VisioTracker, 눈 돌림 분석에 대한 혁신적인 자동화 된 접근

VisioTracker는 안구 운동의 기록을 바탕으로 애벌레의 작은 성인 물고기의 시각적 성능의 정량 분석​​을위한 자동화 된 시스템입니다. 이 같은 시각 시스템 개발 및 기능, 약리학, 신경 회로 연구와 sensorimotor 통합 등의 분야에서 높은 처리량 연구를 활성화, 시각 자극 속성과 실시간 분석에 대한 모든 권한을 제공합니다.

이 절차의 전반적인 목표는 시각 시스템 결함이 있는 돌연변이 유충을 신속하게 식별하거나 야생형과 돌연변이 또는 변형 처리된 동물의 시각 시스템 특성을 비교하기 위해 유충과 성체 제브라피시의 시각 시스템 기능을 행동적으로 평가하는 것입니다. 이것은 먼저 실험 동물의 신체 움직임을 억제함으로써 달성됩니다. 유충은 메틸셀룰로오스에 묻혀 있고 성충은 마취되어 고정 장치에 장착됩니다.

다음 장소, 드럼 모양의 스크린 중앙에 있는 Vizio 추적기의 신체 구속 동물. 세로 흑백 줄무늬는 디지털 광 프로젝터를 사용하여 이 스크린 내부에 투사됩니다. 그런 다음 Vizio Tracker 소프트웨어 패키지에 의해 눈 위치가 자동으로 기록되고 분석되며, 실시간으로 눈의 속도도 계산합니다.

마지막 단계는 얻은 데이터를 처리하고, 안구 속도를 시각적 자극의 속성과 연관시키고, 각 실험 조건에 대한 평균 안구 속도와 표준 오차를 계산하는 것입니다. 이 방법은 애벌레와 성체 얼룩말 물고기의 시각 체계 특성에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만 medica, kpi 및 거의 모든 다른 작은 T 종과 같은 다른 모델 유기체에도 적용할 수 있습니다. 제가 이 방법에 대한 아이디어를 처음 떠올린 것은 식물 유충을 선별하기 위해 시신경 운동 반응을 사용했을 때였고, 완전히 맹인이 아니라 시각 장애가 있는 유충 데이터에 빠르게 관심을 갖게 되었을 때였습니다.

이러한 뉴턴 유충은 잠재적으로 시각 처리의 측면에 영향을 미칩니다. 이 시스템에는 줌 렌즈가 장착된 고품질 비디오 카메라 아래에 배치된 작은 물고기를 위한 고정 장치가 포함되어 있습니다. 물고기 컨테이너는 컴퓨터로 생성된 자극 패턴이 투사되는 드럼 스크린으로 둘러싸여 있습니다.

안구 움직임은 카메라를 사용하여 기록되고 Vizio Tracker 소프트웨어 패키지에 의해 실시간으로 자동 분석됩니다. 기록 중 신체 움직임을 방지하기 위해 섭씨 28도로 가온된 3% 메틸셀룰로오스에 수정 후 5일 후에 물고기 유충을 삽입하십시오. 따뜻한 메틸 셀룰로오스를 35mm 세포 배양 접시에 붓고 큰 고리가 있는 혈청 피펫을 사용하여 유충을 옮깁니다.

유충을 메틸 셀룰로오스에 섞은 다음 작은 바늘을 사용하여 기포를 제거하고 유충을 최대 8 개까지 배치하여 동시에 실험을 준비 할 수 있습니다. 유충이 움직이지 못하게 되면 세포 배양 접시를 8접시가 담긴 랙에 넣습니다. 그런 다음 자극 줄무늬를 주변 드럼에 투영하여 성인 물고기를 움직이지 못하게 합니다.

먼저 별도의 탱크에서 리터당 300 밀리그램의 MS 2 22로 간단히 마취합니다. 마취가 끝나면 두 개의 스폰지 조각 사이에 물고기의 몸을 부드럽게 고정하여 물고기를 동원 장치에 끼웁니다. 성체 물고기의 신체 움직임을 억제하는 것은 이 절차에서 가장 어려운 단계입니다.

고정 장치에 쉽게 삽입하려면 두 개의 플라스틱 송아지 파이프로 스펀지를 안정화하십시오. 물고기가 움직이지 못하게 되면 장치를 Vizio 추적기에 넣고 기록하기 전에 물고기가 1-2분 동안 회복할 수 있도록 합니다. 안구 운동 프로젝트에 자극을 제공하기 위해 소프트웨어는 드럼 스크린에 수직 흑백 사인파 그레이딩으로 구성된 자극 패턴을 생성했습니다.

Vizio 추적기에 포함된 디지털 광 프로젝터를 사용하여 적외선으로 아래에서 물고기를 비춘 다음 소프트웨어 패키지를 사용하여 자극 패턴에 대한 반응으로 안구 움직임을 기록합니다. 애벌레 범퍼 돌연변이는 수정체의 크기와 수정체의 이소성 위치를 감소시켰으며, 이러한 형태학적 변화는 야생형과 비교할 때 대비 감도의 현저한 감소로 반영됩니다. 여기에서 볼 수 있듯이, 범퍼 돌연변이는 자극 대비가 감소함에 따라 점점 더 안구 속도를 조정하지 못합니다.

또한, 자극의 폭을 줄여 자극 공간 주파수를 증가시키면 스트라이프 범퍼 돌연변이도 야생형 형제에 비해 시력이 감소한 것으로 나타났습니다. 성체 야생형 제브라피쉬는 기록하기 전에 30분 동안 알코올 농도를 증가시킨 상태로 유지하면 대비 감도가 현저히 감소합니다. 전체 안구 속도의 유사한 용량 의존적 감소는 물고기가 증가된 알코올 농도로 처리되었을 때 전체적으로 넓은 범위의 공간 주파수에서 나타났습니다.

알코올 치료는 또한 독립적으로 투여하며, 개발 후 자극 속도 증가에 대한 반응으로 여기에서 볼 수 있듯이 더 까다로운 작업에서 안구 운동 성능을 감소시킵니다. 이 기술은 시력 연구 분야의 연구자들이 유전 및 약리학 모델을 모두 사용하여 Sbra fish, 의료용 금붕어 및 기타 모델 유기체의 시각 시스템의 발달 및 기능을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다.