El pez cebra ha sido una herramienta valiosa para muchas áreas de investigación. Aquí se demuestra un método para provocar una respuesta visual y calcular una agudeza visual funcional en el pez cebra adultos.
El pez cebra es un modelo probado para la investigación de la visión, sin embargo muchos de los métodos anteriores generalmente se centraron en las larvas de peces o demostrado una respuesta simple. Más recientemente el comportamiento visual de adultos en el pez cebra se ha convertido de interés, pero los métodos para medir las respuestas específicas son nuevas llegar. Para colmar esta laguna, nos propusimos desarrollar una metodología para utilizar en varias ocasiones y con precisión la respuesta optocinético (OKR) para medir la agudeza visual en adultos de pez cebra. Aquí nos muestran que la agudeza visual del pez cebra adulto se puede medir, incluyendo tanto las agudezas binocular y monocular. Debido a que el pescado no se daña durante el procedimiento, la agudeza visual puede ser medido y comparado en períodos de tiempo cortos o largos. Las mediciones de agudeza visual descritos aquí también se puede hacer rápidamente para permitir un alto rendimiento y para los procedimientos visuales adicionales si se desea. Este tipo de análisis es propicio para los estudios de intervención de drogas o investigaciones de progresión de la enfermedad.
El pez cebra (Danio rerio) son un buen modelo para estudiar la fisiología visual debido a la similitud de su retina a otros vertebrados, su corto ciclo de vida, y la disponibilidad de mutantes alterados genéticamente 1,2. El reflejo optocinético / respuesta / nistagmo (OKR) es una combinación de ejercicio suave y rápidos movimientos oculares sacádicos. Durante más de 60 años los médicos han demostrado que la okr se puede utilizar para medir objetivamente la agudeza visual en los pacientes y es especialmente útil para determinar infantiles capacidades visuales 3-5. El primer uso registrado de OKR en animales utilizaba palomas en la década de 1950 6. Más recientemente, el OKR se ha convertido en una valiosa herramienta para la evaluación de la función visual en larvas de pez cebra y es de uso frecuente para la detección de mutantes genéticos que tienen un 1,2 deficiencia visual. Mientras que el okr ha sido ampliamente utilizado para determinar la función visual en larvas de pez cebra, sólo recientemente se ha demostrado en cebra adultospescar 7-10. Un artículo reciente de Tappeiner et al. Utiliza un sistema optomotor disponible comercialmente utilizada tradicionalmente para los ratones, OptoMotry, para demostrar que la agudeza visual del pez cebra adulto sigue siendo bastante constante, ~ 0,59 ciclos por grado (cpd), incluso a través de diversas velocidades angulares 7 .
Aunque el OKR ha demostrado ser muy útil en estudios de larvas de pez cebra, otros métodos para el comportamiento visual se han utilizado en los adultos de pez cebra con diversos grados de éxito. El ensayo de respuesta de escape demostró que albino y rubí pez cebra, ambos mutantes de pigmentación, han reducido las respuestas visuales en condiciones de luz brillante 11,12. Este mismo ensayo respuesta de escape también ha identificado con éxito ceguera nocturna d mutantes, aunque a los 2 años de edad de 13 años. Sin embargo, el ensayo de respuesta de escape no está exenta de defectos. Es difícil atribuir a una función visual exacta y está a sólo approximatio bruton de los cambios visuales – lo que significa que se necesita un cambio grande antes de que se identifique el cambio.
Otro método que se ha desarrollado para la identificación de pez cebra adulto con discapacidad visual es la respuesta optomotor (OMR) 11. En este ensayo, los peces se colocan en un tanque circular con una columna de opaco en el centro. Rayas blancas y negras giran alrededor del tanque y el pez tiene la tarea de nadar en la dirección del movimiento de la raya. Al igual que la respuesta de escape, la OMR se centra en las capacidades visuomotoras del pez cebra adulto. Sin embargo se ha utilizado con éxito para identificar peces con deficiencias visuales, como los mutantes lrp2/bugeye 14. Los buftalmos exhibición de pez cebra lrp2/bugeye, presión intraocular elevada, disminuyó OMR, y la degeneración retiniana progresiva 14,15.
Muchos estudios han utilizado la capacidad visomotora en adultos de pez cebra, que suelen ser subjetivos y no pueden ser quantitatively analizado. Al utilizar el OKR, se puede estudiar la agudeza visual de los peces adultos de manera más objetiva. Hemos construido nuestro propio dispositivo OKR, siguiendo el modelo que se utiliza inicialmente para estudios larvales 1. En este estudio hemos demostrado que el okr se puede utilizar para calcular tanto monocular y agudeza visual binocular en el pez cebra.
En ocasiones los peces pueden escapar hacia el tanque de agua. Es crítico para inmovilizar la cola. También se encontró además el uso de una esponja fina / toalla sobre el cuerpo de los peces a ser muy valiosa para mantener a los peces en suspensión durante períodos prolongados de tiempo. Hemos sido capaces de mantener el pescado inmovilizados durante más de 30 minutos de utilizar este procedimiento, sin dañar a los peces. Esta cantidad de tiempo es más que suficiente para hacer el binocular y ambos agudeza monocular.
La presentación de la rejilla se puede hacer ya sea como se describe aquí y en otros lugares utilizando un tambor giratorio físicamente o mediante la presentación de una pantalla digital 18-22. Ambos tipos tienen ventajas y desventajas específicas. Hemos elegido utilizar la rotación física, tanto por razones de costo y las especificaciones técnicas. Excluyendo el ordenador y equipos de imagen, el dispositivo OKR aquí descrito puede ser construida por alrededor de $ 150.
El OKR es un medio objetivo para determinar visual agudeza en el pez cebra adulto. Mientras que varios otros ensayos visomotora para la visión se han utilizado en experimentos anteriores y hasta el electrorretinograma se ha hecho con éxito en los ojos de pez cebra adultos, aunque no ha sido muy utilizado, la OKR adultos de pez cebra se abre la puerta a muchas nuevas condiciones experimentales 22. Este estudio ha demostrado la utilidad de la okr en la medición de cambios de agudeza visual en el tiempo, la identificación de diferencia de la agudeza visual en modelos de enfermedad de ojo, y en la determinación de la agudeza visual monocular.
Curiosamente, el pez cebra adultos visión en comparación con la visión humana (20/20) es de aproximadamente 20/1, 000 (0,60 CPD cuando se convierte a -0,3 logMAR). Aunque esto puede parecer pobre, los ojos de pez cebra son muy adecuadas para su entorno. A pesar de la tarea visual de mirando a través de 6,5 cm de agua, unos pocos milímetros de policarbonato, y otro centímetro de aire, el pescado realizar bastante bien! Se encontró que la agudeza adultos de pez cebra es about 70% de lo que se predijo por su separación de los fotorreceptores. 23 Contraste eso con la actuación humana óptima ~ 20/12, que es aproximadamente el 80% del predicho 20/10, y la técnica OKR para medir la capacidad visual en adultos de pez cebra es impresionante 24 , 25.
La técnica de medición de la agudeza visual del ojo independientes permitiría estudios en los que un ojo podría ser tratado y el otro utilizado como control. Además, el pescado con el desarrollo del ojo asimétrico como el lrp2/bugeye o pescado que se desarrollan las cataratas pueden ser controlados con mayor precisión. Cabe señalar que el cuidado necesita ser tomado para medir con precisión la distancia de los ojos a las rayas y para ocluir el campo completo de visión. Esta técnica debe abrir la puerta a medidas más precisas y específicas de la función visual del pez cebra.
The authors have nothing to disclose.
Financiamiento proporcionado por la Universidad Western de Ciencias de la Salud Facultad de Optometría de DJC. Un agradecimiento especial a Irisa Tam para el diseño gráfico.
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