마우스 비전을 검사 하기 위해, 우리는 얼씬 한 테스트를 실시 했습니다. 마우스는 천장에 모니터가 있는 큰 광장 경기장에 배치 되었다. 눈에 보이는 시각적 자극은 마우스에서 지속적으로 동결 또는 비행 반응을 유발.
중추 신 경계의 시각 시스템은 다양 한 시각적 신호를 처리 합니다. 전체 구조는 시각 피 질에 대 한 측면 교 화 핵을 통해 망막에서 특성화 되었지만, 시스템은 복잡 하다. 세포 및 분자 연구는 시각적인 처리를 뒷받침하는 기계 장치를 명료 하 게 하 고, 확장 하 여, 질병 기계 장치에 의하여 진행 되었습니다. 이러한 연구는 인공 시각 시스템의 개발에 기여할 수 있습니다. 이러한 연구의 결과를 확인 하기 위해 행동 시력 검사가 필요 합니다. 여기서, 우리는 눈에 보이는 자극 실험이 비교적 간단한 설정을 필요로 하는 신뢰할 수 있는 마우스 비전 테스트 임을 보여준다. 어렴풋이 실험은 한 구석에 피난처와 천장에 있는 컴퓨터 모니터와 큰 인클로저에 실시 되었다. 컴퓨터 모니터 옆에 위치한 CCD 카메라는 마우스 동작을 관찰 하기 위해 제공 됩니다. 마우스는 10 분 동안 인클로저에 배치 하 고 주변을 탐구 하 고에 적응 하는 것이 허용 되었다. 이어서, 상기 모니터는 상기 유도 된 자극 10 배를 프로그램 하 여 투영 한다. 마우스는 얼 거 나 숨어 있는 장소로 달아 나는 것에 의해 자극에 반응 했습니다. 어 지는 자극 전후의 마우스 동작을 기록 하 고, 모션 트래킹 소프트웨어를 이용 하 여 비디오를 분석 하였다. 마우스 운동의 속도는 어렴풋이 자극 후 크게 변경. 대조적으로, 블라인드 마우스에서 반응은 관찰 되지 않았다. 우리의 결과는 간단한 눈에 보이는 실험이 마우스 비전의 믿을 수 있는 시험 이라는 것을 보여줍니다.
시각 체계는 망막에서 시작 되 고, 시각적인 신호는 광 수 용기에 의해 포착 되 고, 양극성 세포 (2nd순서 뉴런)에 표출 되 고, 마지막으로 신경 절 세포 (3 개의rd-순서 뉴런)에 전달 됩니다. 망막 2nd-3rd-순서 뉴런은 색상, 동작 또는 모양과 같은 시각적 신호의 특정 측면을 전달 하는 여러 신경 통로를 형성 하는 것으로 생각 됩니다. 이러한 다양 한 시각적 특징은 측면의 가설 핵과 시각 피 질에 중계 된다. 대조적으로, 눈 운동에 지도 하는 시각적인 신호는 우량한 colliculus에 전송 됩니다. 고전적으로, 두 개의 retino 대뇌 피 질의 통로가 확인 되었습니다: 마 그 놀 리아와 발성 세포 통로. 이러한 경로는 각각 이동 및 고정 개체를 인코딩하고 그 존재는 병렬 처리의 기본 개념을 구체화 합니다.1,2,4,5 6. 최근에는 15 종류 이상의 양극성세포 들7,8,9, 10, 11 및 신경 절 세포 들이12,13,14 ,15,16 은 영장류 망막을 포함 한 많은 종의 망막에서 보고 되었다. 이들 세포는 형태학 적 측면 뿐만 아니라 구별 마커 및 유전자의 발현에의해도8,10,17,18의 다양 한 특징이 있음을 시사 한다. 시각적 신호는 병렬로 처리 되며, 원래 예상한 것 보다 더 복잡 합니다.
세포 및 분자 기술 변종 시각 처리에서 발생할 수 있는 시각 처리 및 잠재적인 질병 메커니즘에 대 한 우리의 이해에 기여 했다. 그러한 이해는 인공 눈의 발달에 기여할 수 있습니다. 세포 검사 및 분석은 세포 수준에서 심도 있는 지식을 제공 하지만, 행동 실험과 세포 실험의 조합은 미세 시각 과정에 대 한 우리의 현재 이해를 크게 증가 시킬 것입니다. 예를 들어, 요시다 외19 는 무 축 삭 세포가 마우스 망막의 움직임 검출을 위한 핵심 뉴런 이라는 것을 발견 했습니다. 세포 실험에이 어, 그들은 광 운동 안 진 세포 (OKN) 행동 실험을 수행 하 여 스타 버스트 무 축 삭 체가 이동 하는 물체에 반응 하지 않았고, 그로 인해 세포를 확인 하는 돌연변이 쥐가 작동 하는 것을 보여주기 위해 조사. 또한, Pearson et al20 은 생쥐 망막에서 광 수용 체이 식을 실시 하 여 병에 걸린 쥐의 시야를 회복 시켰습니다. 그들은 세포 실험 뿐만 아니라 광 모터 반응 녹음 및 수 분 미로 작업을 사용 하 여 마우스 동작을 측정 했기 때문에 Pearson et al을 사용할 수 있었습니다. 이전 시각 장애인의 시력 회복 마우스. 함께 촬영, 행동 실험은 마우스 비전을 평가 하는 강력한 도구.
마우스 비전을 측정 하는 데 여러 가지 방법을 사용할 수 있습니다. 이러한 방법에는 장점과 제한이 있습니다. 생체 내에서는 마우스 망막, 특히 광 수용 체 및 양극성 세포에 대 한 정보를 제공 하며, 빛 자극에 적절 하 게 반응 한다. 에 베 그는 스 코트 또는 photopic 조건21,22에서 중 하나를 테스트 할 수 있습니다. 그러나,이는 마 취를 필요로 하며,이는 출력 측정 (23)에 영향을 줄 수 있다. 광 운동 반사 (OKR) 또는 광 모터 반응 (OMR)은 마우스 비전의 기능적 구성 요소 모두 대비 감도 및 공간 해상도를 평가 하는 강력한 방법입니다. 그러나, OKR은 마우스 두개골 (24)에 고정 장치를 부착 하는 수술이 필요 하다. OMR 수술이 나 마우스 훈련이 필요 하지 않습니다; 그러나, 그것은 실험 자가 광학 드럼 ( 25)에서 움직이는 격자에 반응 하 여 미묘한 마우스 머리의 움직임을 검출 주관적으로 수 있도록 훈련을 필요로 한다26. 눈동자 빛 반사는 마 취를 필요로 하지 않는 빛 자극에 응 하 여 눈동자 수 축을 측정 하 고 객관적이 고 튼튼한 응답을 전시 합니다 19. 동 공 반사는 생체 내에서 망막 광 반응을 시뮬레이션 하지만, 반사는 주로 본질적으로 감광 성 망막 신경 절 세포 (ipRGCs) 27에 의해 중재 됩니다. IpRGCs는 소수의 RGCs를 나타내며 기존의 이미지 형성 신경 절 세포로 서의 역할을 하지 않기 때문에,이 측정은 신경 절 세포의 대다수에 관한 정보를 제공 하지 않습니다.
어렴풋이 빛 실험은 이전에 마우스 비전을 측정 하기 위한 주요 테스트로 간주 되지 않았습니다. 그러나 마우스28,29, 제 브라 피시30, 로커 스 트31,32및 인간33,34 등 다양 한 종에 걸친 견고 하 고 신뢰할 수 있는 비전 테스트 이기도 35. 중요 하 게는, 눈에 보이는 실험은 심상 형성 통로를 시험 하는 단지 몇몇 방법의 한 개입니다-반사 통로-이 회로36에 관여 되는 중추 신 경계의 시각 및 변 연계 체계를 주어, 37,38. 우리는 눈에 보이는 시각 자극 시스템을 확립 하 고 마우스의 움직임을 유도 하는 능력을 입증 했다, 마우스 비주얼 시스템의 불평등을 평가 하기 위해 프록시로 사용 하는.
눈에 보이는 시각적 자극 시스템, 과반수 (97%) 건강 한 눈-생쥐의 비행 반응을 보였다. 29 마우스 중 하나는 명백한 비행 응답을 보여주지 않았다. 그러나 마우스는 돔을 향해 걸어와 서 사라질 때까지 근처에 남아, 마우스는 어 지 렸 던 자극이 발생 했을 때 적어도 조심 했다는 것을 나타냅니다. 따라서, 아 련 하 게 되는 자극은 건강 한 눈이 있는 쥐에서 지속적으로 타고 난 공포 반응을 나타내어. …
The authors have nothing to disclose.
이 작업은 NIH R01 EY028915 (TI) 및 RPB 교부 금에 의해 지원 되었습니다.
10.1" monitor (2° display) | Elecrow | Elecrow 10.1 Inch Raspberry Pi 1920x1080p Resolution Display | |
14" Business Class Laptop 5490 | Dell | 84 / rcrc961481-4860836 | |
20" x 50" Absorbant Liners | Fisher Scientific | AL2050 | works well to protect floor of arena, could use any type of liner |
21.5" monitor (1° display) | Acer | Acer R221Q bid 21.5-inch IPS Full HD Display | |
CCD Camera | Lumenera Corporation | Infiniyy3S-1UR | excellent for behavioral studies due to high fps rate (60 fps) |
Enclosure (alminum frames and PVC panels) | 80/20 Inc. | 4x cat.#9010, 4x cat.#9005, 1x cat.#9000, 5x cat.#65-2616 | excellent, used quick build tab to find PVC, joints, and frame |
Ethanol | Fisher Scientific | 22-032-601 | |
Excel Spreadsheet Software | Microsoft Office | user friendly and widespread knowledge of Microsoft Office software | |
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ImagePro Premiere 3D | Media Cybernetics | version 9.3 | good program, could use some updating with the automated tracking feature |
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