Name: ゼブラフィッシュにおける視力の定量的尺度としての視運動性応答 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-09T22:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 56 s
Description: 学ぶ視運動性応答を用いたゼブラフィッシュの視力測定法。回転ドラム装置で両眼・単眼の空間周波数閾値を測定し、加齢や疾患による視覚変化を評価する信頼性の高い手法です。

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DJCに検眼の健康科学大学の西部大学が提供する資金調達。グラフィックデザインのためのイリーザタムに感謝します。

すべての畜産や実験が承認され、それぞれの機関またはその他の法的要求事項の制度的動物実験委員会によって定められたガイドラインに従って実施されるべきである。 1。ゼブラフィッシュケア<ol><li> 10時間暗-14の時間の明サイクル16で28.5℃、標準的な条件下でのゼブラフィッシュを維持する。 </li><li>約3魚/ Lのタンク密度で大人のゼブラフィッシュを保つ</li></ol> 2。視運動反応（OKR） <ol><li>ドラムを回転さ14.5センチメートル径、調整可能な光強度設定（300-8,000ルクス）と実体顕微鏡とコンピュータ（ 図1A）を使用してカスタムOKR記録装置を構築する。 <ol><li>隣接するモニタ上で移動できるライブフィードを提供し、画像キャプチャと記録を可能にする顕微鏡にカメラを取り付けます。 </li><li> accommoするコンピュータにリンクされたマイクロコントローラを使用して回転ドラムを制御日付、様々な速度と方向の選択。 </li></ol></li><li> 2〜3分間0.016％のトリカインで魚を麻酔した後、エッジの上に吊り下げ、目と鰓小さなプラットフォーム上で魚を置きます。 </li><li>魚の体の上に薄いスポンジ/タオルを置き、それが固定化された保つために、魚の上に、魚を収容するように形作ら泡の2-3枚を、ピン。魚の尾の動きを制限する魚への損傷を引き起こすことなく、固定化のための重要な側面であることが判明し、最良の発泡体の平坦な片を用いて達成された。 （ 図1b） </li><li> OKR記録装置の回転ドラムの内側に収まるよう、円筒形の水で満たされたタンク内の魚を置きます。ドラムの端から約7.3センチメートル目で、直立魚を配置するためのプラットフォーム上の磁石を使用してください。魚は数分以内に麻酔から回復させる必要があります - 正常な呼吸が再開され、ランダム目の動きを観察する必要があります。 </li><li> BASを配置回転ドラム内に度当たり0.07サイクル（CPD）のEの格子と回転とビデオキャプチャを開始します（12 rpmの速度がこの論文のために使用されたが、8月16日回転の速度は、同様の結果を与える必要があります）コンピュータのコントロールを行っています。 </li><li>初期OKRは格子ベースによって誘発されると、簡単に回転を一時停止して、より小さな格子（高空間周波数）で格子を交換してください。 </li><li> OKRはもはや誘発することができなくなるまで、このプロセスを繰り返します。 OKRの損失を検証する応答を引き出すことができなかった格子を使用して繰り返し、その後修正された階段のアプローチ次OKRを引き起こし、最小の格子を再テストします。このプロセスは、最終的な回折格子は、第絶滅イベントに対して変更された場合に検出可能な最小の格子に真の応答を確認するために繰り返すことができる。 </li><li>反対の目に隣接するストライプの上に黒いプラスチック閉塞器を配置することにより、単眼視力測定値を得る。 （2.6から2.7ステップ）上記の手順を繰り返します。 </li><li>閉塞器の位置を変えて、もう一度手順2.6から2.7を繰り返して、反対側の目の視力を得る。 </li><li>それぞれの目は、正確な視力を測定し、次の手順で算出することができるように、水槽の下に基準測定ストリップを使用して、試験手順の間に縞のある距離に注意してください。 </li></ol> 3。視力を計算する<ol><li> CPDを計算することにより視力を得る。 <img alt="幾何学的計算のためのアークタンを持つ三角関数式図。" fo:content-width="0.7in" src="/files/ftp_upload/50832/50832eq1.jpg" width="70px" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="式（1）">ここで、aは格子、レンズの中心からの距離であり、hは OKRが（ 図1c）観察された最小の格子の1周期の長さである。 </li><li>合わせた視力測定のために、左と右眼の両方からの平均値が用いられる。 </li></ol>

<ol><li>Brockerhoff, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+behavioral+screen+for+isolating+zebrafish+mutants+with+visual+system+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">A behavioral screen for isolating zebrafish mutants with visual system defects.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92, 10545-10549 (1995).</li>
<li>Neuhauss, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+disorders+of+vision+revealed+by+a+behavioral+screen+of+400+essential+loci+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Genetic disorders of vision revealed by a behavioral screen of 400 essential loci in zebrafish.</a> J. Neurosci. 19, 8603-8615 (1999).</li>
<li>Schumann, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+objective+determination+of+visual+acuity+on+the+basis+of+the+optokinetic+nystagmus%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Optom.+Arch.+Am.+Acad.+Optom%22%5BJournal%5D)">The objective determination of visual acuity on the basis of the optokinetic nystagmus.</a> Am. J. Optom. Arch. Am. Acad. Optom. 29, 575-583 (1952).</li>
<li>Gorman, J. J., Cogan, D. G., Gellis, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+apparatus+for+grading+the+visual+acuity+of+infants+on+the+basis+of+opticokinetic+nystagmus%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatrics%22%5BJournal%5D)">An apparatus for grading the visual acuity of infants on the basis of opticokinetic nystagmus.</a> Pediatrics. 19, 1088-1092 (1957).</li>
<li>Fulton, A. B., Manning, K. A., Dobson, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+behavioral+method+for+efficient+screening+of+visual+acuity+in+young+infants.+II.+Clinical+application%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Ophthalmol.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">A behavioral method for efficient screening of visual acuity in young infants. II. Clinical application.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 17, 1151-1157 (1978).</li>
<li>Huizinga, E., Van Der Meulen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vestibular+rotatory+and+optokinetic+reactions+in+the+pigeon%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Otol.+Rhinol.+Laryngol%22%5BJournal%5D)">Vestibular rotatory and optokinetic reactions in the pigeon.</a> Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. 60, 927-947 (1951).</li>
<li>Tappeiner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+Acuity+and+Contrast+Sensitivity+of+Adult+Zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Zool%22%5BJournal%5D)">Visual Acuity and Contrast Sensitivity of Adult Zebrafish.</a> Front. Zool. 9, 10(2012).</li>
<li>Mueller, K. P., Schnaedelbach, O. D., Russig, H. D., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((VisioTracker%2C+an+innovative+automated+approach+to+oculomotor+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">VisioTracker, an innovative automated approach to oculomotor analysis.</a> J. Vis. Exp. (56), e3556(2011).</li>
<li>Zou, S. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+the+optokinetic+response+to+study+visual+function+of+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Using the optokinetic response to study visual function of zebrafish.</a> J. Vis. Exp. (36), e1742(2010).</li>
<li>Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+measurements+of+the+optokinetic+response+in+adult+fish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Quantitative measurements of the optokinetic response in adult fish.</a> J. Neurosci. Methods. 186, 29-34 (2010).</li>
<li>Li, L., Dowling, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+dominant+form+of+inherited+retinal+degeneration+caused+by+a+non-photoreceptor+cell-specific+mutation%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">A dominant form of inherited retinal degeneration caused by a non-photoreceptor cell-specific mutation.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94, 11645-11650 (1997).</li>
<li>Ren, J. Q., McCarthy, W. R., Zhang, H., Adolph, A. R., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+visual+responses+of+wild-type+and+hypopigmented+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Behavioral visual responses of wild-type and hypopigmented zebrafish.</a> Vision Res. 42, 293-299 (2002).</li>
<li>Maaswinkel, H., Mason, B., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ENU-induced+late-onset+night+blindness+associated+with+rod+photoreceptor+cell+degeneration+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Mech.+Ageing+Dev%22%5BJournal%5D)">ENU-induced late-onset night blindness associated with rod photoreceptor cell degeneration in zebrafish.</a> Mech. Ageing Dev. 124, 1065-1071 (2003).</li>
<li>Stujenske, J. M., Dowling, J. E., Emran, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+bugeye+mutant+zebrafish+exhibits+visual+deficits+that+arise+with+the+onset+of+an+enlarged+eye+phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Ophthalmol.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">The bugeye mutant zebrafish exhibits visual deficits that arise with the onset of an enlarged eye phenotype.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 52, 4200-4207 (2011).</li>
<li>Veth, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mutations+in+zebrafish+lrp2+result+in+adult-onset+ocular+pathogenesis+that+models+myopia+and+other+risk+factors+for+glaucoma%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Genet%22%5BJournal%5D)">Mutations in zebrafish lrp2 result in adult-onset ocular pathogenesis that models myopia and other risk factors for glaucoma.</a> PLoS Genet. 7, e1001310(2011).</li>
<li>Westerfield, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWesterfield%2C+M+%22THE+ZEBRAFISH+BOOK%2C+A+guide+for+the+laboratory+use+of+zebrafish+%28Danio+rerio%29%22">THE ZEBRAFISH BOOK, A guide for the laboratory use of zebrafish (Danio rerio)</a>. , 5th edn, University of Oregon Press. (2007).</li>
<li>Cagenello, R., Arditi, A., Halpern, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Binocular+enhancement+of+visual+acuity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am.+A+Opt.+Image+Sci.+Vis%22%5BJournal%5D)">Binocular enhancement of visual acuity.</a> J. Opt. Soc. Am. A Opt. Image Sci. Vis. 10, 1841-1848 (1993).</li>
<li>Brockerhoff, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+the+optokinetic+response+of+zebrafish+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Measuring the optokinetic response of zebrafish larvae.</a> Nat. Protoc. 1, 2448-2451 (2006).</li>
<li>Hodel, C., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computer-based+analysis+of+the+optokinetic+response+in+zebrafish+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22CSH+Protoc%22%5BJournal%5D)">Computer-based analysis of the optokinetic response in zebrafish larvae.</a> CSH Protoc. 2008, pdb prot4961(2008).</li>
<li>Huber-Reggi, S. P., Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+optokinetic+response+in+zebrafish+by+computer-based+eye+tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Analysis of optokinetic response in zebrafish by computer-based eye tracking.</a> Methods Mol. Biol. 935, 139-160 (2013).</li>
<li>Tappeiner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+acuity+and+contrast+sensitivity+of+adult+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Zool%22%5BJournal%5D)">Visual acuity and contrast sensitivity of adult zebrafish.</a> Front. Zool. 9, 10(2012).</li>
<li>Saszik, S., Bilotta, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+temperature+on+the+dark-adapted+spectral+sensitivity+function+of+the+adult+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">The effects of temperature on the dark-adapted spectral sensitivity function of the adult zebrafish.</a> Vision Res. 39, 1051-1058 (1999).</li>
<li>Haug, M. F., Biehlmaier, O., Mueller, K. P., Neuhauss, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+acuity+in+larval+zebrafish%3A+behavior+and+histology%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Zool%22%5BJournal%5D)">Visual acuity in larval zebrafish: behavior and histology.</a> Front. Zool. 7, 8(2010).</li>
<li>Curcio, C. A., Sloan, K. R., Kalina, R. E., Hendrickson, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+photoreceptor+topography%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Human photoreceptor topography.</a> J. Comp. Neurol. 292, 497-523 (1990).</li>
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</ol>

著者らは、開示することは何もありません。

機会に魚が水槽に逃げることがあります。それが尾を固定化することが重要です。さらに、魚の体の上に薄いスポンジ/タオルの使用も長時間中断魚を維持する非常に貴重であることが判明した。私たちは、魚を傷つけることなく、この手順を使用して30以上の分の固定化の魚を維持することができました。この時間は、両眼、両単眼acuitiesを行うのに十分ではありません。 格子のプレゼンテーションのいずれか、ここで、他の場所に記載のように物理的に回転ドラムを用いて行うか、デジタルディスプレイ18〜22を提示することにより得ることができる。両方のタイプは、特定の利点及び欠点を有する。我々は両方のコスト上の理由および技術仕様書などの物理的な回転を使用することにしました。コンピュータと画像機器を除くと、ここで説明するOKRデバイスは、約$ 150のために構築することができます。 OKRはVISを決定する客観的な手段である大人のゼブラフィッシュにおけるUAL視力。ビジョンのためのいくつかの他の視覚運動アッセイは、これまでの実験で使用されていると、それが頻繁に利用されていないものの場合でも電図が正常に、大人のゼブラフィッシュの目で行われてきたが、大人のゼブラフィッシュOKRは、多くの新しい実験条件22への扉を開きます。この研究は、眼疾患モデルにおいて、および単眼視力を決定する際に視力差を同定する、経時的に視力の変化を測定するOKRの有用性を実証した。 興味深いことに、成体ゼブラフィッシュのビジョンは、人間の視覚（20/20）と比較した場合、約20/1、000（0.60 CPDは-0.3のlogMARに変換されるとき）である。これが悪いように見えるかもしれないが、ゼブラフィッシュの目は非常によく、その環境に適しています。 6.5水のCM、ポリカーボネートの数ミリ、空気の別のセンチを通して見るの視作業にもかかわらず、魚は非常にうまく機能！私たちは、大人のゼブラフィッシュの視力がABOであることがわかっその感光体の間隔が指定されて予測されるものの70％UT。予測10分の20の約80％であり、成体ゼブラフィッシュにおける視覚能力を測定するためのOKR技術は、24印象的で最適なヒト性能約20/12、でその23コントラスト、25。 独立した眼視力を測定する技術は、一方の眼を治療することができ、他方は対照として使用した研究を可能にするであろう。さらに、このような白内障を開発lrp2/bugeyeや魚などの非対称眼の発生との魚は、より正確にモニターすることができた。これは、ケアを正確にストライプ状の目からの距離を測定すること、視力の完全な視野を塞ぐように注意する必要があることに留意すべきである。この手法は、ゼブラフィッシュの視覚機能のより正確で具体的な対策への扉を開く必要があります。

ゼブラフィッシュ（ ゼブラフィッシュ ） のために他の脊椎動物、彼らの短いライフサイクル、および遺伝的に改変した変異株の1,2の可用性への網膜の類似性を視覚的生理学を研究するための優れたモデルである。視運動フレックス/レスポンス/眼振（OKR）スムーズな追求と迅速なサッカード眼球運動の組み合わせです。 60年以上の臨床医はOKR客観患者の視力を測定するために使用し、幼児の視覚能力の3-5を決定するために特に有用であることができることを実証した。動物でのOKRの最初に記録された使用は、1950年代6でハトを使用していた。さらに最近では、OKRは幼虫のゼブラフィッシュの視覚機能を評価するための貴重なツールとなっていると、多くの場合、視覚障害1,2を持っている遺伝的変異株をスクリーニングするために使用されている。 OKR広く幼生ゼブラフィッシュにおける視覚機能を決定するために使用されてきたが、ごく最近、成体ゼブラにおいて実証されている魚7月10日 。 Tappeiner らによる最近の論文では。大人のゼブラフィッシュの視力はかなり一定のまま、度当たり〜0.59サイクル（CPD）、でも、様々な角速度全体の7ことを実証するために、OptoMotry、伝統的にマウスに使用する市販の微細運動システムを使用しています。 OKRは幼虫のゼブラフィッシュの研究において非常に有用であることが証明されているが、視覚的な動作のための他の方法は、様々な程度の成功でゼブラフィッシュ成人で使用されてきた。エスケープ応答アッセイは、両方の色素沈着突然変異体は、明るい光の条件11,12のビジュアル応答が低下していると、そのアルビノとRubyゼブラフィッシュを示した。これと同じエスケープ応答アッセイにも成功13歳の2年間ではあるが、 夜盲症Dの変異体を特定しました。しかし、エスケープ応答アッセイは、欠陥がないわけではない。それは、正確な視覚機能に帰することは困難であり、唯一の総approximatioです視覚的変化のn - で変更が識別される前に大きな変化がかかり意味する。 視覚障害を持つ成体ゼブラフィッシュを同定するために開発された別の方法は、視運動応答（OMR）11である。このアッセイでは、魚が中央に不透明な列に円形の槽内に配置される。黒と白のストライプのタンクの周りを回転し、魚がストライプ運動方向に泳いで使命を帯びている。逃避反応と同様に、OMRから大人のゼブラフィッシュの視覚運動能力に焦点を当てています。しかしながら、このような変異体lrp2/bugeye 14のような視覚障害で魚を同定するために首尾よく使用されている。 lrp2/bugeyeゼブラフィッシュ展示先天性緑内障、高眼圧が、OMRを減少させ、かつ進行性の網膜変性14,15。 多くの研究は、多くの場合、主観的であり、定量的にはできません大人のゼブラフィッシュにおける視覚運動能力を、使用しているitatively分析した。 OKRを使用することにより、より客観的成魚の視力を研究することができる。我々は、最初は幼虫の研究1に用いたものをモデルにした当社独自のOKRデバイスを構築しています。本研究では、OKRが単眼及びゼブラフィッシュにおける両眼視力の両方を計算するために使用できることを実証している。

<table><tbody><tr><td>スーパーローライト ブラックホワイト ビデオセキュリティカメラ</td><td>スーパーサーキット</td><td>PC164CEX-2</td><td> どんな低照度カメラでも使用可能</td></tr><tr><td>Arduino Duemilanove マイクロコントローラー</td><td>Adafruit Industries</td><td></td><td> Arduino Unoは、速度制御ソフトウェアとも互換性があります。</td></tr><tr><td>トリカインメタンスルホン酸</td><td>VWR</td><td>101107-950</td><td></td></tr></tbody></table>

ゼブラフィッシュにおける視力の定量的尺度としての視運動性応答

The Optokinetic Response as a Quantitative Measure of Visual Acuity in Zebrafish

ゼブラフィッシュの視覚研究のための実証済みのモデルである、初期の方法のしかし多くは、一般的に仔魚に焦点を当てたり、簡単な応答を示した。さらに最近では、ゼブラフィッシュの成人視覚的な動作は、対象となっていますが、具体的な応答を測定するための方法は、新たな来ている。このギャップに対処するために、我々は繰り返しと正確に成人のゼブラフィッシュにおける視力を測定するために、視運動反応（OKR）を利用する方法論を開発するために着手した。ここでは、成体ゼブラフィッシュの視力は、両眼と単眼acuitiesの両方を含む、測定することができることを示している。魚が手順の間に損なわれていないため、視力は、短期間又は長期間に亘って測定し、比較することができる。ここで説明する視力測定はまた、ハイスループットのために、必要に応じて追加の視覚的な手順を可能にする迅速に行うことができる。このタイプの分析は、薬物介入研究または疾患の進行の調査を助長している。

OKRのデバイスの機能 としてOKRデバイスは、最小限のメンテナンスして説明し、 図1の機能に示す。ステップ2.3で述べたように、尾を固定すると、記録中に拘束魚を保つために重要である。十分に固定化された、魚は、長期間OKR装置内に保持することができる。以上のデータは、個々の魚のために収集することができる結果、ケアは、初期の固定化工程中に注意すべきである。 視力測定 両眼OKRは容易に通常の成魚に誘発されている。 1上記の手順に従うことによって、多くの年齢層（ 図2）のゼブラフィッシュのための視力を見つけることができます。我々は記録された最高の両眼の空間視力は0.74 CPDた。 図2で述べたように、両眼視力は、一般的に年齢とともに増加（N = 46;のSPSS V14を使用して、P = 0.002、ANOVA）が、オフレベル生後約12ヶ月後。野生型、我々は年齢をマッチさせたlrp2/bugeyeの魚に5ヶ月の野生型の魚で測定された視力を比較したとき、我々はlrp2/bugeyeの魚はかなり視力（P &lt;0.001減少していたことがわかった：0.49±0.05 CPDを表し、n = 8; lrp2/bugeye：0.35±0.06であり、n = 10; Excelを使用して、スチューデントのt検定）。 右眼を閉塞することにより、左眼用視力その逆に決定することができる。両眼視力と比較した場合、両眼総和は、人間の視覚17（ 図3）と同様に観察される。両眼視力は、一般的に独立して測定された（OS）acuities（OD）は、右または左のどちらか5-10％向上した。多少の個体魚の違いは、25％の改善となりました。 <img alt="空間周波数格子、光制御、交換可能な回折格子セットアップを備えた顕微鏡システム図。" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig1.jpg" width="500px" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="図1"> 図1。 OKR RECOrding。A）OKRデバイスは、調整可能な光強度の設定（300-8,000ルクス）でドラム、顕微鏡を回転さ14.5センチメートル直径で構成されています。カメラは、隣接するモニターにライブフィードを提供しています。回転ドラムは、時計方向および反時計方向の両方における種々の速度設定を有し、必要に応じて交換可能な空間周波数格子が挿入され、除去される。B）魚回転ドラムの中心に固定され、配置されている。度あたりC）サイクル（CPD）を算出するCPDを使用して= <img alt="" src="/files/ftp_upload/50832/50832eq2.jpg"> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig1highres.jpg" target="_blank">拡大画像を表示するには、ここをクリックしてください</a> 。 <img alt="視力は年齢グラフによって変化します。周期/程度と年齢(月単位)。発達視力研究。" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig2.jpg" width="500px" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="図2"> 図2。視力は年齢とともに変化します 。グラフは、5を測定した独立した視力を示しています -時代の15ヶ月。視力は、一般的に、開発の最初の一年を通じて増加した後、生後15ヶ月（P = SPSSのV14を使用して0.002 ANOVA）で少し裾を引く。各点は、1またはいくつかの魚を表すことができる。視力は、サイクル/度（CPD）で測定される。 （N =合計46; 5ヶ月で8; 4 6ヶ月で、7〜8ヶ月で、9ヵ月後の6; 10ヶ月で11; 2 11ヵ月の時点で、2 12ヵ月の時点で、6〜15ヵ月の時点で） <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig2highres.jpg" target="_blank">こちらをクリック拡大画像を表示します</a> 。 <img alt="両眼視力合計効果、棒グラフ、度あたりのサイクル数、OU、OD、OSの比較。" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50832/50832fig3.jpg" width="500px" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="図3"> 図3。両眼の視力の和効果 。両眼（OU）視力は右（OD）または左（OS）の目のacuitiesに比べて一般的に高い。この特定のグループ内のOS acuitiesは有意に低かった。た（* p = 0.006、N = 8）jove.com/files/ftp_upload/50832/50832fig3highres.jpg "ターゲット=" _blank "&gt;拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。

ゼブラフィッシュは、多くの研究分野のための貴重なツールとなっている。ここでは、視覚的な応答を誘発し、大人のゼブラフィッシュにおける機能視力を計算する方法を示しています。

Zebrafish are a proven model for vision research, however many of the  earlier methods generally focused on larval fish or demonstrated a simple  ...

この手順の全体的な目標は、視運動反応または OKR を使用して成体のゼブラフィッシュの視力を測定することです。これは、最初に回転ドラムとデータキャプチャ装置で構成されるOKRデバイスを構築することによって実現されます。次に、魚を装置内に固定し、OKRを誘発します。次に、両眼と単眼の空間視力の閾値は、異なるサイズのグレーディングと修正された階段アプローチを使用して決定されます。最後に、魚の視力が計算されます。最終的には、魚の集団内での老化に伴う視力の変化、または視運動反応を通じて病気で治療された魚の視力の変化を示す結果を得ることができます。自動車の反応やOMRなどの既存の方法に対するこの手法の主な利点は、OKRを使用して視力を測定する方が臨床的に関連性があり、信頼性が高いことです。オプトキネティック研究は、直径14.5センチメートルの回転ドラムを使用したカスタムビルドの記録装置、光強度設定可能な実体顕微鏡、画像をキャプチャして記録するためのコンピューターとカメラを使用して行われます。コンピュータ操作のマイコンを使用して、標準的な条件下で維持されている魚を使用して、回転ドラムの速度と回転方向を調整します。0.016%トリカで魚に2〜3分間麻酔をかけ、次に目と鰓を端に吊り下げて小さなプラットフォームに置くことから分析を開始し、怪我を防ぎながら魚を固定します。魚の体に薄いスポンジまたはタオルを置き、魚の上に2〜3個の泡をピンで留めて、尾の動きが制限されるようにします。OKR記録装置の回転ドラム内に収まる円筒形の水で満たされたタンク内に魚を配置します。プラットフォーム上の磁石を使用して、ドラムの端から約7.3センチメートルのところに目を置いて魚を直立させます。魚が麻酔から蘇り、通常の呼吸とランダムな眼球運動が観察されたら、回転ドラムに1度あたり0.07サイクルまたはCPDの基本グレーディングを配置し、コンピューターコントロールを作動させて回転とビデオキャプチャを開始します。基本採点によって最初の OKR が引き出されたら、回転を一時停止し、採点を空間周波数の高い小さな採点に置き換えます。OKR が引き出されなくなるまで、より小さな評価を順番に行い、このプロセスを繰り返します。変更された階段アプローチ後の OKR の損失を確認するには、OKR の原因となった最小のグレーディングで再テストし、次に応答を引き出せなかったグレーディングで再テストします。OKR の損失を確認して、単眼視力測定値を取得する。反対側の目に隣接する縞模様の上に黒いプラスチックのオクルードを置き、データ収集プロセスを繰り返します。次に、乳房の位置を変えて測定を行い、もう一方の目に切り替えます。水槽の下にある基準測定ストリップを使用して、ストリップから各目の距離に注意を取り、視力を決定するための正確な視力測定を行います。次の式を使用して CPD を計算します (A はレンズの中心からグレーディングまでの距離、H は OKR が観測された最小グレーディングの 1 サイクルの長さです)。複合視力測定の場合は、左目と右目の両方から計算された値の平均を使用します。このビデオで紹介されている手順により、さまざまな年齢のゼブラフィッシュの視力を測定できます。ここに示すように、記録された最高の両眼空間視力は0.74CPDでした。両眼視力は一般的に年齢とともに増加しますが、生後5か月の野生型魚で視力を測定した約12か月後には、年齢が一致したlrpと比較して横ばいになります。非対称の目の発達の2つのバグアイフィッシュ。LRPの2匹のバグアイフィッシュは、両眼の視力と比較して視力が有意に低下していることがわかりました。両眼合計は、このグラフに示すように、人間の視覚と同様に観察されます。両眼視力は、一部の個々の魚について独立して測定された左右の視力よりも一般的に5〜10%優れていました。その差は25%の改善でした。このビデオを見れば、OKRを使用して成魚のゼブラフィッシュの視力を判断する方法についてよく理解できるはずです。

the-optokinetic-response-as-quantitative-measure-visual-acuity

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

我々は光をインクリメントおよびデクリメントに対応して幼虫のゼブラフィッシュのモータ出力を定量化するために視覚運動応答を開発した。我々はまた別のビジョンアッセイ、視覚性運動反射によってテストするときに完全に盲目であると思われた視運動性応答（NRC）変異体、何を含めていないゼブラフィッシュのビジョンの変異を調べた。...

光強度の変化にゼブラフィッシュの応答性を測定する行動アッセイ

視運動性応答は、広く幼虫ゼブラフィッシュの視覚機能を評価するために使用されています。それにもかかわらず、仔魚のための標準プロトコルは、まだ大人に容易に​​適用されていません...

ゼブラフィッシュの視覚機能を研究するために視運動性応答を使用して

VisioTrackerは、眼球運動の記録に基づいて、幼虫や小さな成魚の視覚性能を定量的に分析するための自​​動化されたシステムです。それはそのような視覚系の発達と機能、薬理学、神経回路の研究や感覚統合などの分野で高スループットの研究を可能にし、視覚刺激のプロパティおよびリアルタイム分析を完全に制御しています。...

VisioTracker、眼球運動解析への革新的な自動化されたアプローチ

このビデオでは、自動追跡ソフトウェアを使用したゼブラフィッシュとファットヘッドミノーの幼生の光運動応答アッセイについて説明しています。このプロトコルは、照明条件の突然の変化に続く幼魚の行動反応を測定します。...

Photomotor Response Assay:照明条件の急激な変化に対するゼブラフィッシュ仔魚の行動反応を測定する方法

このビデオでは、ゼブラフィッシュのオプトキネティックレスポンスアッセイについて説明しています。このビデオでは、視覚運動刺激に基づいて反射的な眼球運動を測定し、ゼブラフィッシュの視力を決定します。...

Optokinetic Response Assay:ゼブラフィッシュの視力を測定する方法

アフリカツメガエルのオタマジャクシは黒/白のタンクの白側水泳を好むツメガエル 。この現象は、それらの視覚によって案内される。この動作に基づいて、我々はオタマジャクシの視覚機能をテストするための簡単​​な分析を提示する。...

テスト視機能のための簡単​​な行動アッセイ<em&gt;アフリカツメガエル</em

私たちは、マイクロマニピュレーションと網膜電図技術を利用したゼブラフィッシュの幼生の網膜電図(ERG)分析の方法を提示します。これは、ゼブラフィッシュの幼生の視覚機能をin...

ゼブラフィッシュ幼虫における視覚反応の電位図解析

ここでは、視運動性反射を定量化するための標準プロトコルについて説明します。仮想ドラム刺激とビデオ眼球撮影を組み合わせることで、行動の特徴選択性とその適応可塑性を正確に評価することができます。...

マウスにおける視運動性反射の視覚特徴選択性の定量化

彼らの生来の注意深さが原因でマウスやラットは、、最初は特に小説の場所に、新たな食品を消費するのが遅いです。このhyponeophagiaは、容易に実験動物はそれほど心配彼らの野生の対応以外にもかかわらず、実験室で測定することができます。...

Hyponeophagia：マウス​​の​​不安の測定

小動物陽電子放出断層撮影法は、脳の2つの主要なエネルギー基質であるグルコースとケトンの評価を可能にします。本方法では、11種類のC-アセト酢酸と18種類のF-フルオロデオキシグルコースを各動物に順次注入し、磁気共鳴画像から決定される特定の脳領域におけるそれらの取り込みを定量的に測定します。...

ラットにおける局所脳エネルギー基質取り込みの定量的測定のためのデュアルトレーサーPET‐MRIプロトコル

学ぶ視運動性応答を用いたゼブラフィッシュの視力測定法。回転ドラム装置で両眼・単眼の空間周波数閾値を測定し、加齢や疾患による視覚変化を評価する信頼性の高い手法です。

ゼブラフィッシュにおける視力の定量的尺度としての視運動性応答

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