Name: מניעת ויזואלי מונוטוני ושליטה העין הפלסטיות מדידה העכבר קליפת הראיה העיקרית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 42 s
Description: למד פרוטוקולים לחסימה ויזואלית מונוקולרית וניתוח פלסטיות שליטת העין בעכבר. שיטות אלו מאפשרות חקירת מנגנוני הנוירונים בקליפת הראיה הראשית במהלך תקופת הקריטית.

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

מחקר זה היה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (81571770, 81771925, 81861128001).

בפרוטוקול זה, זכר C57Bl/6 עכברים התקבלו מהמכון של בעלי חיים מעבדה של האקדמיה בסצ למדעי הרפואה והאנשים הפרובינציאלי של סצ'ואן החולים. כל טיפול בעלי חיים והליכים ניסיוניים אושרו על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים מוסדיים והשתמש, אוניברסיטת המדע האלקטרוני וטכנולוגיה של סין.
1. מניעת חד-ממדי (MD) ביום לאחר הלידה 28 בעכברים
<ol><li>לשים את הכלים כירורגי, את המחט תפר (0.25 מ"מ קוטר, קוטר מחרוזת 0.07 מ"מ) וכותנה בתוך תיבת אלומיניום והוא החיטוי אותם ב 120 ° צ' עבור 0.5 h. לחטא את המכסה עם 75% אתנול. מייבשים את כלי הניתוח בתנור ייבוש.</li>
	<li>הכינו פתרון של 2% הנחה, הכניסו אותו לאמבט מים ב-75 ° צ' כדי להימנע מחיזוק.</li>
	<li>השימוש isofלאנה מעורבב עם חמצן כדי להחטיף את העכבר (2% אינדוקציה ו 1.2 – 1.5% תחזוקה). תקן את העכבר על המנגנון הסטריאוטקאני והשתמש במכשיר חום הוויסות לשמירה על טמפרטורת גוף העכבר ב-37 ° צ' ולמניעת היפותרמיה.</li>
	<li>החלת שכבה דקה של משחת העין המבוססת על נפט לשתי העיניים.</li>
	<li>תחת מיקרוסקופ אנטומי עם תאורה, תפר את העפעף על עין אחת. הפוך את המחט לעבור למרות שני הצדדים של העפעף 2x (איור 1א) ולעשות בערך ארבעה תפרים.</li>
	<li>קשר את הפתיל 2 – 3x ולאחר מכן לקצץ את החוט. החל 3 μL של דבק ייבוש מיידית על הקשר כדי להגביר את יציבותו. לאחר מכן לגזור את החוט הנוסף תפירה.</li>
	<li>לספק הזרקה תוך הצפק של בופרנורפין (1 מ"ג/ק"ג) לעכבר.</li>
	<li>העבר את העכבר על משטח חימום כדי לשמור על טמפרטורת הגוף שלו ב-37 ° c ולמנוע היפותרמיה ולנטר אותו עד שיגיע להכרתו.</li>
	<li>כאשר העכבר הוא ער לחלוטין למקם אותו לתוך כלוב החזקה נפרד.</li>
	<li>בדוק את העפעפיים מדי יום כדי לוודא שהם נשארים סגור ולא נגוע. הוצא את העכבר אם נמצא פתח עפעף.</li>
	<li>לפני הקלטה אלקטרולוגית, השימוש isofלוריאן מעורבב עם חמצן כדי להחטיף את העכבר (2% אינדוקציה ו 1.2 – 1.5% תחזוקה).</li>
	<li>להסיר את התפרים עם מספריים העין כדי לחשוף את גלגל העין. בזהירות לחתוך את עפעפיים העין.</li>
	<li>ריקון העין עם פתרון עדשה ולבדוק את העין תחת מיקרוסקופ לבהירות. לא לכלול עכברים עם אטימות הקרנית או סימנים של זיהום.</li>
</ol>2. פיום גולגולת באזור המשקפת של V1 העכבר לאחר מניעת מולקולרית ביום ה -4
<ol><li>לאחר להרדמה העכבר, לבדוק את עומק ההרדמה על ידי חוסר תגובה צביטה בבוהן.</li>
	<li>מניחים ומתקנים את העכבר על המנגנון הסטריאוטקאני. התאימו את גובה האוזן ואת מוט השיניים כדי לשמור על המוח שטוח ויציב.</li>
	<li>השתמש במשטח חימום כדי לשמור על טמפרטורת הגוף.</li>
	<li>להחיל משחה העין המבוססת על הנפט על פני השטח של העיניים כדי לשמור אותם לח.</li>
	<li>להסיר את השיער על ראשו של העכבר כדי לחשוף את עורו. לשפשף את העור עם חלוק לסירוגין של יוד ו 70% אתנול 3x.</li>
	<li>במקום 8 x 8 מ"מ שטח של העור בין האוזניים כדי לחשוף את הגולגולת ולהסיר את רקמת הקרקפת. ואז להסיר את רקמת החיבור שמעליה עם 30% חמצן מימן.</li>
	<li>לקדוח חור בעובי 1 מילימטר. בגולגולת מעל המוח הראשי מוספית בורג עצם קטן בחור כהפניה.</li>
	<li>בצע פתיחת גולגולת קטן בקוטר 1 מ"מ באזור המשקפת V1 מן המחצית החצי הצלעות אל העין משולל (איור 1B, a-P: למדא-0.51 – למדא + 1.67 מ"מ; M-L:-2.6 – 3.0 מ"מ; D-V: 0 – 1 מ"מ). הסר בזהירות את רסיס הגולגולת מבלי לפגוע במוח.</li>
	<li>לכסות את המשטח בקליפת האדמה נחשף עם 75 μL של 2% agarose ב 40 ° צ' כדי למנוע ייבוש.</li>
	<li>לתקן אלקטרודות טונגסטן על המסגרת סטריאוטקאית. מניחים את האלקטרודה טונגסטן אנכית על פני השטח של קליפת חשופה, האזור המשקפת של V1, כדי לוודא כי התאים מוקלטים להגיב לשתי העיניים.</li>
	<li>השתמש מטליות כותנה כדי להסיר את ג'ל העין ולהחיל שמן סיליקון לעין כל 2 h.</li>
</ol>3. גירוי חזותי והקלטה אלקטרופיסיולוגית
<ol><li>מסווה את העין האחת. עם צלחת פלסטיק שאינה שקופה מקמו צג LCD 23 ס מ מעין העכבר.</li>
	<li>להקטין את ההרדמה ל 0.5 – 0.8% כאשר העכבר מורדם לחלוטין.</li>
	<li>לקדם את האלקטרודה המיקרואלקטרודה לאט עם שמן הידראולי מיקרומניפולציה. להפסיק את זה כאשר יחס האות לרעש גבוה הוא נצפתה האלקטרודה מתקדמת לשכבה 4 (איור 1ג, כ 250 – 450 יקרומטר לעומק). ודא שפקטור הגברה מוגדר ב-1,000, המסנן ב-300-100 הרץ ובקצב הדגימה ב-40 Hz.</li>
	<li>הצגת sinusoidal פומפיה הנעה בשדה מלא (איור 1D, 12 כיוונים, 100% ניגודיות, 2 הרץ של תדר זמני, 0.04 מחזורים לרמה של תדר מרחבי) על צג ה-LED.</li>
	<li>למדוד את התגובה של התא על ידי גירוי העין מוסילמה ובאופן בלתי צלעות בנפרד. הווה 3 – 5x סך הכל.</li>
	<li>למדוד את התגובות של חמישה עד שמונה תאים בכל חדירה. בצע ארבע עד שש חדירות בכל עכבר.</li>
	<li>לאחר ההקלטה, כוונן את קצב הזרימה של isofלוריאן ל-5% או יותר, המשך בחשיפה למשך 1 דקות ולאחר מכן בצע את הפריקה הצווארי. הערה: חדירות נפרדות היו מרווחים לפחות 200 יקרומטר מלבד באזור המשקפת של V1.</li>
</ol>4. מיון דקר מחוץ לשורה וניתוח נתונים
<ol><li>מזהים דוקרנים כשהאות הגולמי חוצה את רמת הסף. יישר קוצים שנלכדו בפסגה החיובית או השלילית הראשונה. השתמש בתוכנה כדי לזהות קוצים מתאים שונים.</li>
	<li>הגדר שני סמנים: אחד עבור חיובי והאחר עבור הטיה שלילית. הגדר את תבנית הדקר (איור 2א). הגדר את אזור התבנית לזה עם הווריאציה המשמעותית ביותר בין מחלקות שונות של קוצים.</li>
	<li>השתמש בניתוח רכיבים ראשיים כדי להפריד ביניהן לאשכולות. שיטות התקבצות יכולות להשתנות בין מעבדות שונות.</li>
	<li>סווג את היתד של גבול באמצעות אלגוריתם K-אמצעים.</li>
	<li>לתאם את הכיוון עם שיעור ירי היתד ולהתוות את האוריינטציה כוונון עקומות עבור העין מוסילמה והעיניים בעלת הצלעות.</li>
	<li>חשב את אינדקס ה-OD עבור היחידה היחידה, המייצגת את יחס הכוח הכולל של התגובה/הצלעות: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/60600/60600eq1a.jpg"> כאשר rקונטרה ו- ripsi הם התגובה האופטימלית של התא לקבלת צלעות והעין, בהתאמה, ו Rב הוא הפעילות הספונטנית של התא.</li>
	<li>הקצה ציונים של OD ל-1 – 7 כדלקמן:-1 עד 0.75 = 1; -0.75 עד 0.45 = 2; -0.45 עד 0.15 = 3; -0.15 עד 0.15 = 4; 0.15 עד 0.45 = 5; 0.45 עד 0.75 = 6; ו 0.75-1 = 7.</li>
	<li>חשב את מדד הטיה הצלעות (לח ק): <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/60600/60600eq2a.jpg"> כאשר n הוא מספר התאים ו- nx שווה למספר התאים עם הניקוד השווה ל-x.</li>
</ol>

<ol><li>Hubel, D. H., Wiesel, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+monocular+deprivation+in+kittens%5BTitle%5D)+AND+%22Naunyn-Schmiedebergs+Archiv+f%C3%BCr+experimentelle+Pathologie+und+Pharmakologie%22%5BJournal%5D)">Effects of monocular deprivation in kittens.</a> Naunyn-Schmiedebergs Archiv für experimentelle Pathologie und Pharmakologie. 248 (6), 492-497 (1964).</li>
<li>Daw, N. W., Fox, K., Sato, H., Czepita, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+period+for+monocular+deprivation+in+the+cat+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Critical period for monocular deprivation in the cat visual cortex.</a> Journal of Neurophysiology. 67 (1), 197-202 (1992).</li>
<li>Guire, E. S., Lickey, M. E., Gordon, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+period+for+the+monocular+deprivation+effect+in+rats%3A+assessment+with+sweep+visually+evoked+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Critical period for the monocular deprivation effect in rats: assessment with sweep visually evoked potentials.</a> Journal of Neurophysiology. 81 (1), 121-128 (1999).</li>
<li>Wang, L., Sarnaik, R., Rangarajan, K. V., Liu, X., Cang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+receptive+field+properties+of+neurons+in+the+superficial+superior+colliculus+of+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Visual receptive field properties of neurons in the superficial superior colliculus of the mouse.</a> Journal of Neuroscience. 30 (49), 16573-16584 (2010).</li>
<li>Niell, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+Types%2C+circuits%2C+and+receptive+fields+in+the+mouse+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Cell Types, circuits, and receptive fields in the mouse visual cortex.</a> Annual Review of Neuroscience. 38 (1), 413-431 (2015).</li>
<li>Lee, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+specific+interneurons+improves+V1+feature+selectivity+and+visual+perception%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Activation of specific interneurons improves V1 feature selectivity and visual perception.</a> Nature. 488 (8), 379-383 (2012).</li>
<li>Cossell, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+organization+of+excitatory+synaptic+strength+in+primary+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Functional organization of excitatory synaptic strength in primary visual cortex.</a> Nature. 518 (2), 399-403 (2015).</li>
<li>Lacaruso, M. F., Gasler, L. T., Hofer, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptic+organization+of+visual+space+in+primary+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Synaptic organization of visual space in primary visual cortex.</a> Nature. 547 (7), 449-452 (2017).</li>
<li>Metin, C., Godement, P., Imbert, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+primary+visual+cortex+in+the+mouse%3A+Receptive+field+properties+and+functional+organization%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">The primary visual cortex in the mouse: Receptive field properties and functional organization.</a> Experimental Brain Research. 69 (3), 594-612 (1988).</li>
<li>Marshel, J. H., Garrett, M. E., Nauhaus, I., Callaway, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+specialization+of+seven+mouse+visual+cortical+areas%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Functional specialization of seven mouse visual cortical areas.</a> Neuron. 72 (6), 1040-1054 (2011).</li>
<li>Gordon, J. A., Stryker, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experience-dependent+plasticity+of+binocular+responses+in+the+primary+visual+cortex+of+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Experience-dependent plasticity of binocular responses in the primary visual cortex of the mouse.</a> The Journal of Neuroscience. 16 (10), 3274-3286 (1996).</li>
<li>McGee, A. W., Yang, Y., Fischer, Q. S., Daw, N. W., Strittmatter, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experience-driven+plasticity+of+visual+cortex+limited+by+myelin+and+Nogo+receptor%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Experience-driven plasticity of visual cortex limited by myelin and Nogo receptor.</a> Science. 309 (5744), 2222-2226 (2005).</li>
<li>Sawtell, N. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NMDA+receptor-dependent+ocular+dominance+plasticity+in+adult+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">NMDA receptor-dependent ocular dominance plasticity in adult visual cortex.</a> Neuron. 38 (6), 977-985 (2003).</li>
<li>Hofer, S. B., Mrsic-Flogel, T. D., Bonhoeffer, T., Hubener, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prior+experience+enhances+plasticity+in+adult+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Prior experience enhances plasticity in adult visual cortex.</a> Nature Neuroscience. 9 (12), 127-132 (2006).</li>
<li>Crozier, R. A., Wang, Y., Liu, C., Bear, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deprivation-induced+synaptic+depression+by+distinct+mechanisms+in+different+layers+of+mouse+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Deprivation-induced synaptic depression by distinct mechanisms in different layers of mouse visual cortex.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (4), 1383-1388 (2007).</li>
<li>Tagawa, Y., Kanold, P. O., Majdan, M., Shatz, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+periods+of+functional+ocular+dominance+plasticity+in+mouse+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Multiple periods of functional ocular dominance plasticity in mouse visual cortex.</a> Nature Neuroscience. 8 (3), 380-388 (2005).</li>
<li>Lickey, M. E., Pham, T. A., Gordon, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Swept+contrast+visual+evoked+potentials+and+their+plasticity+following+monocular+deprivation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">Swept contrast visual evoked potentials and their plasticity following monocular deprivation in mice.</a> Vision Research. 44, 3381-3387 (2004).</li>
<li>Cang, J., Kalatsky, V. A., Lowel, S., Stryker, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging+of+the+intrinsic+signal+as+a+measure+of+cortical+plasticity+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Optical imaging of the intrinsic signal as a measure of cortical plasticity in the mouse.</a> Vision Neuroscience. 22 (5), 685-691 (2005).</li>
<li>Khan, I. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+different+suturing+techniques+for+cystotomy+closure+in+canines%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Animal+%26+Plant+Sciences%22%5BJournal%5D)">Evaluation of different suturing techniques for cystotomy closure in canines.</a> Journal of Animal & Plant Sciences. 23 (4), 981-985 (2013).</li>
<li>Weisman, D. L., Smeak, D. D., Birchard, S. J., Zweigart, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+a+continuous+suture+pattern+with+a+simple+interrupted+pattern+for+enteric+closure+in+dogs+and+cats%3A+83+cases+%281991-1997%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Veterinary+Medical+Association%22%5BJournal%5D)">Comparison of a continuous suture pattern with a simple interrupted pattern for enteric closure in dogs and cats: 83 cases (1991-1997).</a> Journal of the American Veterinary Medical Association. 214 (10), 1507-1510 (1999).</li>
<li>Heneghan, C. P. H., Thornton, C., Navaratnarajah, M., Jones, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+isoflurane+on+the+auditory+evoked+response+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22BJA%3A+British+Journal+of+Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Effect of isoflurane on the auditory evoked response in man.</a> BJA: British Journal of Anaesthesia. 59 (3), 277-282 (1987).</li>
<li>Mitzdorf, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+source-density+method+and+application+in+cat+cerebral+cortex%3A+investigation+of+evoked+potentials+and+EEG+phenomenal%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Reviews%22%5BJournal%5D)">Current source-density method and application in cat cerebral cortex: investigation of evoked potentials and EEG phenomenal.</a> Physiological Reviews. 65 (1), 37-100 (1985).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

אנו מציגים פרוטוקול מפורט עבור MD ומדידת הפלסטיות של OD על ידי הקלטה יחידה אחת. פרוטוקול זה נמצא בשימוש נרחב במדעי המוח החזותי. למרות פרוטוקול MD אינו מסובך, יש כמה הליכים כירורגיים קריטיים שיש לעקוב בזהירות. ראשית, ישנם שני פרטים חשובים המבטיחים את איכות התפרים. תפר הוא יציב מספיק אם התפרים מרוכזים בחלק האמצעי של העפעף. יתר על כן, 3 μL של דבק מוחל על ראש הקשר כדי להגביר את יציבות הקשר כדי למנוע פתיחה של העין. שנית, כמה צעדים מרכזיים יש לנקוט כדי לשפר את הריפוי הפצע ולהפחית אי נוחות. שיטת התפר חשובה מאוד לפרוטוקול. מחקרי...

מניעת ראייה חד-מולקולרית היא פרדיגמה ניסיונית מצוינת לבדיקת הפלסטיות הV1. כדי ללמוד את חשיבותה של החוויה החזותית בהתפתחות העצבית, דוד הובל וטורסטן ויזל1,2 מונעים מחתולים של ראייה רגילה בעין אחת בנקודות זמן שונות ובמשך פרקי זמן שונים. לאחר מכן הם הבחינו בשינויים בעוצמת התגובה ב-V1 עבור העיניים המקופחים והלא מונעים. התוצאות שלהם הראו מספר נמוך באופן חריג של נוירונים מגיבים לעין שהיה סגור למעלה בשלושת החודשים הראשונים. עם זאת, התגובות של הנוירונים בחתלתולים נשארו זהות בכל המובנים לאלה של עין של חתול בוגר נורמלי שנסגר במשך שנה, והגורים לא התאושש. MD אצל חתולים מבוגרים לא יכול לגרום לפלסטיות. לכן, ההשפעה של החוויה החזותית על החיווט V1 היא חזקה במהלך שלב קצר, מוגדר היטב של פיתוח, לפני ואחריו גירויים אותו יש פחות השפעה. שלב כזה של רגישות מוגברת לקלט חזותי ידוע כתקופה קריטית בקליפת הראייה.
למרות העכבר הוא חיה לילית, נוירונים בודדים בעכבר V1 יש תכונות דומות לנוירונים שנמצאו אצל חתולים3,4,5. בשנים האחרונות, עם ההתפתחות המהירה של הטכנולוגיה הטרנסגנית, מספר גדל והולך של מדעי המוח ויזואלית השתמשו בעכברים כמודל ניסיוני6,7,8. במחקרים חזותיים העכבר, נוירומדענים להשתמש במוטציות קווי העכבר, אשר מאפשרים שליטה על האיפור הגנטי של העכברים. למרות שעכברים V1 מחסור בעמודות OD, נוירונים בודדים באזור המשקפת V1 להראות משמעותי מאפייני OD. לדוגמה, רוב התאים מגיבים חזק יותר לגירוי הצלעות שלהן מאשר לגירוי שצלעות. סגירה זמנית של עין אחת במהלך התקופה הקריטית משרה משמרת משמעותית בהתפלגות המדד OD9,10,11. לכן, MD יכול לשמש כדי ליצור מודל הפלסטיות של OD כדי לחקור כיצד גנים המעורבים בהפרעות התפתחותיות עצביות להשפיע על הפלסטיות הקורטיקלית ב vivo.
כאן, אנו מציגים שיטה ניסיונית ל-MD ומציעים שיטה בשימוש נפוץ (הקלטה אלקטרופיסיולוגית) כדי לנתח את השינוי בפלסטיות של OD במהלך חסך חזותי מונוטוני. השיטה היתה בשימוש נרחב במעבדות רבות במשך יותר מ 20 שנים12,13,14,15,16. ישנן שיטות אחרות המשמשות למדידת הפלסטיות של OD, כמו גם, כגון פוטנציאל כרוני ויזואלי מעורר (VEP) הקלטה17, ו הדמיה אופטית פנימית (ioi)18. היתרון המשמעותי של שיטה חריפה זו הוא שקל לעקוב אחריו, והתוצאות אמינות במידה ניכרת.

<table><tbody><tr><td>דבק 502</td><td>M& G Chenguang נייר מכתבים ושות', בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AWG97028 כרטיס חידון</td><td>National Institutement</td><td>PCI-6250</td><td></td></tr><tr><td>Agarose</td><td>Biowest</td><td>G-10</td><td></td></tr><tr><td>מגבר</td><td>מערכת A-M</td><td>דגם 1800</td><td></td></tr><tr><td>אטרופין</td><td>אלאדין ביו-כימיה טכנולוגיה ושות', בע"מ</td><td>A135946-5</td><td></td></tr><tr><td>מוח סטריאוטקסי מכשיר</td><td>RWD מדעי החיים ושות', בע"מ</td><td>68001</td><td></td></tr><tr><td>Cohan-Vannas מספריים אביביים</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-02</td><td></td></tr><tr><td>פתרונות עדשות מגע</td><td>בייג'ינג ד"ר לון מוצרי טיפוח עיניים ושות', בע"מ</td><td></td><td></td>GM17064</tr><tr><td>צמר גפן ספוגיות</td><td>הנאן גואנגדרון מכשירים רפואיים ושות', בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מחזיק מחט משובח</td><td>SuZhou חזק יותר מכשירים רפואיים ושות', בע"מ</td><td>CZQ1370</td><td></td></tr><tr><td>Forcep</td><td>66 Vision Tech Co., Ltd</td><td>53320A</td><td></td></tr><tr><td>מלקחיים</td><td>66 ויז'ן טק ושות', בע"מ</td><td>53072</td><td></td></tr><tr><td>מלקח</td><td>66 ויז'ן טק ושות', בע"מ</td><td>#5</td><td></td></tr><tr><td>כרית חימום</td><td>Stryker</td><td>TP 700 T</td><td></td></tr><tr><td>Illuminator</td><td>Motic China Group Co., Ltd.</td><td>MLC-150C</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>RWD מדעי החיים ושות', בע"מ</td><td>R510-22</td><td></td></tr><tr><td>צג LCD</td><td>פיליפס (סין) השקעות ושות', בע"מ</td><td>39PHF3251/T3</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ</td><td>SOPTOP</td><td>SZMT1</td><td></td></tr><tr><td>צג סימנים חיוניים לא פולשני שמן</td><td>עכבר</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מיקרומניפולטור הידראולי</td><td>NARISHIGE International Ltd.</td><td>PC-5N06022</td><td></td></tr><tr><td>ג'ל עיניים וזלין</td><td>Dezhou Yile חיטוי טכנולוגיה ושות', בע"מ</td><td>17C801</td><td></td></tr><tr><td>Spike2</td><td>קיימברידג' עיצוב אלקטרוני, קיימברידג', בריטניה</td><td>Spike2 גרסה 9</td><td></td></tr><tr><td>מספריים כירורגיים</td><td>66 Vision Tech Co., Ltd.</td><td>54010</td><td></td></tr><tr><td>מספריים כירורגיים</td><td>66 Vision Tech ושות', בע"מ</td><td>54002</td><td></td></tr><tr><td>תפר מחט</td><td>Ningbo רפואי ושות', בע"מ</td><td>3/8 קשת 2.5*8</td><td></td></tr><tr><td>טונגסטן אלקטרודה</td><td>FHC, Inc</td><td>L504-01B</td><td></td></tr><tr><td>Xylocaine</td><td>Huaqing</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

מניעת ויזואלי מונוטוני ושליטה העין הפלסטיות מדידה העכבר קליפת הראיה העיקרית

Monocular Visual Deprivation and Ocular Dominance Plasticity Measurement in the Mouse Primary Visual Cortex

מניעת ראייה מונוקלית היא פרדיגמה ניסיונית מעולה כדי לגרום לפלסטיות העיקרי התגובה החזותית האופטית. באופן כללי, התגובה של הקליפה לעין הצלעות הגירוי הוא הרבה יותר חזק מאשר התגובה של העין הלסילבית בקטע המשקפת של קליפת העכבר העיקרית החזותית (V1). במהלך התקופה הקריטית של היונקים, העין המועלת הצלעות תגרום לאובדן מהיר של התגובה של תאים V1 כדי גירוי העין המקבילה. עם התפתחות מתמשכת של טכנולוגיות טרנסגניים, יותר ויותר מחקרים משתמשים בעכברים טרנסגניים כמו מודלים ניסיוניים לבחון את ההשפעות של גנים ספציפיים על הדומיננטיות העינית (OD) הפלסטיות. במחקר זה, אנו מציגים פרוטוקולים מפורטים עבור חסך חזותי מונוטוני ולחשב את השינוי הפלסטיות הפלסטיות בעכבר V1. לאחר מניעת מונוטוני (MD) עבור 4 ימים במהלך התקופה הקריטית, האוריינטציה כוונון עקומות של כל תא העצב נמדד, ואת עקומות כוונון של שכבה ארבעה נוירונים ב V1 מושווים בין גירוי של העין המוסילתית ואת העיניים שרירי. ניתן לחשב את מדד ההטיה באמצעות הטיה (לח ק) באמצעות הניקוד העינית של כל תא כדי לציין את מידת הפלסטיות של OD. טכניקה ניסיונית זו חשובה ללימוד המנגנונים העצביים של הפלסטיות במהלך התקופה הקריטית ולצורך מדידות התפקידים של גנים ספציפיים בהתפתחות העצבית. המגבלה העיקרית היא שהמחקר החריף אינו יכול לחקור את השינוי בפלסטיות העצבית של אותו עכבר בזמן שונה.

התוצאות הנסיוניות המתוארות כאן מאפשרות מדידות מוצלחות של MD ו-OD מעכבר שאינו משולל מצוקה במהלך התקופה הקריטית (P19 – P32). איור 1 מראה כיצד לבצע הקלטות יחידה יחידה בשכבה 4 מ V1 האזור המשקפת להשוואת התגובות העין והצלעות מוסדרות 4 ימים לאחר MD. איור 2 מראה את המיון ספייק מיון כוונון מדידות לעירור העיניים השדרתיים והצלעות מוכוונות. עבור מיון ספייק, תבנית הדקר הוקמה על-ידי קיבוץ האשכולות משקולות הרכיב העיקרי של הקוצים. כדוגמה (איור 2<st...

כאן, אנו מציגים פרוטוקולים מפורטים עבור מניעת ויזואלי מונוטוני וניתוח השליטה בעין הפלסטיות, שהם שיטות חשובות לחקר המנגנונים העצביים של הפלסטיות החזותית במהלך התקופה הקריטית ואת ההשפעות של גנים ספציפיים על פיתוח ויזואלי.

Monocular visual deprivation is an excellent experimental paradigm to induce primary visual cortical response plasticity. In general, the response of the ...

קיפוח ראייה חד-תאי הוא פרוטוקול ניסיוני מצוין כדי לגרום לפלסטיות ראשונית של תגובה קליפת המוח החזותית. בדרך כלל, נוירונים במקטע המשקפת של קליפת הראייה העיקרית בעכבר מגיבים כפליים חזק לגירוי של העין ההפוכה כמו לעין ipsilateral. עם זאת, תפר לעצום את העין ההפוכה במהלך התקופה הקריטית עבור פלסטיות דומיננטיות עינית לגרום לאובדן מהיר של היענות על ידי נוירונים V1 לגירוי העין ההפוכה וגם ואחריו עלייה לאחר מכן בתגובה לעין ipsilateral.כאן, אנו מציגים את הפרוטוקול הניסיוני עבור קיפוח חד מולקולרי ולהציע שיטה נפוצה לנתח את המגמה של דומיננטיות העין במהלך קיפוח חזותי. שים את הכלים הכירורגיים בקופסת אלומיניום ו autoclave אותם תחת 120 מעלות צל"ש במשך חצי שעה. הכינו תות 2% בקומקום אמבט מים והמשיכו לשמור עליו ב-75 מעלות צל כיפת ים.יש למרוח שכבה דקה של משחת עיניים על שתי העיניים. מתחת למיקרוסקופ האנטומי עם תאורה, לתפור את העפעפיים. לעשות בערך ארבעה תפרים.הפוך שניים עד שלושה צמתים של הליך המשנה. החל שלושה microliters של דבק ייבוש מיידי 502 על ראש הצומת כדי להגביר את היציבות של הצומת. ואז לחתוך את החוט קצר מספיק.כאשר העכבר ער לחלוטין, מניחים אותם בכלוב מעצר מופרד. לפני הקלטה אלקטרופיזיולוגית, השתמש isoflurane כדי להרדום את העכבר. הסר את התפרים ולחשוף את גלגל העין.בזהירות לקצץ את העפעף. לשטוף את העיניים עם פתרונות עדשות מגע ולבדוק את העיניים לבהירות. ניתן להשתמש רק בעכבר עם מצב טוב של גלגלי העיניים.לאחר הרדמה של העכבר, מקם את העכבר על מסגרת סטריאוטוקסית. השתמש כרית חימום כדי לשמור על טמפרטורת הגוף לאורך כל ההליך. החל את משחת העין על פני השטח של העיניים כדי לשמור אותו לח.הסר את השיער של העכבר כדי לחשוף את העור שלה. חתוך שמונה מילימטרים כפול שמונה מילימטרים של שטח העור בין שתי האוזניים כדי לחשוף את הגולגולת ולהסיר את רקמת הקרקפת. ואז להסיר את רקמת החיבור overlying עם מי חמצן.לקדוח חור בגולגולת מעל המוח הקטן. תקן בורג עצם קטן בחור כהפניה. בצע גולגולת קטנה בקוטר של מילימטר אחד באזור משקפת V1.הסר בזהירות את שבר הגולגולת מבלי לפגוע במוח. מכסים את המשטח קליפת המוח חשוף עם 2% agarose כדי למנוע ייבוש. תקן אלקטרודה טונגסטן על המסגרת הסטריאוטוקסית.מניחים את האלקטרודה טונגסטן אנכית על אזור V1 משקפת כדי לוודא כי התאים המתועדים מגיב לשתי העיניים. הגירוי מופרד על ידי 30 מעלות בבלוק אקראי. בכל מדידה הוצגו בסך הכל שלושה עד חמישה בלוקים.מסווה עין אחת עם צלחת פלסטיק לא שקופה. הצג LCD1 למיקום ב 23 ס"מ מעיניים של העכבר. התקדמות מיקרואלקטרוניקה לאט על ידי מיקרומניפולטור שמן הידראולי.עצרו את התקדמות אותות יחס רעש האות הגבוה כאשר האלקטרודה מתקדמת לשכבה 4 ולהתחיל במדידה. אנחנו מגבירים את פעילות ספייק בגורם של 1, 000 ולסנן אותו מ 300 עד 10 קילוהרץ ולאחר מכן לדגום אותו ב 40 קילוהרץ. ואז להסוות את העין השנייה ולמדוד את התגובה של העין ההתמדה.אותות הנמדדים על ידי אלקטרודות בודדות הם פעילויות אוכלוסייה. השתמש בתוכנה כדי להפריד קוצים של תאים שונים. ראשית, לסנן את האות מ 500 ל 5, 000 הרץ.הגדר שני סמנים, אחד להטיה חיובית ואחד עבור קוצים הטיה שלילית. כוונן תבניות ספייק. הגדר את אזור התבניות שבו הוא מציג את הווריאציה הגדולה ביותר בין מחלקות שונות של קוצים.השתמש בניתוח רכיבים ראשיים כדי להפריד אותם לאשכולות. סווג את הקוצים של גבול באמצעות אלגוריתם K פירושו. לתאם את האוריינטציה עם קצב ירי ספייק ולתכנן את עקומות כוונון הכיוון עבור העיניים ipsilateral ו contralateral.לאחר מכן לחשב את אינדקס OD עבור תאים בודדים המייצג את התגובה הנוגדנית ו ipsilateral להקצות ציון OD עבור כל תא על פי אינדקס OD. חשב את אינדקס ההטיה ההיפר-צדדית בהתאם לנוסחה. דיאגרמה זו מציגה את עקומות כוונון האוריינטציה של העין ההפוכלית והנוגדנית בעכבר חד-תאי מקופח ובלתי מפוקח.פרוטוקול זה מאפשר קיפוח חזותי חד-תאי מוצלח ומדידת דומיננטיות עינית מעכבר מקופח ועכבר לא מפוצל בתקופה קריטית. אנחנו רק הראינו לך איך להשיג את הניסוי הזה וניתחנו את השינוי בדומיננטיות העין במהלך קיפוח חזותי. במהלך הניסוי, חשוב להימנע מזיהום בתהליך התפירה ובאינטראקציה תוך הקלטה אלקטרופיזיולוגית.תודה שצפית בוידאו שלנו.

monocular-visual-deprivation-ocular-dominance-plasticity-measurement

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

ביולוגיה התפתחותית

וידאו oculography היא שיטה כמותית מאוד לחקור את ביצועי המנוע העין, כמו גם למידה מוטורית. כאן, נתאר כיצד למדוד וידאו oculography בעכברים. יישום טכניקה זו על רגיל, פרמקולוגית, טיפול או עכברים מהונדסים גנטית הוא כלי מחקר רב עוצמה כדי לחקור את הפיזיולוגיה הבסיסית של התנהגויות מוטוריות.

וידאו oculography ב עכברים

לחץ תוך עיני מוגבר כרוני הנגרם באמצעות טיפול לייזר של meshwork trabecular בעיני עכבר. לחץ התוך עיני (IOP) הוא גבוה למשך מספר חודשים לאחר טיפול לייזר. הירידה של חדות ראייה ורגישות לקונטרסט של חיות ניסוי מנוטרת באמצעות בדיקת optomotor.

מודל עכבר לייזר המושרה של לחץ תוך עיני מוגבר כרוני לאפיון פגמים חזותיים

סרטון זה מדגים שיטה, באמצעות סורק T קליני 3, לMR הדמיה משופר לעומת זאת, של ההשלכה החזותית העכבר הנאיבית ובמחקרי vivo חוזר על עצמו ואורך של ניוון עצב ראייה קשור עם פציעה למחוץ עצב ראייה חריפה וניוון עצב ראייה כרוני ב עכברים עקום החוצה (p50 KO).

בהדמית vivo של יושרה סיבי עצב הראייה על ידי contrast-enhanced MRI בעכברים

הסרת עיניים, המכונות גם אנוקלאציה, מספקת אסטרטגיה שימושית ללמוד היבטים של מודלי חוצי חזותיים,, ופלסטיות התפתחותית לאורך מערכת הראייה של יונקים שכן הוא גורם בלתי הפיך חלקית (משקפת) או אובדן ראייה (משקפת) מלא. כאן אנו מתארים גישה לשחזור וברורה מאוד לביצוע באנוקלאציה vivo.

שיטה מאוד לשחזור וישיר לביצוע בVivo Ocular Enucleation בעכבר לאחר פתיחת העיניים

פרוטוקול מפורט להערכה של המפרט מבנית וחזותית בחולדות על ידי תגובת טומוגרפיה ו optokinetic אופטית קוהרנטית מוצג. התוצאות מספקים תובנות בעלות ערך מחקר ophthalmologic, כמו גם רגשיות ונוירולוגיות.

באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית ותגובה Optokinetic כמו המפרט מבנית ופונקציונליים מערכת הראייה של עכברים וחולדות

, 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.

באמצעות גירויים חזותיים מתנשא להערכת חזון העכבר

מוצג כאן פרוטוקול להערכת תנועות עיניים משקפת והקרנת שדה ראייה מרכזי מבוקר מבט אצל משתתפים עם אובדן ראייה מרכזי.

הערכת שדה ראייה מרכזי משקפת ותנועות עיניים דו-עיניות במצב צפייה דיכופטי

כאן, אנו מתארים פרוטוקול אופטימלי לחסימת ורידים ברשתית באמצעות ורד בנגלי ומערכת מיקרוסקופ הדמיית רשתית מונחה לייזר עם המלצות למקסם את יכולת השחזור שלה בזנים מהונדסים גנטית.

אופטימיזציה של מודל העכבר לחסימת ורידים ברשתית כדי להגביל את השונות

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

אנו מציגים פיתוח של מסגרת תצוגה מותנית מבט המיועדת למחקר תפיסתי ואוקולומוטורי המדמה אובדן ראייה מרכזי. מסגרת זו ניתנת להתאמה במיוחד לחקר אסטרטגיות התנהגותיות ואוקולומוטוריות מפצות אצל אנשים החווים אובדן ראייה מרכזי מדומה ופתולוגי כאחד.

מסגרת תצוגה מותנית מבט למחקר למידה תפיסתית עם אובדן ראייה מרכזי מדומה

כאן אנו מציגים סדרת משימות מקיפה להערכת הראייה הבינוקולרית. המשימות כוללות סטריאואקיות היקפית ותנועה מעמיקה, שאינן מוערכות במבחנים קליניים עדכניים. שילוב משימות אלו יספק הערכה מעמיקה של המשקפת של הפרט.

סדרת בדיקות ראייה בינוקולרית כמותיות למבוגרים: פרוטוקולי בדיקה

למד פרוטוקולים לחסימה ויזואלית מונוקולרית וניתוח פלסטיות שליטת העין בעכבר. שיטות אלו מאפשרות חקירת מנגנוני הנוירונים בקליפת הראיה הראשית במהלך תקופת הקריטית.

מניעת ויזואלי מונוטוני ושליטה העין הפלסטיות מדידה העכבר קליפת הראיה העיקרית

גלה סרטונים נוספים