Video-oculografia in Mouse

Video-oculografia è un metodo molto quantitativa per indagare le prestazioni del motore oculare così come apprendimento motorio. Qui, descriviamo come misurare la video-oculografia nei topi. Applicando questa tecnica su normali, trattati farmacologicamente o topi geneticamente modificati è un potente strumento di ricerca per esplorare la fisiologia di base dei comportamenti del motore.

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di eseguire video o iconografia nei topi. Ciò si ottiene dotando prima il topo di una costruzione a piedistallo sul cranio, che consente l'immobilizzazione della testa in uno speciale sistema di ritenuta del corpo della testa. Il secondo passo consiste nel posizionare il mouse nella configurazione dell'oculare video e calibrare il sistema di tracciamento della pupilla video.

I movimenti oculari successivi vengono registrati mentre il sistema oculomotorio viene attivato utilizzando un ampio repertorio di stimoli cinetici vestibolari e ottici. Il passo finale è analizzare questi movimenti oculari. In definitiva, l'iconografia video O su topi normali, trattati farmacologicamente o geneticamente modificati può essere utilizzata per esplorare la fisiologia dei comportamenti motori.

Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sul sistema motorio oculare, può anche essere applicato per studiare malattie con origine vestibolare cerebellare o oculare utilizzando mutanti di topo che imitano le patologie umane. Per iniziare questa procedura, anestetizzare il topo in una camera a gas con una miscela di isof, fluoro e ossigeno. Quindi mantenere l'anestesia erogando il gas attraverso una maschera.

Quindi, usa un termoforo e un sensore termico anale per mantenere la temperatura corporea del mouse a 37 gradi Celsius. Successivamente, applicare la pomata oculare per proteggere gli occhi dalla secchezza, radere il pelo cranico dorsale e pulire la zona chirurgica. Successivamente, praticare un'incisione sulla linea mediana per esporre la superficie cranica dorsale del cranio, pulire e asciugare la superficie.

Quindi applicare una goccia di acido fosforico da bgma a Lambda. Dopo 15 secondi, rimuovere l'incisione, quindi pulire la superficie cranica con soluzione fisiologica e asciugarla nuovamente. Applicare una goccia di opti bond prime sulla parte superiore della superficie cranica mordenzata e sull'aria.

Asciugalo per 30 secondi. Quindi, aggiungi una goccia di adesivo opti bond sopra l'opi bond prime. Polimerizzalo con luce UV per un minuto.

Successivamente, coprire lo strato adesivo con un sottile strato di composito carisma. Il connettore con foro per vite magnetica e siti di attacco è incorporato nel composito. Quindi polimerizzare il composito con luce UV.

Ancora una volta, se necessario, applicare ulteriori strati di composito e polimerizzarli con la luce. Lasciare che il topo si riprenda per almeno tre giorni dopo l'intervento. Il passaggio successivo consiste nel posizionare il mouse nel sistema di ritenuta e fissarne la testa al sistema di ritenuta con il magnete e una vite per montare la testa del mouse e il sistema di ritenuta del corpo su una piattaforma XY.

Utilizzando la piattaforma XY, posiziona la testa del mouse sopra il centro del giradischi in modo che il mouse possa essere spostato sul passo Ya e sugli assi di rotolamento. Quindi posizionare la testa nell'angolo di beccheggio e rollio corretto allineando l'occhio utilizzando l'immagine visiva dell'occhio generata dal sistema di scansione oculare. Ora il giradischi è collegato a un motore servocomandato CA.

La posizione del giradischi è monitorata con un potenziometro collegato all'asse del giradischi. Il giradischi è coperto da uno schermo perimetrale cilindrico con un motivo a punti casuale, anch'esso dotato di un motore servocomandato CA. La posizione dello schermo cilindrico è monitorata da un potenziometro collegato al suo asse.

Lo schermo può essere illuminato da una luce alogena. Il movimento del giradischi e dello schermo circostante è controllato da un computer collegato a un'interfaccia di ingresso e uscita. I segnali di posizione del giradischi e dello schermo circostante sono filtrati da una frequenza di taglio di 20 hertz digitalizzata dall'interfaccia di ingresso e uscita e memorizzata su questo computer.

L'occhio del topo è illuminato da tre emettitori di infrarossi. Due sono fissati al giradischi e il terzo è collegato alla fotocamera. Questo terzo emettitore produce una riflessione corneale di riferimento, che viene utilizzata durante la procedura di calibrazione e durante le registrazioni dei movimenti oculari.

Una telecamera CCD a infrarossi dotata di un obiettivo zoom è montata sul giradischi ed è focalizzata sulla testa del mouse. Al centro del giradischi. La telecamera può essere sbloccata e spostata attorno all'asse del giradischi esattamente di 20 gradi.

Durante la procedura di calibrazione. Il segnale video viene quindi elaborato da un sistema di tracciamento oculare, in grado di tracciare la pupilla e fare riferimento alla riflessione corneale in direzione orizzontale e verticale a una frequenza di campionamento di 120 hertz. Quindi i segnali di riferimento della posizione di riferimento corneale, della posizione della pupilla e delle dimensioni delle persone vengono digitalizzati dall'interfaccia di input output e vengono memorizzati nello stesso file della tabella e dei segnali di posizione dello schermo circostante per calibrare i movimenti oculari, regolare la posizione della testa del mouse con la fotocamera in modo tale che l'immagine video della pupilla sia situata al centro del monitor e la rappresentazione del riferimento corneale di riferimento si trova sulla linea mediana verticale dell'occhio direttamente sopra la pupilla.

Quindi, spostare la fotocamera più volte di 20 gradi di picco. Picco attorno all'asse verticale del giradischi. Utilizzare le posizioni della pupilla tracciata e il riferimento corneale di riferimento registrato nelle posizioni estreme della fotocamera per calcolare il raggio di rotazione della pupilla.

Ripetere questi passaggi più volte in varie condizioni di illuminazione per determinare la relazione tra le dimensioni della pupilla e la rotazione della pupilla. Quindi componi la curva di correzione della rotazione di una pupilla. Ora calcola la posizione angolare dell'occhio misurando la posizione di riferimento corneale di riferimento, la posizione della pupilla e la dimensione della pupilla.

Il valore di rotazione della pupilla può essere estratto dalla curva di correzione della rotazione della pupilla e la posizione angolare dell'occhio può essere calcolata utilizzando la seguente formula. L'esperimento VVOR sui movimenti oculari è dimostrato qui. Ora, converti le posizioni degli occhi, le posizioni della tabella e le posizioni dello schermo circostante in posizioni angolari.

Quindi, differenzia e filtra le posizioni angolari del tavolo degli occhi e dello schermo circostante con un filtro passa-basso Butterworth. Utilizzando una frequenza di taglio di 20 hertz sub, rimuovere il secod dal segnale di velocità dell'occhio utilizzando una soglia di rilevamento di 40 gradi al secondo. Quindi, la media dei segnali di velocità della tabella e dell'occhio utilizzando ogni singolo ciclo nella prova, adatta i segnali medi con una funzione appropriata.

In generale, viene utilizzata una stimolazione della velocità sinusoidale e i cicli medi sono dotati di un segno o funzione coseno. Questo filmato mostra come i movimenti oculari siano generati dalla rotazione dello schermo circostante per causare un riflesso optocinetico che ruota lo schermo circostante su un intervallo di frequenza da 0,2 a un hertz con un'ampiezza di 1,6 gradi. Il sistema cinetico ottico del mouse ha dimostrato di essere più efficiente nella gamma delle basse frequenze rispetto alla gamma delle alte frequenze.

Ecco un altro filmato per mostrare come vengono generati i movimenti oculari. Ruotando il mouse al buio per provocare il riflesso oculare vestibolare, ruotando il giradischi su un intervallo di frequenza da 0,2 a un hertz con un'ampiezza di 1,6 gradi. Il sistema oculare vestibolare del topo ha dimostrato di essere più efficiente nella gamma delle alte frequenze rispetto alla gamma delle basse frequenze.

Qui mostra un altro filmato su come i movimenti oculari vengono generati ruotando il mouse nella luce per causare un riflesso oculare vestibolare visivamente migliorato ruotando il giradischi su una gamma di frequenza da 0,2 a un hertz con un'ampiezza di 1,6 gradi mentre lo schermo circostante è ben illuminato, che il mouse viene mostrato per generare movimenti oculari di compensazione efficienti su tutta la gamma di frequenze. E questo film mostra come l'apprendimento motorio sia stato realizzato aumentando in modo adattivo il riflesso oculare vestibolare. Utilizzando un paradigma di allenamento fuori fase, ruotando il giradischi fuori fase con lo schermo circostante si aumenta il guadagno VOR di questo mouse.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come eseguire un video ocul nei topi.