Deprivazione visiva monoculare e misurazione della plasticità della dominanza oculare nella Corteccia visiva primaria del mouse

Ke Chen; Yilei Zhao; Ting Liu; Zhaohao Su; Huiliang Yu; Leanne  Lai Hang Chan; Tiejun Liu; Dezhong Yao

doi:10.3791/60600

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Articolo metodologico

Deprivazione visiva monoculare e misurazione della plasticità della dominanza oculare nella Corteccia visiva primaria del mouse

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DOI:

10.3791/60600

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8 febbraio 2020

Ke Chen^*¹^,² , Yilei Zhao^*¹ , Ting Liu¹ , Zhaohao Su¹ , Huiliang Yu¹ , Leanne Lai Hang Chan³^,⁴ , Tiejun Liu¹^,² , Dezhong Yao¹^,²

¹The Clinical Hospital of Chengdu Brain Science Institute, MOE Key Lab for NeuroInformation, University of Electronic Science and Technology of China, ²Sichuan Institute for Brain Science and Brain-inspired Intelligence, ³Department of Electronic Engineering, City University of Hong Kong, ⁴Centre for Biosystems, Neuroscience, and Nanotechnology, City University of Hong Kong

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Qui, presentiamo protocolli dettagliati per la deprivazione visiva monoculare e l'analisi della plasticità della dominanza oculare, che sono metodi importanti per studiare i meccanismi neurali della plasticità visiva durante il periodo critico e gli effetti di geni specifici su sviluppo visivo.

Abstract

La privazione visiva monoculare è un eccellente paradigma sperimentale per indurre la plasticità della risposta corticale visiva primaria. In generale, la risposta della corteccia all'occhio contralaterale a uno stimolo è molto più forte della risposta dell'occhio ipsilaterale nel segmento binoculare della corteccia visiva primaria del topo (V1). Durante il periodo critico dei mammiferi, suturare l'occhio contralaterale si tradurrà in una rapida perdita di reattività delle cellule V1 alla stimolazione oculare contralaterale. Con il continuo sviluppo di tecnologie transgeniche, sempre più studi utilizzano topi transgenici come modelli sperimentali per esaminare gli effetti di specifici geni sulla plasticità della dominanza oculare (OD). In questo studio, introduciamo protocolli dettagliati per la privazione visiva monoculare e calcoliamo il cambiamento nella plasticità OD nel mouse V1. Dopo la deprivazione monoculare (MD) per 4 giorni durante il periodo critico, vengono misurate le curve di accordatura dell'orientamento di ogni neurone e le curve di accordatura dei neuroni di strato quattro in V1 vengono confrontate tra la stimolazione degli occhi ipsilaterali e contralaterale. L'indice di distorsione cotralaterale (CBI) può essere calcolato utilizzando il punteggio OD oculare di ogni cella per indicare il grado di plasticità OD. Questa tecnica sperimentale è importante per studiare i meccanismi neurali della plasticità OD durante il periodo critico e per esaminare i ruoli di geni specifici nello sviluppo neurale. La limitazione principale è che lo studio acuto non può studiare il cambiamento nella plasticità neurale dello stesso topo in un momento diverso.

Introduzione

La privazione visiva monoculare è un eccellente paradigma sperimentale per esaminare la plasticità V1. Per studiare l'importanza dell'esperienza visiva nello sviluppo neurale, David Hubel e Torsten Wiesel¹^,² gattini privati della visione normale in un occhio in vari punti temporali e per diversi periodi di tempo. Hanno poi osservato i cambiamenti nell'intensità di risposta in V1 per gli occhi privati e non privati. I loro risultati hanno mostrato un numero anormalmente basso di neuroni che reagiscono all'occhio che era stato suturato chiuso nei primi tre mesi. Tuttavia, le risposte dei neuroni nei gattini sono....