マウスの視覚を評価するために迫り来る視覚刺激の使用

視覚系は網膜から始まり、光受容体によって視覚信号が捕捉され、双極性細胞 (2 番目の第3次ニューロン) となり、最終的には神経節細胞に渡される。網膜 2^ndおよび 3^rd次数ニューロンは、色、運動、または形状などの視覚信号の特定の側面を伝える複数の神経経路を形成すると考えられています。これらの多様な視覚機能は、側面 geniculate 核と視覚皮質に中継されます。対照的に、眼球運動につながる視覚信号は、優れた索に送られます。古典的には、2つの retino-皮質経路が同定されている: magnocellular と中経路。これらの経路は、それぞれ移動し、静止したオブジェクトを符号化し、それらの存在は、並列処理^{1、2、3、4、5}の基本的な概念を具体化し、 ⁶最近では、15種類以上のバイポーラ細胞^{7、8、9、10、11}および神経節細胞^{12、13、14 、15、16}は、霊長類網膜を含む多くの種の網膜に報告されている。これらの細胞は、形態学的な側面だけでなく、^{8、10、17、18}の明瞭なマーカーおよび遺伝子の発現によっても区別され、視覚信号は並列処理されており、当初予想されていたよりも複雑です。

細胞と分子の技術は、視覚処理や異常な視覚処理から生じる可能性のある潜在的な疾患メカニズムの理解に貢献しています。このような理解は、人工眼の発達に寄与し得る。細胞の検査と分析は細胞レベルで深い知識を提供しますが、行動実験と細胞実験の組み合わせによって、微細な視覚プロセスに関する現在の理解が大幅に強化されます。例えば、吉田 et al.¹⁹は、スターバーストアマクリン細胞がマウス網膜の動き検出のための重要なニューロンであることを発見した。細胞実験に続いて、optokinetic 眼振 (OKN) 行動実験を行い、スターバーストアマクリン細胞が機能不全になっていた変異マウスが移動対象物に反応しなかったことを示し、それによって細胞調査。また、ピアソン et al.²⁰は、マウス網膜における感光体移植を実施し、罹患マウスにおける視力を回復させる。彼らは細胞実験だけでなく、optomotor 応答記録と水迷路タスクの使用を通してマウスの行動を測定したが、ピアソン et al は、これにより、以前の盲検における視力の回復を移植したことを確認することを可能にしたマウス。ともに、行動実験はマウスの視覚を評価する強力なツールです。

マウスの視覚を測定するには、複数の方法があります。これらの方法には、利点と制限があります。インビボで ERG は、マウス網膜、特に光受容体および双極性細胞上の、適切に軽い刺激に応答するかについての情報を提供する。ERG は、暗所視または明所視条件^21、22のいずれかでテストすることができます。しかし、ERG は、麻酔を必要とし、出力測定²³に影響を与える可能性がある。Optokinetic 反射 (OKR) または optomotor 応答 (OMR) は、マウスビジョンの両方の機能成分であるコントラスト感度と空間分解能を評価する堅牢な方法です。しかしながら、OKR は、マウス頭蓋²⁴に固定装置を取り付けるための手術を必要とする。OMR は手術もマウストレーニングも必要としません。しかし、実験者が光学ドラム^25,26における移動格子に応じて微妙なマウスの頭の動きを主観的に検出できるようにする訓練が必要である。瞳孔光反射は、麻酔を必要とせず、客観的かつロバストな応答を示す光刺激に応答して瞳孔狭窄を測定する¹⁹.瞳孔反射は生体内での網膜光応答を模擬しているが、その反射は主として本質的な感光性網膜神経節細胞 (ipRGCs) ²⁷によって媒介される。IpRGCs は少数派の RGCs を表し、従来の画像形成神経節細胞としては機能しないので、この測定は、神経節細胞の大部分に関する情報を提供しない。

迫り来る光実験は、これまでマウスの視界を測定するための主要なテストとは考えられていませんでした。しかし、それはまた、マウス^28、29、ゼブラフィッシュ³⁰、イナゴ ^31、32、および人間^33、34のような様々な種にわたって堅牢で信頼性の高い視力検査であり、³⁵重要なことに、迫りくる実験は、画像形成経路を試験する少数の方法のうちの1つであり、中枢神経系の視覚および辺縁系システムがこの回路³⁶に関与していることを考えれば、反射経路ではない。 ^37、38。我々は迫り来る視覚刺激システムを確立し、マウスにおける動き検出を誘発する能力を実証し、マウス視覚システムの intactness を評価するためのプロキシとして使用しています。