VisioTracker, uma abordagem inovadora Automatizada de Análise Oculomotor

O VisioTracker é um sistema automatizado para a análise quantitativa do desempenho visual de peixes adultos e larvas pequeno baseado no registro dos movimentos oculares. Ele possui total controle sobre propriedades de estímulo visual e análise em tempo real, permitindo alto rendimento de pesquisa em campos como o desenvolvimento do sistema visual e função, farmacologia, estudos de circuitos neurais e integração sensório-motora.

O objetivo geral deste procedimento é avaliar comportamentalmente a função do sistema visual em larvas e peixes-zebra adultos, a fim de identificar rapidamente larvas mutantes com defeitos do sistema visual ou comparar as propriedades do sistema visual de animais tratados com mutantes ou morfos selvagens. Isso é feito primeiro restringindo os movimentos corporais do animal experimental. As larvas são incorporadas em metilcelulose e os peixes adultos são anestesiados e encaixados em um dispositivo de imobilização.

Em seguida, o corpo conteve o animal no rastreador Vizio no centro de uma tela em forma de tambor. Listras verticais pretas e brancas são projetadas no interior desta tela usando um projetor de luz digital. As posições dos olhos são então registradas e analisadas automaticamente pelo pacote de software Vizio Tracker, que também calcula as velocidades dos olhos em tempo real.

A etapa final é processar os dados obtidos, relacionar as velocidades oculares com as propriedades do estímulo visual e calcular a velocidade média dos olhos e o erro padrão para cada condição experimental. Embora esse método possa fornecer informações sobre as propriedades do sistema visual de peixes-zebra larvais e adultos, ele também pode ser aplicado a outros organismos modelo, como medica, kpi e praticamente qualquer outra espécie de T pequena. Tive a ideia desse método pela primeira vez quando usamos a resposta cinética óptica para rastrear larvas de plantas e rapidamente me interessei pelos dados das larvas, não completamente cegos, mas com deficiência visual.

Essas larvas de Newton afetam potencialmente aspectos do processamento visual. O sistema inclui um dispositivo imobilizador para peixes pequenos posicionado sob uma câmera de vídeo de alta qualidade, equipada com uma lente zoom. O recipiente de peixe é cercado por uma tela de tambor na qual os padrões de estímulo gerados por computador são projetados.

Os movimentos oculares são gravados usando a câmera e analisados automaticamente pelo pacote de software Vizio Tracker em tempo real. Para evitar o movimento do corpo durante a gravação, incorpore as larvas de peixes cinco dias após a fertilização em 3% de metilcelulose que foi aquecida a 28 graus Celsius. Despeje a metilcelulose quente em uma placa de cultura de células de 35 milímetros e, em seguida, transfira as larvas usando uma pipeta de soro com um gancho grande.

Misture as larvas na metilcelulose e, em seguida, use uma pequena agulha para remover as bolhas de ar e posicionar a larva até oito larvas podem ser preparadas para experimentos simultaneamente. Assim que as larvas estiverem imobilizadas, coloque a placa de cultura de células em uma prateleira para oito pratos. Em seguida, comece a projetar as listras de estímulo no tambor ao redor para imobilizar os peixes adultos.

Primeiro, anestesieste-os brevemente com 300 miligramas por litro MS 2 22 em um tanque separado. Uma vez anestesiado, encaixe o peixe no dispositivo de mobilização, prendendo suavemente o corpo do peixe entre dois pedaços de esponja corretamente. Restringir os movimentos corporais de peixes adultos é a etapa mais difícil deste procedimento.

Para facilitar a inserção no dispositivo de imobilização, estabilize a esponja por dois tubos de bezerro de plástico. Assim que o peixe estiver imobilizado, coloque o dispositivo no rastreador Vizio e permita que o peixe se recupere por um a dois minutos antes da gravação. Para fornecer um estímulo para o projeto de movimento ocular, um padrão de estímulo gerado por software consiste em gradações verticais de ondas senoidais em preto e branco na tela do tambor.

Usando o projetor de luz digital contido no rastreador Vizio, ilumine o peixe por baixo com luz infravermelha e, em seguida, use o pacote de software para registrar os movimentos oculares em resposta ao padrão de estímulo. As larvas mutantes de pára-choques reduziram o tamanho da lente e a localização ectópica da lente, e essas alterações morfológicas são refletidas por uma redução significativa da sensibilidade ao contraste quando comparadas ao tipo selvagem. Como mostrado aqui, os mutantes de pára-choques falham cada vez mais em ajustar a velocidade do olho à medida que o contraste do estímulo diminui.

Além disso, quando a frequência espacial do estímulo é aumentada diminuindo a largura do estímulo, os mutantes de pára-choques de listras também demonstram acuidade visual reduzida em comparação com irmãos do tipo selvagem. O peixe-zebra adulto do tipo selvagem mostra uma redução acentuada na sensibilidade ao contraste quando mantido em concentrações crescentes de álcool por 30 minutos antes da gravação. Uma redução dependente da dose semelhante da velocidade geral do olho é observada em uma ampla faixa geral de frequências espaciais quando os peixes foram tratados com concentrações crescentes de álcool.

O tratamento com álcool também reduz independentemente o desempenho motor-ocular em tarefas mais exigentes, como mostrado aqui em resposta ao aumento da velocidade de estímulo após seu desenvolvimento. Essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo da pesquisa da visão explorarem o desenvolvimento e a função do sistema visual em peixes Sbra, peixes dourados médicos e outros organismos modelo usando modelos genéticos e farmacológicos.