Данио рерио были ценным инструментом для многих областях исследований. Здесь мы показываем, метод выпытать визуальный ответ и рассчитать функциональный остроту зрения в взрослых данио.
Данио рерио являются проверенным модель для исследования зрения, однако многие из ранних методов, как правило, ориентированных на личинок рыб или продемонстрировали простой ответ. Совсем недавно взрослых визуальное поведение у рыбок данио стал интерес, но методы измерения конкретные ответы новичок приходит. Чтобы заполнить этот пробел, мы приступаем к разработке методологии неоднократно и точно использовать оптокинетическую ответ (ОКР) для измерения остроты зрения у взрослых рыбок данио. Здесь мы показываем, что острота зрения в взрослых данио могут быть измерены, в том числе обоих бинокулярного и монокулярных Acuities. Потому что рыба не пострадала во время процедуры, острота зрения может быть измерена и по сравнению на коротких или длительных периодов времени. Визуальные измерения остроты зрения, описанные здесь, также можно сделать быстро позволяет высокой пропускной и дополнительных визуальных процедур при желании. Этот тип анализа способствует лекарственного вмешательства исследований или исследований прогрессирования заболевания.
Данио рерио (Danio рерио) являются хорошей моделью для изучения визуальный физиологию из-за сходства их сетчатки в других позвоночных, их короткого жизненного цикла, а также наличия генетически модифицированных мутантов 1,2. Оптокинетическим рефлекс / ответ / нистагм (ОКР) представляет собой сочетание гладкой преследования и быстрых саккаду движений глаз. За более чем 60 лет врачи показали, что ОКР может быть использован для объективного измерения остроты зрения у пациентов и особенно полезен для определения детской визуальные возможности 3-5. Первая запись об использовании ОКР в животных с помощью голубей в 1950 6. Совсем недавно, ОКР стал ценным инструментом для оценки зрительной функции в личиночной данио и часто используется для выявления генетических мутантов, имеющих визуального 1,2 обесценения. В то время как ОКР была широко используется для определения зрительной функции в личиночной данио, она только недавно была продемонстрирована во взрослой зебрырыбу 7-10. Согласно недавнему исследованию, Tappeiner др.. Использует имеющийся в продаже системы оптомоторных традиционно используемый для мышей, OptoMotry, чтобы продемонстрировать, что острота зрения взрослых данио остается достаточно постоянным, ~ 0,59 циклов в степени (CPD), даже в различных угловых скоростей 7 .
Хотя ОКР оказалась весьма полезной в личиночной данио исследований, другие методы для визуального поведения были использованы в данио взрослых с разной степенью успеха. Анализ побег ответ показали, что альбинос и рубиновый данио, как пигментация мутанты, сократили визуальные ответы в ярких условиях освещения 11,12. Этот же анализ побег ответ также успешно идентифицированы куриная слепота D мутантов, хотя 2 лет 13. Тем не менее, анализ побег ответ не без изъянов. Трудно приписать к точному зрительной функции и является только полная approximatioн визуальных изменений – то есть он принимает большое изменение до изменения идентифицируется.
Другой метод, который был разработан для выявления взрослых данио с нарушениями зрения является ответом оптомоторная (OMR) 11. В этом анализе рыбы помещают в резервуар круговой с непрозрачным колонке в центре. Черные и белые полосы поворачивать вокруг танка и рыба поручено купание в направлении движения полосы. Как ответ эвакуации, OMR фокусируется на visuomotor возможностей взрослых данио. Однако было успешно используется для идентификации рыбы с нарушениями зрения, таких как lrp2/bugeye мутантов 14. В lrp2/bugeye данио демонстрируют буфтальм, повышенное внутриглазное давление, уменьшилась OMR, и прогрессивная дегенерация сетчатки 14,15.
Многие исследования использовали возможности visuomotor в взрослых данио, которые часто субъективны и не могут быть количественныйственно проанализированы. Используя ОКР, можно изучать остроту зрения взрослых рыб более объективно. Мы построили нашу собственную ОКР устройство, по образцу одного первоначально использовалась для личинок исследований 1. В этом исследовании мы демонстрируем, что ОКР может быть использована для расчета как монокуляр и острота бинокулярного зрения у рыбок данио.
Иногда рыба может уйти в бункер для воды. Очень важно, чтобы обездвижить хвост. Кроме того использование тонкой губки / полотенцем на теле рыбы было также установлено, что неоценимое значение для держа рыбу взвешенные в течение длительных периодов времени. Мы смогли сохранить рыбу иммобилизованных в течение более 30 мин с помощью этой процедуры без ущерба для рыбы. Это время более чем достаточно, чтобы сделать бинокль и оба монокулярных Acuities.
Презентация решетки могут быть либо сделано, как описано здесь и в других местах с помощью физически вращающийся барабан или путем представления цифровой дисплей 18-22. Оба типа имеют свои преимущества и недостатки. Мы решили использовать физическую вращение и по экономическим соображениям и технических спецификаций. Без учета компьютером и съемочной аппаратуры, ОКР устройство, описание которого здесь может быть построен примерно за $ 150.
ОКР является объективным способом определения отношениюUAL зрения в взрослых данио. В то время как несколько других visuomotor анализы для видения были использованы в предыдущих экспериментах и даже электроретинограммы успешно сделано у взрослых данио глаза, хотя он не был сильно используется, взрослый данио ОКР открывает двери для многих новых экспериментальных условиях 22. Это исследование показало, утилиту ОКР в в измерении визуальные изменения остроты зрения в течение долгого времени, выявление визуальное различие зрения в моделях болезни глаз, и в определении монокуляр остроту зрения.
Интересно, что взрослых данио рерио зрение по сравнению с человеческого зрения (20/20) примерно 20/1, 000 (0,60 CPD когда преобразуется в LogMAR -0,3). Хотя это может показаться бедных, данио глаза очень хорошо подходит для окружающей среды. Несмотря на визуальной задачи просматривая 6,5 см воды, в несколько миллиметров поликарбоната и другого сантиметре воздуха, рыба выполнять достаточно хорошо! Мы обнаружили, что взрослые данио зрения является абоут 70% от того, что можно было бы предсказать с учетом их расстояние фоторецептора. 23 Контраст что с оптимальной работоспособности человека ~ 20/12, что составляет около 80% от предсказанного 20/10, и ОКР методика измерения визуальный способность в взрослых данио впечатляет 24 , 25.
Метод измерения независимых глаз остроты зрения позволит исследований, в которых один глаз можно лечить, а другой, используемых в качестве контроля. Кроме того, рыба с развитием асимметричной глаз, таких как lrp2/bugeye или рыбы, которые развиваются катаракта может контролироваться более точно. Следует отметить, что уход должны быть приняты, чтобы точно измерить расстояние от глаз до полосами и закупоривать все поле зрения. Этот метод должен открыть двери для более точных и конкретных мер данио зрительной функции.
The authors have nothing to disclose.
Финансовые средства, предоставленные Западной университете наук о здоровье колледжа оптометрии к DJC. Отдельное спасибо Ириса Tam для графического дизайна.
Super Low Light Black White Video Security Camera | Super Circuits | PC164CEX-2 | Any low light camera may be used |
Arduino Duemilanove microcontroller | Adafruit Industries | The Arduino Uno is also compatible with the speed control software. | |
Tricaine Methanesulfonate | VWR | 101107-950 |