Met behulp van dreigende visuele prikkels om de muis visie te evalueren
13 juni 2019
Om de muis visie te onderzoeken, hebben we een dreigende test uitgevoerd. Muizen werden geplaatst in een grote vierkante Arena met een monitor op het plafond. De dreigende visuele stimulus riep constant het bevriezen of vlucht reacties in de muizen op.
Ons protocol is een visietest voor muizen. Het is zowel robuust als gemakkelijk te repliceren. Terwijl veel muis visie tests beschikbaar zijn, de dreigende experiment is een van de weinige methoden om het beeld vormen route te testen, dat is niet een visuele reflex traject.
Terwijl veel andere visuele gedragtest uitgebreide training in dierchirurgie vereisen, vereist de dreigende techniek weinig experimentele training. Begin met de bouw van een rechthoekige open deksel behuizing met behulp van aluminium framing en PVC-panelen om de muis huis tijdens dreigende visuele stimuli presentatie. Leg een vel papier om de gehele vloer van de behuizing te bedekken om een eenvoudige opruiming tussen de proeven te garanderen.
Voeg vervolgens een ondoorzichtige schuilplaats toe in een hoek van de behuizing met een ingang met uitzicht op het midden van de arena voor een gemakkelijke in- en uitgang. Beveilig een camera met een groothoeklens op een tafelstandaard naast de behuizing om het gedrag van de muis vast te leggen. Stel vervolgens een computermonitor op boven op de behuizing.
Bereid een dreigend patroon voor met behulp van experimentele software om te coderen voor een groeiende zwarte cirkel. Stel de stimulus in om te beginnen onder de visuele hoek van twee graden en uit te breiden tot 50 graden over 250 milliseconden en stel de code in om de stimulus 10 keer te herhalen met een interval van één seconde. Begin met het selecteren van een muis voor het experiment, evenals drie blinde muizen om ervoor te zorgen reactie op dreigende stimulus was echt een visueel geleid gedrag.
Plaats de gezonde muis in de behuizing en laat deze zeven tot 15 minuten vrij de omgeving verkennen voordat de stimulus begint. 10 seconden voor de stimulatie, start de video-opname op de camera. Zodra de muis is weg van de schuilplaats en bewegen vrij in de open arena, start de dreigende visuele stimuli.
Breng de muis terug naar zijn oorspronkelijke kooi. Reinig de behuizing voor de volgende muis door het spuiten van de muren en toevlucht met 70% ethanol en veeg het naar beneden en vervang de papieren vloervoering, indien vervuild. Verplaats het toevluchtsoord naar dezelfde initiële locatie als verplaatst tijdens de verplaatsing van het dier en de reiniging van de leefruimte.
Sla op de computer de videoclip voor elke muis in AVI-formaat op zonder bestandscompressie om ervoor te zorgen dat gegevens niet verloren gaan tijdens de overdracht naar de analysesoftware. Gebruik vervolgens analysesoftware om de beweging van het dier rond de arena te volgen voorafgaand aan, tijdens en na de stimuluspresentatie. Bereken de snelheid en de afstand van de muis van het toevluchtsoord.
Als het beeld van de arena is vervormd als gevolg van de videohoek, corrigeert u de x- en y-coördinatie voorafgaand aan de berekening. Vergelijk ten slotte de parameters voor en na het opdoemende stimulus begin om te bepalen hoe de muis reageerde op de stimuli. Of het nu door bevriezing, vluchten, of het aantonen van geen verandering in gedrag.
Vastgelegde videoclips werden geanalyseerd met behulp van een commerciële analysesoftware met een handmatige trackingfunctie. Met behulp van de trackingfunctie werd de positie van de muis geïdentificeerd in elk frame van de video voor, tijdens en na de dreigende stimuli. Toen de vlucht plaatsvond, nam de snelheid abrupt toe en de afstand tot de schuilplaats verminderde dienovereenkomstig.
Daarentegen was de snelheid bijna nul millimeter per seconde toen muizen bevroor. De snelheid werd verminderd in vergelijking met de controle voor het opdoemen en de afstand tot de koepel veranderde niet tijdens deze periode. Het is belangrijk om te onthouden om een basislijn van beweging te krijgen voorafgaand aan het begin van de stimulus of een kwantitatieve reactie op de stimulus kan niet worden bepaald.
Het is belangrijk om meerdere tests uit te voeren voor een nauwkeurige visie-evaluatie. Pupil lichtreflex is een veelgebruikte methode, die ervoor zorgt dat de muis gezonde ogen heeft. Het mechanisme van dreigende reactie is niet volledig begrepen.
Deze techniek kan mogelijkheden bieden om mechanismen van bewegende objectherkenning en angstreacties voor neurowetenschappers te verkennen.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een gezichtstest voor muizen met gebruik van een naderende visuele stimulus. De test is ontworpen om bevriezings- of vluchtreacties op te wekken, wat inzicht geeft in het beeldvormende pad van het gezichtsvermogen bij muizen.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragsbiologie
- Zichttesten
Achtergrond
- Het looming-experiment is een methode om het beeldvormende pad te beoordelen.
- Het is verschillend van visuele reflexpaden.
- Andere assays voor visueel gedrag vereisen vaak uitgebreide training.
- Deze techniek is eenvoudiger en vereist minder experimentele training.
Doel van de studie
- Om het gezichtsvermogen van muizen te evalueren via een robuuste en reproduceerbare test.
- Om de gedragsresponsen op visuele stimuli te onderzoeken.
- Om een eenvoudige methode voor onderzoekers te bieden.
Gebruikte methoden
- Construeer een rechthoekige behuizing met een open bovenkant voor de muizen.
- Gebruik aluminium profielen en PVC-panelen voor de behuizing.
- Bedek de vloer met papier voor een eenvoudige reiniging.
- Presenteer looming visuele stimuli om de reacties te observeren.
Belangrijkste resultaten
- De naderende visuele stimulus riep consistent freezing-reacties op.
- Muizen vertoonden vluchtresponsen tijdens de test.
- De methode bleek effectief voor het beoordelen van de visuele verwerking.
- De resultaten ondersteunen de validiteit van de looming-test in visuele onderzoeken.
Conclusies
- De looming-test is een betrouwbare methode voor het bestuderen van het gezichtsvermogen bij muizen.
- Het biedt inzicht in het beeldvormende pad.
- Deze techniek kan eenvoudig worden overgenomen door onderzoekers.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Het testen van naderende visuele stimuli biedt een robuuste, kwantitatieve gedragstest voor het evalueren van beeldvormend vermogen in preklinische muismodellen. Deze methode maakt targetvalidatie met een hoge betrouwbaarheid en mechanistische risicoanalyse mogelijk voor ontdekkingsprogramma's op het gebied van het CZS en de oogheelkunde. De reproduceerbaarheid en de minimale trainingsvereisten ondersteunen een schaalbare implementatie over meerdere locaties in vroege fasen van biofarmaceutische R&D.
Strategische Toepassingen in Biopharma R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt directe ondervraging van beeldvormende visuele pathways mogelijk, voorbij reflexgebaseerde assays.
- Ondersteunt functionele validatie van genetische of farmacologische interventies in visueel onderzoek.
- Biedt mechanische risicoreductie voor kandidaat-targets die de centrale visuele verwerking beïnvloeden.
- Faciliteert voorspellend vertrouwen in translationele modellen van aandoeningen van het visuele systeem.
Screening & Assayontwikkeling
- Levert gestandaardiseerde, kwantificeerbare gedragsmatige eindpunten voor visusbeoordeling.
- Vermindert de complexiteit van de assay en de trainingslast in vergelijking met alternatieve gedragstesten.
- Maakt reproduceerbare, schaalbare screening van de visuele functie over cohorten heen mogelijk.
- Ondersteunt een betrouwbare evaluatie van de effecten van verbindingen of gentherapie op het gezichtsvermogen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Rijgt preklinische gedragsresultaten in lijn met ziekterelevante visuele eindpunten.
- Bewaart de continuïteit van moleculair mechanisme naar functioneel fenotype in CNS-pipelines.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde vooruitgang van therapeutica gericht op het gezichtsvermogen.
- Biedt een platform voor het onderzoeken van translationele biomarkers van visuele verwerking.
Pipeline- en workflowintegratie
Deze gedragstest is geïntegreerd in het continuüm van discovery tot preklinische fase voor programma's gericht op het centraal zenuwstelsel en oogheelkunde, waardoor moleculaire bevindingen worden verbonden met functionele resultaten.
- Ontdekkingsbiologie: Valideert hypothesen over de functie van de centrale visuele route en target engagement.
- Screening: Biedt reproduceerbare, kwantitatieve gedragsmatige read-outs voor de beoordeling van het zicht.
- Analytiek: Maakt snelheids- en positiemetingen mogelijk om reacties vóór en na de stimulus te vergelijken.
- Translationeel onderzoek: Verbindt preklinische gedragsgegevens aan ziekterelevante eindpunten.
- Enterprise-hergebruik: Biedt een gestandaardiseerde assay met een lage drempel die aanpasbaar is voor diverse modellen van het visuele systeem.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in visueel onderzoek.
- Operationele waarde: Stroomlijnt de opzet van assays, standaardisatie en reproduceerbaarheid tussen teams.
- Strategische waarde: Verbetert de kwaliteit van go/no-go-beslissingen en de kapitaalefficiëntie in vroege stadia van CNS- en oogheelkundige portfolio's.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering en het verder ontwikkelen van visueel gerichte assets.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist basiskennis van gedragsneurowetenschappen en ervaring met bewegingsanalyse-software.
- Heeft een standaardinfrastructuur voor videocaptuur en -analyse nodig voor kwantitatieve output.
- Vereist consistente nulmetingen en standaardisatie van protocollen tussen teams.
- Aanpasbaar aan verschillende muismodellen, maar kan kalibratie vereisen voor specifieke genetische achtergronden.
- Beperkt tot de beoordeling van beeldvormende pathways; is niet toepasbaar op alle visuele of neurologische functies.
