方法論記事

マウスの視覚を評価するために迫り来る視覚刺激の使用

DOI：

10.3791/59766

⸱

2019年6月13日

 ,  ,  , 
1Department of Ophthalmology, Visual and Anatomical Sciences, Wayne State University School of Medicine

この記事について

サマリー

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

マウスの視界を調べるために、迫りくるテストを実施しました。マウスは、天井にモニターと大きな正方形のアリーナに配置されました。迫り来る視覚刺激は、マウスで一貫して凍結または飛行反応を誘発する。

要約

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

中枢神経系の視覚系は多様な視覚信号を処理する。全体的な構造は、視覚皮質への側面 geniculate 核を通って網膜から特徴付けられているが、システムは複雑である。視覚処理を支えるメカニズムと、その拡張による疾患のメカニズムを解明するために、細胞・分子研究が行われています。これらの研究は、人工視覚システムの開発に貢献するかもしれない.これらの研究の結果を検証するには、行動ビジョンのテストが必要です。ここでは、迫り来る刺激実験が、比較的簡単なセットアップを必要とする信頼性の高いマウスビジョンテストであることを示します。迫り来る実験は、一角に避難所があり、天井にコンピューターモニターがある大きな囲いで行われました。コンピュータモニタの隣にある CCD カメラは、マウスの動作を観察するために役立った。マウスを筐体に10分間置いて、周囲に順応して探索することを許可した。その後、モニターは、プログラムからの迫り来る刺激を10回投影した。マウスは、凍結するか、隠れ場所に逃げることによって、刺激に反応しました。迫り来る刺激の前後のマウスの挙動を記録し、モーショントラッキングソフトウェアを使用してビデオを解析しました。マウスの動きの速度は、迫り来る刺激の後に大きく変化しました。対照的に、盲検マウスにおいて反応は認められなかった。私たちの結果は、単純な迫り来る実験がマウスビジョンの信頼できるテストであることを示しています。

概要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

視覚系は網膜から始まり、光受容体によって視覚信号が捕捉され、双極性細胞 (2 番目の第3次ニューロン) となり、最終的には神経節細胞に渡される。網膜 2ndおよび 3rd次数ニューロンは、色、運動、または形状などの視覚信号の特定の側面を伝える複数の神経経路を形成すると考えられています。これらの多様な視覚機能は、側面 geniculate 核と視覚皮質に中継されます。対照的に、眼球運動につながる視覚信号は、優れた索に送られます。古典的には、2つの retino-皮質経路が同定されている: magnocellular と中経路。これらの経路は、それぞれ移動し、静止したオブジェクトを符号化し、それらの存在は、並列処理1、2、3、4、5の基本的な概念を具体化し、 6最近では、15種類以上のバイポーラ細胞7、8、

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

プロトコル

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

すべての実験と動物のケアは、ウェイン州立大学 (議定書 no. 17-11-0399) の制度的な動物ケアと使用委員会によって承認されたプロトコルに従って実施しました。

1. 実験準備

  1. 迫り来る視覚刺激のプレゼンテーションの間にマウスを収容するために長方形の開いたふたのエンクロージャを造る。アルミフレーミングと PVC パネルを使用した 40 cm x 50 cm x 33 cm エンクロージャを構成しました (図 1a、B)。エンクロージャーのフロア全体を覆うように用紙を1枚置いて、試験間の清掃を容易にします。入り口がアリーナの中央に面していて、入口と出口が簡単になるように、囲いの隅に不透明なシェルターを追加します。
  2. マウスの動作をキャプチャするための広角レンズを備えたカメラを設定します。エンクロージャーに隣接するテーブルマウントスタンドにカメラを固定します。最高品質のビデオキャプチャを行うには、60 FPS 以上のカメラフレームレートを使用します。
  3. エンクロージャーの上部にコンピューター・モニターをセットアップします。外部からモニタを見ることができなかったため、2台目のモニタを用意し、プライマリモニタに表示されたイメージを複製しました。
  4. 投影のために迫り来るパターンを準備します。これを行う1つの方法は....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

結果

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

健康な目をしたマウスを筐体に入れ、10分間順応させた。天井のモニターが付いているアリーナは mesopic 光条件 (7 x 105光子/μ m2/s) の下で保たれました。順応期間中に、マウスは空間を探索し、避難所として不透明なドームを発見しました。マウスが避難所から離れて移動すると、ビデオキャプチャーが開始され、その後に視覚刺激の開始が続きます。迫り来る刺激に応答して、ほとんどのマウスはドーム (飛行応答) に走り、これは31匹のマウスのうち30個 (97%) で観察された。いくつかのマウスは、逃げ前に凍結反応を示した (19/31 マウス、61%)。迫り来る刺激により、光条件1ログ (6 x 105光子/μ m2/s) が減少しました。

キャプチャしたビデオクリップは、手動トラッキング機能 (Image Pro Plus) またはフィジー (NIH) を備えた商用分析ソフトウェアのいずれかを使用して解析されました。トラッキング機能を使用して、マウスの位置は、迫り来る刺激の前、最中、および後.......

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

ディスカッション

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

迫り来る視覚刺激システムでは、過半数 (97%)健康な眼マウスの、飛行応答を示した。29匹のうちの1匹は明白な飛行反応を示さなかった。しかし、マウスはドームに向かって歩いて、迫り来るまでその近くにとどまり、迫り来る刺激が起こったときにマウスが少なくとも慎重だったことを示す。したがって、迫り来る刺激は、健康な目のマウスにおいて生来の恐怖応答を一貫して誘発した。一方、3つの盲検マウスは、迫り来る (予備的な結果) に対するいかなる反応も示さなかった。まとめて、迫り来る実験がマウスにとって有用で一貫したビジョンテストであることを示します。

迫り来る刺激の速度を192度/s で設定します。 Franceschi et al.29は様々な速度で迫り来る反応を検査し、5 ~ 84 度/s、より低い速度での凍結応答を優先的に観察した。・ヨーマとマイスター28は350度/s に35で飛行応答を観察しました。しかし、フライトの待ち時間がより高速になりました。したがって、一貫性のある飛行応答を呼び起こすには.......

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

開示事項

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

作者は何も開示することはありません。

謝辞

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

この作業は、NIH R01 EY028915 (TI) と RPB 助成金によってサポートされていました。

....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
10.1インチモニター(2度;ディスプレイ)ElecrowElecrow 10.1インチラズベリーパイ1920x1080p解像度ディスプレイ
14インチビジネスクラスラップトップ5490デル84 / rcrc961481-4860836
20インチ×50インチ吸収ライナーフィッシャーサイエンティフィックAL2050、アリーナの床を保護するためにうまく機能し、
ライナー21.5インチモニター(1°ディスプレイ)Acer Acer R221Q bid 21.5インチ IPSフルHDディスプレイ
CCDカメラLumenera CorporationInfiniyy3S-1UR高いfps率(60fps)により行動研究に優れた
エンクロージャー(アルミフレームとPVCパネル)80/20 Inc.4x cat.#9010, 4x cat.#9005, 1x cat.#9000, 5x cat.#65-2616優れた、PVC、ジョイント、フレームを見つけるためにクイックビルドタブを使用
エタノールフィッシャーサイエンティフィック22-032-601
ExcelスプレッドシートソフトウェアMicrosoft Officeのユーザーフレンドリーで広範な知識
FreearmAmazonは、テーブルにカメラを取り付けるために使用し、任意のマウント可能なものを使用できます拡張可能な腕
ImageProプレミア3Dメディアサイバネティックスバージョン9.3良いプログラムは、自動追跡機能Matlab
ソフトウェア(Psychotoolbox 3)MathWorksMatlab R2018b 64ビット(9.5.0.944444)任意の条件のパターン刺激を生成する優れたソフトウェア
SteamPixソフトウェアNorpixStreamPix 7 64ビットシングルカメラうまく機能し、フレームのドロップに関するいくつかの問題がありますが、優れたカスタマーサービス
マイブック外付けハードドライブウエスタンデジタルWDBBGB0080HBKハードドライブ8TBのUSB3.0は、ファイルのサイズが大きいため圧縮コーデックなしで.aviファイルを使用する場合に必要です
広角レンズNavitarNMV-5M23優れた、アリーナ全体をキャプチャするために必要です
はWD

参考文献

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Enroth-Cugell, C., Robson, J. G. The contrast sensitivity of retinal ganglion cells of the cat. The Journal of Physiology. 187 (3), 517-552 (1966).
  2. Boycott, B. B., Wässle, H. The morphological types of ganglion cells of the domestic cat's retina. The....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

再版と許可

このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト

許可をリクエスト

タグ

Looming Visual StimuliMouse Vision TestVisual Behavior AssayMotion Tracking SoftwareVelocity AnalysisOpen Lid EnclosureCCD Camera SetupComputer Monitor StimulusBlind Mouse ControlPupil Light Reflex

関連記事