, כדי לבחון את ראיית העכבר. ערכנו מבחן מתנשא עכברים הוצבו בזירה מרובעת גדולה עם צג על התקרה שלו. הגירוי החזותי מתנשא בעקביות עורר הקפאת או תגובות הטיסה בעכברים.
מאמר שיטה
, כדי לבחון את ראיית העכבר. ערכנו מבחן מתנשא עכברים הוצבו בזירה מרובעת גדולה עם צג על התקרה שלו. הגירוי החזותי מתנשא בעקביות עורר הקפאת או תגובות הטיסה בעכברים.
המערכת החזותית במערכת העצבים המרכזית מעבדת אותות חזותיים מגוונים. למרות המבנה הכללי התאפיין הרשתית דרך הגרעין הגנוקה לרוחב לקליפת הראייה, המערכת היא מורכבת. מחקרים סלולאריים ומולקולריים נערכו כדי להבהיר את המנגנונים המכחולים את העיבוד החזותי, ובאמצעות הרחבה, מנגנוני המחלה. מחקרים אלה עשויים לתרום לפיתוח מערכות חזותיות מלאכותיות. כדי לאמת את התוצאות של מחקרים אלה, בדיקות ראייה התנהגותית היא הכרחית. כאן, אנו מראים כי ניסוי גירוי מתנשא הוא מבחן ראייה בעכבר אמין כי דורש התקנה פשוטה יחסית. הניסוי המאיים נערך במתחם גדול עם מקלט בפינה אחת ומוניטור מחשב הממוקם על התקרה. מצלמת CCD המוצבת ליד צג המחשב שימשה להתבונן בהתנהגות העכבר. העכבר הוצב במתחם במשך 10 דקות ומותר לעשות האקלים ולחקור את הסביבה. לאחר מכן, הצג הקרין הגירוי הנגזר התוכנית הנובעת 10 פעמים. העכבר הגיב לגירויים או בהקפאה או בבריחה למקום המסתור. התנהגותו של העכבר לפני ואחרי הגירוי מתנשא הוקלט, והווידאו נותחו באמצעות תוכנת מעקב אחר תנועה. המהירות של תנועת העכבר השתנתה באופן משמעותי לאחר הגירוי המאיים. לעומת זאת, לא נצפתה שום תגובה בעכברים עיוורים. התוצאות שלנו להפגין כי הניסוי מתנשא פשוט הוא מבחן אמין של ראיית העכבר.
המערכת החזותית מתחיל הרשתית, שם אותות חזותיים נלכדים על ידי photoreceptors, מועבר לתאים דוקוטבית (2 הסדר נוירונים), ולבסוף עבר גנגליון תאים(3 ההזמנה הנוירונים). ברשתית2 ו-3הנוירונים הזמנה הסדר הם חשבו ליצור מסלולים עצביים מרובים המעבירות היבטים מסוימים של איתות חזותי כגון צבע, תנועה, או צורה. המאפיינים החזותיים המגוונים הללו מועבר לגרעין הג הצדדי ולקליפת הראיה. לעומת זאת, אותות חזותיים המובילים לתנועת העין נשלחים אל הקולקולוס המעולה. באופן קלאסי, שני מסלולים retino-קורטיקליים זוהו: ממגנהסלולר והמסלולים הפרוקתאיים. מסלולים אלה לקודד אובייקטים נעים ונייח, בהתאמה, והקיום שלהם ממחיש את המושג הבסיסי של עיבוד מקבילי1,2,3,4,5, . שישה מטרים לאחרונה, יותר מ 15 סוגים של תאים דו קוטבית7,8,9,10,11 ו גנגליון תאים12,13,14 ,15,16 דווחו ברשתית של מינים רבים, כולל הפרימטים רשתית. תאים אלה מובחנת לא רק על ידי היבטים מורפולוגיים, אלא גם על ידי ביטוי של סמנים וגנים ברורים8,10,17,18, הרומז כי תכונות שונות של אותות חזותיים מעובדים במקביל, שהוא מורכב יותר מהצפוי במקור.
טכנולוגיות סלולריות ומולקולריות תרמו להבנת העיבוד החזותי ומנגנוני המחלה הפוטנציאליים העשויים לנבוע מעיבוד חזותי חריג. הבנה כזו עשויה לתרום להתפתחות של עיניים מלאכותיות. למרות שבדיקות וניתוחים סלולריים מציעים ידע מעמיק במישור הסלולר, שילוב של ניסויים התנהגותיים וניסויים סלולאריים מחזק את ההבנה הנוכחית שלנו לגבי תהליכים חזותיים בדקה. לדוגמה, יושידה et al.19 מצאו כי בתאי אמקרין כוכב הם הנוירונים מפתח לזיהוי תנועה ברשתית העכבר. בעקבות ניסויים סלולריים, הם ביצעו את הניסוי התנהגותי אלקטרואופטיקה (okn) כדי להראות כי עכברים מוטציה שבה תאים אמקרין כוכב היו מתפקדות לא הגיבו להעברת חפצים, ובכך מאשרת הסלולר שלהם חקירות. בנוסף, פירסון ואח '20 ביצע תא קולט אור השתלת עכבר הרשתית כדי לשחזר את החזון של עכברים חולים. הם ניהלו לא רק ניסויים סלולריים, אלא גם מדדו התנהגות העכבר באמצעות שימוש בהקלטות התגובה optomotor ומים מבוך משימות ובכך מאפשר פירסון et al. כדי לוודא כי photoreceptors מושתלים שוחזר חזון בעבר עיוור עכברים. ניסויים התנהגותיים הם כלים חזקים להערכת ראיית העכבר.
שיטות מרובות זמינות למדידת ראיית העכבר. לשיטות אלה יש יתרונות ומגבלות. ב vivo ERG מספק מידע על האם העכבר רשתית, במיוחד photoreceptors ו על תאים דו קוטבית, כראוי מגיב גירויים אור. Erg ניתן לבדוק גם תחת התנאים scotopic או photopic21,22. עם זאת, ERG דורש הרדמה, אשר עשוי להשפיע על מדידת פלט23. תגובת אופקינטית (OKR) או optomotor תגובה (OMR) היא שיטה איתנה להערכת רגישות הניגודיות ואת הרזולוציה המרחבית, שני רכיבים פונקציונליים של ראיית העכבר. עם זאת, OKR דורש ניתוח כדי לצרף מכשיר קיבוע לגולגולת העכבר24. OMR דורש לא ניתוח או הכשרה של העכבר; עם זאת, היא דורשת הכשרה כדי לאפשר לניסויים לסובייקטיבי לזהות תנועות ראש מעודן של העכבר בתגובה לפומפיה מעוברת בתוף אופטי 25,26. רפלקס אור האישון מודד את האישון בתגובה לגירויים באור, שאינו דורש הרדמה ומוצגים מטרות ותגובות חזקות 19. למרות רפלקס האישון מדמה תגובת האור ברשתית ב vivo, הרפלקס הוא מתווכת בעיקר על ידי התאים הרשתית מיסודה להיות הריליון ושוב (ipRGCs) 27. מכיוון ipRGCs מייצגים מיעוט קטן של RGCs ואינם משמשים כמו התמונה המקובלת היוצרים תאים גנגליון, מדידה זו אינה מספקת מידע המתייחס לרוב התאים גנגליון.
ניסוי האור המאיים לא נחשב בעבר בדיקה מרכזית למדידת ראיית העכבר. עם זאת, הוא גם מבחן ראייה חזקה ואמינה על פני מינים שונים, כגון עכבר28,29, דג זברה30, ארבה31,32, ו אדם33,34, 35. חשוב ביותר, הניסוי המאיים הוא אחד רק כמה שיטות כדי לבדוק את השביל ליצור את התמונה-זה לא מסלול רפלקס-נתן את המערכת החזותית והלימבית במערכת העצבים המרכזית מעורבים במעגל הזה36, 37,38. הקמנו מערכת מתנשא הגירוי חזותי הוכיחו את יכולתה לעורר זיהוי תנועה בעכבר, אשר אנו משתמשים כמו פרוקסי כדי להעריך את חוסר הלחות של המערכת החזותית של העכבר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים והטיפול בבעלי החיים נערכו בהתאם לפרוטוקול שאושר על ידי הטיפול בבעלי חיים מוסדיים וועדות השימוש באוניברסיטת ויין סטייט (פרוטוקול מס ' 17-11-0399).
1. הכנה לניסוי
2. הסתגלות לעכבר
3. הקרנת גירויים חזותיים מתנשא
4. ניתוח וידאו
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עכבר עם עיניים בריאות הוצב במתחם ומותר התאקלם עבור 10 דקות. הזירה עם הצג על התקרה נשמר תחת תנאי אור mesopic (7 x 105 פוטונים/μm2/s). בתקופת הסתגלות, העכבר חקר את החלל ומצא את הכיפה האטומה כמקלט. כאשר העכבר עזב את המקלט, לכידת וידאו התחיל, ואחריו ייזום של גירוי חזותי. בתגובה הגירוי מתנשא, רוב העכברים רץ לתוך הכיפה (תגובת טיסה), אשר נצפתה 30 מתוך 31 עכברים (97%). חלק מהעכברים הציגו תגובות הקפאת לפני שהם נמלטו (19/31 עכברים, 61%). הגירוי המאיים הפחית את מצב האור 1 יומן (6 x 105 פוטונים/μm
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עם מערכת גירויים חזותיים מתנשא, רוב (97%) של עכברי עיניים בריאים הראו תגובת טיסה. אחד מתוך 29 עכברים לא הראה תגובת טיסה ברורה. עם זאת, העכבר הלך לכיוון הכיפה ונשאר בקרבתה עד שהוא נעלם והצביע על כך שהעכבר היה לפחות זהיר כאשר הגירוי המאיים התרחש. לכן, הגירויים המאיימת בעקביות מעורר תגובות פחד מולד בעכברים בריאים עיניים. מצד שני, שלושה עכברים עיוורים לא הראו שום תגובות המאיימת (תוצאות ראשוניות). יחד, אנו מדגימים כי ניסויים מתנשא הם מבחן ראייה שימושי ועקבי עבור עכברים.
אנו משלבים את מהירות הגירוי ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
עבודה זו נתמכת על-ידי NIH R01 EY028915 (TI) ומענקי RPB.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צג 10.1 אינץ' (2° תצוגה) | Elecrow | Elecrow 10.1 אינץ' Raspberry Pi 1920x1080p רזולוציה תצוגה | |
| 14 אינץ' מחשב נייד ברמה עסקית 5490 | Dell | 84 / rcrc961481-4860836 | |
| 20 אינץ' x 50 אינץ' ספינות סופגות | פישר סיינטיפיק | AL2050 | עובד היטב כדי להגן על רצפת הזירה, יכול להשתמש בכל סוג של צג |
| 21.5 אינץ' (1° תצוגה) | Acer | Acer R221Q הצעת מחיר 21.5 אינץ' IPS Full HD תצוגה | |
| CCD מצלמה | Lumenera Corporation | Infiniyy3S-1UR | מצוין ללימודי התנהגות בשל קצב fps גבוה (60 fps) |
| מארז (מסגרות אלמיניום ולוחות PVC) | 80/20 Inc. | 4x cat.#9010, 4x cat.#9005, 1x cat.#9000, 5x cat.#65-2616 | מעולה, השתמשו בכרטיסיית בנייה מהירה כדי למצוא PVC, מפרקים ומסגרת |
| אתנול | פישר סיינטיפיק | 22-032-601 | |
| תוכנת גיליון אלקטרוני של Excel | Microsoft Office | ידידותי למשתמש וידע נרחב בתוכנת Microsoft Office | |
| Freearm | אמזון | נהגה להרכיב מצלמה לשולחן, יכולה להשתמש בכל הרכבה זרוע ניתנת להרחבה | |
| ImagePro Premiere 3D | Media Cybernetics | גרסה 9.3 | תוכנית טובה, יכולה להשתמש בעדכון כלשהו עם תכונת המעקב האוטומטי |
| תוכנת Matlab (Psychotoolbox 3) | MathWorks | Matlab R2018b 64 סיביות (9.5.0.944444) | תוכנה מצוינת ליצירת גירוי דפוסים של כל תנאי |
| תוכנת סורפט SteamPix | Norpix | StreamPix 7 מצלמה בודדת | 64 סיביותעובד טוב, כמה בעיות עם נפילת מסגרת אבל שירות לקוחות טוב |
| WD הספר שלי כונן קשיח חיצוני | Western Digital | WDBBGB0080HBK כונן קשיח 8 TB USB 3.0 | הכרחי אם משתמשים בקבצי .avi ללא קודק דחיסה בגלל גודל גדול של קבצים |
| עדשת זווית רחבה | Navitar | NMV-5M23 | מעולה והכרחי כדי ללכוד את כל הזירה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה