باستخدام optokinetic استجابة لدراسة وظيفة البصرية من الزرد

Summary

وكان رد Optokinetic المستخدمة على نطاق واسع لتقييم الوظائف البصرية الزرد اليرقات. ومع ذلك ، فإن بروتوكول قياسي للأسماك اليرقات ليست سهلة التطبيق حتى الآن في البالغين

Abstract

استجابة Optokinetic (OKR) هو السلوك الذي يهتز حيوان عينيه عن اتباع صريف تدور حوله. وقد استخدم على نطاق واسع لتقييم الوظائف البصرية اليرقات الزرد ^1-5. ومع ذلك ، فإن بروتوكول قياسي للأسماك اليرقات ليس بعد تطبيق بسهولة في zabrafish الكبار. هنا ، نحن نقدم كيفية قياس OKR من الزرد الكبار مع جهاز عادتنا بسيطة بنيت باستخدام بروتوكول الجديدة التي أنشئت في المختبر. ويوضح لنا كل من أجهزة وخطوة بخطوة الداخلي OKR في الزرد الكبار في هذا الفيديو. بالإضافة إلى ذلك ، وكما أظهرت قياسات OKR اليرقات ، فضلا عن الاستجابة optomotor (ريال عماني) اختبار الزرد الكبار ، في هذا الفيديو. قد يكون هذا الفحص OKR من الزرد الكبار في تجربتنا تستمر لمدة تصل إلى 4 ساعات. وسوف تطبق هذه التجربة في OKR الأسماك البالغة لتحقيق الاستفادة بشكل أكثر كفاءة وظيفة البصرية عندما يتم التلاعب رؤية الأسماك نظام أخلاقي.

سو تشي ساهمت زو ويين وو بالتساوي على هذه الورقة.

Protocol

الجزء الأول : بناء جهاز OKR

وترد التفاصيل في تظاهرة الفيديو.

الجزء الثاني : OKR من اسماك الزرد الكبار

إذا كان المختبر الخاص شيدت جهاز OKR ، مفتاح أخلاقي الزرد OKR هو اجراء السمك. في هذا الجزء ، وسوف نظهر لكم خطوة خطوة.

لدينا جهاز يؤلف الأجزاء التالية مشابهة للآخرين المذكورة. غرفة الأسماك التعميم هو 7.0 سم وقطرها الخارجي ، 6.5 سم في القطر الداخلي و 7.0 سم في ارتفاع. أسطوانة حول الغرفة الأسماك 8.5 سم وقطرها من 7.5 سم في القطر الداخلي و 7.0 سم في ارتفاع. يمكن أن تدوير في اتجاه عقارب الساعة وعقارب الساعة مع سرعة في الفترة من 20 ~ 70 دقيقة لكل تناوب (دورة في الدقيقة). يتم رسمها أحد عشر دورات من خطوط سوداء وبيضاء على ورقة البحث عن المفقودين التي انضمت على السطح الخارجي للأسطوانة. ويتألف النظام من أنبوبين ضوء ضوء دائرة قطرها 21 سم.

الشكل 1. نموذج من الإسفنج ، وجرف المحرز في هذا الوسط هو التأكد من أنه لا مجال المرئي تأويه.

1. اسفنجة كما هو مبين في Fig.1 مكونة من جزأين. في الجزء الأيسر بطول 3 سم * 3 سم x العرض 2 سم ارتفاع. الجزء الصحيح هو طول 3 سم x العرض 3 سم x ارتفاع 3 سم.
2. وضع هذه الاسفنجة في الجزء السفلي من الغرفة الأسماك وتربية صب الماء في عمق حوالي 2 سم. وينبغي أن يكون الدافع وراء فقاعة الهواء التي تخفي في محا.
3. اضافة الى وجود دبوس في الجزء الأمامي من الجزء الأيمن من الاسفنج ، وحوالي 2 ملم وراء الهاوية.
4. تخدير an الزرد الكبار في MS - 222.
5. وضع الزرد على الإسفنج مع ما يصل الظهرية والسماح جانب واحد من الزعنفة الصدرية لها قبل طرف الأول.
6. يتم إدراج دبوس الثاني خلف الزعنفة الصدرية الأخرى. يمكن أن تجنب انكماش الزرد الجسم من خلال التعاون مع طرف الأول (انظر أيضا في الشكل 2).
7. المشبك ذيله مع الشريان المشبك المشبك وإصلاح الشريان في قطعة من المطاط (الصلصال) والتي انضمت في غرفة الأسماك.
8. هي التي زرعت دبوس الثالث والرابع في موقع بالقرب من مسام الجسد المذرقية الأسماك. ويمكن أن يمنع الزرد لموجة ذيله بشكل مكثف.
9. ويقع مقر دبوس الخامسة بين الأول والثالث ودبوس دبوس ثم السادس على الجانب الآخر منه. يمكن أن تمنع من الزرد تهز جسمها.
10. يتم إدراج دبوس والسابعة والثامنة في مواقع بالقرب من الخياشيم للحفاظ على اتجاه الرأس.
11. صب الماء في غرفة تربية الأسماك.
12. بعد الزرد يستيقظ ، والسماح لها التكيف لمدة 5 دقائق 10 ~.
13. التبديل على ضوء هذا الجهاز والسماح الزرد تكييف هذه الإضاءة لمدة 2 دقيقة.
14. التبديل على المحرك إلى محرك صريف الزرد والسماح للتكيف لمدة 1 دقيقة.
15. بدوره على الكاميرا وتسجيل حركة العينين.
16. تحليل زوايا العين ⁽⁶⁾ وأرقام رمش على الكمبيوتر الشخصية (هو مبين مثال ممثل العين زوايا التحليل في Fig.2).

الشكل 2. زاوية العين وبين المحور محور الجسم.

حددنا أ) عندما يكون اتجاه حزيز والأنف إلى موقتا ، في زاوية قبل هيئة الأسماك زاوية سلبية وزاوية في جسم السمكة هو زاوية إيجابية ، والعكس بالعكس (لاستعراض موجز انظر أيضا المرجع. 6). الأرقام في هذا الرقم يمثل تسلسل من الدبابيس.

ب) تحليل المثال OKR من الأسماك في المجموعة العادية. ونقلت فيلم ثانية واحدة لسلسلة الإطارات وقياس الزوايا عين كل إطار مع صورة للمحترفين البرمجيات زائد. كل نقطة في هذا الرقم يمثل كل إطار علينا قياسه.

ملاحظات :

1. وتستخدم فقط كل المسامير من الزرد لمنع اهتزاز جسمها أيضا سوف تكون ضيقة تضر الأسماك.
2. يمكن المشبك الشريان الضرر الذيل ومنطقتها الاتصال صغيرة. مرة واحدة في الذيل هو الحرة ، فمن الصعب جدا لإصلاح هذه الأسماك. لف ضمادة حول الذيل ويوصى في بعض الشرط.
3. ينبغي للدبوس والسابعة والثامنة التي زرعت في موقع بالقرب من الخياشيم لا تكون ملجأ من أبصارهم من صريف.

الجزء الثالث. OKR من اسماك الزرد اليرقات

1. Methylcellulose

يمكن أن يجمد اليرقات الزرد في حل methylcellulose 6 ٪ في حين تبقي على قيد الحياة لفترة طويلة. يعد حل methylcellulose على النحو التالي.

1. يغلي 200 مل DDH ₂ O في المايكرويف حوالي 3 دقائق على مستوى عال.
2. نقل الماء الساخن لموقد اثارة وتحريك بقوة.
3. إضافة 12 methylcellulose ز في الماء الساخن تدريجيا.
4. ابقاء التحريك لمدة 3 دقائق بعد methylcellulose جيدا متفرقة.
5. مع حلول تبريد الماء المثلج حتى يصبح واضحا ، ووضع بعد ذلك في 4 درجات مئوية.

1. زوجين من الذكور والإناث من الزرد الكبار في خزان التزاوج في الساعة 17:00 بعد الرضاعة. صباح اليوم التالي نقلها إلى خزان التزاوج الطازجة وجمع الأجنة بعد 1 ساعة.
2. والحفاظ على البيض في المتوسط ​​28.5 في جنين ± 0.5 درجة مئوية مع حاضنة النور : دورة المظلمة 14:10.
3. فقس البيض وسيتم في 48 من أصل إخصاب آخر ساعة (HPF) وسيتم اختبار OKR HPF في 72 أو في وقت لاحق. في هذا الفيديو ، ويتم في 5 larvaes DPF.

3. إجراءات OKR

1. وضع الجهاز تحت المجسام مزودة كاميرا CCD والتبديل على ضوء هذا الجهاز.
2. إضافة 20 مل methycellulose 6 ٪ في طبق بتري 55 ملم.
3. مكان larvaes عدة في صف واحد في وسط هذا الطبق.
4. وضع فقاعة الهواء حول حجم 1 ميكرولتر في مجال الكاميرا ، ويمكن أن يكون بمثابة مرآة تعكس اتجاه صريف.
5. التبديل على السيارات وتسجيل حركة أعينهم.

الجزء الرابع. ريال عماني للاسماك الزرد الكبار

ويمكن أيضا الكبار الزرد ريال عماني تجري مع هذا الجهاز ، مجرد مكان العمود في غرفة الأسماك لمنع السباحة الأسماك عبر مركز (أظهر في Fig.3a والسرعة الدورية هي 36 دورة في الدقيقة ، أسود وأبيض دورات 11).

1. وضع الأسماك في هذه القاعة الأسماك.
2. يقف عمود بقطر 2 سم في وسط هذه القاعة الأسماك.
3. التكيف لدقيقة واحدة في كل من لا يزال وصريف صريف التناوب.
4. سجل حركة الزرد.
5. تحليل معدل صدفة من الوقت على جهاز الكمبيوتر الشخصي (يظهر على سبيل المثال في Fig.3b ، تناوب السرعة هي 36 دورة في الدقيقة ، أسود وأبيض دورة 11)

الشكل 3. ريال عماني للاسماك الزرد الكبار. (أ) وضعت عمود البلاستيكية البيضاء في وسط الغرفة الأسماك لمنع السباحة الأسماك عبرها. (ب) ويبلغ معدل تزامن الزرد الكبار التالية صريف. وقد عرفت نسبة مصادفة حيث أن نسبة من الوقت صريف التالية لتسجيل الوقت الإجمالي. القيمة 50 ٪ يشير إلى أن الأسماك هي السباحة بشكل عشوائي في حين يشير إلى 100 ٪ صريف التالية السمك بشكل جيد جدا. وسحق كل من الأعصاب البصرية مع ملقط المجوهرات حوالي 10 ثانية. يبدو أن السلوك ريال عماني كما السباحة العشوائية بعد سحق.

Discussion

وفقا للتعريف OKR ، بل هو ظاهرة أن الحيوانات تتحرك عيونهم لمتابعة الدورية صريف عفويا. إذا كان قد تم إجراء هذا السلوك لفترة طويلة (على سبيل المثال أكثر من 6 ساعات) ، قد يكون متعبا في عضلات العين وسيتم OKR الموهن.

وقد وصفت البالغين الزرد ريال عماني بالكامل من قبل الآخرين ^7. في هذا الفيديو ، نعرض لكم فقط هذا السلوك مع أجهزتنا. حالما يتم سحق الأعصاب البصرية ، لم يتمكنوا من اتباع هذا صريف بشكل جيد جدا.

لقد أجرينا OKR اختبار السلوك في الزرد ، والكبار واليرقات ريال عماني في البالغين الذين يعانون من جهاز عادتنا الصنع بسيطة لتقييم الوظيفة البصرية من الزرد. ويمكن هذا الفحص من الزرد OKR الكبار في تجربتنا تبقي قوية بما فيه الكفاية خلال الفترة من 4 ساعات من دون الحاق الضرر بها. وهذا قد يفتح OKR اختبار في دراسة الكبار الأسماك العمل بكفاءة أكبر.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Methylcellulose	Sigma-Aldrich	M6385	Viscosity 25 cP