שימוש בתגובה optokinetic ללמוד לתפקד החזותי של דג הזברה
2 בפברואר 2010
בתגובה Optokinetic כבר בשימוש נרחב על מנת להעריך את תפקודי הראייה של דג הזברה הזחל. עם זאת, פרוטוקול סטנדרטי דגים הזחל עדיין לא החלים בקלות במבוגרים 1-5. הנה, אנחנו מציגים כיצד למדוד את OKR של דג הזברה מבוגר באמצעות פרוטוקול חדש אשר הוקם במעבדה שלנו.
שלום לכולם. שמי מיין ג'ינג, ואני מ-USTC. כפי שאנו יודעים שהתגובה הקינטית של אופטו, או בקיצור OKR, היא מבחן התנהגות שבעל חיים מזיז את עיניו כדי לעקוב אחר דירוג.
מסתובב סביבו. אופן פעולה זה נמצא בשימוש נרחב. להעריך את התפקודים החזותיים של דגי זברה זחלים.
עם זאת, השיטה המשתמשת ב-prodigal הסטנדרטי כדי לתקן את דגי הזחל אינה ישימה בקלות עבור בוגרים. אז בסרטון הזה, אנחנו הולכים להראות לכם ילד פלא חדש שמאפשר להקליט את ה-OKR למבוגרים. וגם לשם השוואה, נדגים את מבחן ה-OKR לדגי זחלים ואת מבחן ה-OMR לדגים בוגרים.
וכשאני אומר OMR, אני מתכוון לתגובה מוטורית. עכשיו אני אראה לך את מראה אפליקציית ה-OKR המותאם אישית שלנו. זה נראה נחמד, הא?
במראה זה, יש בסיס סורג המונע על ידי מנוע. צינור הסורג מונח על בסיס הסורג הזה ומסתובב איתו. צלחת תא מונחת מעל בסיס הסורג, אך אינה מסתובבת, ומנורה עגולה משמשת להדלקת הסורג.
וזהו. פשוט הניחו את תא הדגים על צלחת התא ואנחנו מוכנים להתגלגל. היי, אני סואי.
היי, אני W.אנחנו עובדים בפיתוח הנוירונים וב-ELL של USPC. היום נראה לכם לטאטא את המבחן הגבוה של דג הזברה. אוקיי, בואו נתחיל.
קודם כל, אנו הולכים להראות לכם כיצד עשינו את בדיקת ה-OKR עבור דג זברה בוגר. כעת הכניסו את הספוג לתא הדגים ושפכו לתוכו מעט מים. סוחטים מעט את הספוג כדי להיפטר מבועות האוויר.
עכשיו אנו הולכים להראות לכם כיצד לתקן את הדגים עם סיכות צעד אחר צעד. עכשיו בואו ננענע קצת את הדג כדי לוודא שהין הגבי שלו מצביע כלפי מעלה ונמתח את הזנב כדי להפוך את הגוף לישר. השתמש בעורק clamp כדי לתקן את סנפיר הזנב ולהדביק את המהדק לתא באמצעות חימר הדוגמנות.
לאחר הקיבוע, שפכו עוד מים לתא ונשפו מעט מים לכיוון הדג כדי להעיר אותו. עכשיו סיימנו סוף סוף את ההכנה ומוכנים להרפתקה האמיתית. זה מבחן ה-OKR.
שימו לב ששני האובייקטים בחלקו העליון של המסך הם רק השתקפות של הסורג על ראש הסיכה. עכשיו בואו נראה איך עשינו את מבחן ה-OKR של הזחלים. שמנו את הדגים הזכרים והנקבות במיכל ההזדווגות ונתנו להם להטיל ביצים.
לאחר מכן אנו אוספים את הביצים ומעבירים אותן לכלי זכוכית. אנו משתמשים בתמיסת מת' קלוז כדי לתקן את דגי הזחל. יש לקרר את התמיסה במהירות לאחר החימום.
אז שמנו אותו במי קרח ומנערים אותו בעדינות עד שהוא הופך לשקוף. עכשיו הכניסו 20 מיליליטר מתיל צלולוז לצלחת. וודא כי אין בועת אוויר בתמיסה.
שים את הזחלים בשורה בתמיסה. הוסף בועת אוויר זעירה של מיקרוליטר אחד בתצוגה כך שתוכל לראות את השתקפות הדירוג. זו ההדגמה של התנהגות ה-OKR של זחלי דגי זברה מסוג בר.
בסופו של דבר, אנו הולכים להראות לך כיצד לבצע את בדיקת ה-OMR עבור דגי זברה בוגרים. קודם כל, לתפוס דג ולשים אותו בתא דגים. כעת הניחו את תא הדגים במקום.
לאחר מכן התקן גליל לבן במרכז החדר כך שדגים לא יוכלו לעבור את המרכז לפני הבדיקה. עדיף לתת לדגים להיות מיומנים במצב תאורה זה למשך דקה אחת. אוקיי, זו ההדגמה של מבחן ה-OMR לדגי זברה בוגרים.
זה עתה הראינו לך כיצד לבצע את בדיקת ה-OKR על דגי זברה בוגרים. בבדיקה הזו ניסינו לתקן את דג הזברה עם סיכות במקום מתיל צלולוז. באמצעות שיטה זו, הצלחנו לתעד תגובה חזקה שנמשכה למעלה מארבע שעות.
זה ייתן לנסיינים הרבה זמן.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
התגובה האופטיקינטית (OKR) היא מבחן התנהגותי המשמש להערכת התפקודים החזותיים של זבקי זברה בשלב הזחלים. מאמר זה מציג פרוטוקול חדש למדידת OKR בדגי זבקי זברה בוגרים, הנותן מענה למגבלות של השיטות הקיימות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- מדעי העצבים
- ניתוח התנהגותי
- מדעי הראייה
רקע
- בדיקת OKR היא שיטה מבוססת להערכת תפקוד ראייה.
- פרוטוקולים קודמים התמקדו בעיקר בזברופיים בשלב הזחל.
- קיים צורך בשיטות סטנדרטיות שניתן להחיל על זברופיים בוגרים.
- מחקר זה שואף למלא פער זה באמצעות פרוטוקול חדש.
מטרת המחקר
- פיתוח שיטה מהימנה למדידת OKR בדגי זהב (zebrafish) בוגרים.
- שיפור ההבנה של העיבוד החזותי בדגי זהב (zebrafish) בוגרים.
- אספקת פרוטוקול סטנדרטי למחקרים עתידיים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- פיתוח מערך ניסויי חדש עבור דגי זברה בוגרים.
- יישום גירויים חזותיים לעירור OKR.
- ניתוח כמותי של תגובות תנועת העין.
- השוואה לפרוטוקולים קיימים עבור זחלי דג זברה.
תוצאות עיקריות
- הפרוטוקול החדש מודד בהצלחה OKR בדגי זהב בוגרים.
- התוצאות מצביעות על הבדלים משמעותיים בתגובה החזותית בהשוואה לשלבי הזחלים.
- השיטה מבטיחה יישומים רחבים יותר במדעי העצבים של הראייה.
- הנתונים תומכים בתקפותו של הפרוטוקול החדש עבור מחקרים עתידיים.
מסקנות
- המחקר מספק גישה חדשנית להערכת התפקוד החזותי בדגי זברה בוגרים.
- הממצאים תורמים להבנת העיבוד החזותי לאורך שלבי החיים השונים.
- הפרוטוקול החדש יכול לסייע במחקרים נוספים במודלים של דגי זברה.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית מרכזית
הערכת התפקוד החזותי בדגי זהב מבוגרים מאפשרת הפחתת סיכונים מכניסטית של מטרות במדעי העצבים הקשורות לעיבוד חושי ולבריאות הרשתית. בדיקת התגובה האופטו-קינטית (OKR) מספקת מדד כמותי מבוסס-התנהגות לתיקוף מטרות בתהליכי גילוי. שיטה זו תומכת באמינות חיזויית על ידי קישור מניפולציות גנטיות או פרמקולוגיות לפלטים חזותיים תפקודיים במערכת רלוונטית למחלה.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בדיקה של תקינות המסלול הראייתי ומעורבות תפקודית של מטרות במבנה של דגי זברה בוגרים.
- ערך תפעולי: מספק בדיקה התנהגותית הניתנת לשחזור לצורך הפחתת סיכונים במטרות המשפיעות על תפקוד חושי או עצבי.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- ערך מדעי: מייצר מדידות כמותיות של תנועות עיניים המתאימות לסריקה בעלת תוכן גבוה (high-content screening) של ספריות תרכובות.
- ערך תפעולי: משתמש במכשיר שנבנה בהתאמה אישית עם גירויים חזותיים סטנדרטיים כדי להבטיח עקביות של הבדיקה בין הרצות שונות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: תומך ברצף בין מודלים של זחלים למודלים של בוגרים, ומאפשר פרופיל תפקוד חזותי המבוסס על משך החיים.
- ערך תפעולי: מדגים יציבות לאורך תקופות הקלטה ממושכות (עד 4 שעות), מה שמקל על ביצוע מחקרי אורך או מחקרי מהלך זמן.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד (Pipeline)
בדיקת ה-OKR משתלבת ברצף הגילוי, החל מבדיקת השערות לגבי מטרה ועד לתיקוף פרה-קליני, במיוחד עבור תוכניות במדעי העצבים ובמודליות תחושתיות.
- ביולוגיה של הגילוי (Discovery Biology): תומך בתיקוף פונקציונלי של גנים או תרכובות המווסתים עיבוד חזותי ומעגלים עצביים.
- סריקה (Screening): מספק פלטי משתנה תלוי מדידים (תגובת מעקב עיניים) לצורך השוואת השפעת תרכובות.
- אנליטיקה: מאפשר ניתוח סטטיסטי של עוצמת התגובה ומשכה כדי לתמוך בהחלטות go/no-go.
- מחקר תרגומי (Translational Research): מספק מערכת רלוונטית למחלה לצורך מידול של תפקוד חזותי לקוי בשלבי התפתחות שונים.
- שימוש חוזר ארגוני (Enterprise Reuse): מהווה פלטפורמה רב-שימושית עבור צוותים רב-תחומיים החוקרים פנוטיפים תחושתיים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בבחירת מטרות על ידי הפחתת העמימות המכניסטית במסלולים חזותיים.
- ערך תפעולי: מספק תוצאי התנהגות סטנדרטיים וניתנים להרחבה עם שונות מינימלית.
- ערך אסטרטגי: משפר את יעילות ההון על ידי מתן אפשרות לסריקה תפקודית בשלבים מוקדמים לפני שימוש במודלים יונקיים יקרים.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף של מטרות מותאם-סיכון על בסיס תיקוף פנוטיפי במערכת של בעלי חוליות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בטיפול בדגי זברה, במדעי המוח ההתנהגותיים ובתכנון גירויים חזותיים.
- תלוי במערכת ייעודית הכוללת סריג המונע על ידי מנוע, תא תאורה ומערכת קיבוע.
- מחייב סטנדרטיזציה של הכנת הדגים, תנאי המים והתאורה בין מפעילים שונים.
- כולל שיקולי התאמה בעת העברת פרוטוקולים בין מודלים של זחלים למודלים של דגים בוגרים.
- מוגבל על ידי הצורך בקיבוע ידני מיומן ועל ידי שונות פוטנציאלית בתגובת הדגים.
