Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-06-13T14:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 7 s
Description: 学ぶ迫り来る視覚刺激を用いたマウスの視覚評価法。凍結反応や逃避行動を観察し、画像形成経路を調べる信頼性の高い神経科学的手法です。研究者が容易に採用できる簡便な行動実験プロトコルを解説します。

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

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。

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
<ol><li>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。</li>
	<li>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。</li>
	<li>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。</li>
	<li>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、MatLab ソフトウェア内の PsychToolbox3 を使用して、拡大する黒い円をコードすることです (図 1C)。刺激を2°の視覚角度で開始し、250 ms 上の50°に拡大するように設定してください。これらのパラメータは、刺激速度を決定します (目視角度計算のために図 1Dを参照)。1秒間隔で刺激を10回繰り返すようにコードを設定します。 注: 刺激は前のプレゼンテーションの終了の直後に各反復を始めました。刺激表示の詳細については、セクション3を参照してください。</li>
	<li>迫り来る刺激のために関心のあるマウスを選択します。ここでは、C57 の背景の32の健常な眼マウスを使用し、男性と女性は、4〜14週齢である。また、迫り来る刺激に対する応答が本当に視覚的に導かれた行動であるかどうかを評価するために、3つの盲検マウス (両眼に重度の白内障) を使用する。これらの盲目のマウスは、瞳孔光反射と無 optomotor 反応を有しなかった。</li>
</ol>2. マウス順応
<ol><li>筐体にマウスを置き、自由に周囲を探索できるようにします。可能であれば、フリーハンドの背面を、サポートなしでハングさせるのではなく、マウスの休憩場所として使用して、動物の移動中のストレスを最小限に抑えてください。マウスはエンクロージャー全体が安全であることを確認し、隠れ場所を発見する必要があります。避難所の反対側の隅にいくつかの食品ペレットをドロップして、避難所の外にとどまるようにマウスを奨励します。</li>
	<li>マウスが7から15分29,39のどこにでも順応できるようにします。刺激の開始前には、馴化の10分を許可しました。さらに、実験前の1日に10分馴化して、マウスを楽にしてもよい。</li>
</ol>3. 迫り来る視覚刺激投影
<ol><li>マウスをアリーナに挿入する前に、刺激コードを実行する準備ができていることを確認して、マウスが筐体内にあるときにできるだけ少ない照明の変更を行います。ソフトウェアを実行する準備が整ったら、マウスをそっとエンクロージャに置きます。</li>
	<li>刺激の10秒前に、ビデオキャプチャを開始します。</li>
	<li>マウスは避難所から離れているとオープンアリーナで自由に移動するときに迫り来る視覚刺激を開始します。最後の刺激プレゼンテーションの10秒後に記録を終了します。<ol>
<li>マウスが避難所から最も遠い隅にあるときに刺激のプレゼンテーションを開始します。しかし、マウスが遠くの隅を探索したくないと思われる場合は、マウスがアリーナの別のコーナーにあるときに刺激を提示します。これは動物行動反応において違いを示さない。</li>
	</ol>
</li>
	<li>マウスを元のケージに戻します。70% のエタノールで壁と避難所を噴霧し、次のマウスのための筐体をきれいにし、それを拭いてください。汚れている場合は紙床ライナーを交換し、動物の移動や囲いのクリーニング中に移動した場合は、同じ初期の場所に避難所を再配置します。</li>
</ol>4. ビデオ分析
<ol><li>解析ソフトウェアへの転送中にデータ損失が発生しないようにするために、ファイル圧縮を行わずに各マウスのビデオクリップを avi 形式で保存します。 注: 圧縮がないとファイルサイズが大きくなります。そのため、ストレージには外付けハードドライブを使用してください。</li>
	<li>分析ソフトウェアを使用して、刺激のプレゼンテーションの前、最中、および後に、アリーナ周辺の動物の動きを追跡します。すべてのビデオフレームでマウスの頭の位置を追跡する手動追跡機能を備えた市販のソフトウェア (資料の表を参照) を使用して、1/60 ミリ秒ごとに X と Y のコーディネーションを生成した他のモーショントラッキングソフトウェアが含まれていますフィジー (NIH)40および EthoVision (Noldus)。</li>
	<li>避難所からの速度とマウスの距離を計算します。ビデオアングルによってアリーナのイメージが歪む場合は、計算の前に X と Y のコーディネーションを修正します (図 2)。</li>
	<li>接近刺激の発症前後のパラメータを比較して、凍結、逃走、または行動の変化を示さないかどうか、マウスがどのように刺激に反応したかを判断します。速度が 0.5 s またはそれ以上 20 mm/s 未満のエピソードとしてフリーズを定義します。速度が 400 mm/s またはそれ以上に増加し、避難所でマウスで終了したエピソードとして飛行を定義します。凍結と飛行のための定義は Franceschi et al.29によって設定されたものに基づいた
</li>
</ol>

<ol><li>Enroth-Cugell, C., Robson, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+contrast+sensitivity+of+retinal+ganglion+cells+of+the+cat%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">The contrast sensitivity of retinal ganglion cells of the cat.</a> The Journal of Physiology. 187 (3), 517-552 (1966).</li>
<li>Boycott, B. B., Wässle, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+morphological+types+of+ganglion+cells+of+the+domestic+cat%27s+retina%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">The morphological types of ganglion cells of the domestic cat's retina.</a> The Journal of Physiology. 240 (2), 397-419 (1974).</li>
<li>Livingstone, M. S., Hubel, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Segregation+of+form%2C+color%2C+movement%2C+and+depth%3A+anatomy%2C+physiology%2C+and+perception%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Segregation of form, color, movement, and depth: anatomy, physiology, and perception.</a> Science. 240 (4853), 740-749 (1988).</li>
<li>Livingstone, M. S., Hubel, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychophysical+evidence+for+separate+channels+for+the+perception+of+form%2C+color%2C+movement%2C+and+depth%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Psychophysical evidence for separate channels for the perception of form, color, movement, and depth.</a> The Journal of Neuroscience. 7 (11), 3416-3468 (1987).</li>
<li>Wässle, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parallel+processing+in+the+mammalian+retina%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Parallel processing in the mammalian retina.</a> Nature Reviews Neuroscience. 5 (10), 747-757 (2004).</li>
<li>Awatramani, G. B., Slaughter, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Origin+of+transient+and+sustained+responses+in+ganglion+cells+of+the+retina%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Origin of transient and sustained responses in ganglion cells of the retina.</a> The Journal of Neuroscience. 20 (18), 7087-7095 (2000).</li>
<li>Ghosh, K. K., Bujan, S., Haverkamp, S., Feigenspan, A., Wässle, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Types+of+bipolar+cells+in+the+mouse+retina%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Comparative+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Types of bipolar cells in the mouse retina.</a> The Journal of Comparative Neuroscience. 469 (1), 70-82 (2004).</li>
<li>Wässle, H., Puller, C., Muller, F., Haverkamp, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cone+contacts%2C+mosaics%2C+and+territories+of+bipolar+cells+in+the+mouse+retina%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Cone contacts, mosaics, and territories of bipolar cells in the mouse retina.</a> The Journal of Neuroscience. 29 (1), 106-117 (2009).</li>
<li>Helmstaedter, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Connectomic+reconstruction+of+the+inner+plexiform+layer+in+the+mouse+retina%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Connectomic reconstruction of the inner plexiform layer in the mouse retina.</a> Nature. 500 (7461), 168-174 (2013).</li>
<li>Shekhar, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comprehensive+Classification+of+Retinal+Bipolar+Neurons+by+Single-Cell+Transcriptomics%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Comprehensive Classification of Retinal Bipolar Neurons by Single-Cell Transcriptomics.</a> Cell. 166 (5), 1308-1323 (2016).</li>
<li>Wu, S. M., Gao, F., Maple, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+architecture+of+synapses+in+the+inner+retina%3A+segregation+of+visual+signals+by+stratification+of+bipolar+cell+axon+terminals%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Functional architecture of synapses in the inner retina: segregation of visual signals by stratification of bipolar cell axon terminals.</a> The Journal of Neuroscience. 20 (12), 4462-4470 (2000).</li>
<li>Sun, W., Li, N., He, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+morphological+survey+of+mouse+retinal+ganglion+cells%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Comparative+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Large-scale morphological survey of mouse retinal ganglion cells.</a> The Journal of Comparative Neuroscience. 451 (2), 115-126 (2002).</li>
<li>Volgyi, B., Chheda, S., Bloomfield, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracer+coupling+patterns+of+the+ganglion+cell+subtypes+in+the+mouse+retina%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Comparative+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Tracer coupling patterns of the ganglion cell subtypes in the mouse retina.</a> The Journal of Comparative Neuroscience. 512 (5), 664-687 (2009).</li>
<li>Kong, J. H., Fish, D. R., Rockhill, R. L., Masland, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diversity+of+ganglion+cells+in+the+mouse+retina%3A+Unsupervised+morphological+classification+and+its+limits%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Comparative+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Diversity of ganglion cells in the mouse retina: Unsupervised morphological classification and its limits.</a> The Journal of Comparative Neuroscience. 489 (3), 293-310 (2005).</li>
<li>Sumbul, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+genetic+and+computational+approach+to+structurally+classify+neuronal+types%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">A genetic and computational approach to structurally classify neuronal types.</a> Nature Communications. 5, 3512(2014).</li>
<li>Baden, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+functional+diversity+of+retinal+ganglion+cells+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The functional diversity of retinal ganglion cells in the mouse.</a> Nature. 529 (7586), 345-350 (2016).</li>
<li>Lindstrom, S. H., Ryan, D. G., Shi, J., DeVries, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kainate+receptor+subunit+diversity+underlying+response+diversity+in+retinal+Off+bipolar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Kainate receptor subunit diversity underlying response diversity in retinal Off bipolar cells.</a> The Journal of Physiology. 592, Pt 7 1457-1477 (2014).</li>
<li>Euler, T., Haverkamp, S., Schubert, T., Baden, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Retinal+bipolar+cells%3A+elementary+building+blocks+of+vision%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Retinal bipolar cells: elementary building blocks of vision.</a> Nature Reviews Neuroscience. 15 (8), 507-519 (2014).</li>
<li>Yoshida, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+key+role+of+starburst+amacrine+cells+in+originating+retinal+directional+selectivity+and+optokinetic+eye+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">A key role of starburst amacrine cells in originating retinal directional selectivity and optokinetic eye movement.</a> Neuron. 30 (3), 771-780 (2001).</li>
<li>Pearson, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Restoration+of+vision+after+transplantation+of+photoreceptors%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Restoration of vision after transplantation of photoreceptors.</a> Nature. 485 (7396), 99-103 (2012).</li>
<li>Saszik, S. M., Robson, J. G., Frishman, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+scotopic+threshold+response+of+the+dark-adapted+electroretinogram+of+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">The scotopic threshold response of the dark-adapted electroretinogram of the mouse.</a> The Journal of Physiology. 543, Pt 3 899-916 (2002).</li>
<li>Reuter, J. H., Sanyal, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+degeneration+of+retina+in+rds+mutant+mice%3A+the+electroretinogram%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Development and degeneration of retina in rds mutant mice: the electroretinogram.</a> Neuroscience Letters. 48 (2), 231-237 (1984).</li>
<li>Woodward, W. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isoflurane+is+an+effective+alternative+to+ketamine%2Fxylazine%2Facepromazine+as+an+anesthetic+agent+for+the+mouse+electroretinogram%5BTitle%5D)+AND+%22Documenta+Ophthalmologica%22%5BJournal%5D)">Isoflurane is an effective alternative to ketamine/xylazine/acepromazine as an anesthetic agent for the mouse electroretinogram.</a> Documenta Ophthalmologica. 115 (3), 187-201 (2007).</li>
<li>Cahill, H., Nathans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+optokinetic+reflex+as+a+tool+for+quantitative+analyses+of+nervous+system+function+in+mice%3A+application+to+genetic+and+drug-induced+variation%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The optokinetic reflex as a tool for quantitative analyses of nervous system function in mice: application to genetic and drug-induced variation.</a> PLoS One. 3 (4), 2055(2008).</li>
<li>Prusky, G. T., Alam, N. M., Beekman, S., Douglas, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+quantification+of+adult+and+developing+mouse+spatial+vision+using+a+virtual+optomotor+system%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Rapid quantification of adult and developing mouse spatial vision using a virtual optomotor system.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 45 (12), 4611-4616 (2004).</li>
<li>Lu, Q., Ganjawala, T. H., Hattar, S., Abrams, G. W., Pan, Z. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Robust+Optomotor+Assay+for+Assessing+the+Efficacy+of+Optogenetic+Tools+for+Vision+Restoration%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">A Robust Optomotor Assay for Assessing the Efficacy of Optogenetic Tools for Vision Restoration.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 59 (3), 1288-1294 (2018).</li>
<li>Xue, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Melanopsin+signalling+in+mammalian+iris+and+retina%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Melanopsin signalling in mammalian iris and retina.</a> Nature. 479 (7371), 67-73 (2011).</li>
<li>Yilmaz, M., Meister, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+innate+defensive+responses+of+mice+to+looming+visual+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Rapid innate defensive responses of mice to looming visual stimuli.</a> Current Biology. 23 (20), 2011-2015 (2013).</li>
<li>De Franceschi, G., Vivattanasarn, T., Saleem, A. B., Solomon, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vision+Guides+Selection+of+Freeze+or+Flight+Defense+Strategies+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Vision Guides Selection of Freeze or Flight Defense Strategies in Mice.</a> Current Biology. 26 (16), 2150-2154 (2016).</li>
<li>Temizer, I., Donovan, J. C., Baier, H., Semmelhack, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Visual+Pathway+for+Looming-Evoked+Escape+in+Larval+Zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">A Visual Pathway for Looming-Evoked Escape in Larval Zebrafish.</a> Current Biology. 25 (14), 1823-1834 (2015).</li>
<li>Guest, B. B., Gray, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responses+of+a+looming-sensitive+neuron+to+compound+and+paired+object+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Responses of a looming-sensitive neuron to compound and paired object approaches.</a> Journal of Neurophysiology. 95 (3), 1428-1441 (2006).</li>
<li>McMillan, G. A., Gray, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+looming-sensitive+pathway+responds+to+changes+in+the+trajectory+of+object+motion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">A looming-sensitive pathway responds to changes in the trajectory of object motion.</a> Journal of Neurophysiology. 108 (4), 1052-1068 (2012).</li>
<li>Vagnoni, E., Lourenco, S. F., Longo, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Threat+modulates+neural+responses+to+looming+visual+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Threat modulates neural responses to looming visual stimuli.</a> Eur The Journal of Neuroscience. 42 (5), 2190-2202 (2015).</li>
<li>Coker-Appiah, D. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Looming+animate+and+inanimate+threats%3A+the+response+of+the+amygdala+and+periaqueductal+gray%5BTitle%5D)+AND+%22Social+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Looming animate and inanimate threats: the response of the amygdala and periaqueductal gray.</a> Social Neuroscience. 8 (6), 621-630 (2013).</li>
<li>Tyll, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+basis+of+multisensory+looming+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Neural basis of multisensory looming signals.</a> Neuroimage. 65, 13-22 (2013).</li>
<li>Wei, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Processing+of+visually+evoked+innate+fear+by+a+non-canonical+thalamic+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Processing of visually evoked innate fear by a non-canonical thalamic pathway.</a> Nature Communications. 6, 6756(2015).</li>
<li>Shang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Divergent+midbrain+circuits+orchestrate+escape+and+freezing+responses+to+looming+stimuli+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Divergent midbrain circuits orchestrate escape and freezing responses to looming stimuli in mice.</a> Nature Communications. 9 (1), 1232(2018).</li>
<li>Salay, L. D., Ishiko, N., Huberman, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+midline+thalamic+circuit+determines+reactions+to+visual+threat%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A midline thalamic circuit determines reactions to visual threat.</a> Nature. 557 (7704), 183-189 (2018).</li>
<li>Vale, R., Evans, D., Branco, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Behavioral+Assay+for+Investigating+the+Role+of+Spatial+Memory+During+Instinctive+Defense+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">A Behavioral Assay for Investigating the Role of Spatial Memory During Instinctive Defense in Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (137), 56988(2018).</li>
<li>Tungtur, S. K., Nishimune, N., Radel, J., Nishimune, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+Behavior+Tracker%3A+An+economical+method+for+tracking+behavior+in+home+cages%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechniques%22%5BJournal%5D)">Mouse Behavior Tracker: An economical method for tracking behavior in home cages.</a> Biotechniques. 63 (5), 215-220 (2017).</li>
</ol>

作者は何も開示することはありません。

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...

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、9、10、11および神経節細胞12、13、14 、15、16は、霊長類網膜を含む多くの種の網膜に報告されている。これらの細胞は、形態学的な側面だけでなく、8、10、17、18の明瞭なマーカーおよび遺伝子の発現によっても区別され、視覚信号は並列処理されており、当初予想されていたよりも複雑です。
細胞と分子の技術は、視覚処理や異常な視覚処理から生じる可能性のある潜在的な疾患メカニズムの理解に貢献しています。このような理解は、人工眼の発達に寄与し得る。細胞の検査と分析は細胞レベルで深い知識を提供しますが、行動実験と細胞実験の組み合わせによって、微細な視覚プロセスに関する現在の理解が大幅に強化されます。例えば、吉田 et al.19は、スターバーストアマクリン細胞がマウス網膜の動き検出のための重要なニューロンであることを発見した。細胞実験に続いて、optokinetic 眼振 (OKN) 行動実験を行い、スターバーストアマクリン細胞が機能不全になっていた変異マウスが移動対象物に反応しなかったことを示し、それによって細胞調査。また、ピアソン et al.20は、マウス網膜における感光体移植を実施し、罹患マウスにおける視力を回復させる。彼らは細胞実験だけでなく、optomotor 応答記録と水迷路タスクの使用を通してマウスの行動を測定したが、ピアソン et al は、これにより、以前の盲検における視力の回復を移植したことを確認することを可能にしたマウス。ともに、行動実験はマウスの視覚を評価する強力なツールです。
マウスの視覚を測定するには、複数の方法があります。これらの方法には、利点と制限があります。インビボで ERG は、マウス網膜、特に光受容体および双極性細胞上の、適切に軽い刺激に応答するかについての情報を提供する。ERG は、暗所視または明所視条件21、22のいずれかでテストすることができます。しかし、ERG は、麻酔を必要とし、出力測定23に影響を与える可能性がある。Optokinetic 反射 (OKR) または optomotor 応答 (OMR) は、マウスビジョンの両方の機能成分であるコントラスト感度と空間分解能を評価する堅牢な方法です。しかしながら、OKR は、マウス頭蓋24に固定装置を取り付けるための手術を必要とする。OMR は手術もマウストレーニングも必要としません。しかし、実験者が光学ドラム25,26における移動格子に応じて微妙なマウスの頭の動きを主観的に検出できるようにする訓練が必要である。瞳孔光反射は、麻酔を必要とせず、客観的かつロバストな応答を示す光刺激に応答して瞳孔狭窄を測定する19.瞳孔反射は生体内での網膜光応答を模擬しているが、その反射は主として本質的な感光性網膜神経節細胞 (ipRGCs) 27によって媒介される。IpRGCs は少数派の RGCs を表し、従来の画像形成神経節細胞としては機能しないので、この測定は、神経節細胞の大部分に関する情報を提供しない。
迫り来る光実験は、これまでマウスの視界を測定するための主要なテストとは考えられていませんでした。しかし、それはまた、マウス28、29、ゼブラフィッシュ30、イナゴ 31、32、および人間33、34のような様々な種にわたって堅牢で信頼性の高い視力検査であり、35重要なことに、迫りくる実験は、画像形成経路を試験する少数の方法のうちの1つであり、中枢神経系の視覚および辺縁系システムがこの回路36に関与していることを考えれば、反射経路ではない。 37、38。我々は迫り来る視覚刺激システムを確立し、マウスにおける動き検出を誘発する能力を実証し、マウス視覚システムの intactness を評価するためのプロキシとして使用しています。

<table><tbody><tr><td>10.1インチモニター(2度;ディスプレイ)</td><td>Elecrow</td><td>Elecrow 10.1インチラズベリーパイ1920x1080p解像度ディスプレイ</td><td></td></tr><tr><td>14インチビジネスクラスラップトップ5490</td><td>デル</td><td>84 / rcrc961481-4860836</td><td></td></tr><tr><td>20インチ×50インチ吸収ライナーフィ</td><td>ッシャーサイエンティフィック</td><td>AL2050</td>は<td>、アリーナの床を保護するためにうまく機能し、</td></tr><tr><td>ライナー21.5インチモニター(1&deg;ディスプレイ)</td><td></td><td>Acer Acer R221Q bid 21.5インチ IPSフルHDディスプレイ</td><td></td></tr><tr><td>CCDカメラ</td><td>Lumenera Corporation</td><td>Infiniyy3S-1UR</td><td>高いfps率(60fps)により行動研究に優れた</td></tr><tr><td>エンクロージャー(アルミフレームとPVCパネル)</td><td>80/20 Inc.</td><td>4x cat.#9010, 4x cat.#9005, 1x cat.#9000, 5x cat.#65-2616</td><td>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</td></tr><tr><td>エタノール</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>22-032-601</td><td></td></tr><tr><td>Excelスプレッドシートソフトウェア</td><td>Microsoft Office</td><td></td><td>のユーザーフレンドリーで広範な知識</td></tr><tr><td>Freearm</td><td>Amazon</td><td></td><td>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</td></tr><tr><td>ImageProプレミア3D</td><td>メディアサイバネティックス</td><td>バージョン9.3</td><td>良いプログラムは、自動追跡機能Matlab</td></tr><tr><td>ソフトウェア(Psychotoolbox 3)</td><td>MathWorks</td><td>Matlab R2018b 64ビット(9.5.0.944444)</td><td>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</td></tr><tr><td>SteamPixソフトウェア</td><td>Norpix</td><td>StreamPix 7 64ビットシングルカメラ</td><td>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</td></tr>WD<tr><td>マイブック外付けハードドライブ</td><td>ウエスタンデジタル</td><td>WDBBGB0080HBKハードドライブ8TBのUSB3.0</td><td>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</td></tr><tr><td>広角レンズ</td><td>Navitar</td><td>NMV-5M23</td><td>優れた、アリーナ全体をキャプチャするために必要です</td></tr></tbody></table>

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

Using Looming Visual Stimuli to Evaluate Mouse Vision

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。

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...

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。

The visual system in the central nervous system processes diverse visual signals. Although the overall structure has been characterized from the retina ...

私たちのプロトコルは、マウスの視力検査です。堅牢で簡単に複製できます。多くのマウス視力検査が利用可能ですが、迫り来る実験は、視覚的な反射経路ではない画像形成経路をテストするためのいくつかの方法の1つです。他の多くの視覚行動アッセイは動物の手術における広範な訓練を必要とするが、迫り来る技術はほとんど実験的訓練を必要としません。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アルミニウムのフレーミングおよびPVCパネルを使用して長方形の開いたふたのエンクロージャを構築することから始める。試験間のクリーンアップを容易にするために、エンクロージャの床全体を覆う紙を置きます。次に、アリーナの中央に面した入り口を持つ囲いの隅に不透明な避難所を追加して、簡単に入り口と出口を出ます。マウスの動作をキャプチャするために、エンクロージャに隣接するテーブルに取り付けられたスタンドに広角レンズを使用してカメラを固定します。次に、エンクロージャの上部にコンピュータ モニタを設置します。拡大する黒い円をコード化する実験ソフトウェアを使用して迫り来るパターンを準備します。刺激を2度の視角から始め、250ミリ秒にわたって50度に拡大し、1秒間隔で刺激を10回繰り返すようにコードを設定します。迫り来る刺激に対する反応が本当に視覚的に導かれた行動であることを確実にするために、実験のためのマウスと3つの盲目のマウスを選択することから始めます。健康なマウスを囲いに置き、刺激の発症前に7〜15分間自由にその周囲を探索させます。刺激の10秒前に、カメラでビデオキャプチャを開始します。マウスが避難所から離れ、オープンアリーナで自由に移動したら、迫り来る視覚刺激を開始します。最後に、マウスを元のケージに戻します。壁と避難に70%エタノールを吹き付け、それを拭き取り、汚れた場合は紙の床ライナーを交換して、次のマウスのエンクロージャを清掃します。動物の移送とエンクロージャのクリーニング中に移動した場合は、避難所を同じ初期位置に再配置します。コンピュータで、解析ソフトウェアへの転送中にデータ損失が発生しないように、ファイル圧縮なしで各マウスのビデオクリップをAVI形式で保存します。次に、解析ソフトウェアを使用して、刺激提示の前、中、および後のアリーナ周辺の動物の動きを追跡します。避難所からのマウスの速度と距離を計算します。ビデオの角度によってアリーナの画像が歪んでいる場合は、計算の前にxとyのコーディネーションを修正します。最後に、迫り来る刺激開始の前後のパラメータを比較して、マウスが刺激にどのように反応するかを決定します。凍結、逃亡、または行動に変化がないことを実証するかどうか。キャプチャされたビデオクリップは、手動追跡機能を備えた商用分析ソフトウェアを使用して分析されました。追跡機能を使用して、迫り来る刺激の前後に、ビデオの各フレームでマウスの位置を特定しました。飛行が起こったとき、速度は急激に増加し、それに応じて避難所までの距離が減少しました。対照的に、マウスが凍結したとき、速度は毎秒0ミリメートル近くでした。迫り来る前のコントロールに比べて速度が低下し、ドームまでの距離はこの期間中に変化しなかった。刺激の発症前に動きのベースラインを得るか、刺激に対する定量的反応を決定できないことを覚えておくことが重要です。正確な視力評価のために、複数のテストを実施することが重要です。瞳孔光反射は、マウスが健康な目を持っていることを保証する一般的に使用される方法の1つです。迫り来る応答のメカニズムは完全には理解されていません。この技術は、神経科学者のための物体認識および恐怖応答を動かすメカニズムを探求する機会を提供するかもしれない。

using-looming-visual-stimuli-to-evaluate-mouse-vision

Research

JoVE Journal

Behavior

行動

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

出典: Maruoka, H., et.al. 覚醒マウスにおけるミクログリアダイナミクスとニューロン活動の同時イメージング J. Vis. Exp.

覚醒マウスにおけるミクログリア動態と神経活動の同時イメージング

出典:Bosco, A., 他.In vivo 神経変性中の網膜ミクログリア活性化のダイナミクス:マウス緑内障における共焦点眼鏡イメージングと細胞形態測定。J. Vis. Exp. (2015) このビデオは、緑内障のマウスモデルにおける網膜ミクログリアのin...

緑内障マウスモデルにおける網膜ミクログリアのin vivoイメージング

慢性高眼圧症は、マウスの目に小柱網のレーザー光凝固を使用して誘導される。眼圧（IOP）は、レーザー治療後数ヶ月上昇する。視力と実験動物のコントラスト感度の低下は微細運動テストを使用して監視している。...

ビジュアル欠陥を特徴づけるために慢性高眼圧症のレーザー誘起マウスモデル

マウスのレーザー誘発脈絡膜新生血管の形態学的変化のフォロー...

生体内でマルチ モーダル イメージングとマウス レーザー誘発脈絡膜新生血管モデルの解析

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。

ここでは、臨界期の視覚可塑性の神経機構と特定遺伝子の影響を研究するための重要な方法である単眼視欠損および眼優位可塑性解析のための詳細なプロトコルを紹介します。ビジュアル開発。...

マウス初等視覚皮質における単眼視外剥離と眼優位可塑性測定

糖尿病の結果としての目と脳の両方の神経変性は、げっ歯類に対して行われる行動検査を通じて観察することができる。Y迷路、空間認知の尺度、および視機能の尺度である光運動応答は、両方とも潜在的な診断と治療に関する洞察を提供する。...

糖尿病ラットにおけるY-迷路を介した視運動応答と認知機能の行動評価

本プロトコルは、in vivo画像で観察された網膜神経節細胞軸索束形態を検証する目的で、同じマウス網膜のex vivo共焦点画像とin...

可視光光干渉断層撮影ファイバーグラムと同一マウス網膜の共焦点像のアライメント

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

このプロトコルは、人間の黄斑に似た網膜の特徴を持つ錐体優性種である13ラインのジリスの光運動反応を測定する方法を説明しています。プラットフォームの設計により、ハンドリングが向上し、不安が軽減され、動物が高くなったプラットフォームにとどまる能力が向上し、視覚機能の変化を非侵襲的に評価できるようになります。...

ジリスの光運動反射の記録を可能にする非嫌悪動物拘束

学ぶ迫り来る視覚刺激を用いたマウスの視覚評価法。凍結反応や逃避行動を観察し、画像形成経路を調べる信頼性の高い神経科学的手法です。研究者が容易に採用できる簡便な行動実験プロトコルを解説します。

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

さらに動画を探す