小鼠视频眼动图检查

本实验的总体目标是在小鼠中进行视频眼动记录。首先，在小鼠颅骨上安装一个基座结构，以便将其头部固定在特制的头身固定装置中，实现头部固定；第二步是将小鼠放置于视频眼动记录装置中，并对视频瞳孔追踪系统进行校准。

接下来，在使用多种前庭和视觉动眼刺激激活眼动系统的同时，记录眼动。最后一步是分析这些眼动。最终，可通过在正常、药物处理或基因修饰的小鼠上进行视频眼动图记录，来探索运动行为的生理机制。

尽管该方法可用于研究眼动系统，但也可通过使用模拟人类病理的突变小鼠，应用于研究具有小脑、前庭或眼部起源的疾病。开始此操作时，先将小鼠置于含异氟烷、氟气和氧气混合气体的麻醉室中进行麻醉，随后通过面罩输送气体以维持麻醉状态。

接下来，使用加热垫和肛门温度传感器将小鼠的体温维持在37摄氏度。随后涂抹眼药膏以防止眼睛干燥，剃除颅背部的毛发并清洁手术区域。然后，沿中线做一切口以暴露颅骨背部表面，并清洁和干燥该表面。

然后从bgma向Lambda处滴加一滴磷酸。15秒后去除蚀刻剂，再用生理盐水清洗颅骨表面，并再次干燥。在蚀刻后的颅骨表面顶部滴加一滴Opti Bond Prime，并用空气吹匀。

干燥30秒。接着，在Opti Bond Prime上滴加一滴Opti Bond粘接剂，用紫外光照射固化1分钟。

随后，用一层薄薄的 charisma 复合材料覆盖粘合层。将带有磁铁螺钉孔和附着位点的连接器嵌入复合材料中，然后用紫外光固化复合材料。

必要时，可再次涂抹复合材料并用光固化。手术后，让小鼠至少恢复三天。下一步是将小鼠放入固定器中，用磁铁和一个螺丝将小鼠头部固定在固定器上，并将小鼠头部和身体固定器安装在XY平台上。

使用XY平台，将小鼠的头部置于转台中心上方，以便小鼠可沿俯仰Ya轴和滚动轴移动。然后通过眼扫系统生成的眼部图像对齐眼睛位置，将小鼠头部调整至正确的俯仰Ya角和滚动角。此时转台已连接至由交流伺服控制的电机。

转盘的位置由连接在转盘轴上的电位计进行监测。转盘外围覆盖有一个带有随机点阵图案的圆柱形屏幕，该屏幕配备由交流伺服控制的电机。圆柱形屏幕的位置通过连接在其轴上的电位计进行监测。

屏幕可由卤素灯照亮。转台及其周围屏幕的运动由连接至输入输出接口的计算机控制。转台及周围屏幕的位置信号经输入输出接口以20赫兹截止频率进行数字化滤波，并存储于该计算机中。

小鼠的眼睛由三个红外发射器照射。其中两个固定在转台上，第三个则连接在相机上。这个第三个发射器产生一个参考角膜反射，用于校准过程以及眼动记录期间。

一台配备变焦镜头的红外CCD相机安装在转台上，并对准小鼠头部。位于转台中心。该相机可解锁并围绕转台轴线精确移动20度。

在校准过程中，视频信号由眼动追踪系统进行处理，该系统能够以每秒120赫兹的采样率在水平和垂直方向上追踪瞳孔及角膜参考反射点。随后，角膜参考点位置、瞳孔位置和瞳孔大小信号通过输入输出接口被数字化，并与表格及周围屏幕位置信号一同存储于同一文件中，用于校准眼动。调整小鼠头部位置时需配合摄像头，使瞳孔的视频图像位于显示器中央，同时角膜参考反射点的表征位于瞳孔正上方的眼球垂直中线上。

接下来，将相机围绕转台的垂直轴多次移动20度峰值。利用相机在极限位置时记录的追踪瞳孔位置和参考角膜参考位置，计算瞳孔旋转半径。

在多种照明条件下重复这些步骤，以确定瞳孔大小与瞳孔旋转之间的关系。然后绘制瞳孔旋转校正曲线。通过测量角膜参考点位置、瞳孔位置和瞳孔大小，计算眼球的角位置。

可通过瞳孔旋转校正曲线提取瞳孔旋转值，并利用以下公式计算眼睛的角位置。此处演示了VVOR眼动实验。现在，将眼位、转台位置和周围屏幕位置转换为角位置。

接下来，使用巴特沃斯低通滤波器对眼动台和周围屏幕的角度位置进行微分和滤波。采用20赫兹的截止频率，通过40度/秒的检测阈值从眼动速度信号中去除伪迹。然后，对每个试验周期内的台架和眼动速度信号进行平均，并使用适当的函数对平均后的信号进行拟合。

通常采用正弦速度刺激，并将平均周期拟合为正弦或余弦函数。本视频展示了通过周围屏幕的旋转引发眼动，从而产生视动反射的过程；屏幕旋转的频率范围为 0.2 至 1 赫兹，振幅为 1.6 度。结果显示，小鼠的视动系统在低频范围内的效率高于高频范围。

以下是另一段视频，用于展示眼球运动的产生过程。通过在暗环境中旋转小鼠，以诱发前庭-眼反射，将转台的旋转频率从0.2至1赫兹、振幅为1.6度的范围内进行变化。结果显示，小鼠的前庭-眼系统在高频范围内的效率高于低频范围。

此处展示了另一段视频，内容为通过在光照条件下旋转小鼠来产生眼动，从而引发视觉增强的前庭眼反射。实验中，将转台在0.2至1赫兹的频率范围内、以1.6度的振幅进行旋转，同时保持周围屏幕充分照明，结果显示小鼠在整个频率范围内均能产生有效的代偿性眼动。该视频还展示了如何通过适应性地增强前庭眼反射来实现运动学习。采用异相训练范式，使转台与周围屏幕的旋转相位相反，从而提高了该小鼠的前庭眼反射增益。

观看本视频后，您应能充分掌握如何在小鼠中进行视频眼动记录。