VisioTracker, גישה אוטומטית חדשנית לניתוח oculomotor

המטרה הכוללת של הליך זה היא להעריך התנהגותית את תפקוד מערכת הראייה בזחלים ובדגי זברה בוגרים על מנת לזהות במהירות זחלים מוטנטיים עם פגמים במערכת הראייה או להשוות את תכונות מערכת הראייה של בעלי חיים מסוג בר ובעלי חיים מוטנטיים או מורפים. זה מושג על ידי ריסון תנועות הגוף של חיית הניסוי. הזחלים משובצים במתיל צלולוז ודגים בוגרים מורדמים ומותאמים למכשיר אימוביליזציה.

במקום הבא, הגוף בעל החיים המרוסן בגשש Vizio במרכז מסך בצורת תוף. פסים אנכיים בשחור ולבן מוקרנים על החלק הפנימי של מסך זה באמצעות מקרן אור דיגיטלי. לאחר מכן, מיקומי העיניים נרשמים ומנותחים באופן אוטומטי על ידי חבילת התוכנה Vizio Tracker, שמחשבת גם את מהירויות העיניים בזמן אמת.

השלב האחרון הוא לעבד את הנתונים המתקבלים, לקשר את מהירויות העיניים לתכונות הגירוי החזותי ולחשב את מהירות העין הממוצעת ואת שגיאת התקן עבור כל תנאי ניסוי. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי תכונות מערכת הראייה של זחלים ודגי זברה בוגרים, ניתן ליישם אותה גם על אורגניזמים מודלים אחרים כגון מדיקה, kpi ולמעשה כל מיני T קטנים אחרים. הרעיון לשיטה זו עלה לי לראשונה כאשר השתמשנו בתגובה הקינטית האופטית כדי לסנן זחלי צמחים ומהר מאוד התחלנו להתעניין בנתוני זחלים, לא עיוורים לחלוטין, אלא לקויי ראייה.

זחלי ניוטון כאלה עשויים להשפיע על היבטים של עיבוד חזותי. המערכת כוללת מכשיר אימוביליזציה לדגים קטנים הממוקם תחת מצלמת וידאו איכותית, המצויד בעדשת זום. מיכל הדגים מוקף במסך תוף שעליו מוקרנים דפוסי גירוי שנוצרו על ידי מחשב.

תנועות העיניים מוקלטות באמצעות המצלמה ומנותחות אוטומטית על ידי חבילת התוכנה Vizio Tracker בזמן אמת. על מנת למנוע תנועת גוף במהלך ההקלטה, יש להטמיע זחלי דגים חמישה ימים לאחר ההפריה ב-3% מתיל צלולוז שחומם ל-28 מעלות צלזיוס. יוצקים את המתיל צלולוז החם לתבנית תרבית תאים בגודל 35 מילימטר ואז מעבירים את הזחלים בעזרת פיפטה בסרום עם וו גדול.

מערבבים את הזחלים לתוך המתיל צלולוז, ואז משתמשים במחט קטנה כדי להסיר בועות אוויר ולמקם את הזחל ניתן להכין עד שמונה זחלים לניסויים בו זמנית. לאחר שהזחלים משותקים, הניחו את צלחת תרבית התאים במדף לשמונה מנות. לאחר מכן התחל להקרין את פסי הגירוי על התוף שמסביב כדי לשתק דגים בוגרים.

ראשית, יש להרדים אותם בקצרה עם 300 מיליגרם לליטר MS 2 22 במיכל נפרד. לאחר ההרדמה, הכניסו את הדג למכשיר הגיוס על ידי הידוק עדין של גוף הדג בין שתי חתיכות ספוג כראוי. ריסון תנועות הגוף של דגים בוגרים הוא השלב הקשה ביותר בהליך זה.

כדי להקל על ההחדרה למכשיר הקיבוע, יש לייצב את הספוג על ידי שני צינורות עגל מפלסטיק. לאחר שהדג משותק, הכנס את המכשיר לגשש Vizio ואפשר לדג להתאושש במשך דקה עד שתיים לפני ההקלטה. כדי לספק גירוי לפרויקט תנועת עיניים, תוכנה יצרה דפוס גירוי המורכב מדירוגי גלי סינוס אנכיים בשחור ולבן על מסך התוף.

באמצעות מקרן האור הדיגיטלי הכלול בגשש Vizio, האירו את הדגים מלמטה באור אינפרא אדום, ולאחר מכן השתמשו בחבילת התוכנה כדי לתעד את תנועות העיניים בתגובה לדפוס הגירוי. מוטציות פגוש הזחל הפחיתו את גודל העדשה ואת המיקום החוץ רחמי של העדשה, ושינויים מורפולוגיים אלה באים לידי ביטוי בהפחתה משמעותית של רגישות הניגודיות בהשוואה לסוג פראי. כפי שמוצג כאן, מוטציות פגוש נכשלות יותר ויותר בהתאמת מהירות העיניים ככל שניגודיות הגירוי יורדת.

בנוסף, כאשר התדירות המרחבית של הגירוי מוגברת על ידי הקטנת רוחב הגירוי, מוטציות פגוש פסים מפגינים גם חדות ראייה מופחתת בהשוואה לאחים מסוג בר. דגי זברה בוגרים מראים ירידה ניכרת ברגישות לניגודיות כאשר הם נשמרים בריכוזי אלכוהול הולכים וגדלים במשך 30 דקות לפני ההקלטה. ירידה דומה תלוית מינון של מהירות העיניים הכוללת נראית בטווח רחב של תדרים מרחביים כאשר הדגים טופלו בריכוזי אלכוהול הולכים וגדלים.

טיפול באלכוהול גם מפחית באופן עצמאי את ביצועי העיניים-מוטוריים במשימות תובעניות יותר כפי שמוצג כאן בתגובה למהירויות גירוי מוגברות לאחר התפתחותו. טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום חקר הראייה לחקור את ההתפתחות והתפקוד של מערכת הראייה בדגי סברה, דגי זהב רפואיים ואורגניזמים מודלים אחרים באמצעות מודלים גנטיים ופרמקולוגיים כאחד.