VisioTracker、眼球運動解析への革新的な自動化されたアプローチ

1。魚類の繁殖胚は保持され、隆起した標準的な条件（ブランド2002年）の下や日後受精（DPF）の開発によると上演された。 5 DPFにおける大人と幼虫を測定に利用された。 2。実験手順楽器の準備幼虫：魚の幼虫を3％に埋め込まれて予め温めておいた（28℃）体の動きを防ぐために、メチルセルロース。胚は、突出した画面に直面して、VisioTrackerに背側を上にして置かれた。アダルト魚：魚は300mg / lで、MS-222、固定装置に嵌め込まれVisioTrackerに配置で簡単に麻酔した。測定が開始された前に、彼らは、1〜2分間放置した後に回復する。 刺激パターンの生成魚の周りを回転し、垂直白と黒の正弦波格子から成る刺激パターンが作成されましたプロプライエタリなソフトウェアパッケージを使用して。彼らは、波形、コントラスト、輝度、角速度と空間周波数に応じたソフトウェアパッケージを介して変調された可能性があります。パターンはVisioTracker内に含まれているデジタル光プロジェクターを使ってスクリーンに投影された。魚の眼とスクリーンの間のおおよその距離がスクリーンで4.5 cm、および投写サイズは水平360度、垂直方向に55度であった。仔魚は、刺激の方向は、サッカードの頻度を減らすために0.33 Hzの周波数で変化した。成魚は一方向に刺激されたと一般的に鼻に時空目速度が（MuellerとNeuhauss、2010を参照）有意に低いとほぼ一定であるため、唯一の一時的なツー鼻方向に刺激眼は、と考えられていた。 眼球運動の記録魚の頭の明視野像、赤外線ビデオカメラに供給した。魚の赤外線照明は、fを行った下のROM。カメラはそれぞれ、5フレーム/秒（幼虫）または12.5フレーム/秒（成人）の速度で画像を記録した。画像は自動的に処理され修正され、目の形のために平滑化される。横軸の関係で眼の向きが自動的に決定されたと目の速度はプロプライエタリなソフトウェア·パッケージによって算出した。魚の小さな動きは、ソフトウェアによって自動的に補正した。すべての記録および分析をリアルタイムで実現しました。 3。ポスト·実験データ処理眼球速度の生の測定値が遅い位相速度を抽出するために、サッカーのために濾過した。 眼球運動フィルタリング眼のベロシティ·カーブは7フレームのスライディングウィンドウを使用して、実行中の平均によって平滑化された。 瞳の速度は同一のスティミュラス条件を持つフレームにわたって平均した。 仔魚は、眼球速度は両眼で平均化された。 4。代表の結果： <p c小娘= "jove_content">幼虫と成魚用VisioTrackerの能力を評価するために、実験は5 DPFにおけるゼブラフィッシュ幼生、成体ゼブラフィッシュを用いて行われた。 幼虫のゼブラフィッシュでは、 バンパー変異が選ばれました。この変異体では、水晶体上皮細胞が減少し、レンズの大きさとレンズの異所性の場所につながる、hyperproliferate。これらの形態学的変化は、コントラスト感度の大幅な削減と視力（Schonthaler ら 、2010）によって反射される。図1は、バンパー変異体対野生型の兄弟のコントラスト感度の違いを示していますバンパー変異体はますます刺激コントラストが減少するにつれて、目の速度を調整するために失敗する。類推すると、刺激の空間周波数が高くなると、刺激のストライプ幅が小さくなる、すなわち、 バンパー変異体は、同様に視力低下（図2）を証明する成体ゼブラフィッシュ映像設備への依存性環境条件では、lのパフォーマンスは30分間、自分の水槽の水に含まれるアルコールの濃度を変化させることに魚を施し、その後、様々な刺激条件下での視運動応答を測定することによって調べた。成体ゼブラフィッシュは増加アルコール濃度（図3）で維持コントラスト感度の著しい減少を示しています。魚が増加してアルコール濃度（図4）で処理したときの空間周波数の広い範囲にわたって全体的な眼の速度の類似の用量依存的な減少が観察された。アルコール治療は、さらに用量依存的に増加した刺激速度（図5）に代表される、より厳しい作業で眼球運動パフォーマンスが低下します。 図1：ゼブラフィッシュ幼生アイ速度は刺激コントラストに依存しています。 10 バンパー変異体および10は、野生型の兄弟は、sを変化させながら5 DPFで分析した timulusストライプコントラスト条件。グラフは、平均的な眼の速度±1 SEMを示しています。 図2：ゼブラフィッシュ幼生アイ速度は空間周波数に依存します。 10 バンパー変異体および10は、野生型兄弟は5 DPFで異なる刺激ストライプ幅に供し、前述のように分析した。グラフは、平均的な眼の速度±1 SEMを示しています。 図3：コントラスト感度でアダルトゼブラショーアルコール濃度依存性の減少。成体ゼブラフィッシュを30分間示されており、様々な刺激ストライプコントラスト条件下で分析したアルコール濃度を変化させて維持した。グラフは、平均的な時間的·ツー·鼻眼速度±グループごとに9魚（：N = 11、対照群を除く）の1 SEMを示しています。 E 4は "src =" / files/ftp_upload/3556/3556fig4.jpg "/> 図4刺激ストライプ幅の広い範囲にわたって全体的な眼球運動でアダルトゼブラショーアルコール濃度依存性の減少。成体ゼブラフィッシュを30分間示されており、様々な刺激ストライプ幅の条件下で分析したアルコール濃度を変化させて維持した。グラフは、平均的な時間的·ツー·鼻眼速度±グループごとに9魚（：N = 11、対照群を除く）の1 SEMを示しています。 図5刺激速度の広い範囲全体眼球運動におけるアダルトゼブラショーアルコール濃度依存的な減少。成体ゼブラフィッシュを30分間示されており、刺激速度条件を変えることで分析としてアルコール濃度を変化させて維持した。グラフは、平均的な時間的·ツー·鼻眼速度±対照群を除く各群9魚（1 SEMを示しています。n = 11）で。