VisioTracker, Okülomotor Analizi Yenilikçi Otomatik Yaklaşım

1. Balık Yetiştiriciliği

Embriyolar tuttu ve kaldırdı standart koşullar (Marka 2002) altında ve gün sonrası fertilizasyon (DPF) gelişmesine göre evrelendirildi. 5 dpf at Yetişkin ve larva ölçümleri için kullanılmıştır.

2. Deneysel prosedürün

1. Alet hazırlanması

Larva: Balık larvalarının% 3 gömüldü önceden ısıtılmış (28 ° C) vücut hareketleri önlemek için metilselüloz. Embriyolar projelendirme ekrana bakacak, VisioTracker dorsal yüzü yukarı yerleştirildi. Yetişkin balık: Balık hareketsizleştirir cihazın içine monte ve VisioTracker yerleştirilir, 300 mg / l MS-222 kısaca anestezi yapıldı. Ölçümleri başlatılmıştır önce, 1-2 dakika kurtarmak için bırakıldı.

2. Uyaran desen Nesil

Balık etrafında dönen dikey siyah-beyaz sinüs ızgaralar oluşan Stimulus desenler oluşturulantescilli yazılım paketini kullanarak. Onlar dalga formu, kontrast, yoğunluk, açısal hız ve uzaysal frekansa göre yazılım paketi ile modüle olabilir. Desenler VisioTracker içinde bulunan bir dijital ışık projektörü kullanarak ekrana yansıtılan edildi. Balık gözü ve ekran arasındaki yaklaşık mesafe 4.5 cm, ve projeksiyon boyutu ekranda yatay 360 derece ve dikey olarak 55 derece oldu. Larva balık için, stimülasyon yönünü sakkad sıklığını azaltmak için 0.33 Hz frekans ile değiştirilmiştir. Yetişkin balıklar tek yönlü teşvik edildi ve genel olarak burun-to-temporal göz hızı (Mueller ve Neuhauß, 2010 bakınız) anlamlı olarak daha düşük ve daha az sabittir yana sadece zamansal-to-burun yönünde uyarılan göz, kabul edildi.

3. Göz hareketlerinin kaydedilmesi

Balığın başının parlak alanlı görüntü kızılötesi kamera beslenmiştir. Balık Kızılötesi aydınlatma f etkilenmiştirAşağıda rom. Kamera sırasıyla, 5 kare / saniye (larva) veya 12.5 kare / saniye (yetişkin) oranında görüntüleri kaydedildi. Görüntüler otomatik olarak, işlenmiş düzeltilmesi ve göz şekli için düzgünleştirilir. Yatay eksen ile ilgili olarak göz yönlendirme sonra otomatik olarak tespit edildi ve göz hız özel yazılım paketi ile hesaplanmıştır. Balık küçük hareketleri otomatik olarak yazılım tarafından için düzeltilmiştir. Tüm kayıt ve analiz gerçek zamanlı olarak elde edildi.

3. Post-deneysel veri işleme

1. Göz hızlarının Ham ölçümleri yavaş faz hızı elde etmek amacıyla sakkadlar için filtre edildi.
2. Sakkad-filtre gözü hız eğrilerini 7 kare kayar pencere ile çalışan bir ortalama ile düzeltilmiş edildi.
3. Göz hızı aynı uyarıcı koşulları ile çerçeve üzerinde ortalama edildi.
4. Larva balık için, göz hızı iki gözü üzerinde ortalama edildi.

4. Temsilcisi sonuçları:

Larva Zebrafish için, tampon mutant seçilmiştir. Bu mutant, lens epitel hücrelerinde azalma lens boyutu ve lens ektopik konumu yol hyperproliferate. Bu morfolojik değişiklikler bir kontrast hassasiyeti önemli ölçüde azalma ve görme keskinliğinde (Schonthaler ve ark., 2010) tarafından yansıtılır. Şekil 1 yabani tip kardeşlerine karşı tampon mutantlar kontrast duyarlılık açısından farklılık göstermektedir. Tampon mutantlar giderek uyaran kontrastı azaldıkça gözün hızı ayarlamak için başarısız. Benzetme, uyaran uzaysal frekans arttığında, uyaran şerit genişliği azalır, yani tampon mutantlar aynı şekilde görme keskinliği (Şekil 2) azaltılmış şekilde gösteriyor

Erişkin Zebrafish visua ve bağımlılığıçevre koşullarına l performans 30 dakika boyunca kendi tank su içinde alkol farklı konsantrasyonlarının için balık tabi tutulması ve daha sonra çeşitli uyarıcı koşullar altında optokinetik tepkisini ölçmek ile araştırılmıştır. Yetişkin Zebrafish artan alkol konsantrasyonlarını (Şekil 3) muhafaza kontrast duyarlılık belirgin bir azalma göstermektedir. Balık artan konsantrasyonlarda alkol (Şek. 4) ile muamele edildiği uzamsal geniş bir frekans aralığı üzerinde genel olarak göz hız benzer bir doza bağımlı azalma gözlenebilir. Alkol tedavisi ayrıca doza bağımlı olarak artan uyaran hızı (Şekil 5) örneklediği gibi daha zorlu görevler de okülomotor performansını azaltır.

Şekil 1. Zebra balığı larvalarının gözü hızı uyarıcı kontrast bağlıdır. 10 tampon mutantlar ve 10 yabani tip kardeşler s değişen altında 5 dpf at analiz edildi Tümülüsü şerit kontrast koşulları. Grafik ortalaması göz hızı ± 1 SEM göstermektedir.

Şekil 2. Zebra balığı larvalarının gözü hızı uzaysal frekans bağlıdır. 10 tampon mutantlar ve 10 yabani-tip kardeşler 5 dpf, farklı uyarıcı şerit genişliği tabi olarak tarif analiz edildi. Grafik ortalaması göz hızı ± 1 SEM göstermektedir.

Şekil 3. Kontrast duyarlılık Yetişkin Zebra balığı gösterisi alkol konsantrasyona bağımlı azalma. Yetişkin Zebra balığı 30 dakika süreyle gösterilir ve değişen uyaran şerit kontrast koşulları altında analiz olarak alkol konsantrasyonları değişen muhafaza edildi. (: N = 11 kontrol grubu hariç) Grafik ortalama temporal-to-burun göz hızı ± grup başına 9 balık 1 SEM göstermektedir.

E 4 "src =" / files/ftp_upload/3556/3556fig4.jpg "/>
Şekil 4,. Uyarıcı şerit genişliği geniş bir aralığı üzerinde genel olarak göz hareketi Yetişkin Zebrafish göstermektedir alkol konsantrasyona bağımlı bir azalma. Yetişkin Zebra balığı 30 dakika süreyle gösterilir ve değişen uyaran şerit genişliği koşullarında analiz gibi alkol konsantrasyonları değişen muhafaza edildi. (: N = 11 kontrol grubu hariç) Grafik ortalama temporal-to-burun göz hızı ± grup başına 9 balık 1 SEM göstermektedir.

Şekil 5,. Uyarıcı hızlarının geniş bir aralığında genel olarak göz hareketi Yetişkin Zebrafish göstermektedir alkol konsantrasyona bağımlı bir azalma. Yetişkin Zebra balığı 30 dakika süreyle gösterilir ve uyarıcı hız koşullarında değişen altında analiz olarak alkol konsantrasyonları değişen muhafaza edildi. Grafik ortalama temporal-to-burun göz hızı ± grup başına 9 balık (kontrol grubu hariç 1 SEM göstermektedir:n = 11).

Oliver DR Schnaedelbach ve Holger D. Russig Bu makalede kullanılan görsel performans izleme sistemi üretir TSE Systems GmbH çalışanlarıdır. Bu makalenin Üretim TSE Systems GmbH tarafından sponsor oldu. Stephan CF Neuhuass satılan her sistem için TSE Systems tarafından ücret alan Zürih Üniversitesi'nden bir çalışanıdır.