diabétiques de type 1. Le traitement par l’exercice réduit ces déficits, démontrant que l’OMR est utile à la fois pour détecter et suivre les déficits rétiniens au fil du temps avec et sans intervention. L’utilisation d’un labyrinthe en Y pour évaluer la fonction cognitive et le comportement exploratoire dans un modèle de diabète de type 2 montre des déficits significatifs de la cognition spatiale, mesurée par l’alternance spontanée, et du comportement exploratoire, mesuré par le nombre d’entrées, chez les rats Goto-Kakizaki par rapport aux animaux témoins Wistar à partir de l’âge de sept semaines.

Apprendre à identifier un mouvement de tête de suivi à l’étape 3.4 est la partie la plus difficile de l’OMR. Il est essentiel d’apprendre à quoi ressemble un mouvement de poursuite fluide. L’OMR et le labyrinthe en Y ont ouvert la voie aux chercheurs sur le cerveau IM pour mesurer rapidement et de manière fiable les fonctions visuelles et cognitives sans entraînement et avec un minimum de stress pour les animaux.