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OptoTrack动物视觉刺激(视动反应)系统常见问题(2)
点击次数:100 发布时间:2021-02-22

继上篇关于OptoTrack动物视觉刺激系统的一些常见问题给出解答后,更多的研究人员提出了更多的问题,在此,我们一一作答,共同探讨。

Q1:在OptoTrack视觉刺激实验中,每组里面的实验动物(老鼠)典型数量是多少?

A1:通常,在研究论文中,每组6只小鼠是公认的数目。在药理学研究(药物开发)中,组的大小通常较大,大约有十二只动物。

Q2:是否可以通过在给定的时间范围内计算“视动反应”来量化视觉能力?

A2:这不是OptoTrack如何量化视动反应的行为,但它却可能是一个可靠的选择。然而,需要注意的一点是,潜在的时间间隔(例如2分钟的观察)应该在个体小鼠之间具有可比性。视运动反射是一种相对“弱”的反射,因为它可以被许多其他行为所覆盖,例如探索、清洁和梳理。当动物在做其他事情的时候,把没有视运动事件作为“视力不良”的指标是没有意义的。实际上,你应该只在你的统计中计算动物可能表现出视运动行为的次数。换句话说,你应该考虑到动物的整体行为,只看那些动物不做其他事情的时间,然后计算在这段时间内动物跟随旋转刺激的事件数。也许你甚至会考虑到动物对刺激的跟随程度。所有这些考虑都应该改善对动物视运动行为的评估。但如果你做了所有这些,那么你就非常接近OptoTrack如何分析动物的视觉运动行为。

Q3:可以用OptoTrack测量色觉吗?

A3:OptoTrack可以测量视敏度和对比敏感度。测量色觉是一个非常困难的问题。原则上,可以借助光动力反射来测量颜色视觉(即,将两种不同颜色区分为不同的能力)。为此,将呈现不同颜色(例如:蓝色/红色)的条形,而不是不同亮度(例如:黑色/白色)的条形。如果两种颜色被感知为不同(即条纹边界处存在颜色对比),则将触发光动力反射。尽管这在理论上很简单,但在实践中却非常困难。为了正确测试两种颜色被感知为不同,必须确保不同颜色的条看起来没有不同的亮度。否则,除了颜色对比外,还会有亮度对比。实际上,校准等亮度的颜色非常困难,特别是如果一个人只能调整三种基本颜色,即计算机显示器的“ R”,“ G”和“ B”。适当的等亮度颜色校准取决于所研究物种中感光体的特定光谱灵敏度,光学仪器(角膜,晶状体,玻璃体,视网膜组织)的光谱滤光片特性以及光谱上不同的感光体的数量。此出版物中描述了其他注意事项:光学仪器(角膜,晶状体,玻璃体,视网膜组织)的光谱滤光片特性以及光谱上不同的感光体的数量。此出版物中描述了其他注意事项:光学仪器(角膜,晶状体,玻璃体,视网膜组织)的光谱滤光片特性以及光谱上不同的感光体的数量。

Q4:是否可以通过视运动测量来评估所有小鼠系?

A4:原则上是。但是,也有一些例外。

例如,小鼠系DBA2 / J是研究青光眼的模型。然而,一些研究发现,这些小鼠完全没有视神经反射,而与它们的视网膜表型无关(Barabas et al 2011)。这个发现在不同的实验室之间是不一致的,其他实验室发现光动力反射能很好地反映视网膜的表型(Rangarajan等,2011;Burroughs等,2011)。DBA / 2J小鼠可能有不同的亚型,具有和不具有光动力反射能力。这凸显了在每项研究中进行良好控制的重要性,表明您的表型观察(例如缺乏视神经反射)确实与您的研究目标有关。

另一个例子是白化病小鼠。在这里,研究之间的数据不一致。一些研究发现他们没有视神经反射。其他研究发现它们确实具有反射能力,但是却是相反的:它们以错误的方向反射性地移动头部,与移动的条纹图案相反。这是由于视神经交叉处的轴突交叉错误。同样,这表明了进行适当控制的重要性。

在OptoTrack中,您可以测量所有小鼠的光动力反射。如以上示例所示,但是,特定小鼠品系中没有视动反射可能反映了生物学缺陷,可能与您的主要研究问题无关。

Q5:是否在敏锐度和对比敏感度中评估了不同类型的细胞?

A5:在解释光动力反射时必须小心。作为行为输出,它可能会受到沿反射路径的任何变化的影响。视神经反射的缺乏可能是由于视网膜,视神经,累及的中脑区域或肌肉缺损所致。因此,对光动力结果的解释通常建立在关于疾病本体论的现有知识(感光器死亡,视神经损伤等)上。理想情况下,视功能下降与疾病进展直接相关;在这种情况下,体内和非侵入性光动力测量可以完全替代侵入性(并可能终)其他测量,例如组织学切片。

Q6:如何解释对比度敏感度曲线(对比度敏感度是空间频率的函数)?

A6:视觉系统和所有感官系统一样大多对输入(光线)的变化敏感,而对恒定的绝dui值则不太敏感。这种变化的幅度称为对比度。系统的灵敏度是仍然可以感知到的小对比度。这种对比度(=光强度的变化)可以是随时间变化的对比度(台阶或闪光灯)或跨空间的对比度(亮度边界)。当仍然可以感知到较小的对比度时,我们可以说该系统更加敏感。

感觉系统的灵敏度可以用“对比度”来描述,但从根本上说,它还取决于另一个属性,即刺激的频率。所有的传感系统都具有频率响应调整功能-无法感知太低或太高的频率,并且在灵敏度范围的中心存在一些Z佳值。类似于对比度,频率也可以是时间属性(“闪烁”)或空间属性(精细或粗糙的“模式”)。

在光运动反射测量中,我们观察到动物对运动条纹图案的反应。这种模式具有一定的空间频率(由动物周围的黑白条的数量确定),并且,由该空间频率和旋转速度的组合给出,我们还可以为刺激分配时间频率。假设光刺激反射是由这种刺激触发的,即该刺激在光刺激反射的灵敏度范围内。然后,我们可以保持频率恒定,并通过降低对比度来确定动物(对于该频率!)的对比度灵敏度。当我们针对不同频率的刺激重复相同的过程时,我们很可能会获得不同的小对比度值,而该小对比度仍然可以触发光动力反射。

或者,当我们从触发光动力反射的刺激开始时,我们可以保持对比度恒定并更改刺激的频率。如果我们充分改变频率(例如,使条纹图案的条变得更细),我们终将离开给定的对比度足以引起光反射的范围。为了再次触发反射,我们必须增加对比度。但是,如果对比度已经达到大会怎样?仍以大对比度触发光动力反射的细条纹图案(gao空间频率)被称为“视敏度”。

请注意,对视动反射的测量不能测量动物的整体“视觉能力”。动物可能仍然“看到”没有引起视运动反射的细条纹图案。视光测量仅提供THIS系统(视光反射系统)的对比敏感度功能。

在大多数研究应用中,对比度敏感度函数的绝dui值(尤其是视敏度)并不那么重要。取而代之的是,通常会比较两种情况(健康与疾病,治疗与未治疗,年轻与老年人等)。这样,测量值也是“自校准”的。例如,取决于显示刺激的硬件(例如,旧显示器,新显示器,被光源照亮的纸板鼓),大可实现的刺激对比度将有所不同。当硬件显示器可以实现更高的对比度值时,报告的视敏度也将更高。测量的比较性质(“经过处理比未经处理更好”)解决了这个问题。

Q7:青光眼:能否测试青光眼小鼠模型的视神经反射?

A7:小鼠系DBA2 / J是研究青光眼的模型。然而,一些研究发现,这些小鼠完全没有视神经反射,而与它们的视网膜表型无关(Barabas et al 2011)。这个发现在不同的实验室之间是不一致的,其他的发现光动力反射能很好地反映视网膜的表型(Rangarajan等,2011;Burroughs等,2011)。)。DBA / 2J小鼠可能有不同的亚型,具有和不具有光动力反射能力。这凸显了在每项研究中进行良好控制的重要性,表明您的表型观察(例如缺乏视神经反射)确实与您的研究目标有关。除DBA2 / J型青光眼小鼠外,还有青光眼的手术模型-双边颈总动脉闭塞(BCCAO)。

Q8:NaIO 3:碘hua钠模型是干燥AMD的模型吗?

A8:否,但是它模仿了疾病的某些特征,包括RPE细胞退化后的感光细胞凋亡以及功能和形态变化。

Q9:NaIO 3:全身注射高剂量的NaIO 3(碘hua钠)后,大多数感光细胞死亡,但有时人们可以看到OMR视力仅下降一半。为什么?

A9:需要针对每种疾病模型分别建立在细胞和组织水平上的物理和功能损伤与对光动力反射的相应影响之间的确切关系。对于NaIO 3,主要靶标是具有继发性感光细胞死亡的视网膜色素上皮。这个过程不仅具有时间成分(我什么时候希望看到效果?),还具有空间成分。对于NaIO 3的全身性注射,损伤是放射状的,从中央视网膜开始,并迅速吞噬周围的视网膜。

光动力反射的生物学特性使得当周围有足够的功能性视网膜保留时,光动力反射被非常牢固地保留。视网膜的形态可在中央和周围中部显示出严重损害,以致完全不再有视力的程度。然而,在远处的外围,当刺激足够容易时(此处:比正常视敏度容易50%),可以保留足够的功能一段时间以触发视神经反射。这种现象类似于局部视网膜激光损伤模型的观察结果,在该模型中,人们需要对视网膜造成一定程度的损伤,然后才能看到对光动力反射的重大影响。

Q10: 抗癫痫药Vigabratin具有眼毒性,表现为视野变窄。可以使用OMR进行测量吗?

A10:光动力反射(OMR)非常坚固。出于研究目的,这既可以是优点,也可以是缺点。在这种情况下,这可能是不利的。视网膜的其余部分基本上不受影响的区域性损伤通常对光动力行为的影响很小。原因是视网膜的健康部分足以正常驱动视神经反射。

话虽如此,可能值得检查每个特定应用程序中的情况。也许您的药物对您所知道的部分视网膜具有毁灭性影响,但除此之外,对其余的视网膜也有轻微的影响。也许这两种效应的结合可能会破坏视光反应,从而足以提供有意义且有见地的行为读数。这种体内行为读数(如果存在)可能会带来巨大的研究收益,因为它可以轻松地纵向监测疾病的进展,甚至在需要时也可以每天监测。

上海欣软提供了OptoTrack软件的远程演示,可以在您的特定研究模型中对其进行评估。这将揭示光马达的测量值是否是一个很好的读数。

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OptoTrack动物视动反应系统(视觉刺激系统),型号:XR-OT101

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所有动物的反射都有助于稳定其眼睛中移动环境的图像。例如,如果一个人看着行驶中的火车的窗户,那么她的眼睛会自动跟随风景。这些补偿性眼球运动是由所谓的视动反射引起的。许多动物还具有光动力反射,可触发补偿性头部运动。
仅当动物可以看到移动的刺激时,才会触发这些眼睛和头部的补偿性运动。因此,观察这些先天反射可以用作动物视觉性能需求的定量读数。在小鼠和大鼠中,观察光动力反射特别方便:不需要固定或手术,因为可以从肉眼观察到相应的行为。

OptoTrack通过增加条纹图案的难度,终达到了动物视力的阈值,并且不再触发反射。这样可以确定动物的视敏度(通过使条纹更细)或对比度敏感度(通过减小条纹的对比度)。

此过程在OptoTrack中是完全自动化的。OptoTrack的软件可以轻松指导您进行测量。您可以完全控制测试协议,也可以让OptoTrack完全自动确定动物的视觉阈值。

对于广泛的临床前研究应用,OptoTrack是一种方便,自动化,快速且客观的体内工具,用于筛查视觉功能障碍和疾病进展。

应用领域:

OptoTrack系统,型号:XR-OT101


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