Utilizzo di stimoli visivi incombenti per valutare la visione del mouse
June 13th, 2019
Per esaminare la visione del mouse, abbiamo condotto un test incombente. I topi sono stati collocati in una grande Arena quadrata con un monitor sul suo soffitto. Lo stimolo visivo incombente ha costantemente evocato le reazioni di congelamento o di volo nei topi.
Il nostro protocollo è un test di visione per topi. È robusto e facile da replicare. Mentre sono disponibili molti test di visione del mouse, l'esperimento incombente è uno dei pochi metodi per testare la via di formazione dell'immagine, che non è un percorso riflesso visivo.
Mentre molti altri saggi sul comportamento visivo richiedono un ampio allenamento in chirurgia animale, la tecnica incombente richiede poco allenamento sperimentale. Inizia costruendo un involucro rettangolare a coperchio aperto utilizzando cornici in alluminio e pannelli in PVC per ospitare il mouse durante l'incombente presentazione degli stimoli visivi. Posare un foglio di carta per coprire l'intero pavimento dell'involucro per garantire una facile pulizia tra una prova e l'altro.
Quindi, aggiungi un rifugio opaco in un angolo del recinto con un ingresso rivolto verso il centro dell'arena per un facile ingresso e uscita. Fissare una fotocamera con un obiettivo grandangolare a un supporto montato sul tavolo adiacente all'involucro per catturare il comportamento del mouse. Configurare quindi un monitor del computer sopra l'enclosure.
Prepara un modello incombente utilizzando un software sperimentale per codificare un cerchio nero in espansione. Impostare lo stimolo per iniziare dall'angolo visivo di due gradi ed espandersi a 50 gradi in 250 millisecondi e impostare il codice per ripetere lo stimolo 10 volte con un intervallo di un secondo. Inizia selezionando un topo per l'esperimento e tre topi ciechi per garantire che la risposta allo stimolo incombente fosse davvero un comportamento visivamente guidato.
Posizionare il topo sano nel recinto e lasciarlo esplorare liberamente l'ambiente circostante per sette-15 minuti prima dell'inizio dello stimolo. 10 secondi prima della stimolazione, avviare l'acquisizione video sulla fotocamera. Una volta che il mouse è lontano dal rifugio e si muove liberamente nell'arena aperta, inizia gli incombenti stimoli visivi.
Infine, trasferisci di nuovo il mouse nella sua gabbia originale. Pulire l'involucro per il mouse successivo spruzzando le pareti e rifugiarsi con il 70% di etanolo e pulerlo e sostituire il rivestimento del pavimento di carta, se sporco. Riposizionare il rifugio nella stessa posizione iniziale se spostato durante il trasferimento degli animali e la pulizia dell'involucro.
Al computer, salvare il video clip per ogni mouse in formato AVI senza compressione dei file al fine di garantire nessuna perdita di dati durante il trasferimento al software di analisi. Quindi, usa il software di analisi per tracciare il movimento dell'animale intorno all'arena prima, durante e dopo la presentazione dello stimolo. Calcola la velocità e la distanza del mouse dal rifugio.
Se l'immagine dell'arena è distorta a causa dell'angolo video, correggere la coordinazione x e y prima del calcolo. Infine, confronta i parametri prima e dopo l'insorgenza dello stimolo incombente per determinare come il mouse ha risposto agli stimoli. Che si tratti di congelare, fuggire o non mostrare alcun cambiamento nel comportamento.
I video clip acquisiti sono stati analizzati utilizzando un software di analisi commerciale con una funzione di tracciamento manuale. Utilizzando la funzione di tracciamento, la posizione del mouse è stata identificata in ogni fotogramma del video prima, durante e dopo gli stimoli incombenti. Quando si è verificato il volo, la velocità è aumentata bruscamente e la distanza dal rifugio si è ridotta di conseguenza.
Al contrario, la velocità era vicina a zero millimetri al secondo quando i topi si congelarono. La velocità fu ridotta rispetto al controllo prima di incombere e la distanza dalla cupola non cambiò durante questo periodo. È importante ricordare di ottenere una linea di base del movimento prima dell'inizio dello stimolo o una reazione quantitativa allo stimolo non può essere determinata.
È importante condurre più test per una valutazione accurata della visione. Pupil light reflex è un metodo comunemente usato, che assicura che il mouse abbia occhi sani. Il meccanismo della risposta incombente non è pienamente compreso.
Questa tecnica può fornire opportunità per esplorare meccanismi di riconoscimento degli oggetti in movimento e risposte di paura per i neuroscienziati.
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Panoramica
Questo studio presenta un test di visione per topi utilizzando uno stimolo visivo imminente. Il test è progettato per evocare reazioni di congelamento o di fuga, fornendo informazioni sul percorso di formazione dell'immagine nella visione dei topi.
Componenti chiave dello studio
Area della scienza
- Neuroscienze
- Biologia comportamentale
- Test della vista
Sfondo
- L'esperimento imminente è un metodo per valutare il percorso di formazione dell'immagine.
- È distinto dai percorsi dei riflessi visivi.
- Altri test di comportamento visivo spesso richiedono un addestramento approfondito.
- Questa tecnica è più semplice e richiede meno addestramento sperimentale.
Obiettivo dello studio
- Valutare la visione del topo attraverso un test robusto e replicabile.
- Indagare le risposte comportamentali agli stimoli visivi.
- Fornire un metodo semplice per i ricercatori.
Metodi utilizzati
- Costruisci un recinto con copertura rettangolare aperta per i topi.
- Utilizza telai in alluminio e pannelli in PVC per il recinto.
- Copri il pavimento con carta per una facile pulizia.
- Presenta stimoli visivi imminenti per osservare le reazioni.
Principali risultati
- Lo stimolo visivo imminente ha costantemente evocato reazioni di congelamento.
- I topi hanno mostrato risposte di fuga durante il test.
- Il metodo si è dimostrato efficace nella valutazione dell'elaborazione visiva.
- I risultati supportano la validità del test imminente negli studi sulla visione.
Conclusioni
- Il test imminente è un metodo affidabile per studiare la visione dei topi.
- Fornisce informazioni sul percorso di formazione dell'immagine.
- Questa tecnica può essere facilmente adottata dai ricercatori.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
Looming visual stimulus testing provides a robust, quantitative behavioral assay for evaluating image-forming vision in preclinical mouse models. This method enables high-confidence target validation and mechanistic de-risking for CNS and ophthalmic discovery programs. Its reproducibility and minimal training requirements support scalable, cross-site implementation in early-stage biopharma R&D.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of image-forming visual pathways beyond reflex-based assays.
- Supports functional validation of genetic or pharmacological interventions in vision research.
- Provides mechanistic de-risking for candidate targets affecting central visual processing.
- Facilitates predictive confidence in translational models of visual system disorders.
Screening & Assay Development
- Delivers standardized, quantifiable behavioral endpoints for vision assessment.
- Reduces assay complexity and training burden compared to alternative behavioral tests.
- Enables reproducible, scalable screening of visual function across cohorts.
- Supports reliable evaluation of compound or gene therapy effects on vision.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical behavioral outputs with disease-relevant visual endpoints.
- Maintains continuity from molecular mechanism to functional phenotype in CNS pipelines.
- Supports risk-adjusted advancement of vision-targeted therapeutics.
- Provides a platform for exploring translational biomarkers of visual processing.
Pipeline & Workflow Integration
This behavioral assay integrates into the discovery-to-preclinical continuum for CNS and ophthalmic programs, bridging molecular findings with functional outcomes.
- Discovery Biology: Validates hypotheses about central visual pathway function and target engagement.
- Screening: Offers reproducible, quantitative behavioral readouts for vision assessment.
- Analytics: Enables velocity and positional measurements to compare pre- and post-stimulus responses.
- Translational Research: Connects preclinical behavioral data to disease-relevant endpoints.
- Enterprise Reuse: Provides a standardized, low-barrier assay adaptable across visual system models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in vision research.
- Operational Value: Streamlines assay setup, standardization, and reproducibility across teams.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and capital efficiency in early-stage CNS and ophthalmic portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of vision-targeted assets.
Implementation Considerations
- Requires basic behavioral neuroscience expertise and familiarity with motion tracking analytics.
- Needs standard video capture and analysis infrastructure for quantitative output.
- Demands consistent baseline measurement and cross-team protocol standardization.
- Adaptable to various mouse models but may require calibration for specific genetic backgrounds.
- Limited to image-forming pathway assessment; does not address all visual or neurological functions.
