Видео-окулография у мышей

Видео-окулография очень количественный метод для исследования глазного производительность двигателя, а также в качестве моторного обучения. Здесь мы опишем, как для измерения видео-окулография у мышей. Применение этого метода на нормальный, фармакологически обработаны или генетически модифицированных мышей, является мощным инструментом исследования для изучения основных физиологии двигатель поведения.

Общая цель этой процедуры заключается в выполнении видео или иконографии у мышей. Это достигается путем предварительного оснащения мыши пьедесталом на его черепе, который позволяет обездвиживать его голову в специальном ограничителе головы. Вторым шагом является помещение мыши в видеоокул и калибровка системы видеослежения за зрачком.

Далее регистрируются движения глаз во время активации глазодвигательной системы с использованием большого репертуара вестибулярных и оптических кинетических стимулов. Заключительным этапом является анализ этих движений глаз. В конечном счете, иконография видео О на нормальных, фармакологически обработанных или генетически модифицированных мышах может быть использована для изучения физиологии двигательного поведения.

Хотя этот метод может дать представление о двигательной системе глаза, он также может быть применен для изучения заболеваний мозжечкового вестибулярного или глазного происхождения с использованием мышиных мутантов, которые имитируют патологии человека. Чтобы начать эту процедуру, обезболите мышь в газовой камере смесью изофа, фтора и кислорода. Затем поддерживайте анестезию, подавая газ через маску.

Далее используйте грелку и анальный термодатчик, чтобы поддерживать температуру тела мыши на уровне 37 градусов по Цельсию. Впоследствии нанесите глазную мазь для защиты глаз от пересыхания, сбрейте спинной черепной мех и очистите операционную область. После этого сделайте разрез по средней линии, чтобы обнажить дорсальную черепную поверхность черепа, очистите и высушите поверхность.

Затем нанесите каплю фосфорной кислоты из bgma на лямбду. Через 15 секунд удалите травление, затем очистите поверхность черепа физиологическим раствором и снова высушите. Нанесите каплю opti bond prime на верхнюю часть травленной черепной поверхности и продуйте воздух.

Сушите его в течение 30 секунд. Затем добавьте каплю клея opti bond поверх прайма opti bond. Высушите его с помощью ультрафиолетового излучения в течение одной минуты.

После этого покройте клеевой слой тонким слоем харизматического композита. Разъем с магнитным отверстием для винтов и местами крепления встроен в композит. Затем отверждайте композит с помощью ультрафиолетового излучения.

Опять же, при необходимости, наносим дополнительные слои композита и отверждаем их светом. Дайте мыши восстановиться в течение как минимум трех дней после операции. Следующим шагом является помещение мыши в ограничитель и фиксация ее головы к ограничителю с помощью магнита и одним винтом для крепления головки мыши и корпуса ограничителя на платформе XY.

Используя платформу XY, поместите голову мыши над центром поворотного стола, чтобы мышь можно было перемещать по осям Pitch Ya и roll. Затем расположите его голову в правильном наклоне ya и угле крена, выровняв глаз по визуальному образу глаза, созданному системой сканирования глаза. Теперь поворотный стол прикреплен к серводвигателю переменного тока.

Положение поворотного стола контролируется потенциометром, прикрепленным к оси поворотного стола. Поворотный стол закрыт цилиндрическим экраном с произвольным точечным рисунком, который также оснащен серводвигателем переменного тока. Положение цилиндрического сита контролируется потенциометром, прикрепленным к его оси.

Экран может быть освещен галогенной лампой. Движение поворотного стола и окружающего его экрана контролируется компьютером, подключенным к входному выходному интерфейсу. Сигналы положения проигрывателя и окружающего экрана фильтруются частотой среза 20 Гц, оцифровывается входным выходным интерфейсом и хранится на этом компьютере.

Глаз мыши подсвечивается тремя инфракрасными излучателями. Два закреплены на поворотном круге, а третий прикреплен к камере. Этот третий излучатель создает эталонное отражение роговицы, которое используется во время процедуры калибровки и при записи движений глаз.

Инфракрасная ПЗС-камера, оснащенная зум-объективом, крепится к поворотному столу и фокусируется на головке мыши. В центре проигрыватель. Камеру можно разблокировать и перемещать вокруг оси поворотного стола ровно на 20 градусов.

Во время процедуры калибровки. Затем видеосигнал обрабатывается системой слежения за движением глаз, которая может отслеживать зрачок и эталонное отражение роговицы в горизонтальном и вертикальном направлениях с частотой дискретизации 120 герц. Затем сигналы опорного положения роговицы, положения зрачка и размера человека оцифровываются входным выходным интерфейсом и сохраняются в том же файле, что и сигналы о положении на столе и окружающем экране, для калибровки движений глаз, регулировки положения головы мыши с камерой таким образом, чтобы видеоизображение зрачка располагалось в середине монитора, а представление эталонного значения роговицы расположен на вертикальной средней линии глаза непосредственно над зрачком.

Далее переместите камеру несколько раз на 20 градусов пика. Козырек вокруг вертикальной оси поворотного стола. Используйте положения отслеживаемого зрачка и референсного референса роговицы, записанные в крайних положениях камеры, чтобы рассчитать радиус поворота зрачка.

Повторите эти шаги много раз при различных условиях освещения, чтобы определить взаимосвязь между размером зрачка и вращением зрачка. Затем составьте кривую коррекции поворота зрачка. Теперь рассчитайте угловое положение глаза, измерив опорное положение роговицы, положение зрачка и размер зрачка.

Значение поворота зрачка может быть извлечено из кривой коррекции поворота зрачка, а угловое положение глаза может быть рассчитано с помощью следующей формулы. Здесь продемонстрирован эксперимент по движению глаз VVOR. Теперь преобразуйте положение глаз, положение стола и положение окружающего экрана в угловые позиции.

Затем дифференцируйте и отфильтруйте угловые положения глазного стола и окружающего экрана с помощью фильтра нижних частот Баттерворта. Используя частоту среза 20 Гц, удалите secod из сигнала скорости глаза, используя порог обнаружения 40 градусов в секунду. Затем усредните таблицу и сигналы скорости глаза, используя каждый отдельный цикл в испытании, подогнайте усредненные сигналы с соответствующей функцией.

Как правило, используется стимуляция синусоидальной скорости, а средние циклы сопровождаются знаковой или косинусной функцией. В этом фильме показано, как движения глаз генерируются вращением окружающего экрана, вызывая оптокинетический рефлекс, вращающий окружающий экран в диапазоне частот от 0,2 до одного герца с амплитудой 1,6 градуса. Показано, что оптическая кинетическая система мыши более эффективна в низкочастотном диапазоне, чем в высокочастотном диапазоне.

Вот еще один фильм, показывающий, как генерируются движения глаз. Вращая мышь в темноте, вызывая вестибулярный глазной рефлекс, вращается поворотный стол в диапазоне частот от 0,2 до одного герца с амплитудой 1,6 градуса. Показано, что вестибулярная система глаза мыши более эффективна в высокочастотном диапазоне, чем в низкочастотном.

Здесь показан другой фильм о том, как движения глаз генерируются вращением мыши на свету, чтобы вызвать визуально усиленный вестибулярный глазной рефлекс вращением поворотного стола в диапазоне частот от 0,2 до одного герца с амплитудой 1,6 градуса, в то время как окружающий экран хорошо освещен, показано, что мышь генерирует эффективные компенсирующие движения глаз во всем диапазоне частот. И этот фильм показывает, как моторное обучение достигалось за счет адаптивного увеличения вестибулярного глазного рефлекса. Используя парадигму обучения в противофазе, вращение поворотного стола в противофазе с окружающим экраном увеличивает усиление VOR этой мыши.

После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как выполнять видеоокул у мышей.