Name: カメの中で脳神経のIn Vitro刺激を用いて眼球運動 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-02T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 49 s
Description: 学ぶ、赤耳亀の離体頭部標本を用いた脳神経刺激による眼球運動運動学の測定法。行動訓練不要で眼回転と瞳孔径変化を定量化し、視覚の進化と眼運動制御メカニズムの研究に応用できる。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

著者は、夫人ポーレット ・ マッケナと秘書のサポート、この研究ではリサ Pezzino 氏フィル アウエルバッハをテクニカル サポートありがちましょう。著者も培養で分離されたヘッド準備にご紹介夫妻マイケル アリエルとマイケル ・ s ・ ジョーンズ (セントルイス大学医学部) に感謝します。この共同作業のサポートのための資金は、ラファイエット大学で神経科学プログラム、学術研究委員会生物学科 (ロバート ・ s. チェイス基金) によって提供されました。最後に、この作品は 2016 年 9 月 28 日に亡くなった氏フィル アウエルバッハに捧げられて彼は走査型電子顕微鏡を使用停止し、このプロトコルで使用するため、5 軸ステージの有用性を認識しました。彼の友情と機知を大幅に惜しまれるでしょう。

<ol><li>Kikillus, K. H., Hare, K. M., Hartley, S. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1469-1795.2008.00299.x/abstract">Minimizing false-negatives when predicting the potential distribution of an invasive species: A bioclimatic envelope for the red-eared slider at global and regional scales.</a> Anim Conserv. 13, 5-15 (2010).</li>
<li>Lutz, P. L., Rosenthal, M., Sick, T. J. <a target="_blank" href="https://miami.pure.elsevier.com/en/publications/living-without-oxygen-turtle-brain-as-a-model-of-anaerobic-metabo">Living without oxygen: turtle brain as a model of anaerobic metabolism.</a> Mol Physiol. 8, 411-425 (1985).</li>
<li>Lutz, P. L., Milton, S. L. <a target="_blank" href="http://jeb.biologists.org/content/207/18/3141">Negotiating brain anoxia survival in the turtle.</a> J Exp Biol. 207, 3141-3147 (2004).</li>
<li>Storey, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anoxia+tolerance+in+turtles%3A+Metabolic+regulation+and+gene+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Comp+Biochem+Physiol+A-Mol+Integr+Physiol%22%5BJournal%5D)">Anoxia tolerance in turtles: Metabolic regulation and gene expression.</a> Comp Biochem Physiol A-Mol Integr Physiol. 147 (2), 263-276 (2007).</li>
<li>Granda, A. M., Dearworth, J. R., Subramaniam, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Balanced+interactions+in+ganglion-cell+receptive+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Vis+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Balanced interactions in ganglion-cell receptive fields.</a> Vis Neurosci. 16, 319-332 (1999).</li>
<li>Dearworth, J. R., Granda, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiplied+functions+unify+shapes+of+ganglion-cell+receptive+fields+in+retina+of+turtle%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis%22%5BJournal%5D)">Multiplied functions unify shapes of ganglion-cell receptive fields in retina of turtle.</a> J Vis. 2 (3), 204-217 (2002).</li>
<li>Nesbit, S. C., Van Hoof, A. G., Le, C. C., Dearworth Jr, J. R. Jr <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+recording+of+light+responses+from+optic+nerve+fibers+and+the+caudal+photoreceptor+in+the+crayfish%5BTitle%5D)+AND+%22J+Undergrad+Neurosci+Educ%22%5BJournal%5D)">Extracellular recording of light responses from optic nerve fibers and the caudal photoreceptor in the crayfish.</a> J Undergrad Neurosci Educ. 14 (1), A29-A38 (2015).</li>
<li>McMahon, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Respiratory+and+circulatory+compensation+to+hypoxia+in+crustaceans%5BTitle%5D)+AND+%22Resp+Phsiol%22%5BJournal%5D)">Respiratory and circulatory compensation to hypoxia in crustaceans.</a> Resp Phsiol. 128 (3), 349-364 (2001).</li>
<li>Leigh, R. J., Zee, D. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLeigh%2C+RJ+%22The+neurology+of+eye+movements%22">The neurology of eye movements</a>. , 3rd edition, Oxford University Press. New York. (1999).</li>
<li>Robinson, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+of+measuring+eye+movement+using+a+scleral+search+coil+in+a+magnetic+field%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">A method of measuring eye movement using a scleral search coil in a magnetic field.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 10, 137-145 (1963).</li>
<li>Judge, S. J., Richmond, B. J., Chu, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implantation+of+magnetic+search+coils+for+measurement+of+eye+position%3A+an+improved+method%5BTitle%5D)+AND+%22Vis+Res%22%5BJournal%5D)">Implantation of magnetic search coils for measurement of eye position: an improved method.</a> Vis Res. 20, 535-538 (1980).</li>
<li>Ong, J. K. Y., Halswanter, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+torsional+eye+movements+by+tracking+stable+iris+features%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Meth%22%5BJournal%5D)">Measuring torsional eye movements by tracking stable iris features.</a> J Neurosci Meth. 192, 261-267 (2010).</li>
<li>Kimmel, D. L., Mammo, D., Newsome, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+the+eye+non-invasively%3A+simultaneous+comparison+of+the+scleral+search+coil+and+optical+tracking+techniques+in+the+macaque+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Tracking the eye non-invasively: simultaneous comparison of the scleral search coil and optical tracking techniques in the macaque monkey.</a> Front Behav Neurosci. 6 (49), 1-17 (2012).</li>
<li>Otero-Millan, J., Roberts, D. C., Lasker, A., Zee, D. S., Kheradmand, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Knowing+what+the+brain+is+seeing+in+three+dimensions%3A+A+novel%2C+noninvasive%2C+sensitive%2C+accurate%2C+and+low-noise+technique+for+measuring+ocular+torsion%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis%22%5BJournal%5D)">Knowing what the brain is seeing in three dimensions: A novel, noninvasive, sensitive, accurate, and low-noise technique for measuring ocular torsion.</a> J Vis. 15 (14), 1-15 (2015).</li>
<li>Demski, L. S., Bauer, D. H. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1174932">Eye movements evoked by electrical stimulation of the brain in anesthetized fishes.</a> Brain Behav Evol. 11, 109-129 (1975).</li>
<li>Gioanni, H., Bennis, M., Sansonetti, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+and+vestibular+reflexes+that+stabilize+gaze+in+the+chameleon%5BTitle%5D)+AND+%22Vis+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Visual and vestibular reflexes that stabilize gaze in the chameleon.</a> Vis Neurosci. 10, 947-956 (1993).</li>
<li>Straka, H., Dieringer, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Basic+organization+principles+of+the+VOR%3A+lessons+from+frogs%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Neurobio%22%5BJournal%5D)">Basic organization principles of the VOR: lessons from frogs.</a> Prog Neurobio. 73 (4), 259-309 (2004).</li>
<li>Voss, J., Bischof, H. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+movements+of+laterally+eyed+birds+are+not+independent%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Biol%22%5BJournal%5D)">Eye movements of laterally eyed birds are not independent.</a> J Exp Biol. 212 (10), 1568-1575 (2009).</li>
<li>Ariel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Independent+eye+movements+in+the+turtle%5BTitle%5D)+AND+%22Vis+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Independent eye movements in the turtle.</a> Vis Neurosci. 5, 29-41 (1990).</li>
<li>Ariel, M., Rosenberg, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+synaptic+drugs+on+turtle+optokinetic+nystagmus+and+the+spike+responses+of+the+basal+optic+nucleus%5BTitle%5D)+AND+%22Vis+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Effects of synaptic drugs on turtle optokinetic nystagmus and the spike responses of the basal optic nucleus.</a> Vis Neurosci. 7, 431-440 (1991).</li>
<li>Balaban, C. D., Ariel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+%22beat-to-beat%22+interval+generator+for+optokinetic+nystagmus%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Cybern%22%5BJournal%5D)">A "beat-to-beat" interval generator for optokinetic nystagmus.</a> Biol Cybern. 66, 203-216 (1992).</li>
<li>Keifer, J. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7908648">In vitro eye-blink reflex model: Role of excitatory amino acid receptors and labeling of network activity with sulforhodamine.</a> Exp Brain Res. 97, 239-253 (1993).</li>
<li>Keifer, J., Armstrong, K. E., Houk, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+classical+conditioning+of+abducens+nerve+discharge+in+turtles%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">In vitro classical conditioning of abducens nerve discharge in turtles.</a> J Neurosci. 15, 5036-5048 (1995).</li>
<li>Rosenberg, A. F., Ariel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+model+for+optokinetic+eye+movements+in+turtles+that+incorporates+properties+of+retinal+slip+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Vis+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A model for optokinetic eye movements in turtles that incorporates properties of retinal slip neurons.</a> Vis Neurosci. 13, 375-383 (1996).</li>
<li>Ariel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-loop+optokinetic+responses+of+the+turtle%5BTitle%5D)+AND+%22Vis+Res%22%5BJournal%5D)">Open-loop optokinetic responses of the turtle.</a> Vis Res. 37, 925-933 (1997).</li>
<li>Anderson, C. W., Keifer, J. <a target="_blank" href="http://psycnet.apa.org/record/1999-10774-001">Properties of conditioned abducens nerve responses in a highly reduced in vitro brainstem preparation from the turtle.</a> J Neurophysiol. 81, 1242-1250 (1999).</li>
<li>Keifer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+classical+conditioning+of+the+turtle+eyeblink+reflex%3A+Approaching+cellular+mechanisms+of+acquisition%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebell%22%5BJournal%5D)">In vitro classical conditioning of the turtle eyeblink reflex: Approaching cellular mechanisms of acquisition.</a> Cerebell. 2, 55-61 (2003).</li>
<li>Zhu, D., Keifer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathways+controlling+trigeminal+and+auditory+nerve-evoked+abducens+eyeblink+reflexes+in+pond+turtles%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Behav+Evol%22%5BJournal%5D)">Pathways controlling trigeminal and auditory nerve-evoked abducens eyeblink reflexes in pond turtles.</a> Brain Behav Evol. 64, 207-222 (2004).</li>
<li>Jones, M. S., Ariel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+unilateral+eighth+nerve+block+on+fictive+VOR+in+the+turtle%5BTitle%5D)+AND+%22Br+Res%22%5BJournal%5D)">The effects of unilateral eighth nerve block on fictive VOR in the turtle.</a> Br Res. 1094, 149-162 (2006).</li>
<li>Jones, M. S., Ariel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphology%2C+intrinsic+membrane+properties%2C+and+rotation-evoked+responses+of+trochlear+motoneurons+in+the+turtle%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Morphology, intrinsic membrane properties, and rotation-evoked responses of trochlear motoneurons in the turtle.</a> J Neurophysiol. 99 (3), 1187-1200 (2008).</li>
<li>Krenz, J. G., Naylor, G. J. P., Shaffer, H. B., Janzen, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+phylogenetics+and+evolution+of+turtles%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Phylogenet+Evol%22%5BJournal%5D)">Molecular phylogenetics and evolution of turtles.</a> Mol Phylogenet Evol. 37 (1), 178-191 (2005).</li>
<li>Dearworth, J. R. Jr, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+the+trochlear+nerve+in+eye+abduction+and+frontal+vision+of+the+red-eared+slider+turtle+%28Trachemys+scripta+elegans%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Neur%22%5BJournal%5D)">Role of the trochlear nerve in eye abduction and frontal vision of the red-eared slider turtle (Trachemys scripta elegans).</a> J Comp Neur. 52, 3464-3477 (2013).</li>
<li>Dearworth, J. R. Jr, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pupil+constriction+evoked+in+vitro+by+stimulation+of+the+oculomotor+nerve+in+the+turtle+%28Trachemys+scripta+elegans%29%5BTitle%5D)+AND+%22Vis+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Pupil constriction evoked in vitro by stimulation of the oculomotor nerve in the turtle (Trachemys scripta elegans).</a> Vis Neurosci. 26, 309-318 (2009).</li>
<li>Mead, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((IFEL+TOUR%3A+a+description+of+the+introduction+to+FUN+electrophysiology+labs+workshop+at+Bowdoin+College%2C+July+27-30%2C+and+the+resultant+faculty+learning+community%5BTitle%5D)+AND+%22J+Undergrad+Neurosci+Educ%22%5BJournal%5D)">IFEL TOUR: a description of the introduction to FUN electrophysiology labs workshop at Bowdoin College, July 27-30, and the resultant faculty learning community.</a> J Undergrad Neurosci Educ. 5, A42-A48 (2007).</li>
<li>Jackson, D. C., Ultsch, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiology+of+hibernation+under+the+ice+by+turtles+and+frogs%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Zool+A+Ecol+Genet+Physiol%22%5BJournal%5D)">Physiology of hibernation under the ice by turtles and frogs.</a> J Exp Zool A Ecol Genet Physiol. 313 (6), 311-327 (2010).</li>
<li>Romano, J. M., Dearworth, J. R. Jr <a target="_blank" href="https://www.jstor.org/stable/44149739">Pupil constriction evoked by stimulation of the ciliary nerve in the red-eared slider turtle (Trachemys scripta elegans).</a> J Penns Acad Sci. 85, 4-8 (2011).</li>
<li>Miller, J. M., Robins, D. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1509700">Extraocular-muscle forces in alert monkey.</a> Vis Res. 32, 1099-1113 (1992).</li>
<li>Gamlin, P. D., Miller, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraocular+muscle+motor+units+characterized+by+spike-triggered+averaging+in+alert+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Meth%22%5BJournal%5D)">Extraocular muscle motor units characterized by spike-triggered averaging in alert monkey.</a> J Neurosci Meth. 204, 159-167 (2011).</li>
<li>Quaia, C., Ying, H. S., Optican, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Viscoelastic+properties+of+passive+eye+muscle+in+primates.+III%3A+Force+elicited+by+natural+elongations%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">The Viscoelastic properties of passive eye muscle in primates. III: Force elicited by natural elongations.</a> PLOS ONE. 5, A236-A254 (2010).</li>
<li>Anderson, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+primate+oculomotor+plant+revealed+by+effects+of+abducens+microstimulation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Dynamics of primate oculomotor plant revealed by effects of abducens microstimulation.</a> J Neurophys. 101, 2907-2923 (2009).</li>
<li>Maxwell, J. H. Anesthesia and surgery. <a target="_blank" href="https://scholar.google.com/scholar_lookup?title=Anesthesia%20and%20surgery&author=JH.%20Maxwell&pages=125-152&publication_year=1979">Turtles: Perspective and Research</a>. Harless, M., Morlock, H. , Wiley. New York. 127-152 (1979).</li>
<li>AVMA Panel on Euthanasia. <a target="_blank" href="https://avmajournals.avma.org/doi/abs/10.2460/javma.2001.218.669">American Veterinary Medical Association.</a> J Am Vet Med Assoc. 218 (5), 669-696 (2001).</li>
<li>Clarke, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shaping+the+pupil%27s+response+to+light+in+the+hooded+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Br+Res%22%5BJournal%5D)">Shaping the pupil's response to light in the hooded rat.</a> Exp Br Res. 176, 641-651 (2007).</li>
<li>Bennett, R. A. <a target="_blank" href="https://www.jstor.org/stable/20095160">A review of anesthesia and chemical restraint in reptiles.</a> J Zoo Wild Med. 22 (3), 282-303 (1991).</li>
<li>Bickler, P. E., Buck, L. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxia+Tolerance+in+Reptiles%2C+Amphibians%2C+and+Fishes%3A+Life+with+Variable+Oxygen+Availability%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Rev+Physiol%22%5BJournal%5D)">Hypoxia Tolerance in Reptiles, Amphibians, and Fishes: Life with Variable Oxygen Availability.</a> Ann Rev Physiol. 69, 145-170 (2007).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

重要なステップ:
このプロトコルの中で重要な手順次のとおりです: 1) 解剖および切断の神経の生存を維持するために取られる心配2) 一貫した応答を提供するために脳神経に吸引電極によるサイズのマッチング・ 3) の目の回転の適切な校正を提供するジンバル ヘッドの配置。
トラブルシューティング。
解剖は、挑戦することができますが、それを完了すると、数回、手順必要があります比較的まっすぐになります。神経応答のない場合は、最も可能性の高い原因は、解離障害です。脳の削除中にのみ最小限の張力および圧力の切削時に神経に適用するべき。金属製の手術器具で、神経に触れることも避けるべき、できるだけしのでガラス フックとプラスチックの鉗子、代用できます金属ツール トラブル34が持続する場合。亀組織は、焼きたての酸素の使用の変数のレベルを生き残るために能力を持っている亀リンゲル液バブル 95/5% O2/CO2冷蔵お...

電気生理学的実験ではミシシッピアカミミガメ カメを使用するための理論的根拠:
ミシシッピアカミミガメ カメ (Trachemys scripta elegans) の世界の最悪の侵略的な種の1つと考えられ、生態系が困っていることを示すことができます。ミシシッピアカミミガメ カメが成功した理由はよくわかっていないが、その耐性の生理と低酸素の条件2,3,4 の下で生き残ることができる神経組織の所有物のための一部ことがあります。.実験は自分の番号を脅かすことはない、最小限の努力、電気生理学的製剤残ることができる実行可能な拡張の期間、18 時間5,6限り上を使用します。メリットは、これも酸素8の低レベルに耐える能力を持っているザリガニ7など無脊椎動物の動物を使用する利点に似ています。
眼球運動の測定方法:
ヒト以外の霊長類を用いた前頭葉目動物の眼球運動を測定する方法は、よく発達した9をされています。3 軸軌道回転目: 水平方向、垂直方向、およびねじり。磁気サーチコイル法は一般的に測定の回転の最も信頼性の高いと見なされますが、動物10,11scleras に挿入される小さなコイルを必要とする侵襲的です。ビデオ ベースのシステムは、回転を測定し、非侵襲的であることの利点を持っていることができます。革新的な画像処理と一緒により良いカメラの開発、拡張、機能12,13,14を考慮する魅力的な代替ビデオ ベースのシステムを作るします。
Nonmammals 中の眼球運動を測定するための技術は大いにより少なく重要なされています。対策は、いずれか低解像度または回転15,16,17,18の一部のみを記述します。開発の欠如は、部分的に視標に従う訓練 nonmammals の難しさのせいにできます。眼球運動はミシシッピアカミミガメ カメ19,20,21,22,23,24,25 でよく研究されているが、26,27,28,29,30、ターゲットを追跡する訓練動物の挑戦のための眼球運動の正確な運動が不十分で理解しました。
ミシシッピアカミミガメのカメでは、脊椎動物の外側眼が考えられているが、甲による横方向の視野の重要な咬合が32を発生します彼らのシェル31に頭完全に撤回することができます、ため。結果は視覚的視界正面目の哺乳類のように動作し、正面に向かってならないこと。したがって、眼球運動を測定するためのアプローチを開発するためのモデルとして使用する際は、独自の進化論的視点を提供しています。
この作品で説明されているプロトコルは、ミシシッピアカミミガメ カメにおける眼球運動の運動学を識別するために培養で分離されたヘッド準備を使用します。脳は脳神経をそのまま頭蓋骨から解剖しました。頭は、目の筋肉を支配する脳神経の電気刺激による眼球運動を調整し、応答を換起するジンバルに配置されます。目の回転の措置は、暗い瞳孔と虹彩のマーキングを追跡、ソフトウェア アルゴリズムを使ってビデオ ベースのシステムによって行われます。(すなわち、水平方向、垂直方向、およびねじり回転) 両方の眼の運動を測定する機会を提供する、32と眼内 (すなわち瞳孔の変化)33動き。
遠心性神経経路の解析のモデル システム:
一般的に、どのように遠心性の神経信号を勉強する機会眼球運動を生成は、筋肉がリラックスした状態から開始脳32、によって処理される統合された感覚情報のない状態で捜査官を提供するアプローチ 33。したがって、のみ残して脳と筋肉に synapsing 遠心性の神経線維によって処理される、モデル系で目の運動を調べることができます。

<table><tbody><tr><td>アカミミガメ</td><td>Kons Scientific</td><td>Trachemys scripta elegans</td><td>大型(甲羅長15-20cm)</td></tr><tr><td>塩化ナトリウム</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC.</td><td>S5886</td><td></td></tr><tr><td>塩化カリウム</td><td>Sigma-Aldrich Co., LLC.</td><td>P5405</td><td></td></tr><tr><td>マグネシウムチョライド</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC.</td><td>M7304</td><td></td></tr><tr><td>重炭酸ナトリウム</td><td>Sigma-Aldrich Co., LLC.</td><td>S5761</td><td></td></tr>デ<tr><td>キストロース</td><td>シグマ-アルドリッチ株式会社LLC.</td><td>C5767</td><td></td></tr><tr><td>濃塩酸</td><td>Sigma-Aldrich Co., LLC.</td><td>H7020</td><td></td></tr><tr><td>塩化カルシウム</td><td>Sigma-Aldrich Co., LLC.</td><td>C7902</td><td></td></tr><tr><td>pHメーター</td><td>オークトン</td><td>pH 6+</td><td></td></tr><tr><td>吸引刺激電極</td><td>A-M Systems</td><td>573000</td><td>バイポーラ吸引電極。573000 は 573050 に置き換えられていることに注意してください。</td></tr><tr><td>キャピラリーガラス</td><td>A-M システム</td><td>626000</td><td>マイクロフィラメントなしのシングルバレルホウケイ酸キャピラリーガラス、長さ 10 cm、外径 1.0 mm、内径 0.50 mm</td></tr><tr><td>代替吸引刺激電極</td><td>A-M システム</td><td>573050</td><td>バイポーラ吸引電極。大口径の毛細管ガラスが必要:627000、外径1.2mm、内径0.68mm</td></tr><tr><td>ステレオスコープ</td><td>Lieca</td><td>GZ7</td><td>倍率範囲、10倍 &ndash; 70倍</td></tr><tr><td>光ファイバー光源</td><td>Amscope</td><td>HL250-A</td><td>150W 光ファイバー顕微鏡イルミネーターライトボックス</td></tr><tr><td>Rongeurs</td><td>Carolina Biological Supply Company</td><td>625654</td><td>ステンレス鋼、ストレートスプリング、5.25インチ</td></tr><tr><td>鈍い解剖プローブ</td><td>カロライナバイオロジカルサプライカンパニー</td><td></td><td>627405 フーバーモールプローブ、ダブルエンドプローブとシーカー、6インチ</td></tr><tr><td>マイクロハサミ</td><td>カロライナバイオロジカルサプライカンパニー</td><td>623555</td><td>アイリスマイクロ解剖ハサミ、ステンレス鋼、0.5インチブレード、4.75インチ長</td></tr><tr><td>ファイン鉗子</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC.</td><td>F6521</td><td>ジュエラーズ鉗子、デュモンNo.5、イノックス合金、4.25インチ</td></tr><tr><td>湾曲鉗子</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC。</td><td>Z168696</td><td>ミディアムチップ、湾曲した鉗子、ステンレス鋼、4 "</td></tr><tr><td>メスハンドル</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC。</td><td>S2896</td><td>メスハンドル、No.3、ステンレス鋼</td></tr><tr><td>メスブレード</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC。</td><td>S2771</td>メス<td>の刃、No.11、鋼鉄</td></tr><tr><td>ギロチン</td><td>ハーバード装置</td><td>73-1918</td>クライ<td>ネギロチンタイプ7575</td></tr>へ<tr><td>ら</td><td>シグ</td><td>マZ648299</td><td>マイクロスプーンとヘラの計量セット。小さなヘラを使用:5.9インチ長い x 0.07"スクエアエンドの直径ハンドル:0.17インチx 1.3インチ長い、他の端のラウンド:0.17 "x 1.27インチロング</td></tr><tr><td>フック</td><td></td><td>Autozone98069SureBilt</td><td>フックとピックセット。グラインダーを使用してフックの鋭い先端を鈍くし、動物の口への損傷を防ぎます。</td></tr><tr><td>95/5% O2/CO2</td><td>Airgas, Inc.</td><td>X02OX95C2003102</td><td>5% 二酸化炭素バランス 酸素認証標準ガス混合物、サイズ 200 シリンダー、CGA-296</td></tr><tr><td>レギュレータ</td>ー <td>エアガス株式会社</td><td>Y11244D296-AG</td><td>単段真鍮 0-100 psi 分析シリンダーレギュレーター CGA-296 針出口付き。真ちゅう製の調整可能なエアラインパイプバルブを使用して、内径3/8インチ、レギュレーターに接続されたビニールエアラインチューブから3/16インチ、エアストーンまたはガラスパスツールピペットへのエアライン接続に移動します。</td></tr><tr><td>調整可能なエアラインパイプバルブ</td><td>ドクターズ・フォスター&スミス</td><td>CD-12061</td><td>真鍮製バルブ</td></tr><tr><td>硬質テーブル</td><td>不明 不明</td><td>頑丈な</td><td>テーブルの上に敷設されたオートクレーブドア。直径5インチのテニスボール9個がテーブルの上面から振動を遮断します。</td></tr><tr><td>5インチテニスボール</td><td>Petco Animal Supplies, Inc.</td><td>712868</td><td>Petco Jumbo Pet Tennis Ball: ボールはスライスされず、オートクレーブ ドアの下側にある一体型フレーム内に保持されます。</td></tr><tr><td>代替除振テーブル</td><td>ニューポートコーポレーション</td><td>INT1-36-6-N</td><td>硬質振動制御システム、完全性 1: 表面寸法、3' x 6'</td></tr><tr><td>ジンバル</td><td>ISI、International Scientific Instruments, Inc.</td><td>SUPER III-AスキャニングEM5</td><td>軸ユーセントリックステージからのステージ:X、Y、Zの直線運動、&plusmn;20 mm、0.1 mmの精度。回転、垂直、およびプラス。10&deg;、および水平、&plusmn;12.5°C、1.25°C;精度。注:デコミッション機器から。</td></tr><tr><td>ジンバル用チャック</td><td></td><td></td><td>不明 製造不明の古いミクロトームから、スキャニングEMステージ</td></tr><tr><td>代替ジンバル</td><td>ThorLabs, Inc.</td>の試料ホルダーのシャフトに合うように機械加工されました。<td>GN2/M with MBT602/M</td><td>3軸マイクロブロックステージに搭載された蝶ネジアジャスター付(MBT602/M)2軸ゴニオメーター(GN2/M):ゴニオメーター上面12.7mm(回転点までの距離)に亀の頭を目で保持するチャックを設計</td></tr>ビデオ<tr><td>ベースのアイトラッキングシステム</td><td>Arrington Research, Inc.</td><td>ViewPoint EyeTracker、PC-60</td><td>追跡方法:暗い瞳孔による赤外線ビデオ。白黒カメラ(アイテムBC02):30 Hz、640 x 480;システム要件:Windows 2000、XP、7、8、8.1、10;視認範囲:水平+/- 44&deg;;垂直 +/- 20&deg;;精度 ~0.5&deg;;空間分解能 ~0.15&deg;;瞳孔サイズ解像度 ~0.03 mm;目のデータ:視線のX、Y位置、瞳孔の高さと幅、ねじれ、デルタ時間、合計時間、および関心領域(ROI)。リアルタイム通信(アイテム0022):データファイルにコードをマークするための8つのTTL入力チャネルを備えた4チャンネルAnalogOut</td></tr>マルチ<tr><td>ポジション磁気ベース</td><td>Harbor Freight Tools</td><td>Pittsburg、アイテム#5645</td><td>磁気ホルダーは最大12インチに達し、45ポンドの磁気プルを生成します。カメラの位置に使用します。ロッドの端にネジ穴を開けて、カメラを取り付けます。</td></tr><tr><td>マイクロマニピュレーター</td><td>Kopf</td><td>900</td><td>5軸マニピュレーション 吸引電極のマウント用:X、Y、Zリニアトラベル、2軸回転</td></tr><tr><td>ブームの解剖スコープ</td><td>Lieca</td><td>GZ6</td><td>倍率範囲、6.7倍 &ndash; 40倍</td></tr><tr><td>神経/筋肉刺激装置</td><td>Astro-Med Grass テレファクター</td><td>グラス S88</td><td>デュアルパルス電圧刺激装置:2つの出力チャンネルを独立して動作させることも、同期させて非絶縁定電圧パルス(10 mv〜150 V)も生成できます。パルスは単一(10 &mu;sec から 10 sec)、反復 (0.01 Hz から 1 KHz)、およびトレイン (1 ms から 10 秒) で、TTL 入力と出力と同期しています。DB25コネクタの出力チャンネルを介してTTL出力をViewPoint EyeTrackerのTTL入力チャンネルに送信します。注:Astro-Med Grass Telefactorは販売を終了しました。</td></tr><tr><td>電流遮断装置</td><td>Astro-Med Grass Telefactor</td><td>PSIU6</td><td>電流刺激遮断ユニット:S88による定電流の安全な供給を可能にします。PSIU6は、BNCケーブルでS88の出力チャンネルの1つに接続します。PSIU6の乗算器スイッチにより、S88は0.1〜マイクロの範囲の幅広い電流振幅を生成できます。Aから15mA。</td></tr><tr>分離<td>A-Mシステム</td><td>2100</td>分離パルス刺激装置を備えた<td>代替神経/筋肉刺激装置</td><td>:ユニットには、一定の電流を生成するためのアイソレータが内蔵されています。</td></tr></tbody></table>

カメの中で脳神経のin vitro刺激を用いて眼球運動

Ocular Kinematics Measured by In Vitro Stimulation of the Cranial Nerves in the Turtle

動物を安楽死させた後死ぬこと彼らの組織を始めます。温血脊椎動物と比べると、カメは彼らの組織の長期生存時間のため利点を提供しています。このため、彼らのターゲットの行動の神経信号を調査する時間の延長期間のカメでの in vitro実験を実行できます。分離ヘッド準備を使用して、カメ、眼球運動の運動を測定したし、脳神経によって運ばれる電気信号によって彼らの変調。脳が頭蓋骨から削除されたり、脳神経のインスタンスはそのままにして、この切り裂かれた頭は眼球運動を調整するジンバルに置かれました。ガラス電極は、脳神経に接続されていた (眼球運動, 滑車神経, と外転)、眼球運動を喚起する電流で刺激。赤外線ビデオ システムと目の定量化された回転を追跡眼球運動を監視しました。電流パルス振幅、周波数の範囲と、電車の時間が応答に及ぼす影響を観察するために使用されました。準備は脳から切り離されているため筋ターゲットに遠心性経路を一元的に処理された感覚情報の欠如の神経シグナリングを調査する単独で調べることができます。

図 1は、解剖を説明するビデオから撮影した画像の静止画を示しています。画像は、前に切断し、脳からの神経の代表的な場所を提供します。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56864/56864fig1.jpg"> 図 1: 解剖のビデオからキャプチャしたイメージの (nII) 視神経、動眼神経 (nIII)、滑車神経節 (nIV) および外転神経 (nVI) の位置を表示する静止画.(A) イメージ脳、髄膜を除去した後のラベルの付いた領域を持つ。白のスケール バー = 10 mm。 (B) ショーの画像の場所新居、nIII、そしてわたし (後大脳の嗅球の除去)、中脳の右側に接続します。(C</...

このプロトコルでは、目の動きの運動を測定するため体外に分離されたカメ頭の準備を使用する方法について説明します。頭蓋から脳を除去した後回転目と瞳孔径の変化を定量化する電流脳神経を刺激することができます。

カメの中で脳神経のIn Vitro刺激を用いて眼球運動

After animals are euthanized, their tissues begin to die. Turtles offer an advantage because of a longer survival time of their tissues, especially when ...

この電気生理学的プロトコルの全体的な目標は、in vitroで単離された頭部調製物を使用して、アカミミガメの眼球運動の運動学を測定する能力を提供することです。この方法は、カメの視覚がどのように進化したかなど、眼球運動分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、動物がターゲットを追跡するために訓練する必要がなく、ジンバルを使用して目の動きを調整することです。この手法を実証しているのが、私の研究室の学部生である Steven Nesbit です。解剖皿の中のカメの頭から始めます。組織を洗浄するのに十分なタートルリンガー溶液を手元に用意してください。皿の外側に氷を置いて、組織を摂氏4度に保ちます。鈍い解剖プローブを口に通して、頭の取り扱いを容易にします。次に、解剖顕微鏡で作業しながら、歯の骨と頭蓋骨をつなぐ関節をメスで切断します。次に、ロンゲールを使用して下顎を頭蓋骨から引き離します。次に、頭蓋骨の背側と外側の領域にある皮膚と筋肉のアタッチメントから引き抜きます。頭蓋骨の空洞端にある脊柱を特定した後、脊柱を腹側に曲げて脊髄を露出させ、マイクロハサミを使用して脊髄を切り取ります。ロンゲールを使用して、尾側に引っ張ることにより、頭蓋骨から脊柱やその他の組織を取り除きます。次に、大孔から始めて背側頭蓋骨に2つの表面的な切り込みを入れ、背側頭蓋骨を慎重に引き抜きます。マイクロハサミを使用して髄膜を取り除き、脳の残りの部分を露出させます。前頭蓋腔内の嗅球を識別できるように、十分な髄膜を取り除きます。.必要に応じて、タートルリンガー溶液で脳の洗浄を続けます。次に、湾曲した鉗子を使用して大脳をゆっくりと尾側に引っ張り、脳神経にわずかな張力をかけます。湾曲した鉗子で嗅球と大脳を丁寧に切り取り除きます。次に、マイクロハサミを使用して中脳を正中線に向かって優しく押し、脳神経を露出させます。脳神経3は、脳神経4の前に見ることができます。神経4の直径は神経3よりもわずかに小さいです。次に、視神経の左右の乗り物、または脳神経を2つ切断します。神経3と4を切断し、中脳に付着します。これを反対側で繰り返します。脳幹を片側に傾け、橋と髄質の接合部近くの腹面から出てくる外転神経である脳神経6を観察します。脳神経を左右ともに6本切除します。細かい鉗子とマイクロハサミで脳幹の残りの部分を頭から取り除きます。頭蓋骨が空になったら、頭蓋腔の床を調べて、神経3、4、および6を特定します。最後に、細かい鉗子とマイクロハサミで上まぶたと下まぶたを取り除きます。タートルヘッドをジンバルチャックに入れます。次に、小さな水準器を使用して、頭の背側表面が地平線と平行であることを確認します。片方の目をジンバルの水平回転と垂直回転の中心に配置します。赤外線カメラを目の視線から45度上に傾けます。赤外線LEDは、カメラのレンズを見るときは、LEDを目の光学アクセスに沿って中央に配置するために、11時の位置に配置する必要があります。カメラと目の距離を調整して、カメラビューが眼球によって最大限に満たされるようにします。目の角が水平ビューの端にあることを確認します。カメラの焦点を合わせて、目の鮮明な画像を取得します。次に、ジンバルに付属の3度の線形調整を使用して、カメラビューの中央に目を微調整します。ビデオベースのアイトラッキングシステムに付属のプログラムを使用して、しきい値とコントラストを適切に設定することにより、管瞳孔を検出します。マウスを使用して [ビデオ] メニューをクリックし、[モード] で [高精度] を選択して、30 ヘルツのサンプリング レートで画像をキャプチャし、解像度は 640 ピクセル x 480 ラインです。また、[ビデオ] で [瞳孔タイプ] を開き、[暗い瞳孔] を選択し、瞳孔のセグメンテーション方法として [楕円] (回転楕円) を選択します。EyeCameraウィンドウで、瞳孔検索領域の調整アイコンをクリックします。マウスを使用して、瞳孔の周りの領域を制限する長方形をドラッグし、瞳孔と混同される可能性のある暗い領域を避けます。次に、[コントロール] ウィンドウで、[自動画像] と [ポジティブ ロックしきい値トラッキング] のボックスがオンになっていることを確認します。AutoThresholdをクリックしてスキャンの密度を最適化すると、暗い瞳孔の上に緑色の点として表示されます。ビデオベースのアイトラッキングプログラムのビデオ表示をジンバルの回転に合わせて調整し、テキストで説明されているようにねじり回転を校正します。瞳孔と同じ焦点面に定規を置き、カメラ全体の視野の幅を記録します。電極を配置するには、まずピン参照電極を頭部に残っている結合組織または筋肉組織に挿入します。刺激する神経の大きさをファイヤーポリッシュされた毛細管ガラスの先端に合わせ、ガラスの先端を吸引電極に置きます。吸引電極にリンガー溶液を充填し、シリンジ内の容量を容量の約半分に調整します。脳神経がはっきりと見えることを確認してください。次に、ブームに取り付けられた解剖スコープを覗きながら、マイクロマニピュレータを使用して、電極のガラス先端を選択した神経の切断端より上、頭蓋骨を満たすリンガー溶液の表面下の位置に慎重に動かします。シリンジのプランジャーを引き戻します。真空は神経を毛細血管の先端の端に引き込みます。吸引電極と電流絶縁装置をケーブルで接続します。ピン参照電極からのリード線を絶縁デバイスのグランド接続に接続します。刺激装置とアイソレーションデバイスのダイヤルとスイッチを使用して、刺激パラメータを入力します。1〜100mircoampsの電流範囲を使用し、周波数は10〜400ヘルツです。100、500、1000ミリ秒の列車で1ミリ秒または2ミリ秒のパルスを使用します。現在のアプリケーションのタイミングと眼球運動への影響を視覚化するには、[PenPlots]メニューをクリックします。[X 視線位置]、[Y 視線位置]、[ねじれ]、および [瞳孔幅] を選択して、x と y の視線位置、ねじれ、瞳孔幅のリアルタイム raw データ プロットを表示します。また、[PenPlots] メニューから [Seconds and Markers] を選択すると、1 秒間隔で表示される目盛り付きのタイミング プロットが表示されます。印加された電流の種類を追跡するには、WindowsメニューをクリックしてDataPadを選択します。「KeyPad, DataMarker」ウィンドウが表示されます。文字または数字をクリックすると、神経に供給される現在の刺激のパラメータを特定し、プロトコルテキストに記載されているようにデータを分析します。このトレースは、1つの製剤で6回の刺激からの平均瞳孔径を示しており、破線は標準偏差を示しています。x軸上の矩形波は、振幅が50マイクロアンペアの1ミリ秒パルスの100ヘルツ列の開始とオフセットを示します。このスケッチは、刺激を受ける前の目の虹彩線の向きを示しています。この画像は、刺激前の代表的な試行の静止画を示しています。この画像は、刺激を受けているときの目を示しています。ここでは、刺激を受けた後の目が見えます。この手順を試みている間は、解剖中に時間をかけて吸引電極のサイズを各脳神経に一致させ、頭をジンバルに適切に配置することが重要です。これらの手順に続いて、さまざまな温度をテストしたり、鎮痛薬などの薬理学的薬剤を適用したりするなどの他の方法を実行して、これらの要因が眼球運動や神経組織の生存率にどのように影響するかなどの追加の質問に答えることができます。

ocular-kinematics-measured-vitro-stimulation-cranial-nerves

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

このビデオでは、アメリカカブトガニと網膜電図記録、視神経の記録、および網膜内記録を行う...

カブトガニを使用して、カブトガニポリフェムス</emビジョンの研究において>、

神経制御および認知プロセスは、眼球運動を介して研究することができる。 VisualEyesソフトウェアは、オペレータが、独立して、単純な、カスタムスクリプト言語を使用して2つのコンピュータ画面上に刺激をプログラムすることができます。システムは、タンデム眼球運動（サッカードと円滑追跡）、または反対の眼の動き（輻輳）、または任意の組み合わせを刺激することができる。...

VisualEyes：眼球運動実験のためのモジュラ式のソフトウェアシステム

ビデオ眼球運動記録法は、眼球運動性能だけでなく、運動学習を調査するために非常に定量的な方法です。ここでは、マウスでビデオ眼球運動記録法を測定する方法について説明します。通常、薬理学的に処理または遺伝子改変マウスで、この手法を適用すると、モーターの動作の基本的な生理機能を探索する強力な研究ツールです。...

マウスのビデオ眼球運動記録法

また、脱核と呼ばれる目の除去は、それが不可逆的な部分（単眼）または完全な（両眼）視力低下を誘導するため、視覚的なクロスモーダル、および哺乳動物の視覚系に沿って発達可塑性の側面を研究するための有用な戦略を提供しています。ここでは、 生体内で脱核に実行するには、非常に再現性と簡単な方法について説明します。...

実行するには非常に再現性と簡単な方法インビボ眼摘出

光コヒーレンス断層撮影と視運動性応答によって齧歯動物の構造と視覚の読み出しの評価のための詳しいプロトコルが表示されます。結果は、眼科と神経学的研究の貴重な洞察力を提供します。...

マウスおよびラットの視覚系の構造と機能読み出しとして光干渉断層計と動視反応を使用してください。

ex vivoスライスアッセイは、オキュロ運動神経の成長をリアルタイムで画像化することを可能にします。スライスは、E10.5...

オキュロ運動神経増殖のタイムラプスイメージングのための胚性GFP発現マウスからのEx Vivo Oculomotorスライス培養

VisualEyes2020(VE2020)は、視覚的眼球運動刺激を提示、記録、同期するカスタムスクリプト言語です。VE2020は、共役眼球運動(サッカードとスムーズな追跡)、共役眼球運動(バージェンス)、調節、およびそれぞれの組み合わせのための刺激を提供します。2つの分析プログラムは、アイトラッキングおよび調節記録システムからのデータ処理を統合します。...

計測および解析ツールボックスによる眼球運動応答と調節の定量化

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

ここでは、2次元画像の動きに対する視覚反応に起因する眼球運動を直接測定する半自動定量分析法であるPyOKRについて説明します。Pythonベースのユーザーインターフェースと分析アルゴリズムにより、従来の方法よりも高いスループットと正確なアイトラッキングパラメータの定量的測定が可能になります。...

PyOKR:光運動反射追跡能力を定量化するための半自動法

この方法論では、視運動および全身回転中の視線安定化に対する視覚的および前庭の寄与を調査しました。刺激は、視覚、前庭、および視前庭の試験を通じて実施されました。ねじれ眼球運動の増加と眼振の頻度は、各試験の反射的脳幹反応に対する感覚特異的運動情報の皮質下リレーの指標として機能しました。...

アイトラッキングを使用して、ロール面での皮質下運動処理に対する視覚および前庭入力の相対的な重要性を評価する

学ぶ、赤耳亀の離体頭部標本を用いた脳神経刺激による眼球運動運動学の測定法。行動訓練不要で眼回転と瞳孔径変化を定量化し、視覚の進化と眼運動制御メカニズムの研究に応用できる。

カメの中で脳神経のIn Vitro刺激を用いて眼球運動

さらに動画を探す