Farelerde Video-oculography

Bu prosedürün genel amacı, farelerde video okonografi gerçekleştirmektir. Bu işlem, öncelikle farenin kafatasına, başının özel bir baş gövde sabitleyicide immobilize edilmesini sağlayan bir pedestal düzeneği yerleştirilerek gerçekleştirilir. İkinci adım ise fareyi video okül düzeneğine yerleştirmek ve video pupil takip sistemini kalibre etmektir.

Ardından, geniş bir vestibüler ve optik kinetik uyaran repertuvarı kullanılarak okülomotor sistem aktive edilirken göz hareketleri kaydedilir. Son adım, bu göz hareketlerinin analiz edilmesidir. Nihayetinde, normal, farmakolojik olarak tedavi edilmiş veya genetik olarak modifiye edilmiş farelerdeki video O ikonografisi, motor davranışların fizyolojisini araştırmak için kullanılabilir.

Bu yöntem oküler motor sistem hakkında bilgi sağlayabilse de, insan patolojilerini taklit eden mutant fareler kullanılarak serebellar vestibüler veya oküler kökenli hastalıkların incelenmesinde de uygulanabilir. Bu prosedüre başlamak için, fareyi izofluran ve oksijen karışımı içeren bir gaz haznesinde anestezi altına alın. Ardından, gazı bir maske aracılığıyla vererek anesteziyi sürdürün.

Ardından, farenin vücut sıcaklığını 37 °C'de tutmak için bir ısıtma pedi ve anal termal sensör kullanın. Sonrasında, gözlerin kurumasını önlemek için göz pomadı uygulayın, dorsal kranial tüyleri tıraş edin ve cerrahi bölgeyi temizleyin. Daha sonra, kafatasının dorsal kranial yüzeyini açığa çıkarmak için orta hat boyunca bir insizyon yapın, yüzeyi temizleyin ve kurulayın.

Ardından, bgma'dan bir damla fosforik asit Lambda'ya uygulayın. 15 saniye sonra aşındırıcıyı uzaklaştırın, ardından kraniyal yüzeyi salin ile temizleyin ve tekrar kurulayın. Aşındırılmış kraniyal yüzeyin üstüne bir damla opti bond prime uygulayın ve hava ile kurutun.

30 saniye boyunca kurulayın. Ardından, opti bond prime üzerine bir damla opti bond adezivi ekleyin. UV ışığı ile bir dakika boyunca kürleyin.

Ardından, adeziv tabakayı ince bir charisma kompozit tabakası ile kaplayın. Mıknatıs vida deliğine ve tutunma bölgelerine sahip konnektör, kompozite gömülür. Daha sonra kompoziti UV ışığı ile kürleyin.

Gerekiyorsa, tekrar ek kompozit tabakaları uygulayın ve bunları ışıkla sertleştirin. Farelerin cerrahi işlemden sonra en az üç gün boyunca iyileşmesini bekleyin. Bir sonraki adım, fareyi sabitleyiciye yerleştirmek ve başını mıknatıs ile sabitleyiciye sabitlemektir; bir vida ile fare baş ve gövde sabitleyicisini bir XY platformuna monte edin.

XY platformunu kullanarak, farenin başını döner tablanın merkezinin üzerine yerleştirin, böylece fare pitch Ya ve roll eksenleri boyunca hareket ettirilebilir. Ardından, göz tarama sistemi tarafından oluşturulan gözün görsel görüntüsünü kullanarak gözü hizalayıp başını doğru pitch ya ve roll açısına getirin. Artık döner tabla, AC servo kontrollü bir motora bağlıdır.

Döner tablanın konumu, döner tabla eksenine bağlı bir potansiyometre ile izlenir. Döner tabla, rastgele nokta desenine sahip ve yine AC servo kontrollü bir motora sahip olan silindirik bir çevreleme ekranı ile örtülmüştür. Silindirik ekranın konumu, kendi eksenine bağlı bir potansiyometre ile izlenir.

Ekran, bir halojen ışıkla aydınlatılabilir. Döner tablanın ve onu çevreleyen ekranın hareketi, bir giriş çıkış arayüzüne bağlı bir bilgisayar tarafından kontrol edilir. Döner tabla ve çevreleyici ekran konum sinyalleri, giriş çıkış arayüzü tarafından dijitalleştirilen 20 hertz kesim frekansı ile filtrelenir ve bu bilgisayarda saklanır.

Fare gözü, üç kızılötesi yayıcı ile aydınlatılır. Bunlardan ikisi döner tablaya sabitlenmiş, üçüncüsü ise kameraya takılmıştır. Bu üçüncü yayıcı, kalibrasyon prosedürü ve göz hareket kayıtları sırasında kullanılan bir referans kornea yansıması oluşturur.

Zoom lens ile donatılmış bir kızılötesi CCD kamera, döner tablaya monte edilmiş ve farenin baş kısmına odaklanmıştır. Döner tablanın merkezindedir. Kamera kilidi açılarak döner tabla ekseni boyunca tam olarak 20 derece hareket ettirilebilir.

Kalibrasyon prosedürü sırasında, video sinyali; pupillayı ve referans kornea yansımasını yatay ve dikey yönde 120 hertz örnekleme hızında takip edebilen bir göz takip sistemi tarafından işlenir. Ardından referans kornea referans konumu, pupilla konumu ve pupilla boyutu sinyalleri giriş çıkış arayüzü tarafından dijitalleştirilir ve göz hareketlerini kalibre etmek amacıyla tablo ve çevreleyen ekran konumu sinyalleriyle aynı dosyaya kaydedilir; farenin baş pozisyonu kamera ile öyle bir şekilde ayarlanır ki pupillanın video görüntüsü monitörün ortasında yer alsın ve referans kornea referansının temsili gözün dikey orta hattında, doğrudan pupillanın üzerinde bulunsun.

Ardından, kamerayı dikey döner tabla ekseni etrafında birkaç kez 20 derecelik tepe değerlerinde hareket ettirin. Kameranın uç konumlarda kaydedilmiş takip edilen pupil ve referans kornea referans konumlarını kullanarak, pupilin rotasyon yarıçapını hesaplayın.

Pupil boyutu ile pupil rotasyonu arasındaki ilişkiyi belirlemek için bu adımları çeşitli aydınlatma koşulları altında birçok kez tekrarlayın. Ardından bir pupil rotasyon düzeltme eğrisi oluşturun. Şimdi, referans kornea referans pozisyonunu, pupil pozisyonunu ve pupil boyutunu ölçerek gözün açısal konumunu hesaplayın.

Gözbebeği rotasyon değeri, gözbebeğinin rotasyon düzeltme eğrisinden çıkarılabilir ve gözün açısal konumu aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir. Burada VVOR göz hareketi deneyi gösterilmektedir. Şimdi göz konumlarını, tablo konumlarını ve çevre ekran konumlarını açısal konumlara dönüştürün.

Ardından, göz tablosunun ve çevreleyen ekranın açısal konumlarını türevleyerek bir Butterworth alçak geçiren filtre ile filtreleyin. 20 hertz alt kesim frekansı kullanarak, saniyede 40 derece tespit eşiği ile göz hız sinyalindeki ikinci bileşeni çıkarın. Daha sonra, her bir deneme döngüsünü kullanarak tablo ve göz hızı sinyallerinin ortalamasını alın ve ortalama sinyalleri uygun bir fonksiyonla uydurun.

Genel olarak, sinüzoidal bir hız stimülasyonu kullanılır ve ortalama döngüler bir sinüs veya kosinüs fonksiyonu ile uydurulur. Bu video, çevredeki ekranın 0,2 ile 1 hertz arasındaki bir frekans aralığında ve 1,6 derecelik bir genlikle döndürülerek optokinetik refleksi tetiklemesiyle göz hareketlerinin nasıl oluşturulduğunu göstermektedir. Farelerin optokinetik sisteminin düşük frekans aralığında, yüksek frekans aralığına göre daha verimli olduğu görülmektedir.

Göz hareketlerinin nasıl oluştuğunu göstermek için işte başka bir video. Fare, 0.2 ile 1 hertz arasındaki frekans aralığında ve 1.6 derecelik bir genlikte dönen bir döner tabla üzerinde döndürülerek karanlıkta vestibüler oküler refleks tetiklenmiştir. Farelerin vestibüler oküler sisteminin, düşük frekans aralığına kıyasla yüksek frekans aralığında daha verimli olduğu gösterilmiştir.

Burada, çevredeki ekran iyi bir şekilde aydınlatılmışken, döner tablanın 0,2 ile 1 Hz arasındaki bir frekans aralığında 1,6 derecelik bir genlikle döndürülmesiyle, görsel olarak desteklenmiş vestibüler oküler refleksi tetiklemek için farenin ışık altında döndürülerek göz hareketlerinin nasıl oluşturulduğuna dair başka bir film gösterilmektedir; farenin tüm frekans aralığı boyunca etkili kompanse edici göz hareketleri oluşturduğu görülmektedir. Bu film ise, vestibüler oküler refleksin adaptif olarak artırılmasıyla motor öğrenmenin nasıl gerçekleştirildiğini göstermektedir. Faz dışı bir eğitim paradigması kullanılarak, döner tablanın çevredeki ekrana faz dışı olacak şekilde döndürülmesi, bu farenin VOR kazancını artırmaktadır.

Bu videoyu izledikten sonra, farelerde video okuline (ocul) işleminin nasıl gerçekleştirileceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız.