הסרת עיניים, המכונות גם אנוקלאציה, מספקת אסטרטגיה שימושית ללמוד היבטים של מודלי חוצי חזותיים,, ופלסטיות התפתחותית לאורך מערכת הראייה של יונקים שכן הוא גורם בלתי הפיך חלקית (משקפת) או אובדן ראייה (משקפת) מלא. כאן אנו מתארים גישה לשחזור וברורה מאוד לביצוע באנוקלאציה vivo.
Enucleation או הסרה כירורגית של העין, בדרך כלל, יכול להיחשב כמודל לdeafferentation עצב. הוא מספק כלי רב ערך כדי ללמוד את ההיבטים השונים של, מודאלי חוצי החזותי ופלסטיות התפתחותית לאורך מערכת הראייה של היונקים 1-4.
הנה, אנחנו מדגימים טכניקה אלגנטית ופשוטה להסרת אחד או בשני העיניים בעכבר, אשר קיבלה תוקף בעכברים של 20 ימים ההם עד מבוגרים. בקצרה, מלקחיים מעוקלים חיטוי משמש כדי לצבוט את עצב הראייה מאחורי העין. בהמשך לכך, תנועות סיבוביות מבוצעות כדי להצר את עצב הראייה ולהסיר את גלגל העין. היתרונות של שיטה זו הם שחזור גבוה, מינימאלי ללא דימום, התאוששות שלאחר ניתוח מהירה וסף למידה נמוך מאוד לניסוי. לפיכך, כמות גדולה של בעלי חיים ניתן להשפיע ומעובד עם כמות מינימאלית של מאמץ. הטבע של הטכניקה עשוי לגרום לניזק קל להרשתית במהלך ההליך. תופעת לוואי זו הופכת שיטה זו פחות מתאים לעומת Mahajan et al. (2011) 5 אם המטרה היא לאסוף ולנתח רקמת רשתית. כמו כן, השיטה שלנו היא רק לגילי הודעה מאיירים עיניים (עכבר: P10 – 13 ואילך) מאז גלגל העין צריכה להיות עקורה מהשקע מבלי להסיר את העפעפיים. לאחרונה in vivo טכניקת אנוקלאציה המתוארת בכתב היד הזה כבר מיושם בהצלחה עם שינויים קלים בחולדות ונראית שימושי כדי ללמוד את המסלול החזותי מביא מכרסמים באופן כללי.
הסרת עין ובכך באופן בלתי הפיך בהרס המשטח החושי קולט (רשתית), מטיל אובדן ניכר של קלט חושי לאורך המסלול החזותי. מודל אנוקלאציה במערכת הראייה לנוער ומבוגרים הוכיח להיות יקר בהבנת ההתפתחות, הפלסטיות והתפקוד של מרכזים חזותיים השונים 1-4. השלכות מולקולריות, תאיות ופיזיולוגיות של החסך החושי הזה יכול לספק תובנות על אופן בי פיתוח מוסדר וכיצד הוקם מעגלים בקליפת המוח להתמודד ולשנות את המבנה והתפקוד שלהם בתגובה לשינוי נרחב כזה בניסיון.
שיטות שונות של קיפוח חזותי קיימות ולכולם יש יתרונות הספציפיים שלהם במחקר הקשור לחזון. לגידול כהה דוגמא ספציפית מבטל חזותי מונע פעילות עדיין זה לא משפיע על פעילות הרשתית הספונטנית. visua באופן דומה, תפרי מכסה או רטיות להסיר את הדוגמתקלט l מבלי להפריע פעילות ספונטנית אך הם מאפשרים חדיר אור מפוזר דרך עיניו הסגורות. שיטות אלה הן הפיכים והוכחו להיות בעל ערך בהבנת תפקידו של מתאם חזון ורמה נמוכה בדוגמת תשומות משקפת בפיסול מעגלים בקליפת המוח במהלך ההתפתחות 6-8. במחקר גלאוקומה, המודל למעוך עצב הראייה בבעלי חיים מבוגרים כבר בשימוש נרחב משום שהוא קובע אובדן הדרגתי של תשומות תא הגנגליון ברשתית, המהוות את עצב הראייה 9,10. מצד השני, אנוקלאציה, בו העין ובכך הרשתית נמחקה לחלוטין ומייד, היא הבחירה המתאימה של קיפוח כאשר המטרה היא להסיר את החזון שני ספונטני ובלתי הפיך בדוגמת בבת אחת. זה גם גורם לחוסר איזון בפעילות התוך עיני חזק שיכול לשפר את יחס האות לרעש במחקרי מיפוי פעילות 11,12. השוואת שינויים תפקודיים ומבניים בתגובה לאנוקלאציה עם הOSE לאחר החסך בשיטות דרסטיים פחות כגון תפר מכסה למשל, עשויים גם לחשוף תובנות חדשות על תפקידה של פעילות רשתית ספונטנית בשני סוגים ההומיאוסטטית והסינפטי של פלסטיות.
Enucleation מפעיל אובדן של השפעות תזונתיות ביעדי רשתית ישירים. לדוגמא, רמות BDNF הם downregulated באופן משמעותי בגרעין לרוחב הברכיתיים (LGN) וcolliculus מעולה של חולדות enucleated מבוגרות 13. מיני חמצן תגובתי, שמתפקדים כמולקולות שליח לתווך שיפוץ מבני, גם התגלו במבנים קורטיקליים של החולדה הבוגרת מערכת ראייה 14. יתר על כן, microglial והפעלת astroglial פני מבני יעד שונים קורטיקליים חזותיים בעכבר מתרחשים במסגרת זמן ההודעה אנוקלאציה ספציפית של שבוע 15 אחד. יחד, תוצאות deafferentation אופטיות בתגובות קורטיקליים שונות בגליה, הרמה מבנית ומולקולרית. למרות קורטיקליים אלהאפקטים, זה לא בהכרח לסבך השפעות ברמת קליפת המוח 16. פלסטיות ראויה לציון, צלב מודאלית בקליפת המוח, ובכלל זה שינויים באזורים חושיים אחרים הבא לחיזוקו של תשומות שאינן חזותיות לנשללה קליפת הראייה מתרחשת לאחר שתי המשקפת (ME) 3,4,17,18 ומשקף (BE) 1,17 אנוקלאציה.
מלבד תרומה למדעי מוח חזותי, אנוקלאציה כסוג של deafferentation יכולה לשמש כדי ללמוד את האיזון בין 20-22 תכונות הגנה עצביות 19 וניווניות של מערכת העצבים המרכזית.
הליכים שונים לביצוע אנוקלאציה כבר תוארו בספרות. מתודולוגיות מסוימות לin vivo ME בחולדות ועכברים הן פחות ברורות בשל חתך מיותר של שרירים ורקמות 23-25 מסלולית. פרסומים אחרים כגון Mahajan et al. (2011) 5 מספקים פרוטוקול מפורט באמצעות נתיחה בוטה לאוסף תפוקה גבוהה של עיניים כדי ללמוד את מתאמי גנוטיפ, פנוטיפ, שלאחר המוות צפוי. למטרתם, השיטה נוחה ומהירה. עם זאת, שיטה זו היא פחות מתאימה לאנוקלאציה in vivo, כאשר אחד בוחר ללמוד במסלול החזותי מביא הבא אנוקלאציה (בבעלי חיים), ולא בעין עצמה. בסביבה כזו, הישרדות ההודעה אנוקלאציה-היא בעל חשיבות גבוהה. כמו כן, מינימאלי בנזק vivo ושימור של עצב הראייה ורקמות מסלולית הוא חיובי. כאן, אנו מציגים שיטת אנוקלאציה חלופית, יותר דומה לזה שתואר על ידי פאגה et al (2008) 26, המציע מאפייני יתרון מסוימים:. זה קשור להתאוששות שלאחר ניתוח מהיר ומאופיין בסף למידה נמוך מאוד לחוקרים. באופן כללי, שיטות שונות משלימות בהתאם למוקד של המחקר הבא: מורפולוגיה עין או מחקר מסלול חזותי.
ve_content "> לסיכום, אנוקלאציה ניתן ליישם ממחקר חזון כלפי חקירות של פלסטיות ההומיאוסטטית וחוצת מודאלי מוח, מאפייני תגובת גליה, ויציבות האקסון. במאמר דמיין את זה, אנחנו מדגימים שיטה ריאלי ואמינה לin vivo אנוקלאציה עין ב העכבר.כדי לבצע אנוקלאציה מוצלחת על פי השיטה שלנו, השלבים הקריטיים ביותר שיש לשקול הם: 1) שימוש במלקחיים עם קצה מעוגל ומשונן בגודל המתאים; 2) ביצוע אנוקלאציה על משטח חלק ויבש; ו 3) נהיגה במהירות מופרזת בהדרגה עד התנועות הסיבוביות בכיוון עם החיכוך לפחות.
לתוצאה אפקטיבית הוא חיוני לשימוש במלקחיים מתאימים מאופיינים בקצה מעוגל ומשונן (גודל קצה העדיף: עכבר: 0.5 x 0.4 מ"מ; חולדה: 2.15 x 1.3 מ"מ). העקמומיות מאפשרת גישה קלה לעצב הראייה לאחר עקירת גלגל העין ויש צורך ליד המיקום נכון בעת ביצוע התנועות מעגליות. טיפים חלקים אינם מומלצים מכיוון שהם חסרים את האחיזה ההכרחית כאשר מחזיקים את עצב הראייה. כישלון להחזיק את עצב הראייה כראוי במהלך התנועות הסיבוביות תוצאות בקרע של עורק העיניים, ניתוק עני של העין ושחזור עני ומכאן.לכן מומלץ לאימון ראשון בטכניקה זו על בעלי חיים מורדמים לאופטימיזציה של המלקחיים טיפול על מנת להבטיח את רווחת בעלי חיים מקסימלי פעם יישום שיטת in vivo. אנוקלאציה עין המוצלחת לאחרונה גם בוצעה בעכברים במעבדה שלנו משתמשת באותה הטכניקה, פרט להפיכת הגוף של בעלי החיים באופן ידני ושמירה נייחת מלקחיים.
מגבלה אחת של הטכניקה היא שזה יכול לגרום נזק לרשתית. לכן שיטה זו היא פחות מתאימה לאיסוף רשתיות לבצע היסטולוגיה 5. יתר על כן, השיטה שלנו היא מוגבל לפרסם גילאי עין פתיחה מאז גלגל העין צריכה להיות עקורה מהשקע מבלי להסיר או חיתוך העפעפיים.
אנוקלאציה עין במינים שונים, ביניהם מכרסמים, מבוצעת באופן שוטף תוך שימוש בשיטות חלופיות, אשר לעתים קרובות כרוכה בהסרה של העפעפיים וחיתוך עצב הראייה 18,23-25. metho אלהds נוטה להיות פולשנית יותר ויש להם עקומה למידה גבוהה יותר מאשר הטכניקה המתוארת כאן. ללא צורך בהסרה או תפירת העפעפיים, זמן ההחלמה לאחר ניתוח הוא ממוזער, וכתוצאה מכך לרווחת בעלי חיים גבוהה יותר ותוצאות לשחזור יותר.
The authors have nothing to disclose.
We thank Ellen Ytebrouck for her valuable information regarding method application in rat. This work was supported by the Research Council of the KU Leuven (OT09/22) and the Fund for Scientific Research-Flanders (FWO Vlaanderen). Jeroen Aerts is supported by a Ph.D. fellowship of the Agency for Innovation through Science and Technology Flanders (IWT Vlaanderen) and Julie Nys by a Ph.D. grant from FWO Flanders.
Ketamine hydrochloride (Anesketin) | Dechra Veterinary Products (Eurovet) | BE-V136516 | |
Medetomidine hydrochloride (Domitor) | Orion Corporation (Janssen Animal Health) | BE-V151742 | |
Atipamezol hydrochloride (Antisedan) | Orion Corporation (Elanco Animal Health) | BE-V153352 | |
Meloxicam (Metacam) | Boehringer Ingelheim Vetmedica | N/A | |
Eye ointment (Fucithalmic) | Leo Pharma nv-sa | BE 144654 | |
Moria MC31 Forceps – Serrated Curved | Fine Science Tools | 11370-31 | For application in the mouse. Any forceps with similar dimensions can be used as long as the tip is curved and serrated. |
Narrow Pattern Forceps – Curved | Fine Science Tools | 11003-13 | For application in the rat. Any forceps with similar dimensions can be used as long as the tip is curved and serrated. |
Hemostatic cotton wool | Qualiphar | N/A | Other hemostatic agents are equally suitable (e.g. Viscostat, #649, Ultradent Products) |