VisioTracker, инновационный автоматизированный подход к анализу Глазодвигательный

VisioTracker представляет собой автоматизированную систему для количественного анализа визуального представления личинок и взрослых рыб небольших основан на регистрации движений глаз. К услугам гостей полный контроль над визуальными свойствами стимулов и анализ в реальном времени, обеспечивая высокую пропускную исследований в таких областях, как визуальная система развития и функции, фармакологии, исследований нейронные цепи и сенсомоторной интеграции.

Общая цель этой процедуры заключается в поведенческой оценке функции зрительной системы у личинок и взрослых рыбок данио-рерио с целью быстрой идентификации мутантных личинок с дефектами зрительной системы или сравнения свойств зрительной системы дикого типа и животных, обработанных мутантами или морфами. Это достигается путем предварительного ограничения движений тела подопытного животного. Личинки внедряются в метилцеллюлозу, а взрослых рыб обезболивают и помещают в иммобилизационное устройство.

Далее место, тело скованного животного в трекере Vizio в центре экрана в форме барабана. Вертикальные черные и белые полосы проецируются на внутреннюю часть этого экрана с помощью цифрового светового проектора. Затем положение глаз записывается и автоматически анализируется программным пакетом Vizio Tracker, который также рассчитывает скорость движения глаз в режиме реального времени.

Заключительным этапом является обработка полученных данных, соотнесение скоростей движения глаз со свойствами визуального стимула и расчет средней скорости движения глаз и стандартной ошибки для каждого экспериментального условия. Хотя этот метод может дать представление о свойствах зрительной системы личинок и взрослых рыб данио, он также может быть применен к другим модельным организмам, таким как медика, кпи и практически любые другие мелкие виды Т. Впервые идея этого метода пришла мне в голову, когда мы использовали оптический кинетический ответ для скрининга личинок растений и быстро заинтересовались данными о личинках, не совсем слепых, а скорее слабовидящих.

Такие личинки Ньютона потенциально влияют на аспекты визуальной обработки. Система включает в себя иммобилизирующее устройство для мелкой рыбы, расположенное под высококачественной видеокамерой, оснащенной зум-объективом. Контейнер для рыбы окружен барабанным экраном, на который проецируются сгенерированные компьютером стимулы.

Движения глаз записываются с помощью камеры и автоматически анализируются программным пакетом Vizio Tracker в режиме реального времени. Чтобы предотвратить движение тела во время записи, через пять дней после оплодотворения поместите личинки рыб в 3%-ную метилцеллюлозу, нагретую до 28 градусов Цельсия. Насыпьте теплую метилцеллюлозу в 35-миллиметровую чашку для клеточных культур, а затем перенесите личинок с помощью сывороточной пипетки с большим крючком.

Смешайте личинки с метилцеллюлозой, затем с помощью маленькой иглы удалите пузырьки воздуха и расположите личинку до восьми личинок, которые можно подготовить для экспериментов одновременно. Как только личинки будут обездвижены, поместите чашку для клеточной культуры в решетку для восьми посуд. Затем начните проецировать полосы стимула на окружающий барабан, чтобы обездвижить взрослую рыбу.

Для начала кратковременно обезболите их 300 миллиграмм на литр MS 2 22 в отдельном баке. После обезболивания поместите рыбу в мобилизационное устройство, аккуратно зажав тело рыбы между двумя кусочками губки должным образом. Сдерживание движений тела взрослых рыб – самый сложный этап этой процедуры.

Чтобы облегчить введение в иммобилизационное устройство, стабилизируйте губку двумя пластиковыми телячьими трубами. После того, как рыба будет обездвижена, поместите устройство в трекер Vizio и дайте рыбе восстановиться в течение одной-двух минут до начала записи. Чтобы обеспечить стимул для проекта движения глаз, программное обеспечение генерирует шаблон стимула, состоящий из вертикальных градаций черной и белой синусоиды на экране барабана.

Используя цифровой световой проектор, входящий в состав трекера Vizio, осветите рыбу снизу инфракрасным светом, а затем используйте пакет программного обеспечения для записи движений глаз в ответ на шаблон стимула. Личиночные мутанты имеют уменьшенный размер хрусталика и эктопическое расположение хрусталика, и эти морфологические изменения отражаются в значительном снижении контрастной чувствительности по сравнению с диким типом. Как показано на рисунке, мутанты бампера все чаще не могут регулировать скорость движения глаз по мере уменьшения контраста стимула.

Кроме того, когда пространственная частота стимула увеличивается за счет уменьшения ширины стимула, мутанты с полосатым бампером также демонстрируют меньшую остроту зрения по сравнению с братьями и сестрами дикого типа. Взрослые рыбки данио дикого типа демонстрируют заметное снижение контрастной чувствительности при поддержании в возрастающей концентрации алкоголя в течение 30 минут перед записью. Аналогичное дозозависимое снижение общей скорости движения глаз наблюдается в общем широком диапазоне пространственных частот, когда рыб обрабатывали повышенными концентрациями алкоголя.

Лечение алкоголизмом также снижает независимую дозу и снижает зрительно-моторную производительность при выполнении более сложных задач, как показано здесь, в ответ на увеличение скорости стимула после его развития. Этот метод проложил путь исследователям в области исследований зрения к изучению развития и функционирования зрительной системы у рыб Sbra, медицинских золотых рыбок и других модельных организмов с использованием как генетических, так и фармакологических моделей.