Avaliação Comportamental da Função Visual via Resposta Optomotor e Função Cognitiva via Y-Maze em Ratos Diabéticos

A resposta optomotora e o labirinto em Y são testes comportamentais úteis para medir a função visual e a função cognitiva, respectivamente, em uma ampla variedade de modelos de doenças. As vantagens desses testes incluem sensibilidade, velocidade do teste, uso de respostas inatas de modo que o treinamento não seja necessário e a capacidade de realizar os testes em animais acordados e não anestesiados. OMR e Y-maze podem ser usados junto com outros testes para identificar a aparência temporal da disfunção retiniana e cerebral em doenças como diabetes, com o objetivo de diagnosticar precocemente.

Demonstrando o labirinto em Y estará Stephen Phillips, um técnico de pesquisa do meu laboratório. Demonstrando a resposta optomotora ou procedimento OMR estará Amber Douglass, técnica de pesquisa nos laboratórios Allen e Viola. Para configurar o aparelho OMR, primeiro selecione uma plataforma de tamanho apropriado para as espécies animais experimentais a serem usadas e abra o software OMR.

Aumente ou diminua o zoom com a câmera de vídeo conforme necessário para que a plataforma e seus arredores fiquem visíveis e clique nos ícones de asterisco e listras rotativas para que o asterisco verde e as listras giratórias verdes desapareçam da transmissão ao vivo. Clique no ícone da bússola para que um círculo verde e duas linhas perpendiculares apareçam e estique o círculo verde para que ele se alinhe perfeitamente com o círculo preto na plataforma. Quando o OMR estiver completamente alinhado, clique novamente nos ícones de bússola, asterisco e listras rotativas.

Observe que as listras verdes girarão na mesma direção que as listras no tambor. Na guia de teste, clique na guia psicofísica. Para medir a frequência espacial, em limite, selecione frequência.

Em teste, clique em predefinições e selecione as configurações padrão para o animal experimental que está sendo usado. Clique na guia de apagamento e marque a caixa em branco no rastreamento para pausar as listras e apagar as telas do computador no tambor sempre que o mouse for clicado com o botão direito do mouse. Em seguida, clique na guia de resultados para abrir a janela na qual os resultados do teste serão exibidos.

Para avaliar a frequência espacial, coloque o roedor na plataforma circular no centro de uma câmara de realidade virtual composta por quatro monitores de computador mostrando graduações verticais de ondas senoidais circulando a câmara a uma velocidade de 12 graus por segundo. A câmera de vídeo posicionada no topo da câmara deve projetar o comportamento do roedor ao vivo no monitor do computador. Procure a presença ou ausência de ações reflexivas pela cabeça do roedor à medida que as gradações se movem no sentido horário ou anti-horário.

Certifique-se de que as barras ilustradas estejam visíveis no programa, pois elas mostrarão a direção do movimento de nivelamento. Observe se a cabeça do roedor se move na mesma direção que as classificações. Quando houver uma perseguição suave, não rajadas erráticas de movimento da cabeça, conte esse movimento como rastreamento.

Clique em sim ou não, conforme apropriado. A frequência espacial começará em 0,042 ciclo ou grau e se ajustará a cada clique sim e não para se tornar mais fácil ou mais difícil. À medida que o roedor é testado, certifique-se de manter o asterisco posicionado sobre a cabeça do roedor e observe o sistema dizer que está pronto quando o limite de frequência espacial do roedor for atingido.

Observe que os botões sim e não não poderão mais ser clicados. Em seguida, abra a guia de resultados para exibir a frequência espacial dos olhos esquerdo, direito e combinado. Para medir a sensibilidade ao contraste, nas guias teste e psicofísica, selecione contraste único.

Abra as guias de estímulo e gradações e insira o valor apropriado na caixa de frequência espacial para iniciar as gradações com a constante de frequência espacial no pico da curva de sensibilidade ao contraste. Comece o contraste em 100% e procure os mesmos movimentos reflexivos da cabeça observados durante o teste de frequência espacial. Observe que o contraste diminuirá à medida que o teste avança até que o roedor não tenha mais movimentos reflexivos da cabeça em resposta ao estímulo.

Quando o limite de sensibilidade ao contraste for atingido, abra a guia de resultados para exibir os valores de sensibilidade ao contraste para os olhos esquerdo, direito e combinado. Para realizar uma análise do labirinto em Y, primeiro rotule o braço inicial do labirinto em Y como B e os outros dois braços como A e C e coloque o roedor no braço B próximo ao centro do labirinto. Inicie imediatamente o cronômetro e permita que o roedor explore o labirinto em Y por oito minutos.

Sente-se a vários metros de distância do labirinto, mantendo-o à vista e evitando fazer barulho enquanto faz gravações e anota quaisquer observações. Registre o local inicial como B. Cada vez que o roedor entrar em um novo braço, registre a nova localização do roedor. Se o roedor permanecer no mesmo local por mais de 60 segundos e não parecer mostrar comportamento exploratório, mova o roedor em direção ao centro do labirinto em Y e continue o teste.

Depois no final de cada tentativa, remova todas as fezes e limpe o labirinto com solução desinfetante. Calcule o comportamento exploratório como o número total de entradas feitas ao longo dos oito minutos do teste. A cognição espacial é calculada como o número de alternâncias bem-sucedidas dividido pelo número total de entradas.

Aqui, o uso do OMR para avaliar a frequência espacial é ilustrado em ratos Brown Norway e Long-Evans controlados ingênuos. Os ratos da Noruega marrom geralmente mostram uma frequência espacial basal mais alta do que os ratos Long-Evans. Além disso, um efeito de envelhecimento na frequência espacial é observado nos ratos Long-Evans.

O uso da OMR para avaliar a sensibilidade ao contraste revela déficits significativos na sensibilidade ao contraste em ratos diabéticos tipo um. O tratamento com exercícios reduz esses déficits, demonstrando que o OMR é útil tanto para detectar quanto para rastrear déficits retinianos ao longo do tempo com e sem intervenção. O uso de um labirinto em Y para avaliar a função cognitiva e o comportamento exploratório em um modelo de diabetes tipo dois mostra déficits significativos na cognição espacial, medidos pela alternância espontânea e comportamento exploratório, medido pelo número de entradas em ratos Goto-Kakizaki em comparação com animais de controle Wistar a partir de sete semanas de idade.

Aprender a identificar um movimento de rastreamento da cabeça na etapa 3.4 é a parte mais difícil do OMR. Aprender como é um movimento de perseguição suave é fundamental. O OMR e o labirinto em Y abriram o caminho para os pesquisadores do cérebro IM medirem de forma rápida e confiável a função visual e cognitiva sem treinamento e com o mínimo de estresse para os animais.