Name: תגובת Optokinetic כמדד כמותי של חדות ראייה בדג הזברה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-09T22:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 56 s
Description: למד כיצד למדוד חדות ראייה בדגי זברה בוגרים באמצעות תגובת אופטוקינטית. השיטה מאפשרת הערכה מדויקת של שינויים בראייה עם הגיל ובמצבי מחלה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מימון הניתן על ידי האוניברסיטה המערבית למדעי בריאות במכללה לאופטומטריה לDJC. תודה מיוחדת לIrisa תם לעיצוב גרפי.

כל בעלי החיים והניסויים צריכים להיות מאושרים ונערכו בהתאם להנחיות שנקבעו על ידי הוועדה המוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש במוסד המתאים או דרישות משפטיות אחרות. 1. טיפול דג הזברה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשמור על דג הזברה בתנאים סטנדרטיים ב28.5 ° C על מחזור אור hr כהה 14 10 שעה 16. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור על דג הזברה מבוגר בצפיפות טנק של כ 3 דגים / ל ' </li></ol> 2. תגובת Optokinetic (OKR) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבנות מכשיר הקלטת OKR המותאמת אישית באמצעות קוטר 14.5 סנטימטר מסתובב תוף, מיקרוסקופ סטריאו עם הגדרות להתאמה עוצמת אור (300-8,000 סוויטה דה לוקס) ומחשב (איור 1 א). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף מצלמה למיקרוסקופ שיספק שידור חי על גבי צג צמוד ולאפשר ללכידת תמונה והקלטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשלוט על התוף מסתובב באמצעות מיקרו המקושר למחשב אשר accommoבחירות מהירות וכיוון שונות תאריך. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את הדגים בtricaine 0.016% ל2-3 דק 'ולאחר מכן הנח את הדג על פלטפורמה קטנה עם העיניים וזימים תלויים מעל הקצה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח ספוג / מגבת דקה על הגוף של הדג ולהצמיד 2-3 חתיכות של קצף, בצורה שתתאים לדגים, על הדגים כדי להשאיר אותו משותק. הגבלת התנועה של הזנב של הדג נמצא להיות היבט קריטי לקיבוע מבלי לגרום לפגיעה בדגים, והייתה הטוב ביותר שהושגה באמצעות פיסת הקצף שטוחה. (איור 1b) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את הדגים בתוך טנק גלילי מלא מים, שמתאים בתוך התוף מסתובב של מכשיר הקלטת OKR. השתמש במגנטים על הפלטפורמה כדי למקם את הדגים זקופים, עם העיניים כ 7.3 סנטימטר מהקצה של התוף. הדג צריך להחיות מההרדמה תוך כמה דקות - נשימה רגילה תתחדש ויש לשים לב תנועות עיניים אקראיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח basדואר צורם של 0.07 מחזורים לתואר (CPD) לתוך התוף מסתובב ולעסוק בקרות מחשב כדי להתחיל סיבוב ולכידת וידאו (מהירות של סל"ד 12 שימשה לנייר הזה, אבל במהירויות של 8-16 סל"ד צריכים לתת תוצאות דומות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שOKR ראשונית שהושרו על ידי הבסיס הצורם, להשהות את הסיבוב קצר, ולהחליף את הסבכה עם סבכה קטנה יותר (תדירות מרחבית גבוהה יותר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על תהליך זה עד שכבר לא יכול להיות שהושרו OKR. בדוק שוב עם הסבכה הקטנה ביותר שגרמה OKR הבאה גישת מדרגות שונה ולאחר מכן חזור באמצעות צורם שלא הצליח לעורר תגובה כדי לאמת את אובדן OKR. תהליך זה ניתן לחזור כדי לוודא מענה אמיתי לסבכה לגילוי הקטנה ביותר, אם צורם הסופי השתנה ביחס לאירוע ההכחדה הראשון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשיג מדידות חדות המשקפת על ידי הצבת occluder פלסטיק שחור על הפסים סמוכים לעין ההפוכה. חזור על התהליך לעיל (שלבים 2.6-2.7). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">השג את חדות של העין ההפך ידי למקם מחדש את occluder וחוזר 2.6-2.7 צעדים שוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים לב למרחק כל עין היא מהפסים במהלך הליך הבדיקה על ידי שימוש ברצועת מדידת התייחסות מתחת לאקווריום, כך שניתן לחשב צעדי חדות מדויקים בשלבים הבאים. </li></ol> 3. חישוב חדות ראייה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג את חדות ראייה על ידי חישוב עלות לכל יום: <img alt="דיאגרמת נוסחאות טריגונומטרית עם arctan לחישובים גיאומטריים." fo:content-width="0.7in" src="/files/ftp_upload/50832/50832eq1.jpg" width="70px" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="משוואת 1"> שבו הוא המרחק ממרכז העדשה לסבכה, ושעות היא אורכו של מחזור אחד של הסורג הקטן ביותר שבו OKR נצפתה (איור 1 ג'). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדידות חדות ראייה משולבות, בממוצע משמש ערך משני מהשמאל ועין ימין. </li></ol>

<ol><li>Brockerhoff, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+behavioral+screen+for+isolating+zebrafish+mutants+with+visual+system+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">A behavioral screen for isolating zebrafish mutants with visual system defects.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92, 10545-10549 (1995).</li>
<li>Neuhauss, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+disorders+of+vision+revealed+by+a+behavioral+screen+of+400+essential+loci+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Genetic disorders of vision revealed by a behavioral screen of 400 essential loci in zebrafish.</a> J. Neurosci. 19, 8603-8615 (1999).</li>
<li>Schumann, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+objective+determination+of+visual+acuity+on+the+basis+of+the+optokinetic+nystagmus%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Optom.+Arch.+Am.+Acad.+Optom%22%5BJournal%5D)">The objective determination of visual acuity on the basis of the optokinetic nystagmus.</a> Am. J. Optom. Arch. Am. Acad. Optom. 29, 575-583 (1952).</li>
<li>Gorman, J. J., Cogan, D. G., Gellis, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+apparatus+for+grading+the+visual+acuity+of+infants+on+the+basis+of+opticokinetic+nystagmus%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatrics%22%5BJournal%5D)">An apparatus for grading the visual acuity of infants on the basis of opticokinetic nystagmus.</a> Pediatrics. 19, 1088-1092 (1957).</li>
<li>Fulton, A. B., Manning, K. A., Dobson, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+behavioral+method+for+efficient+screening+of+visual+acuity+in+young+infants.+II.+Clinical+application%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Ophthalmol.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">A behavioral method for efficient screening of visual acuity in young infants. II. Clinical application.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 17, 1151-1157 (1978).</li>
<li>Huizinga, E., Van Der Meulen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vestibular+rotatory+and+optokinetic+reactions+in+the+pigeon%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Otol.+Rhinol.+Laryngol%22%5BJournal%5D)">Vestibular rotatory and optokinetic reactions in the pigeon.</a> Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. 60, 927-947 (1951).</li>
<li>Tappeiner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+Acuity+and+Contrast+Sensitivity+of+Adult+Zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Zool%22%5BJournal%5D)">Visual Acuity and Contrast Sensitivity of Adult Zebrafish.</a> Front. Zool. 9, 10(2012).</li>
<li>Mueller, K. P., Schnaedelbach, O. D., Russig, H. D., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((VisioTracker%2C+an+innovative+automated+approach+to+oculomotor+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">VisioTracker, an innovative automated approach to oculomotor analysis.</a> J. Vis. Exp. (56), e3556(2011).</li>
<li>Zou, S. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+the+optokinetic+response+to+study+visual+function+of+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Using the optokinetic response to study visual function of zebrafish.</a> J. Vis. Exp. (36), e1742(2010).</li>
<li>Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+measurements+of+the+optokinetic+response+in+adult+fish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Quantitative measurements of the optokinetic response in adult fish.</a> J. Neurosci. Methods. 186, 29-34 (2010).</li>
<li>Li, L., Dowling, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+dominant+form+of+inherited+retinal+degeneration+caused+by+a+non-photoreceptor+cell-specific+mutation%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">A dominant form of inherited retinal degeneration caused by a non-photoreceptor cell-specific mutation.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94, 11645-11650 (1997).</li>
<li>Ren, J. Q., McCarthy, W. R., Zhang, H., Adolph, A. R., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+visual+responses+of+wild-type+and+hypopigmented+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Behavioral visual responses of wild-type and hypopigmented zebrafish.</a> Vision Res. 42, 293-299 (2002).</li>
<li>Maaswinkel, H., Mason, B., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ENU-induced+late-onset+night+blindness+associated+with+rod+photoreceptor+cell+degeneration+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Mech.+Ageing+Dev%22%5BJournal%5D)">ENU-induced late-onset night blindness associated with rod photoreceptor cell degeneration in zebrafish.</a> Mech. Ageing Dev. 124, 1065-1071 (2003).</li>
<li>Stujenske, J. M., Dowling, J. E., Emran, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+bugeye+mutant+zebrafish+exhibits+visual+deficits+that+arise+with+the+onset+of+an+enlarged+eye+phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Ophthalmol.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">The bugeye mutant zebrafish exhibits visual deficits that arise with the onset of an enlarged eye phenotype.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 52, 4200-4207 (2011).</li>
<li>Veth, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mutations+in+zebrafish+lrp2+result+in+adult-onset+ocular+pathogenesis+that+models+myopia+and+other+risk+factors+for+glaucoma%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Genet%22%5BJournal%5D)">Mutations in zebrafish lrp2 result in adult-onset ocular pathogenesis that models myopia and other risk factors for glaucoma.</a> PLoS Genet. 7, e1001310(2011).</li>
<li>Westerfield, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWesterfield%2C+M+%22THE+ZEBRAFISH+BOOK%2C+A+guide+for+the+laboratory+use+of+zebrafish+%28Danio+rerio%29%22">THE ZEBRAFISH BOOK, A guide for the laboratory use of zebrafish (Danio rerio)</a>. , 5th edn, University of Oregon Press. (2007).</li>
<li>Cagenello, R., Arditi, A., Halpern, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Binocular+enhancement+of+visual+acuity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am.+A+Opt.+Image+Sci.+Vis%22%5BJournal%5D)">Binocular enhancement of visual acuity.</a> J. Opt. Soc. Am. A Opt. Image Sci. Vis. 10, 1841-1848 (1993).</li>
<li>Brockerhoff, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+the+optokinetic+response+of+zebrafish+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Measuring the optokinetic response of zebrafish larvae.</a> Nat. Protoc. 1, 2448-2451 (2006).</li>
<li>Hodel, C., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computer-based+analysis+of+the+optokinetic+response+in+zebrafish+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22CSH+Protoc%22%5BJournal%5D)">Computer-based analysis of the optokinetic response in zebrafish larvae.</a> CSH Protoc. 2008, pdb prot4961(2008).</li>
<li>Huber-Reggi, S. P., Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+optokinetic+response+in+zebrafish+by+computer-based+eye+tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Analysis of optokinetic response in zebrafish by computer-based eye tracking.</a> Methods Mol. Biol. 935, 139-160 (2013).</li>
<li>Tappeiner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+acuity+and+contrast+sensitivity+of+adult+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Zool%22%5BJournal%5D)">Visual acuity and contrast sensitivity of adult zebrafish.</a> Front. Zool. 9, 10(2012).</li>
<li>Saszik, S., Bilotta, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+temperature+on+the+dark-adapted+spectral+sensitivity+function+of+the+adult+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">The effects of temperature on the dark-adapted spectral sensitivity function of the adult zebrafish.</a> Vision Res. 39, 1051-1058 (1999).</li>
<li>Haug, M. F., Biehlmaier, O., Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+acuity+in+larval+zebrafish%3A+behavior+and+histology%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Zool%22%5BJournal%5D)">Visual acuity in larval zebrafish: behavior and histology.</a> Front. Zool. 7, 8(2010).</li>
<li>Curcio, C. A., Sloan, K. R., Kalina, R. E., Hendrickson, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+photoreceptor+topography%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Human photoreceptor topography.</a> J. Comp. Neurol. 292, 497-523 (1990).</li>
<li>Kalloniatis, M., Luu, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKalloniatis%2C+M+%22Visual+Acuity%22">Visual Acuity</a>. , (1995).</li>
</ol>

יש המחברים אין לחשוף.

בהזדמנות הדגים עלולים לברוח לתוך מיכל המים. זה קריטי, כדי לשתק את הזנב. בנוסף השימוש בספוג / מגבת דקה על גופו של הדג נמצא גם להיות רב ערך לשמירה על הדגים הושעו לתקופות ממושכות של זמן. היינו מסוגל לשמור על דגים משותקים למשך יותר מ30 דקות באמצעות הליך זה מבלי לפגוע בדגים. משך הזמן הזה הוא יותר ממספיק כדי לעשות את המשקפת וגם חדות משקפות. המצגת של הסורג ניתן גם לעשות זאת כפי שמתוארת כאן ובמקומות אחרים באמצעות תוף מסתובב פיזי או על ידי הצגת תצוגה דיגיטלית 18-22. יש שני סוגים יש יתרונות וחסרונות מסוימים. אנחנו בחרנו להשתמש בסיבוב הפיזי הן מסיבות עלות ומפרטים טכניים. לא כולל המחשב וציוד הדמיה, מכשיר OKR המתואר כאן יכול להיות בנוי סביב 150 דולרים. OKR היא אמצעים אובייקטיביים לקביעת מולחדות רע&quot;מ בדג זברה מבוגר. בעוד כמה מבחני visuomotor אחרים לראייה כבר בשימוש בניסויים קודמים ואפילו electroretinogram כבר נעשה בהצלחה בעיני דג הזברה מבוגר, למרות שזה לא נוצל במידה רבה, OKR דג הזברה המבוגר פותח את הדלת להרבה מצבים ניסיוניים חדשים 22. מחקר זה הוכיח השירות של OKR במדידת שינויי חדות ראייה לאורך זמן, זיהוי הבדל בחדות ראייה במודלים של מחלת עיניים, ובקביעת חדות ראייה משקפת. מעניין לציין, כי חזון דג הזברה מבוגר בהשוואה לראייה אנושית (20/20) הוא כ 20/1, 000 (כאשר 0.60 CPD מומר -0.3 Logmar). למרות שזה אולי נראה גרוע, עיני דג הזברה הן גם מתאימות מאוד לסביבתו. למרות המשימה החזותית של מחפש דרך 6.5 סנטימטר של מים, כמה מילימטרים של פוליקרבונט, ועוד סנטימטר של אוויר, הדגים לבצע היטב! מצאנו כי חדות דג הזברה המבוגר היא אבוut 70% ממה שהייתי ניתן לחזות נתון מרווח קולטי האור שלהם. 23 ניגודיות כי עם ביצועים אנושיים אופטימליים ~ 20/12, שזה בערך 80% מחזו 20/10, וטכניקת OKR למדידת יכולת חזותית בדג הזברה מבוגר מרשימה 24 , 25. הטכניקה של מדידת חדות ראייה בעין עצמאית תאפשר למחקרים בהם ניתן לטפל בעין אחת ואחרת שימשו כביקורת. בנוסף, דגים עם התפתחות העין סימטרית כגון lrp2/bugeye או דגים המתפתחים קטרקט יכולים להיות במעקב בצורה מדויקת יותר. יש לציין כי טיפול צריך לקחת כדי למדוד במדויק את המרחק בין העיניים לפסים וכדי לחסום את שדה ראייה מלא. טכניקה זו צריכה לפתוח את הדלת לצעדים יותר מדויקים וספציפיים של תפקוד ראייה דג הזברה.

דג הזברה (Danio rerio) הוא מודל טוב ללמוד פיזיולוגיה חזותית בשל הדמיון של הרשתית שלהם לבעלי חוליות אחרות, מחזור החיים הקצר שלהם, ואת הזמינות של מוטציות שינו גנטי 1,2. רפלקס / התגובה / ניסטגמוס optokinetic (OKR) הוא שילוב של מרדף חלק ותנועות עיני saccade מהירה. במשך יותר משנים 60 רופאים הוכיחו כי OKR יכול לשמש למדידה באופן אובייקטיבי את חדות ראייה בחולים ושימושי במיוחד לקביעת יכולות חזותיות תינוק 3-5. השימוש המתועד הראשון של OKR בבעלי חיים היה באמצעות יונים ב1950s 6. לאחרונה, OKR הפך לכלי רב ערך להערכת תפקוד הראייה בדג זברת זחל ומשמש לעתים קרובות בדיקת סקר למוטציות גנטיות שיש לי 1,2 לקות ראייה. בעוד OKR כבר בשימוש נרחב כדי לקבוע תפקוד ראייה בדג זברת זחל, יש לו רק לאחרונה הודגם בזברה בוגרתהדגים 7-10. נייר האחרון על ידי Tappeiner et al. משתמש במערכת optomotor זמינה מסחרי משמשת באופן מסורתי לעכברים, OptoMotry, על מנת להוכיח כי חדות הראייה של דג הזברה המבוגר נשארה די קבועה, ~ 0.59 מחזורים לתואר (CPD), אפילו על פני מהירויות זוויתי שונות 7 . למרות OKR הוכיחה להיות שימושי למדי במחקרי דג הזברה זחל, שיטות אחרות להתנהגות חזותית כבר בשימוש במבוגרים דג הזברה עם דרגות שונות של הצלחה. Assay תגובת הבריחה הוכיח כי דג הזברה לבקן ואודם, שתי מוטציות פיגמנטציה, צמצמו תגובות חזותיות בתנאי אור בהירים 11,12. אותו assay תגובת בריחה זה גם זיהה בהצלחה מוטציות ד עיוורון הלילה, אם כי ב2 שנים של גיל 13. עם זאת, assay תגובת הבריחה אינו נטול פגמים. קשה לייחס לתפקוד ראייה מדויק ורק approximatio ברוטוn שינויים חזותיים - כלומר הוא לוקח שינוי גדול לפני השינוי מזוהה. שיטה נוספת שפותחה לזיהוי דג הזברה מבוגר עם ליקויי ראייה היא תגובת optomotor (OMR) 11. ב assay זה, דגים ממוקמים במכל עגול עם טור אטום במרכז. פסים שחורים ולבנים לסובב סביב הטנק והדגים הוא המוטל עם שוחה בכיוון תנועת הפס. כמו תגובת הבריחה, OMR מתמקד ביכולות visuomotor של דג הזברה המבוגר. אולם זה שמש בהצלחה לזהות דגים עם ליקויי ראייה, כגון מוטציות lrp2/bugeye 14. Buphthalmos lrp2/bugeye דג הזברה התערוכה, לחץ התוך עיני מוגבר, פחת OMR, וניוון רשתית מתקדם 14,15. מחקרים רבים השתמשו ביכולות visuomotor בדג זברה מבוגר, אשר לעתים סובייקטיבי ולא יכול להיות קוואנטניתח itatively. על ידי שימוש בOKR, אפשר ללמוד את חדות הראייה של דגים בוגרים יותר באופן אובייקטיבי. בנינו המכשיר שלנו OKR, במודל אחד בתחילה שימש למחקרי זחל 1. במחקר זה אנו מראים כי OKR יכול לשמש כדי לחשב גם משקף וחדות ראייה דו עיניות בדג זברה.

<table><tbody><tr><td>מצלמת אבטחה וידאו סופר נמוכה שחור לבן</td> Super <td>Circuits</td><td>PC164CEX-2</td><td> ניתן להשתמש בכל מצלמה בתאורה חלשה</td></tr><tr><td>Arduino Duemilanove מיקרו-בקר</td><td>Adafruit Industries</td><td></td><td> Arduino Uno תואם גם לתוכנת בקרת המהירות.</td></tr><tr><td>טריקאין מתאן סולפונאט</td><td>VWR</td><td>101107-950</td><td></td></tr></tbody></table>

תגובת optokinetic כמדד כמותי של חדות ראייה בדג הזברה

The Optokinetic Response as a Quantitative Measure of Visual Acuity in Zebrafish

דג הזברה הוא מודל מוכח למחקר חזון, אולם רבים מן השיטות הקודמות מתמקדות בדרך כלל על דגי זחל או הפגינו תגובה פשוטה. לאחרונה התנהגות חזותית למבוגרים דג הזברה הפכה עניין, אבל שיטות למדידת תגובות ספציפיות חדשות הקרוב. כדי להתמודד עם הפער הזה, אנחנו יצאנו לפתח מתודולוגיה שוב ושוב ובאופן מדויק לנצל את תגובת optokinetic (OKR) כדי למדוד את חדות ראייה בדג זברה מבוגר. כאן אנו מראים כי חדות הראייה של דג הזברה המבוגר ניתן למדוד, כולל שני חדות משקפת ומשקפות. מכיוון שהדגים לא ייפגעו במהלך ההליך, חדות הראייה ניתן למדוד והשוואה לתקופות קצרות או ארוכות של זמן. יכולות להיעשות גם מדידות חדות הראייה המתוארות כאן מאפשרות מהירות לתפוקה גבוהה ולנהלים חזותיים נוספים אם תרצה בכך. סוג זה של ניתוח הוא תורם למחקרי התערבות תרופתית או חקירות של התקדמות מחלה.

פונקציונליות התקנים OKR מכשיר OKR כפי שהוסבר לעיל ומוצגים באיור 1 פונקציות עם תחזוקה מינימאלית. כפי שצוין בשלב 2.3, לשתק את הזנב הוא קריטי לשמירה על הדגים מאופקים במהלך ההקלטה. המשותק במידה מספקת, יכולים להיות כל הזמן הדגים במכשיר OKR לתקופות ממושכות של זמן. כתוצאה מכך, יש להיזהר בצעדי הקיבוע הראשוניים, כך שניתן לאסוף נתונים נוספים עבור כל דגים בודדים. מדידות חדות ראייה OKR המשקפת הוא שהושרו בקלות בדגים בוגרים נורמלים. על ידי ביצוע ההליך הנ"ל ניתן למצוא חדות ראייה לדג זברה בגילים רבים (איור 2). חדות מרחבית המשקפת הטובות ביותר שנרשמנו היו 0.74 CPD. כפי שצוין באיור 2, חדות המשקפת בדרך כלל עולה עם גיל (n = 46, p = 0.002 ANOVA באמצעות V14 SPSS), אבל רמות מעללאחר כ 12 חודשים של גיל. כאשר השווינו את חדות ראייה שנמדדה בחודש 5 דגים מסוג בר ישן לדגי lrp2/bugeye גיל בהתאמה, מצאנו כי דגי lrp2/bugeye צמצמו חדות (p &lt;0.001 באופן משמעותי; סוג בר: 0.49 ± 0.05 CPD, n = 8; lrp2/bugeye: 0.35 ± 0.06, n = 10; T של סטודנטים מבחן באמצעות Excel). על ידי חוסם את עין ימין חדות הראייה לעין השמאל ניתן לקבוע, ולהיפך. כאשר לעומת חדות המשקפת, סיכום משקפת הוא ציין באופן דומה לראייה אנושית 17 (איור 3). חדות המשקפת היו בדרך כלל 5-10% יותר מאשר כל אחד ימינה (OD) או שמאלה חדות (OS) שנמדדו באופן עצמאי. לכמה דגים בודדים ההבדל היה שיפור 25%. <img alt="תרשים מערכת מיקרוסקופ עם סורגי תדר מרחבי, בקרת אור ומערך סורג להחלפה." fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig1.jpg" width="500px" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="איור 1"> איור 1. reco OKRrding.) מכשיר OKR מורכב מקוטר 14.5 סנטימטר מסתובב תוף ומיקרוסקופ עם הגדרות עוצמת אור מתכווננת (300-8,000 סוויטה דה לוקס). מצלמה מספקת שידור חי במוניטור סמוך. יש התוף מסתובב הגדרות מהירות שונות בשני כיוונים עם כיוון השעון ונגד כיוון שעון ושבכות תדר המרחבי להחלפתם להוסיף ולהסיר לפי הצורך. דגי ארוחת בוקר) מאובטחים וממוקמים במרכזו של התוף מסתובב. C) מחזורים לתואר (CPD) מחושבים באמצעות = CPD <img alt="" src="/files/ftp_upload/50832/50832eq2.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig1highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="חדות הראייה משתנה עם גרף הגיל; מחזורים/מעלה לעומת גיל בחודשים; מחקר ראייה התפתחותית." fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig2.jpg" width="500px" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="איור 2"> איור 2. חדות ראייה משתנה עם גיל. הגרף מראה חדות ראייה עצמאיות נמדדו 5 - 15 חודשים בגיל. חדות הראייה עולה באופן לאורך כל השנה הראשונה של פיתוח ולאחר מכן זנבות קצת ב15 חודשים של גיל (p = 0.002 ANOVA באמצעות V14 SPSS). כל נקודה עשויה גם לייצג את 1 או כמה דגים. חדות ראייה נמדדות במחזורים / תואר (CPD). (N = 46 כולל; 8 בשעה 5 חודשים; 4 ב6 חודשים; 7 ב8 חודשים; 6 בשעה 9 חודשים; 11 ב10 חודשים; 2 ב11 חודשים; 2 ב12 חודשים; ו6 ב15 חודשים). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig2highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="אפקט סיכום חדות ראייה דו-עינית, גרף עמודות, מחזורים למעלה, השוואת OU, OD, OS." fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig3.jpg" width="500px" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="איור 3"> איור 3. אפקט סיכום חדות ראייה משקפת. המשקפת (OU) חדות ראייה היא בדרך כלל גבוהה יותר בהשוואה לימין (OD) או שמאלה חדות העין (OS). בקבוצה מסוימת זו חדות OS היו נמוכות יותר באופן משמעותי. (* P = 0.006, N = 8)jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig3highres.jpg "target =" _blank "&gt; לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

דג הזברה הייתה כלי חשוב לתחומי מחקר רבים. כאן אנו מדגימים שיטה כדי לעורר תגובה חזותית ולחשב את חדות ראייה תפקודיות בדג הזברה המבוגר.

תגובת Optokinetic כמדד כמותי של חדות ראייה בדג הזברה

Zebrafish are a proven model for vision research, however many of the  earlier methods generally focused on larval fish or demonstrated a simple  ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא למדוד את חדות הראייה בדגי זברה בוגרים באמצעות התגובה האופטוקינטית או OKR. זה מושג על ידי בניית מכשיר ה-OKR המורכב מתוף מסתובב ומנגנון לכידת נתונים. לאחר מכן, הדג משותק בתוך המכשיר ומופק OKR.לאחר מכן נקבעים ספי החדות המרחבית המשקפת והמשקפת באמצעות דירוגים בגדלים שונים וגישת גרם מדרגות שונה. לבסוף, חדות הראייה מחושבת עבור הדג. בסופו של דבר, ניתן להשיג תוצאות המראות שינויים בחדות הראייה בתוך אוכלוסיית דגים ככל שהם מזדקנים או בדגים שטופלו בחולים באמצעות התגובה האופטוקינטית.היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון תגובת הרכב או OMR, הוא שמדידת חדות הראייה באמצעות ה-OKR רלוונטית ואמינה יותר מבחינה קלינית. מחקרים אופטוקינטיים מתבצעים באמצעות מכשיר הקלטה שנבנה בהתאמה אישית באמצעות תוף מסתובב בקוטר 14.5 ס"מ, מיקרוסקופ סטריאו עם הגדרות עוצמת אור מתכווננות, מחשב ומצלמה לצילום תמונות והקלטה. מיקרו-בקר המופעל על ידי מחשב משמש להתאמת מהירות התוף המסתובב וכיווני הסיבוב באמצעות דגים המתוחזקים בתנאים סטנדרטיים.התחל בניתוח על ידי הרדמת דג ב-0.016% טריקה למשך שתיים-שלוש דקות, ולאחר מכן הנחתו על פלטפורמה קטנה כשהעיניים והזימים תלויים על הקצה כדי לשמור על הדג משותק תוך הימנעות מפציעה. הניחו ספוג דק או מגבת על גוף הדג והצמידו שתיים עד שלוש חתיכות קצף מעל הדג כדי להבטיח שתנועת הזנב מוגבלת. מקם את הדג בתוך מיכל גלילי מלא במים שנכנס לתוף המסתובב של מכשיר ההקלטה OKR.השתמש במגנטים על הרציף כדי למקם את הדג זקוף עם העיניים כ-7.3 סנטימטרים מקצה התוף. לאחר שהדג מתעורר מהרדמה ונצפו נשימה רגילה ותנועות עיניים אקראיות, הנח דירוג בסיס של 0.07 מחזורים למעלה או CPD לתוך התוף המסתובב והפעל את פקדי המחשב כדי להתחיל בסיבוב וצילום וידאו. לאחר הפקת OKR ראשוני על ידי דירוג הבסיס, השהה את הסיבוב לזמן קצר והחלף את הדירוג בדירוג קטן יותר עם תדר מרחבי גבוה יותר.חזור על תהליך זה עם דירוגים קטנים יותר ברצף עד שלא ניתן עוד להפיק OKR. כדי לאמת את אובדן ה-OKR בעקבות גישת גרם מדרגות שונה, בדוק שוב עם הדירוג הקטן ביותר שגרם ל-OKR ולאחר מכן עם הדירוג שלא הצליח לעורר תגובה. כדי לאמת את אובדן ה-OKR כדי לקבל מדידות חדות חד-עינית.הניחו חסימת פלסטיק שחורה על הפסים הסמוכים לעין הנגדית וחזרו על תהליך איסוף הנתונים. לאחר מכן עבור לעין השנייה על ידי מיקום מחדש של העטין וביצוע מדידות. השתמש ברצועת מדידת הייחוס מתחת למיכל הדגים כדי לשים לב למרחק של כל עין מהרצועה לביצוע מדידות חדות מדויקות לקביעת חדות הראייה.חשב CPD באמצעות הנוסחה הבאה כאשר A הוא המרחק ממרכז העדשה לדירוג, ו-H הוא אורכו של מחזור אחד של הדירוג הקטן ביותר שבו נצפה OKR. למדידות משולבות של חדות הראייה, השתמש בערך ממוצע המחושב הן מהעין השמאלית והן מהעין הימנית. ההליך המודגם בסרטון זה יכול לקבוע חדות ראייה עבור דגי זברה בגילאים רבים.החדות המרחבית הדו-עינית הטובה ביותר שנרשמה הייתה 0.74 CPD כפי שמוצג כאן. החדות הדו-עינית בדרך כלל עולה עם הגיל, אך מתייצבת לאחר כגיל 12 חודשים כאשר חדות הראייה נמדדה בדגים מסוג בר בני חמישה חודשים בהשוואה ל-LRP תואם גיל. שני דגי באגאיי של התפתחות עיניים אסימטרית.מצאנו שלדגי LRP 2 bugeye הייתה חדות מופחתת משמעותית בהשוואה לחדות המשקפת. סיכום דו-עיני נצפה בדומה לראייה אנושית כפי שמודגם בגרף זה. החדות הדו-עינית הייתה בדרך כלל טובה יותר ב-5 עד 10% מאשר חדות ימין או שמאל שנמדדו באופן עצמאי עבור דגים בודדים.ההבדל היה שיפור של 25%. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לקבוע את חדות הראייה בדג זברה בוגר באמצעות ה-OKR.

the-optokinetic-response-as-quantitative-measure-visual-acuity

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

פיתחנו את תגובת חזותית-Motor כדי לכמת את הפלט המוטורי של דג הזברה הזחל בתגובה במרווחים ו decrements אור. בחנו גם מוטנטים דג הזברה חזון, כולל לא optokinetic (NRC) מוטנטים בתגובה, אשר נחשבו עיוור לחלוטין, כאשר נבדק על ידי assay אחר חזון, רפלקס optokinetic.

Assay ההתנהגות כדי למדוד את התגובה של דג הזברה לשינויים לעוצמות אור

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...

שימוש בתגובה optokinetic ללמוד לתפקד החזותי של דג הזברה

VisioTracker היא מערכת אוטומטית לניתוח הכמותי של ביצועים חזותיים של דגים בוגרים וזחל קטנים המבוססים על ההקלטה של ​​תנועות עיניים. הוא כולל שליטה מלאה על תכונות גירוי חזותיים וניתוח בזמן אמת, המאפשר מחקר תפוקה גבוהה בתחומים כגון פיתוח מערכת ראייה ותפקוד, פרמקולוגיה, מחקרי מעגלים עצביים ואינטגרציה חושית.

VisioTracker, גישה אוטומטית חדשנית לניתוח oculomotor

סרטון זה מתאר את בדיקת התגובה הפוטומוטורית של דגי זברה וזחלי מיננו שמנים באמצעות תוכנת מעקב אוטומטית. הפרוטוקול מודד את התגובה ההתנהגותית של דגי הזחל בעקבות שינוי פתאומי בתנאי התאורה.

בדיקת תגובה פוטומוטורית: שיטה למדידת התגובה ההתנהגותית של דגי זברה זחלים לשינוי פתאומי במצב התאורה

סרטון זה מתאר את בדיקת התגובה האופטוקינטית בדגי זברה. הסרטון מודד את תנועות העיניים הרפלקסיביות בהתבסס על הגירוי החזותי הנע וקובע את חדות הראייה בדגי זברה.

בדיקת תגובה אופטוקינטית: שיטה למדידת חדות ראייה בדגי זברה

Xenopus laevis ראשנים מעדיפים שחייה בצד הלבן של טנק בשחור / לבן. התנהגות זו מונחה על ידי החזון שלהם. בהתבסס על התנהגות זו, אנו מציגים assay פשוט כדי לבדוק את תפקוד הראייה של ראשנים.

Assay התנהגות פשוט לפונקציה של Visual בדיקה ב<em&gt; Laevis Xenopus</em

אנו מציגים שיטה לניתוח אלקטרורטינוגרפי (ERG) של זחלי דג הזברה תוך שימוש בטכניקות מיקרומניפולציה ואלקטרורטינוגרפיה. זוהי שיטה פשוטה ופשוטה לבדיקת תפקוד חזותי של זחלי דג הזברה in vivo.

ניתוח electroretinogram של התגובה החזותית בדג הזברה זחלים

במאמר זה אנו מתארים פרוטוקול סטנדרטי לכימות הרפלקס האופטוקינטי. הוא משלב גירוי תוף וירטואלי ווידאו-אוקולוגרפיה, ובכך מאפשר הערכה מדויקת של סלקטיביות התכונה של ההתנהגות והפלסטיות האדפטיבית שלה.

כימות סלקטיביות תכונות חזותיות של רפלקס האופטוקינטי בעכברים

עכברים וחולדות, בשל הזהירות הטבעית שלהם, הם בתחילה איטית לצרוך מזון רומן, במיוחד במקום רומן. Hyponeophagia זה יכול בקלות למדוד במעבדה, למרות בחיות מעבדה הם הרבה פחות חרדים מאשר עמיתיהם בטבע...

Hyponeophagia: מידה של חרדה העכבר

טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים של בעלי חיים קטנים מאפשרת להעריך את שני מצעי האנרגיה העיקריים של המוח: גלוקוז וקטונים. בשיטה הנוכחית, 11C-acetoacetate ו-18F-fluorodeoxyglucose מוזרקים ברצף בכל בעל חיים, וספיגתם נמדדת כמותית באזורי מוח ספציפיים שנקבעו מתמונות התהודה המגנטית.

פרוטוקול PET-MRI Dual Tracer למדידה כמותית של קליטת מצעי אנרגיה אזוריים במוח בחולדה

למד כיצד למדוד חדות ראייה בדגי זברה בוגרים באמצעות תגובת אופטוקינטית. השיטה מאפשרת הערכה מדויקת של שינויים בראייה עם הגיל ובמצבי מחלה.

תגובת Optokinetic כמדד כמותי של חדות ראייה בדג הזברה

גלה סרטונים נוספים