Die Verwendung von drohenden visuellen Stimuli zur Bewertung der Maus Vision

Das visuelle System beginnt an der Netzhaut, wo visuelle Signale von Photorezeptoren erfasst, in bipolare Zellen (2^.Ordnung Neuronen) geleitet werden, und schließlich an Ganglienzellen (3^rd. Ordnung Neuronen) übergeben. Netzhaut 2^nd-und 3^rd-ordnen Neuronen werden angenommen, um mehrere neuronale Wege zu bilden, die bestimmte Aspekte der visuellen Signalgebung wie Farbe, Bewegung oder Form vermitteln. Diese vielfältigen visuellen Merkmale werden auf den seitlichen geniculaten Kern und den visuellen Kortex übertragen. Im Gegensatz dazu werden visuelle Signale, die zur Augenbewegung führen, an den überlegenen Colliculus gesendet. Klassischerweise wurden zwei retinokortische Wege identifiziert: Die magnozellulären und die parvamentulären Wege. Diese Wege kodieren bewegliche bzw. stationäre Objekte und ihre Existenz verkörpert das Grundkonzept der parallelen Verarbeitung^{1,2, 3, 4,5, 6}. Platz Vor kurzem wurden mehr als 15 Arten von bipolaren Zellen^7,8,9,10^,11 und Ganglienzellen 12^{, 13,14 ,15,16} wurden in der Netzhaut vieler Arten gemeldet, darunter auch der Primaten Netzhaut. Diese Zellen unterscheiden sich nicht nur durch morphologische Aspekte, sondern auch durch den Ausdruck von verschiedenen Markern und Genen 8^,10^{, 17,18,}was darauf hindeutet, dass verschiedene Merkmale von Die visuellen Signale werden parallel verarbeitet, was komplizierter ist als ursprünglich angenommen.

Zelluläre und molekulare Technologien haben dazu beigetragen, dass wir die visuelle Verarbeitung und mögliche Krankheitsmechanismen verstehen, die sich aus aberwitziger visueller Verarbeitung ergeben können. Ein solches Verständnis kann zur Entwicklung künstlicher Augen beitragen. Obwohl zelluläre Untersuchungen und Analysen fundiertes Wissen auf zellulärer Ebene bieten, würde eine Kombination aus Verhaltensexperimenten und zellulären Experimenten unser aktuelles Verständnis von minutenlangen visuellen Prozessen deutlich erweitern. So hat Yoshida et al^{. 19} herausgefunden, dass Starburst-Amacrine-Zellen die Schlüsselneuronen für die Bewegungserkennung in der Maus-Netzhaut sind. Im Anschluss an zelluläre Experimente führten sie das optokinetische Nystagmus (OKN) Verhaltensexperiment durch, um zu zeigen, dass mutierte Mäuse, bei denen starburse Amacrine-Zellen dysfunktional waren, nicht auf bewegte Objekte reagierten und damit ihre zelluläre Bestätigung für ihre zelluläre Untersuchungen. Darüber hinaus führte Pearson et al^{. 20} eine Photorezeptor-Transplantation in der Maus-Netzhaut durch, um das Sehvermögen bei erkrankten Mäusen wiederherzustellen. Sie führten nicht nur zelluläre Experimente durch, sondern vermessenten auch das Mäuseverhalten durch den Einsatz von Otomotoren-Antwortaufnahmen und Wasserlabyrinth-Aufgaben, so dass Pearson et al. zu überprüfen war, ob transplantierte Photorezeptoren das Sehvermögen in der ehemals blinden Mäuse. Zusammengenommen sind Verhaltensexperimente starke Werkzeuge, um die Sicht der Maus zu beurteilen.

Für die Messung der Maussicht stehen mehrere Methoden zur Verfügung. Diese Methoden haben Vorteile und Grenzen. In vivo gibt ERG Auskunft darüber, ob die Maus-Netzhaut, insbesondere Photorezeptoren und auf bipolaren Zellen, angemessen auf Lichtreize reagiert. ERG kann entweder unter scotopic oder photopischen Bedingungen 21^,22getestet werden. ERG benötigt jedoch eine Anästhesie, die die Ausgangsmessung²³beeinflussen kann. Der optokinetische Reflex (OKR) oder die optomotorische Reaktion (OMR) ist eine robuste Methode, um Kontrastempfindlichkeit und räumliche Auflösung zu beurteilen, beides funktionale Komponenten der Maussicht. OKR benötigt jedoch eine Operation, um ein Fixierungsgerät am Mausschädel^{24 anzubringen}. OMR erfordert weder eine Operation noch ein Maustraining; Es erfordert jedoch eine Ausbildung, damit ein Experimentator subtile Mauskopfbewegungen subjektiv erkennt, als Reaktion auf ein bewegliches Gitter in einer optischen Trommel^25,26. Schülerreflexe misst die Verengung der Schüler als Reaktion auf die Lichtreize, die keine Anästhesie erfordern und objektive und robuste Reaktionen zeigen . Obwohl der Pupillenreflex die Netzhautlichtreaktion in vivo simuliert, wird der Reflex vor allem durch die intrinsisch lichtempfindlichen Netzhautganglionzellen ( ipRGCs) 27 vermittelt. Da ipRGCs eine kleine Minderheit von RGCs darstellen und nicht als konventionelle bildbildende Ganglienzellen dienen, liefert diese Messung keine Informationen über die Mehrheit der Ganglienzellen.

Das sich abzeichnende Lichtexperiment galt bisher nicht als wichtiger Test zur Messung der Maussicht. Es handelt sich aber auch um einen robusten und zuverlässigen Sehtest über verschiedene Arten, wie zum Beispiel Maus^28,29, Zebrafisch³⁰, Heuschrecken 31^,32und menschliche^{33, 34, 35}. Wichtig ist, dass das sich abzeichnende Experiment^einevon nur wenigen Methoden ist, um den bildbildenden Weg zu testen-es ist kein Reflexpfad-, da die visuellen und die limbischen Systeme im zentralen Nervensystem an diesem Kreislauf beteiligt sind 36^{, 37,38}. Wir haben ein sich abzeichnendes visuelles Stimulussystem etabliert und seine Fähigkeit unter Beweis gestellt, die Bewegungserkennung in der Maus zu entlocken, die wir als Proxy verwenden, um die Unversehrtheit des visuellen Maussystems zu beurteilen.