Met behulp van dreigende visuele prikkels om de muis visie te evalueren

Het visuele systeem begint bij het netvlies, waar visuele signalen worden gevangen door fotoreceptoren, gekanaliseerd naar bipolaire cellen (2^ND-orde neuronen), en uiteindelijk doorgegeven aan ganglioncellen (3^RD-orde neuronen). Retinale 2^ND-en 3^RD-orde neuronen worden verondersteld om veelvoudige neurale wegen te vormen die bepaalde aspecten van het visuele signaleren zoals kleur, motie, of vorm overbrengen. Deze diverse visuele kenmerken worden doorgegeven aan de laterale geniculate kern en de visuele cortex. In tegenstelling, visuele signalen die leiden tot oogbewegingen worden verzonden naar de superieure colliculus. Klassiek, twee retino-corticale paden zijn geïdentificeerd: de magnocellular en de parvocellular paden. Deze routes coderen bewegende en stationaire voorwerpen, respectievelijk, en hun bestaan belichaamt het basisconcept parallelle verwerking^{1,2,3,4,5, 6}. Onlangs, meer dan 15 types van bipolaire cellen⁷,^8,9,10,11 en ganglioncellen^{12,13,14 ,15,16} zijn gemeld in het netvlies van vele soorten, met inbegrip van de primaat retina. Deze cellen onderscheiden zich niet alleen door morfologische aspecten, maar ook door de expressie van verschillende markers en genen^8,10,17,18, wat suggereert dat verschillende kenmerken van visuele signalen worden parallel verwerkt, wat ingewikkelder is dan oorspronkelijk verwacht.

Cellulaire en moleculaire technologieën hebben bijgedragen aan ons begrip van visuele verwerking en mogelijke ziektemechanismen die kunnen voortvloeien uit afwijkende visuele verwerking. Een dergelijk begrip kan bijdragen tot de ontwikkeling van kunstmatige ogen. Hoewel cellulaire onderzoeken en analyses bieden diepgaande kennis op een cellulair niveau, een combinatie van gedrags-experimenten en cellulaire experimenten zou aanzienlijk vergroten onze huidige begrip van minieme visuele processen. Bijvoorbeeld, de Starburst amacrine cellen zijn de belangrijkste neuronen voor bewegingsdetectie in de muis retina. Na cellulaire experimenten, voerden zij het optokinetic Nystagmus (OKNÖ) gedrags experiment uit om aan te tonen dat de Mutant muizen waarin Starburst amacrine cellen disfunctioneel waren niet aan bewegende voorwerpen antwoordden, daardoor bevestigend hun cellulair Onderzoeken. Daarnaast, Pearson et al.²⁰ uitgevoerd fotoreceptor transplantatie in de muis Retina om visie te herstellen in zieke muizen. Ze voerden niet alleen cellulaire experimenten, maar ook gemeten muis gedrag door het gebruik van optomotor Response opnames en water-doolhof taken waardoor Pearson et al. om te verifiëren dat geplant fotoreceptoren herstelde visie in de voorheen blinde Muizen. Samen genomen, zijn de gedragsexperimenten sterke hulpmiddelen om muis visie te beoordelen.

Meerdere methoden zijn beschikbaar voor het meten van de muis visie. Deze methoden hebben voordelen en beperkingen. In vivo geeft ERG informatie over de vraag of de muis retina, met name fotoreceptoren en op bipolaire cellen, adequaat reageert op licht stimuli. ERG kan worden getest, hetzij onder scotopic of fotopisch voorwaarden^21,22. Echter, ERG vereist anesthesie, die van invloed kunnen zijn op de output meting²³. De optokinetic reflex (OKR) of optomotor Response (OMR) is een robuuste methode om de contrast gevoeligheid en ruimtelijke resolutie te beoordelen, zowel functionele componenten van de muis visie. Echter, OKR vereist een operatie om een fixatie apparaat hechten aan de muis schedel²⁴. OMR vereist noch chirurgie noch muis opleiding; Nochtans, vereist het opleiding om een experimenter toe te staan om subtiele bewegingen van de muis hoofd subjectief op te sporen in antwoord op het bewegende raspen in een optische trommel ^25,26. Leerling licht reflex maatregelen leerling vernauwing in reactie op lichtprikkels, die niet nodig anesthesie en vertoont objectieve en robuuste reacties ¹⁹. Hoewel de pupil reflex de retinale licht respons in vivo simuleert, wordt de reflex voornamelijk bemiddeld door de intrinsiek fotogevoelige KNOOPCELLEN van het netvlies (ipRGCs) ²⁷. Omdat ipRGCs vertegenwoordigen een kleine minderheid van RGCs en niet dienen als conventionele beeld-vormende ganglioncellen, deze meting biedt geen informatie met betrekking tot de meerderheid van de ganglioncellen.

Het dreigende licht experiment is niet eerder beschouwd als een belangrijke test voor het meten van de muis visie. Nochtans, is het ook een robuuste en betrouwbare visie test over diverse soorten, zoals muis^28,29, zebravis³⁰, sprinkhanen^31,32, en menselijk^{33,34, 35}. belangrijk is dat het dreigende experiment is een van slechts een paar methoden om het imago te testen-vormende pathway-het is niet een reflex pad-gezien de visuele en de limbische systemen in het centrale zenuwstelsel zijn betrokken bij dit circuit^{36, 37,38}. We hebben een dreigende visuele stimulus systeem en hebben aangetoond dat het vermogen om bewegingsdetectie te lokken in de muis, die we gebruiken als een proxy om de intactheid van de muis visueel systeem te beoordelen.