Usando estímulos visuais de Looming para avaliar a visão do mouse

O sistema visual começa na retina, onde os sinais visuais são capturados por fotorreceptores, canalizados para células bipolares (2 neurônios de ordem^ND), e finalmente passados para células ganglionares (3^RD-ordem neurônios). Os neurônios da ordem retina 2^NDe 3^RDsão pensados para formar múltiplas vias neurais que transmitem aspectos específicos da sinalização visual, como cor, movimento ou forma. Estas características visuais diversificadas são retransmitidas ao núcleo geniculado lateral e ao córtice visual. Ao contrário, os sinais visuais que conduzem ao movimento do olho são emitidos ao colliculus superior. Classicamente, duas vias retino-corticais foram identificadas: os caminhos magnocelular e parvocelular. Esses caminhos codificam objetos móveis e estacionários, respectivamente, e sua existência incorpora o conceito básico de processamento paralelo^1,2,3,4,5, a ⁶. Recentemente, mais de 15 tipos de células bipolares^7,8,9,10,11 e células ganglionares^{12,13,14 ,15,16} foram relatados na retina de muitas espécies, incluindo o primata retina. Estas células distinguem-se não só pelos aspectos morfológicos, mas também pela expressão de diferentes marcadores e genes^8,10,17,¹⁸, sugerindo que várias características da os sinais visuais são processados paralelamente, o que é mais complicado do que o previsto inicialmente.

As tecnologias celulares e moleculares contribuíram para a nossa compreensão do processamento visual e dos potenciais mecanismos de doença que podem surgir do processamento visual aberrante. Tal entendimento pode contribuir para o desenvolvimento de olhos artificiais. Embora as examinações e a análise celulares ofereçam o conhecimento detalhado em um nível celular, uma combinação de experiências comportáveis e de experiências celulares aumentaria significativamente nossa compreensão atual de processos visuais minuciados. Por exemplo, Yoshida et al.¹⁹ descobriram que as células amacrinas Starburst são os neurônios-chave para a detecção de movimento na retina do mouse. Após experimentos celulares, eles realizaram o experimento comportamental de nistagmo optocinético (OKN) para mostrar que camundongos mutantes em que as células amacrinas Starburst foram disfuncionais não responderam a objetos em movimento, confirmando assim a sua rede celular Investigações. Além disso, Pearson et al.²⁰ realizaram transplante de fotorreceptores na retina do camundongo para restaurar a visão em camundongos doentes. Eles realizaram não apenas experimentos celulares, mas também mediram o comportamento do mouse através do uso de gravações de resposta optomotora e tarefas de labirinto de água, permitindo assim Pearson et al. verificar que os fotorreceptores transplantados restauraram a visão no anteriormente cego Ratos. Tomados em conjunto, experimentos comportamentais são ferramentas fortes para avaliar a visão do mouse.

Vários métodos estão disponíveis para medir a visão do mouse. Esses métodos têm vantagens e limitações. In vivo ERG fornece informações sobre se a retina do mouse, particularmente fotorreceptores e em células bipolares, responde adequadamente a estímulos leves. O ERG pode ser testado as condições Scotopic ou photopic^21,22. No entanto, o ERG requer anestesia, o que pode afetar a medição de saída²³. O reflexo optocinético (OKR) ou a resposta optomotora (OMR) é um método robusto para avaliar a sensibilidade ao contraste e a resolução espacial, ambos os componentes funcionais da visão do mouse. No entanto, o OKR requer cirurgia para anexar um dispositivo de fixação ao crânio do mouse²⁴. OMR não requer cirurgia nem treinamento de mouse; no entanto, requer treinamento para permitir que um experimentador detecte subjetivamente os movimentos sutis da cabeça do mouse em resposta a uma grade em movimento em um tambor óptico ^25,26. O reflexo de luz pupilar mede a constrição da pupila em resposta a estímulos leves, o que não requer anestesia e apresenta respostas objetivas e robustas ¹⁹. Embora o reflexo da pupila simule a resposta clara retinal in vivo, o reflexo é negociado principalmente pelas pilhas retinal intrinsecamente fotossensível do gânglio (iprgcs) ²⁷. Porque os ipRGCs representam uma minoria pequena de RGCs e não servem como pilhas convencionais da imagem-formação do gânglio, esta medida não fornece a informação que pertence à maioria de pilhas do gânglio.

O experimento de luz iminente não foi previamente considerado um teste importante para medir a visão do mouse. No entanto, é também um teste de visão robusto e confiável em várias espécies, tais como^{mouse 28,29}, zebrafish³⁰, Locust^31,32, e^{humano 33,34, 35}. importante, o experimento iminente é um dos poucos métodos para testar a via de formação de imagem-não é uma via reflexa-dado o Visual e os sistemas límbico no sistema nervoso central estão envolvidos neste circuito^{36, 37,38}. Nós estabelecemos um sistema de estímulo visual iminente e demonstraram sua capacidade de eliciar detecção de movimento no mouse, que usamos como um proxy para avaliar a intactência do sistema visual do mouse.