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Em resposta aos estímulos visuais do ambiente, nossos olhos se movem para deslocar o olhar, estabilizar imagens retinianas, rastrear alvos em movimento ou alinhar as fóveas de dois olhos com alvos localizados a distâncias diferentes do observador, que são vitais para uma visão adequada 1,2. Comportamentos oculomotores têm sido amplamente utilizados como modelos atrativos de integração sensório-motora para a compreensão dos circuitos neurais na saúde e na doença, pelo menos em parte devido à simplicidadedo sistema oculomotor3. Controlado por três pares de músculos extraoculares, o olho gira no alvéolo primariamente em torno de três eixos correspondentes: elevação e depressão ao longo do eixo transverso, adução e abdução ao longo do eixo vertical e intorção e extorsão ao longo do eixo anteroposterior 1,2. Um sistema tão simples permite que os pesquisadores avaliem os comportamentos oculomotores de camundongos com facilidade e precisão em um ambiente de laboratório.
Um dos principais comportamentos oculomotores é o reflexo optocinético (RPO). Esse movimento ocular involuntário é desencadeado por lentas derivas ou deslizamentos de imagens na retina e serve para estabilizar as imagens retinianas à medida que a cabeça do animal ou seus arredores se movem 2,4. O OKR, como paradigma comportamental, é interessante para os pesquisadores por vários motivos. Primeiro, pode ser estimulada de forma confiável e quantificada com precisão 5,6. Em segundo lugar, os procedimentos de quantificação desse comportamento são relativamente simples e padronizados e podem ser aplicados para avaliar as funções visuais de uma grande coorte deanimais7. Terceiro, esse comportamento inato é altamente plástico 5,8,9. Sua amplitude pode ser potencializada quando deslizamentos repetitivos da retina ocorrem por longotempo5,8,9, ou quando o reflexo vestibular ocular (RVO), outro mecanismo de estabilização das imagens retinianas desencadeado pela entrada vestibular2, está comprometido5. Esses paradigmas experimentais de potenciação de OKR capacitam os pesquisadores a desvendar a base do circuito subjacente à aprendizagem oculomotora.
Dois métodos não invasivos têm sido primariamente utilizados para avaliar a RA em estudos anteriores: (1) video-oculografia combinada com um tambor físico 7,10,11,12,13 ou (2) determinação arbitrária de giros cefálicos combinada com um tambor virtual6,14,15,16. Embora suas aplicações tenham feito descobertas frutíferas na compreensão dos mecanismos moleculares e de circuito da plasticidade oculomotora, esses dois métodos têm algumas desvantagens que limitam seus poderes em examinar quantitativamente as propriedades do OKR. Em primeiro lugar, tambores físicos, com padrões impressos de listras ou pontos em preto e branco, não permitem mudanças fáceis e rápidas de padrões visuais, o que restringe em grande parte a medida da dependência do OKR de certas características visuais, como frequência espacial, direção e contraste de grades em movimento 8,17. Em vez disso, testes da seletividade do OKR a essas características visuais podem se beneficiar da estimulação visual computadorizada, na qual as características visuais podem ser convenientemente modificadas de tentativa para tentativa. Dessa forma, os pesquisadores podem examinar sistematicamente o comportamento do OKR no espaço de parâmetros visuais multidimensionais. Além disso, o segundo método do ensaio de OKR relata apenas os limiares dos parâmetros visuais que desencadeiam as OKRs discerníveis, mas não as amplitudes dos movimentos dos olhos ou da cabeça 6,14,15,16. A falta de poder quantitativo impede, portanto, analisar a forma das curvas de sintonia e as características visuais preferidas, ou detectar diferenças sutis entre camundongos individuais em condições normais e patológicas. Para superar as limitações acima, a video-oculografia e a estimulação visual virtual computadorizada foram combinadas para testar o comportamento do RA em estudos recentes 5,17,18,19,20. No entanto, esses estudos publicados anteriormente não forneceram detalhes técnicos suficientes ou instruções passo a passo e, consequentemente, ainda é um desafio para os pesquisadores estabelecer tal teste OKR para suas próprias pesquisas.
Aqui, apresentamos um protocolo para quantificar precisamente a seletividade de características visuais do comportamento de OKR sob condições fotópicas ou escotópicas com a combinação de vídeo-oculografia e estimulação visual virtual computadorizada. Os camundongos são fixados com a cabeça para evitar o movimento ocular evocado pela estimulação vestibular. Uma câmera de alta velocidade é usada para registrar os movimentos oculares de ratos vendo grades em movimento com parâmetros visuais alterados. O tamanho físico dos globos oculares de camundongos individuais é calibrado para garantir a precisão da derivação do ângulo dos movimentos oculares21. Este método quantitativo permite comparar o comportamento do OKR entre animais de diferentes idades ou origens genéticas, ou monitorar sua alteração causada por tratamentos farmacológicos ou aprendizagem visomotora.