שימוש בתגובה optokinetic ללמוד לתפקד החזותי של דג הזברה
2 בפברואר 2010
בתגובה Optokinetic כבר בשימוש נרחב על מנת להעריך את תפקודי הראייה של דג הזברה הזחל. עם זאת, פרוטוקול סטנדרטי דגים הזחל עדיין לא החלים בקלות במבוגרים 1-5. הנה, אנחנו מציגים כיצד למדוד את OKR של דג הזברה מבוגר באמצעות פרוטוקול חדש אשר הוקם במעבדה שלנו.
שלום לכולם. שמי Mean Jing, ואני מ-USTC. כפי שאנו יודעים, התגובה האופטו-קינטית, או בקיצור OKR, היא מבחן התנהגותי שבו בעל חיים מזיז את עיניו כדי לעקוב אחר גרדיאנט.
תנועה סביבו. התנהגות זו נמצאה בשימוש נרחב. הערכת התפקודים החזותיים של זחלי דגי זברה.
עם זאת, השיטה המשתמשת בפרוטוקול הסטנדרטי לקיבוע דגי לרווה אינה ישימה בקלות עבור דגים בוגרים. לכן, בסרטון זה נדגים פרוטוקול חדש המאפשר להקליט OKR של דגים בוגרים. כמו כן, לצורך השוואה, נדגים את מבחן ה-OKR עבור דגי לרווה ואת מבחן ה-OMR עבור דגים בוגרים.
וברשמי, OMR, אני מתכוון לתגובה מוטורית. כעת אראה לכם את המראה של אפליקציית ה-OKR המותאמת שלנו. היא נראית נחמד, נכון?
במראה זו, קיים בסיס סריג המונע על ידי מנוע. צינור הסריג נח על בסיס סריג זה ומסתובב יחד איתו. לוחית תא מונחת מעל בסיס הסריג, אך אינה מסתובבת, ומנורה מעגלית משמשת להארת הסריג.
וזהו. פשוט מניחים את תא הדגים על לוח התאים ואנחנו מוכנים להתחיל. היי, אני סואי.
שלום, אני W. אנו עובדים על הפיתוח העצבי ועל ה-ELL של USPC. היום נראה לכם את ה-sweep של ה-high test של דגי הזברה. אוקיי, בואו נתחיל.
ראשית, נדגים כיצד ביצענו את בדיקת ה-OKR עבור דגי זברה בוגרים. כעת, הכניסו את הספוג לתא הדגים ומזגו לתוכו מעט מים. סחטו מעט את הספוג כדי להסיר בועות אוויר.
כעת נראה כיצד לקבע את הדג באמצעות סיכות שלב אחר שלב. כעת נניע את הדג מעט כדי לוודא שהסנפיר הגבי שלו פונה כלפי מעלה ונמתח את הזנב כדי ליישר את הגוף. השתמשו בתפס עורקים כדי לקבע את סנפיר הזנב והדביקו את התפס לתא באמצעות חימר פיסולי.
לאחר הקיבוע, מזגו מים נוספים אל תוך התא והנשיכו מים לעבר הדג כדי להעילו. כעת סיימנו סוף סוף את ההכנה ואנו מוכנים להרפתקה האמיתית: בדיקת ה-OKR.
שימו לב כי שני העצמים בחלקו העליון של המסך הם אך ורק השתקפות של הסריג על ראש הסיכה. כעת נראה כיצד ביצענו את בדיקת ה-OKR לזחלים. הנחנו את הדג הזכר והנקבה במיכל ההזדווגות ונתנו להם להטיל ביצים.
לאחר מכן אנו אוספים את הביצים ומעבירים אותן לצלוחית זכוכית. אנו משתמשים בתמיסת meth cellose כדי לקבע את זחלי הדגים. יש לצנן את התמיסה במהירות לאחר החממתה.
לכן, נניח את התמיסה במי קרח וננער אותה בעדינות עד שהיא תהפוך לשקופה. כעת, נמזג 20 milliliter של methylcellulose לצלוחית. יש לוודא שאין בועות אוויר בתמיסה.
הניחו את הזחלים בשורה בתוך התמיסה. הוסיפו בועת אוויר זעירה של 1 µL לשדה הראייה כדי שתוכלו לראות את השתקפות הסרגל. זוהי הדגמה של התנהגות ה-OKR של זחלי דגי זברה מסוג wild type.
לסיום, נראה לכם כיצד לבצע את מבחן ה-OMR עבור דגי זברה בוגרים. ראשית, תפסו דג והניחו אותו בתא לדג. כעת, מקמו את תא הדג במקומו.
לאחר מכן, התקינו גליל לבן במרכז התא כך שהדגים לא יוכלו לעבור דרך המרכז לפני הבדיקה. עדיף לאפשר לדגים להסתגל לתנאי תאורה אלו במשך דקה אחת. ובכן, זו הייתה הדגמה של מבחן ה-OMR עבור דגי זברה בוגרים.
הרגע הדגמנו כיצד לבצע את מבחן ה-OKR בדגי זהב בוגרים. במבחן זה, ניסינו לקבע את דגי הזהב באמצעות סיכות במקום מתילצלולוז. באמצעות שיטה זו, הצלחנו להקליט תגובה חזקה שנמשכה למעלה מארבע שעות.
זה יעניק למחקרים זמן רב.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
התגובה האופטוקינטית (OKR) היא מבחן התנהגותי המשמש להערכת התפקודים החזותיים של זבקי זברה בשלב הזחלים. מאמר זה מציג פרוטוקול חדש למדידת ה-OKR בדגי זבקי זברה בוגרים, במטרה לתת מענה למגבלות של שיטות קיימות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- ניתוח התנהגותי
- מדעי הראייה
רקע
- בדיקת ה-OKR היא שיטה מוכרת ומקובלת להערכת תפקוד ראייתי.
- פרוטוקולים קודמים התמקדו בעיקר בזבובים של זב החלוש (zebrafish) בשלב הזחלה.
- קיים צורך בשיטות סטנדרטיות שניתן להחיל על זב החלוש (zebrafish) בוגר.
- מחקר זה נועד למלא פער זה באמצעות פרוטוקול חדש.
מטרת המחקר
- פיתוח שיטה מהימנה למדידת OKR בדגי zebrafish בוגרים.
- העמקת ההבנה של עיבוד חזותי בדגי zebrafish בוגרים.
- אספקת פרוטוקול סטנדרטי למחקרים עתידיים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- פיתוח מערך ניסויי חדש עבור דגי זברה בוגרים.
- הטמעת גירויים חזותיים לעירור OKR.
- ניתוח כמותי של תגובות תנועת העין.
- השוואה לפרוטוקולים קיימים עבור זחלי דג זברה.
תוצאות עיקריות
- הפרוטוקול החדש מודד בהצלחה OKR בדגי zebrafish בוגרים.
- התוצאות מעידות על הבדלים משמעותיים בתגובה החזותית בהשוואה לשלבי הלרבה.
- השיטה מבטיחה יישומים רחבים יותר במדעי העצבים החזותיים.
- הנתונים תומכים בתקיפותו של הפרוטוקול החדש למחקרים עתידיים.
מסקנות
- המחקר מספק גישה חדשנית להערכת התפקוד החזותי בדגי זברה בוגרים.
- הממצאים תורמים להבנת העיבוד החזותי לאורך שלבי החיים.
- הפרוטוקול החדש יכול להקל על מחקרים נוספים במודלים של דגי זברה.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
הערכת התפקוד החזותי בדגי זהב בוגרים מאפשרת הפחתת סיכונים מכניסטית של מטרות במדעי המוח הקשורות לעיבוד חושי ולבריאות הרשתית. בדיקת התגובה האופטוקינטית (OKR) מספקת מדד כמותי מבוסס התנהגות לתיקוף מטרות בתהליכי גילוי. שיטה זו תומכת בביטחון ניבוי על ידי קישור מניפולציות גנטיות או פרמקולוגיות לפלטים חזותיים תפקודיים במערכת הרלוונטית למחלה.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בדיקה של שלמות המסלול הראייתי ומעורבות תפקודית של יעדים בדגי זהב בוגרים.
- ערך תפעולי: מספק בדיקה התנהגותית הניתנת לשחזור להורדת סיכונים של יעדים המשפיעים על תפקוד חושי או עצבי.
סריקה ופיתוח בדיקה
- ערך מדעי: מייצר מדידות כמותיות של תנועות עיניים המתאימות לסריקה בעלת תוכן גבוה (high-content screening) של ספריות תרכובות.
- ערך תפעולי: משתמש במכשיר שנבנה בהתאמה אישית עם גירויים חזותיים סטנדרטיים כדי להבטיח עקביות של הבדיקה בין הרצות שונות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: תומך ברציפות ממודלים של זחלים למודלים של בוגרים, ומאפשר אפיון של התפקוד החזותי לאורך תקופת החיים.
- ערך תפעולי: מדגים יציבות לאורך תקופות הקלטה ממושכות (עד 4 שעות), מה שמסייע למחקרים אורכיים או למחקרי מהלך זמן.
שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד
בדיקת ה-OKR משתלבת ברצף הגילוי, החל מבדיקת השערות לגבי מטרות ועד לתיקוף פרה-קליני, במיוחד עבור תוכניות במדעי העצבים ובמודליות חושיות.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בתיקוף פונקציונלי של גנים או תרכובות המודולטיביות של עיבוד חזותי ומעגלים עצביים.
- סריקה: מספק פלטים כמותיים של משתנים תלויים (תגובת מעקב עיניים) לצורך השוואת השפעת תרכובות.
- אנליטיקה: מאפשר ניתוח סטטיסטי של עוצמת התגובה ומשכה כדי לתמוך בהחלטות של המשך או עצירה (go/no-go).
- מחקר תרגומי: מספק מערכת רלוונטית למחלה לצורך מידול של תפקוד חזותי לקוי לאורך שלבי התפתחות.
- שימוש חוזר ארגוני: מהווה פלטפורמה לשימוש חוזר עבור צוותים רב-תחומיים החוקרים פנוטיפים חושיים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בבחירת מטרות על ידי הפחתת העמימות המכניסטית במסלולים חזותיים.
- ערך תפעולי: מספק תוצרי קריאה התנהגותיים סטנדרטיים וניתנים להרחבה עם שונות מינימלית.
- ערך אסטרטגי: משפר את יעילות ההון על ידי אפשור סינון תפקודי בשלבים מוקדמים לפני שימוש במודלים יקרים של יונקים.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מטרות מותאם-סיכון המבוסס על תיקוף פנוטיפי במערכת של בעלי חוליות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בטיפול בדגי zebrafish, נוירוביולוגיה התנהגותית ותכנון גירויים חזותיים.
- תלוי במכשור ייעודי הכולל סריג מונע על ידי מנוע, תא תאורה ומערכת קיבוע.
- מחייב סטנדרטיזציה של הכנת הדגים, תנאי המים והתאורה בין המבצעים השונים.
- כולל שיקולי התאמה בעת העברת פרוטוקולים בין מודלים של זחלים למבוגרים.
- מוגבל על ידי הצורך בקיבוע ידני מיומן ובעקב שונות פוטנציאלית בתגובתיות הדגים.
