הערכה התנהגותית של תפקוד חזותי באמצעות תגובת Optomotor ותפקוד קוגניטיבי באמצעות Y-Maze בחולדות סוכרתיות

התגובה האופטו-מוטורית ומבוך ה-Y הם מבחנים התנהגותיים שימושיים במדידת תפקוד הראייה והתפקוד הקוגניטיבי בהתאמה במגוון רחב של מודלים של מחלות. היתרונות של בדיקות אלו כוללים רגישות, מהירות הבדיקה, שימוש בתגובות מולדות כך שאין צורך באילוף, והיכולת לבצע את הניסויים על בעלי חיים ערים שאינם מורדמים. ניתן להשתמש ב-OMR ו-Y-maze יחד עם בדיקות אחרות כדי לזהות מראה זמני של תפקוד לקוי של הרשתית והמוח במחלות כמו סוכרת, כשהמטרה היא אבחון מוקדם יותר.

מי שידגים את מבוך ה-Y יהיה סטיבן פיליפס, טכנאי מחקר מהמעבדה שלי. מי שתדגים את התגובה האופטומוטורית או הליך ה-OMR תהיה אמבר דאגלס, טכנאית מחקר במעבדות אלן וויולה. כדי להגדיר את מנגנון ה-OMR, בחר תחילה פלטפורמה בגודל מתאים למיני בעלי החיים הניסיוניים לשימוש ופתח את תוכנת ה-OMR.

התקרב או הקטן עם מצלמת הווידאו לפי הצורך כך שהפלטפורמה וסביבתה יהיו גלויים ולחץ על סמלי הכוכבית והפסים המסתובבים כך שגם הכוכבית הירוקה וגם הפסים המסתובבים הירוקים ייעלמו מההזנה החיה. לחצו על סמל המצפן כך שיופיעו עיגול ירוק ושני קווים מאונכים ומתחו את העיגול הירוק כך שיתיישר בצורה מושלמת עם העיגול השחור שעל הרציף. כאשר ה-OMR מיושר לחלוטין, לחץ שוב על סמלי המצפן, הכוכבית והפסים המסתובבים.

שימו לב שהפסים הירוקים יסתובבו באותו כיוון כמו הפסים בתוף. תחת לשונית הבדיקה, לחץ על הכרטיסייה פסיכופיזיקה. כדי למדוד תדירות מרחבית, תחת סף, בחר תדירות.

תחת בדיקה, לחץ על קביעות מוגדרות מראש ובחר את הגדרות ברירת המחדל עבור חיית הניסוי שבה נעשה שימוש. לחץ על לשונית הריקון וסמן את התיבה הריקה במעקב כדי להשהות את הפסים ולרוקן את מסכי המחשב בתוף בכל פעם שלוחצים לחיצה ימנית על העכבר. לאחר מכן לחץ על כרטיסיית התוצאות כדי לפתוח את החלון בו יוצגו תוצאות הבדיקה.

כדי להעריך את התדר המרחבי, הנח את המכרסם על הפלטפורמה המעגלית במרכז תא מציאות מדומה המורכב מארבעה צגי מחשב המציגים דרגות גלי סינוס אנכיות המקיפים את החדר במהירות של 12 מעלות לשנייה. מצלמת הווידיאו הממוקמת בחלק העליון של החדר אמורה להקרין את התנהגות המכרסם בשידור חי על צג המחשב. חפש נוכחות או היעדר פעולות רפלקסיביות על ידי ראש המכרסם כאשר הדירוגים נעים בכיוון השעון או נגד כיוון השעון.

ודא שהפסים המאוירים גלויים בתוכנית מכיוון שהם יראו את כיוון תנועת הדירוג. שימו לב לראש המכרסם לנוע באותו כיוון כמו הציונים. כאשר יש מרדף חלק, לא התפרצויות לא יציבות של תנועת ראש, התייחסו לתנועה זו כמעקב.

לחץ על כן או לא לפי הצורך. התדר המרחבי יתחיל ב-0.042 מחזור או מעלה ויתכוונן עם כל לחיצה כן ולא כדי להיות קל יותר או קשה יותר. בזמן שהמכרסם נבדק, הקפד לשמור על הכוכבית ממוקמת מעל ראשו של המכרסם וצפה שהמערכת תגיד שבוצעה כאשר מגיעים לסף התדר המרחבי של המכרסם.

שים לב שלא ניתן יהיה עוד ללחוץ על כפתורי כן ולא. לאחר מכן פתח את כרטיסיית התוצאות כדי להציג את התדר המרחבי עבור העין השמאלית, הימנית והמשולבת. כדי למדוד רגישות לניגודיות, בכרטיסיות המבחן והפסיכופיזיקה, בחר ניגודיות בודדת.

פתח את כרטיסיות הגירוי והדירוגים והזן את הערך המתאים בתיבת התדר המרחבי כדי להתחיל דירוגים עם קבוע התדר המרחבי בשיא עקומת רגישות הניגודיות. התחל את הניגודיות ב-100% וחפש את אותן תנועות ראש רפלקסיביות כפי שנצפו במהלך בדיקת תדר מרחבי. שימו לב שהניגודיות תפחת ככל שהבדיקה תתקדם עד שלמכרסם כבר אין תנועות ראש רפלקסיביות בתגובה לגירוי.

כאשר הגעת לסף רגישות הניגודיות, פתח את כרטיסיית התוצאות כדי להציג את ערכי רגישות הניגודיות עבור העין השמאלית, הימנית והמשולבת. כדי לבצע ניתוח מבוך Y, תחילה סמנו את הזרוע הראשונית של מבוך ה-Y כ-B ואת שתי הזרועות האחרות כ-A ו-C והניחו את המכרסם בזרוע B ליד מרכז המבוך. הפעל מיד את הטיימר ואפשר למכרסם לחקור את מבוך ה-Y למשך שמונה דקות.

שבו במרחק של כמה מטרים מהמבוך, שמרו אותו בטווח ראייה והימנעו מלהשמיע רעש בזמן צילום הקלטות ורישום תצפיות כלשהן. רשום את מיקום ההתחלה כ-B.בכל פעם שהמכרסם נכנס לזרוע חדשה, רשום את המיקום החדש של המכרסם. אם המכרסם נשאר באותו מקום יותר מ-60 שניות ולא נראה שהוא מראה התנהגות חקרנית, הזיזו את המכרסם לכיוון מרכז מבוך ה-Y והמשיכו בניסוי.

לאחר סיום כל ניסוי, הסר את כל הצואה ונקה את המבוך בתמיסת חיטוי. חשב את התנהגות הגישוש כמספר הכולל של הערכים שבוצעו במהלך שמונה הדקות של הניסיון. הקוגניציה המרחבית מחושבת כמספר החילופים המוצלחים חלקי המספר הכולל של הכניסות.

כאן, השימוש ב-OMR להערכת תדירות מרחבית מודגם בחולדות נורווגיה חומות ולונג-אוונס מבוקרות נאיביות. חולדות נורווגיות חומות מציגות בדרך כלל תדירות מרחבית גבוהה יותר מאשר חולדות לונג-אוונס. בנוסף, נצפתה השפעת הזדקנות על התדירות המרחבית בחולדות לונג-אוונס.

שימוש ב-OMR להערכת רגישות לניגודיות חושף ליקויים משמעותיים ברגישות לניגודיות בחולדות סוכרתיות מסוג 1. טיפול בפעילות גופנית מפחית את הליקויים הללו, ומדגים כי ה-OMR שימושי הן לאיתור ומעקב אחר ליקויים ברשתית לאורך זמן עם ובלי התערבות. שימוש במבוך Y להערכת תפקוד קוגניטיבי והתנהגות חקרנית במודל סוג 2 של סוכרת מראה ליקויים משמעותיים בקוגניציה המרחבית כפי שנמדד על ידי חילופין ספונטני והתנהגות חקרנית כפי שנמדד על ידי מספר הכניסות בחולדות Goto-Kakizaki בהשוואה לחיות ביקורת Wistar החל מגיל שבעה שבועות.

ללמוד כיצד לזהות תנועת ראש מעקב בשלב 3.4 הוא החלק הקשה ביותר ב-OMR. ללמוד איך נראית תנועת מרדף חלקה היא קריטית. ה-OMR וה-Y-maze סללו את הדרך לחוקרי מוח IM למדוד במהירות ובאמינות תפקוד חזותי וקוגניטיבי ללא אימון ועם לחץ מינימלי על בעלי החיים.