باستخدام المحفزات البصرية تلوح في الأفق لتقييم الماوس الرؤية
يونيو 13, 2019
لفحص الرؤية الماوس ، أجرينا اختبار تلوح في الأفق. وضعت الفئران في ساحة كبيره مع شاشه علي السقف. المحفز البصري الذي يلوح في الأفق اثار باستمرار التجميد أو ردود الفعل الطيران في الفئران.
بروتوكولنا هو اختبار رؤية للفئران. وهي قوية وسهلة التكرار. في حين أن العديد من اختبارات رؤية الماوس متوفرة ، فإن التجربة التي تلوح في الأفق هي واحدة من بضع طرق لاختبار مسار تشكيل الصورة ، وهو ليس مسارًا مرئيًا منعكسًا.
في حين أن العديد من المقايسة السلوك البصرية الأخرى تتطلب تدريبا مكثفا في جراحة الحيوانات، تقنية تلوح في الأفق يتطلب القليل من التدريب التجريبي. تبدأ ببناء غطاء مفتوحة مستطيلة باستخدام الإطارات الألومنيوم والألواح البلاستيكية لإيواء الماوس أثناء عرض المحفزات البصرية التي تلوح في الأفق. ضع ورقة لتغطية كامل أرضية الحاوية لضمان سهولة التنظيف بين المحاكمات.
ثم أضف ملجأ مبهم في زاوية من الضميمة مع مدخل يواجه وسط الساحة لسهولة الدخول والخروج. قم بتأمين كاميرا مع عدسة واسعة الزاوية إلى حامل طاولة مُثبت بجوار الحاوية لالتقاط سلوك الماوس. بعد ذلك، قم بإعداد شاشة كمبيوتر فوق الحاوية.
إعداد نمط يلوح في الأفق باستخدام برنامج تجريبي لرمز لدائرة سوداء توسيع. تعيين التحفيز للبدء في زاوية بصرية من درجتين وتوسيع إلى 50 درجة على مدى 250 مللي ثانية وتعيين رمز لتكرار التحفيز 10 مرات مع فاصل زمني من ثانية واحدة. تبدأ عن طريق اختيار الماوس للتجربة، فضلا عن ثلاثة الفئران أعمى لضمان الاستجابة للحافز تلوح في الأفق كان حقا سلوك موجهة بصريا.
ضع الفأر الصحي في العلبة واسمح له باستكشاف محيطه بحرية لمدة سبع إلى 15 دقيقة قبل ظهور التحفيز. 10 ثواني قبل التحفيز، بدء التقاط الفيديو على الكاميرا. مرة واحدة الماوس هو بعيدا عن المأوى والتحرك بحرية في الساحة المفتوحة، بدء المحفزات البصرية التي تلوح في الأفق.
وأخيراً، قم بنقل الماوس إلى قفصه الأصلي. تنظيف الضميمة للماوس المقبل عن طريق رش الجدران والملجأ مع 70٪ الإيثانول ومسح عليه واستبدال بطانة الكلمة ورقة، إذا كانت مسخة. إعادة وضع الملجأ إلى نفس الموقع الأولي إذا تم نقله أثناء نقل الحيوانات وتنظيف الضميمة.
في الكمبيوتر، احفظ مقطع الفيديو لكل ماوس بتنسيق AVI بدون ضغط الملفات من أجل ضمان عدم فقدان البيانات أثناء النقل إلى برنامج التحليل. ثم، استخدام برنامج تحليل لتتبع حركة الحيوان حول الساحة قبل وأثناء وبعد عرض التحفيز. حساب السرعة والمسافة من الماوس من الملجأ.
إذا تم تشويه صورة الساحة بسبب زاوية الفيديو، تصحيح التنسيق س و ص قبل الحساب. وأخيراً، قارن بين المعلمات قبل وبعد ظهور التحفيز الذي يلوح في الأفق لتحديد كيفية استجابة الماوس للمحفزات. سواء عن طريق التجميد أو الهروب أو إظهار أي تغيير في السلوك.
تم تحليل مقاطع الفيديو الملتقطة باستخدام برنامج التحليلات التجارية مع وظيفة تتبع يدوية. باستخدام ميزة التتبع، تم تحديد موضع الماوس في كل إطار من الفيديو قبل وأثناء وبعد المحفزات التي تلوح في الأفق. عندما حدث طيران, تزايدت سرعة فجأة والمسافة إلى المأوى يقلّ وفقا لذلك.
وعلى النقيض من ذلك، كانت السرعة تقترب من الصفر ملليمتراً في الثانية عندما تجمدت الفئران. تم تخفيض السرعة مقارنة بالسيطرة قبل أن تلوح في الأفق ولم تتغير المسافة إلى القبة خلال هذه الفترة. من المهم أن نتذكر أن الحصول على خط أساس للحركة قبل ظهور التحفيز أو رد فعل كمي على التحفيز لا يمكن تحديدها.
من المهم إجراء اختبارات متعددة لتقييم الرؤية بدقة. التلميذ ضوء منعكس هو أسلوب واحد شائع الاستخدام، والذي يضمن أن الماوس لديه عيون صحية. إن آلية الاستجابة التي تلوح في الأفق غير مفهومة تماما.
قد توفر هذه التقنية فرصًا لاستكشاف آليات التعرف على الأجسام المتحركة واستجابات الخوف لعلماء الأعصاب.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة اختباراً للرؤية لدى الفئران باستخدام محفز بصري يقترب (looming stimulus). وقد صُمم هذا الاختبار لاستثارة ردود فعل التجمّد أو الهروب، مما يوفر رؤى حول مسار تكوين الصور في رؤية الفأر.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلوم
- علم الأعصاب
- البيولوجيا السلوكية
- اختبار الرؤية
خلفية علمية
- تُعد تجربة الوميض (looming experiment) طريقة لتقييم مسار تشكيل الصور.
- وهي تختلف عن مسارات المنعكس البصري.
- غالباً ما تتطلب اختبارات السلوك البصري الأخرى تدريباً مكثفاً.
- تتميز هذه التقنية بكونها أبسط وتتطلب تدريباً تجريبياً أقل.
الغرض من الدراسة
- تقييم الرؤية لدى الفئران من خلال اختبار قوي وقابل للتكرار.
- استقصاء الاستجابات السلوكية للمنبهات البصرية.
- توفير طريقة مباشرة ومبسطة للباحثين.
الطرق المستخدمة
- قم بإنشاء حاوية مستطيلة مفتوحة الغطاء للفئران.
- استخدم إطارات من الألمنيوم وألواح من الـ PVC لبناء الحاوية.
- قم بتغطية الأرضية بالورق لتسهيل عملية التنظيف.
- قم بعرض محفزات بصرية تقاربية لمراقبة ردود الفعل.
النتائج الرئيسية
- أدى المحفز البصري المقترب باستمرار إلى إثارة ردود فعل التجمّد.
- أظهرت الفئران استجابات الهروب أثناء الاختبار.
- ثبتت فعالية هذه الطريقة في تقييم المعالجة البصرية.
- تدعم النتائج صحة اختبار الاقتراب البصري في دراسات الرؤية.
الاستنتاجات
- يعد اختبار الجسم الملوّح طريقة موثوقة لدراسة الرؤية لدى الفئران.
- يوفر هذا الاختبار رؤى حول مسار تكوين الصور.
- يمكن للباحثين اعتماد هذه التقنية بسهولة.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
يوفر اختبار التحفيز البصري المتوسع (Looming visual stimulus) مقايسة سلوكية كمية قوية لتقييم الرؤية المكونة للصور في نماذج الفئران قبل السريرية. تتيح هذه الطريقة التحقق من الأهداف بثقة عالية وتقليل المخاطر الآلية لبرامج اكتشاف أمراض الجهاز العصبي المركزي وأمراض العيون. كما تدعم قابليتها للتكرار ومتطلبات التدريب الدنيا تنفيذها على نطاق واسع وعبر مواقع متعددة في مراحل البحث والتطوير الأولية في مجال الأدوية الحيوية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يسمح بالاستقصاء المباشر للمسارات البصرية المكونة للصور بما يتجاوز الاختبارات القائمة على ردود الفعل المنعكسة.
- يدعم التحقق الوظيفي من التدخلات الجينية أو الدوائية في أبحاث الرؤية.
- يوفر تقليلاً للمخاطر الميكانيكية للأهداف المرشحة التي تؤثر على المعالجة البصرية المركزية.
- يعزز الثقة التنبؤية في النماذج الانتقالية لاضطرابات الجهاز البصري.
الفحص وتطوير المقايسة
- يوفر نقاط نهاية سلوكية معيارية وقابلة للقياس لتقييم الرؤية.
- يقلل من تعقيد المقايسة وعبء التدريب مقارنة بالاختبارات السلوكية البديلة.
- يتيح إجراء فحص قابل للتكرار والتوسع للوظيفة البصرية عبر مجموعات مختلفة.
- يدعم التقييم الموثوق لتأثيرات المركبات أو العلاجات الجينية على الرؤية.
الأبحاث الترجمية وما قبل السريرية
- يوفق بين المخرجات السلوكية قبل السريرية والنقاط النهائية البصرية ذات الصلة بالمرض.
- يحافظ على الاستمرارية من الآلية الجزيئية إلى النمط الظاهري الوظيفي في مسارات أبحاث الجهاز العصبي المركزي.
- يدعم التقدم المدروس والمعدل حسب المخاطر للعلاجات التي تستهدف الرؤية.
- يوفر منصة لاستكشاف المؤشرات الحيوية الانتقالية للمعالجة البصرية.
تكامل خطوط المعالجة وسير العمل
يتكامل هذا المقايسة السلوكية ضمن التسلسل الممتد من مرحلة الاكتشاف إلى المرحلة قبل السريرية لبرامج الجهاز العصبي المركزي وبرامج طب العيون، مما يربط النتائج الجزيئية بالنتائج الوظيفية.
- بيولوجيا الاكتشاف: تتحقق من الفرضيات المتعلقة بوظيفة المسار البصري المركزي وارتباط الهدف.
- الفحص: توفر نتائج سلوكية كمية وقابلة للتكرار لتقييم الرؤية.
- التحليلات: تتيح قياسات السرعة والموضع لمقارنة الاستجابات قبل التحفيز وبعده.
- الأبحاث الانتقالية: تربط البيانات السلوكية قبل السريرية بنقاط النهاية ذات الصلة بالمرض.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: توفر مقايسة موحدة ومنخفضة العوائق يمكن تكييفها عبر نماذج النظام البصري.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية وتقلل من الغموض الميكانيكي في أبحاث الرؤية.
- القيمة التشغيلية: تسهل عملية إعداد المقايسات وتوحيد المعايير وقابلية التكرار عبر الفرق المختلفة.
- القيمة الاستراتيجية: تحسن جودة اتخاذ قرارات المضي قدماً أو التوقف (go/no-go) وكفاءة رأس المال في المحافظ الاستثمارية المبكرة للجهاز العصبي المركزي وأمراض العيون.
- التأثير على المحفظة: تدعم تحديد الأولويات المعدلة حسب المخاطر والنهوض بالأصول الموجهة لعلاج الرؤية.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة أساسية في العلوم العصبية السلوكية وإلماماً بتحليلات تتبع الحركة.
- يستلزم وجود بنية تحتية قياسية لالتقاط الفيديو وتحليله للحصول على مخرجات كمية.
- يتطلب قياساً ثابتاً للمستوى المرجعي وتوحيداً للبروتوكول بين الفرق البحثية.
- قابل للتكيف مع نماذج مختلفة من الفئران، ولكن قد يتطلب معايرة لخلفيات جينية محددة.
- يقتصر على تقييم مسار تكوين الصور؛ ولا يتناول جميع الوظائف البصرية أو العصبية.
