الفيديو oculography في الفئران

1. إعداد وأجريت التجارب التالية وفقا للجنة دوتش الأخلاقية للتجارب على الحيوانات. اعداد الفئران للoculography الفيديو. من أجل قياس حركات العين على فأرة الحاسوب، ورئيس الماوس يحتاج إلى يجمد. لذلك، يتم إجراء بناء قاعدة التمثال على الجمجمة من الفأرة (الشكل 1). تخدير الماوس عن طريق مزيج من isoflurane (isofluran 1-1.5٪؛ روديا Rhodia Organique الجميلة المحدودة، فرنسا)، والأوكسجين في غرفة الغاز. وبكسح الغاز المفرطة. الحفاظ على التخدير عن طريق الأنف مخروط. تأكيد عمق التخدير عن طريق قرصة اصبع القدم. المحافظة على درجة حرارة الجسم عند 37 درجة مئوية مع استخدام وسيلة thermosensor الشرج وسادة التدفئة (FHC، Bowdoinham، ME). حماية العينين من خلال تغطية لهم مرهم العين (duratears، ألكون، بلجيكا). حلق الفراء ظهري الجمجمة، وتنظيف منطقة الجراحة مع تناوب فرك وbetadinه أو حل الكلورهيكسيدين. جعل شق خط وسط لفضح السطح الظهري الجمجمة الجمجمة. جعل السطح نظيفا وجافا. تطبيق قطرة من حامض الفوسفوريك (حمض الفوسفوريك هلام ضوئي 37.5٪؛ كير، CA) على سطح الجمجمة ظهري من الجمجمة من bregma لامدا. إزالة ضوئي بعد 15 ثانية وجعل من سطح الجمجمة مع تنظيف المياه المالحة والجافة مرة أخرى. تطبق على رأس السطح هذه الجمجمة محفورا قطرة من رئيس OptiBond (كير، كاليفورنيا)، والهواء الجاف لمدة 30 ثانية. ضع قطرة من لاصق OptiBond (كير، CA) على رأس رئيس الوزراء OptiBond والعلاج بالضوء لمدة 1 دقيقة (ماكسيما 480 علاج الضوء المرئي وحدة؛ هنري شين، الولايات المتحدة الأمريكية). تغطي طبقة لاصقة مع طبقة رقيقة من مركب كاريزما (هيراوس Kulzer، ألمانيا). 2 تضمين المكسرات متصلة (الإطارات: 3 ملم) في مركب. علاج مركب بعد ذلك مع الضوء. عند الضرورة، وتطبيق طبقات إضافية من مركب وعلاجها مع الضوء. إعلانوزير البوبرينورفين (0.015 ملغم / كغم، واتفاقية استكهولم) لتسكين بعد العملية الجراحية. وينبغي أن يكون هذا الحيوان على قدميه مرة أخرى في غضون ما يقرب من 5 دقائق. السماح للفأرة لاسترداد في قفص المنزل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تقل عن 3 أيام بعد الجراحة. الفيديو oculography الإعداد لفئران (الشكل 2). ضع الماوس في restrainer وإصلاح رأسه إلى restrainer من قبل اثنين من البراغي (الشكل 1). الماوس لا تحتاج إلى أن تكون تخدير لهذا الإجراء. وينبغي تقييد وقت لا يتجاوز 1 ساعة / يوم. تركيب الماوس الرأس والجسم restrainer على منصة XY، والتي بدورها هي التي شنت على أسطوانات (قطره: 60 سم). ويمكن استخدام منصة XY أن توضع على رأس الماوس فوق وسط الدوار. يمكن أن تحرك الماوس فوق محاور الملعب، وياو ولفة. يتم وضعها على رأس الماوس في ياو الصحيح، وزاوية الملعب لفة عن طريق مواءمة العين باستخدام صورة مرئية للعين التي تولدها التنفسي ISCANم. بدلا من ذلك، يمكن وضع لبناء قاعدة التمثال على رأس فأر في إطار المجسم 11. ويتم رصد ويرد على القرص الدوار لأجهزة السيارات التي يسيطر عليها التيار المتردد (متناسق محرك AG، هولندا)، والموقف من القرص الدوار من الجهد (Bourns المؤتمر الوطني العراقي.، CA) التي تعلق على محور دوار. شاشة أسطواني المحيطة (قطره: 63 سم، الطول: 35 سم) مع نمط منقط العشوائي (كل عنصر 2 °) ويغطي القرص الدوار، كما تم تزويد هذه الأسطوانة مع أجهزة السيارات التي يسيطر عليها التيار المتردد (متناسق محرك AG، هولندا) . ويتم رصد موقف شاشة أسطواني من الجهد (Bourns المؤتمر الوطني العراقي.، CA) تعلق على محورها، ويمكن أن أضاءت الشاشة بواسطة ضوء الهالوجين (20 واط). هي التي تحرك كل من الشاشة والقرص الدوار المحيطة بها وعلى نحو مستقل. وتسيطر حركة أسطوانات وشاشة المحيطة بها بواسطة جهاز كمبيوتر متصلة واجهة I / O (CED محدود، كامبريدج، المملكة المتحدة). تايتم تصفيتها وبلي المحيطة إشارات موقف الشاشة (قطع التردد: 20 هرتز)، رقمية من قبل واجهة I / O وتخزينها على هذا الكمبيوتر. يضيء للعين من الفأرة ثلاثة بواعث الأشعة تحت الحمراء (600 ميغاواط، وزاوية تشتت: 7 °، ذروة الموجة: 880 نانومتر، RS المكونات، هولندا). يتم إصلاح اثنين من بواعث الأشعة تحت الحمراء إلى القرص الدوار، ويتم إرفاق باعث الثالث إلى الكاميرا. هذا باعث 3 تنتج إشارة انعكاس القرنية (CR)، والذي يستخدم أثناء عملية المعايرة وخلال تسجيلات حركة العين. ويرد على كاميرا CCD الأشعة تحت الحمراء مجهزة عدسة التكبير (زوم 6000، Navitar المؤتمر الوطني العراقي.، نيويورك) إلى القرص الدوار، ويركز على رأسه الماوس في وسط الدوار. يمكن أن تكون مقفلة الكاميرا، ويمكن yawed حول محور المناورة أكثر من 20 درجة بالضبط أثناء إجراء المعايرة. تتم معالجة إشارة الفيديو من قبل العين تتبع نظام (ETL-200، ISCAN، برلنغتون، MA). نظام ISCAN يستخدم ALGOrithm لتعقب والمراكز التابعة للتلميذ وCR مرجع. لا يمكن للنظام تتبع التلميذ وCR إشارة في الاتجاه الأفقي والرأسي في معدل عينة من 120 هرتز. وإشارة رقمية CR موقف، موقف تلميذ وإشارات حجم تلميذ من قبل واجهة I / O ويتم تخزينها في ملف نفس الطاولة والمناطق المحيطة إشارات موقف الشاشة. شريط الفيديو تلميذ لتتبع نظام يؤدي الى تأخر وصول الإشارات حركة العين من حوالي 27 مللي. 2. معايرة وقياس حركات العين عن طريق الفيديو لتتبع التلميذ نظام تتبع العين تلتقط حركة تلميذ كنسبة حركة متعدية. حركة متعدية للتلميذ تعقب يحتوي على عنصر متعدية بسبب اختلاف محوري بين مركز الدوران في العين ومركز تشريحية للعين (أي مركز للانحناء القرنية)، وعنصر التناوب نظرا لدوران الزاوي من مقلة العين. طرح من قبلجى CR إشارة من حركة تلميذ / الموقف، ويتم التخلص من عنصر غير مرغوب فيه متعدية من الإشارة، مما أدى إلى حركة متعدية التي ليست سوى نتيجة لدوران مقلة العين. على الرغم من أنها غالبا ما تكون صغيرة جدا، وهذا الطرح كما يلغي الترجمات بين الرأس والكاميرا. يتم تحويل المتبقي حركة متعدية معزولة في الدوران الزاوي من مقلة العين بواسطة أسلوب المعايرة التالية 8،12. تم تنفيذ هذه المعايرة قبل أي تجربة حركة العين. تعديل موقف رئيس الماوس الى الكاميرا في مثل هذه الطريقة التي تقع فيها صورة الفيديو للتلميذ في منتصف الشاشة، وأنه يقع تمثيل CR مرجع في خط الوسط العمودي للعين مباشرة ويفضل فوق تلميذ. الحد من تحركات CR إشارة بسبب التناوب كاميرا الزاوي، الذي يمكن تحقيقه من خلال وضع مركز للانحناء القرنية أكثر من محور الكاميرا / الجدول. </ لى> تناوب الكاميرا عدة مرات من قبل + / – 10 درجة (أي 20 درجة الذروة إلى الذروة) حول المحور الرأسي للأسطوانات. استخدام مواقف تلميذ مجنزرة (P) وCR المرجعية المسجلة في المواقف المتطرفة للدوران الكاميرا لحساب نصف قطرها من تناوب للتلميذ (روبية، روبية = Δ / خطيئة (20 درجة)، حيث Δ = (CR ف)، انظر الشكل 3A). يرجع ذلك إلى حقيقة أن قيمة روبية يعتمد على حجم البؤبؤ، وتصحيح حجم تلميذ يجب أن ينفذ 12 (الشكل 3B). كرر الخطوة 2،2 مرات عديدة في ظل ظروف إضاءة مختلفة (أي التلاعب في حجم البؤبؤ، الشكل 3C) من أجل تحديد حجم تلميذ – RP العلاقة وتشكل منحنى تصحيح روبية (الشكل 3D). قيمة روبية يعتمد أيضا على موقف العين عمودي. عندما التجربة سوف يسبب حركات العين عمودي ثم تصحيح للمعايرة لشغل وظائف العين عمودي المستحب جدا13. تحديد موقف الزاوي من العين (E) عن طريق قياس موقف CR إشارة، ف موقف وحجم تلميذ. يتم طرح موقف CR مرجع من موقع تلميذ توليد متعدية موقف تلميذ مجانا. ويمكن من خلال قياس حجم تلميذ سيتم استخراج قيمة روبية من منحنى تصحيح البرنامج العادي ويمكن حساب الإلكتروني عن طريق استخدام الصيغة التالية E = جيب الزاوية القوسي {(Δ1) / روبية} (الشكل 4A، حيث Δ1 = (P-2 ف 1) ويتم تصحيح P 1 و P 2 من قبل الطرح للإشارة CR). ويمكن الآن ذخيرة كبيرة من القرص الدوار و / أو التناوب المحيطة شاشة يمكن استخدامها لتنشيط الجهاز المحرك للعين. من أجل أداء oculography الفيديو في الظلام، والعين الماوس يحتاج إلى سابقة التجهيز مع دواء miotic للحد من توسع بؤبؤ العين وتسمح تتبع التلميذ في ظل هذه الظروف. في تجاربنا، ونحن نستخدم بيلوكاربين (4٪، مختبرات شوفان، فرنسا) للحد من توسع في حدقةالظلام. 3. تحليل البيانات يتم تحويل جميع المواقف العين، والمواقف والمواقف جدول شاشة المحيطة بها الى مواقف الزاوي (انظر الشكل 4B والصيغة في 2.4). يتم تصحيح إشارات العين لتأخيرها من التي يسببها مرض التصلب العصبي المتعدد 27 بواسطة معالجة التصوير لنظام لتتبع تلميذ. مواقف متباينة الزاوي من الجدول، والعين وشاشة المحيطة بها والتي تمت تصفيتها مع مرشح تمرير منخفض بتروورث باستخدام قطع من وتيرة 20 هرتز. تتم إزالة Saccades من العين إشارة سرعة باستخدام عتبة الكشف عن 40 ق / °. تتم إزالة البيانات بدءا من 20 مللي ثانية قبل وتصل إلى 80 مللي ثانية بعد عبور عتبة الكشف. وبلغ متوسط ​​الجدول، وشاشة المحيطة بها، وإشارات السرعة العين باستخدام كل دورة فردية في درب (الشكل 4C). تم تركيب إشارات المتوسط ​​مع وظيفة مناسبة. بشكل عام، يتم استخدام التحفيز السرعة الجيبية وبلغ متوسطيتم تركيبها مع دورات الجيوب الأنفية أو cosinus وظيفة (الشكل 4C). ثم، يمكن احتساب الربح كنسبة من سرعة العين لسرعة تحفيز الاقتصاد، في حين يمكن حسابها على أساس الفرق مرحلة (في درجة) بين سرعة العين وسرعة التحفيز. 4. ممثل النتائج ويمكن استخدام الفيديو oculography للتحقيق في أشكال مختلفة من أداء المحرك للعين (أي لا ارادي optokinetic: OKR؛ الدهليزي العيني لا ارادي: VOR؛ بصريا تعزيز الدهليزي العيني لا ارادي: VVOR)، فضلا عن التعلم الحركي (VOR التكيف؛ تكيف OKR). وOKR يعوض عن انخفاض وتيرة الاضطرابات باستخدام ملاحظات مرئية. يمكن أن يتسبب في OKR بتدوير شاشة مضاءة جيدا المحيطة (فيلم 1). تدوير الشاشة المحيطة بها على نطاق وتواتر هرتز 0.2 -1.0 مع اتساع 1.6 درجة ويبين كيف يمكن لنظام optokinetic هو آلية أكثر كفاءة تعويضية في ثا نطاق التردد المنخفضn في نطاق التردد العالي (الشكل 5A). وVOR يعوض عن حركات الرأس عالية التردد باستخدام إشارات من أجهزة الدهليزي. يمكن أن يتسبب في VOR من خلال تناوب الحيوانية (أي القرص الدوار) في الظلام (فيلم 2). تدوير القرص الدوار على نطاق وتواتر هرتز 0.2 -1.0 مع اتساع 1.6 درجة يوضح كيف يمكن للنظام الدهليزي العيني هو أكثر كفاءة في توليد حركات العين تعويض في نطاق التردد العالي مما كانت عليه في نطاق التردد المنخفض (الشكل 5A) . عندما فعل نظام optokinetic والدهليزي بصري في الحفل، ويمكن أن يستقر الصور على شبكية العين على طائفة واسعة من حركات الرأس. تدوير القرص الدوار على نطاق وتواتر هرتز 0.2 -1.0 مع اتساع 1.6 درجة، في حين أن الشاشة المحيطة جيدا مضيئة (فيلم 3) يبين كيف يمكن للعين يولد "ارتفاع مكاسب" حركات تعويض على نطاق الترددات كامل (الشكل 5A ). كل هذه المكاسب، ودرجة الحموضةبورصة القيم هي نموذجية للفئران، على الرغم من أن تم الإبلاغ عن الجنسين 14 و 15،16،17 سلالة الخلافات. سيطرة مستقلة على القرص الدوار، وشاشة المحيطة تمكننا من مواجهة الفئران مع عدم تطابق بين المعلومات البصرية والدهليزي. بعد التعرض الطويل الأجل وموحد للمعلومات متطابقة البصرية والدهليزي، فإن VOR من الفأرة تغيير للتعويض عن إدخال البصرية تتغير (VOR التكيف؛ الفيلم 4). تدوير القرص الدوار للخروج من مرحلة (أي 180 درجة) مع شاشة المحيطة بها (1 هرتز و 1.6 درجة) يزيد من ربح VOR (الشكل 5B). التغيير القصوى في تحقيق مكاسب VOR، عند استخدام التعلم تجربة واحدة في النموذج، غالبا ما يتم التوصل بعد 30 دقيقة. الشكل 1. رسم تخطيطي لrestrainer الرأس والجسم الماوس. هو ضبط النفس في الجسم من الفأرة باستخدامأنبوب بلاستيكي أسطواني التي يبلغ قطرها 35 ملم. وثبتوا على رأس الماوس من خلال ربط قاعدة التمثال من الماوس إلى شريط حديد مع اثنين من البراغي. شريط حديد يجعل من زاوية 30 درجة من أجل وضع رئيس الماوس في الملعب العادي خلال التمشي. *، نظرا العلوي من التمثال تحتوي على اثنين والمكسرات. الشكل 2. رسم تخطيطي لإعداد الفيديو oculography الماوس. الشكل 3. معايرة نظام تلميذ تعقب الفيديو. أ) لأن الكاميرا بالتناوب عدة مرات من قبل + / – درجة 10 (أي 20 درجة الذروة إلى الذروة) حول المحور الرأسي للأسطوانات. وتستخدم التلميذ مجنزرة (P) وانعكاس إشارة القرنية (CR) المسجلة في المواقف المتطرفة للدوران الكاميرا لحساب نصف قطرها من التناوب على تلميذ(روبية). B) ونصف قطرها قطر تلميذ يعتمد على حجم البؤبؤ. C) مثال يوضح تأثير حجم تلميذ في موقف التلميذ أثناء إجراء المعايرة (على حد سواء في قياس بكسل (بكسل)). د) العلاقة بين البرنامج العادي وقطرها تلميذ يقاس في واحدة من الفأرة. تم انجازه في 13 بأقطار مختلفة تلميذ عن طريق تغيير شدة الضوء المحيط. الشكل 4. قياس وتحليل حركات العين باستخدام الفيديو تلميذ لتتبع. أ) يتم احتساب موقف التلميذ الزاوي من دائرة نصف قطرها من التلميذ (روبية)، والموقف من التلميذ (P؛ تصحيح للموقف CR). B) مثال من حركة العين التعويضية الناجمة عن تحفيز الجهاز الدهليزي والبصرية (المرئية تعزيز VOR). وكان القرص الدوار استدارة sinusoidally عند 0.6 هرتز مع اتساع 1.6 درجة، في حين أن الشاشة المحيطة بها كانت مضاءة جيدا. C) تحليلات للتسجيلهو مبين في B). يبين الرسم البياني تتبع سرعة المتوسط ​​من القرص الدوار (الأزرق) والتلميذ (الحمراء). تم تركيب هذه الآثار المتوسط ​​مع وظيفة الجيبية (أسود). الشكل 5. الأداء والتعلم من النظام المحرك للعين في قياس الماوس C57Bl6 واحد. تتولد العين) من قبل حركات تناوب الشاشة المحيطة بها (لا ارادي optokinetic: OKR، لوحات أعلى)، من خلال تناوب فأر في الظلام (الدهليزي العيني لا ارادي: VOR، والألواح الأوسط)، والماوس عن طريق تناوب في ضوء (البصر محسن الدهليزي العيني لا ارادي: VVOR، اللوحة السفلية) مع الترددات التي تتراوح 0،2 حتي 1،0 هرتز في اتساع من 1.6 درجة. تم حساب الربح من رد الفعل كما أن نسبة من سرعة العين لسرعة التحفيز (لوحات اليسار)، ومرحلة من مراحل لا ارادي تم حسابها من الفرق بين مرحلة سرعة العين وسرعة التحفيز (لوحات اليمين). ب) تم انجازه من قبل التعلم الحركي زيادة تواؤمي في VOR باستخدام نموذج للخروج من مرحلة التدريب. وكان الماوس يخضع لنموذج تدريب visuovestibular التي تناوب الماوس كان خارجا من مرحلة (180 درجة) مع دوران الشاشة المحيطة بها (على حد سواء الدورية في هرتز 1.0 و 1.6 درجة) لمدة أربعين دقيقة. كل 10 دقائق تم اختبار VOR (1.0 هرتز و 1.6 درجة). في هذه الفأرة زاد من تدريب المرحلة المكسب VOR. فيلم 1. الرسوم المتحركة تظهر النموذج الذي يدفع OKR في الفئران انقر هنا لعرض الفيلم . فيلم 2. الرسوم المتحركة تظهر النموذج الذي يدفع VOR في الفئران. انقر هنا لعرض الفيلم . فيلم 3. الرسوم المتحركة تظهر النموذج الذي يدفع VVOR في الفئران..com/files/ftp_upload/3971/3971movie3.mov "الهدف =" _blank "> اضغط هنا لمشاهدة الفيلم. 4 فيلم. الرسوم المتحركة تظهر خارج visuovestibular من نموذج التدريب الذي يؤدي الى مرحلة التكيف VOR (الزيادة) في الفئران. انقر هنا لعرض الفيلم .