Parque tecnológico y empresarial UMH Avda. de la Universidad s/n 03202, Elche (Spain) technologies.

Transcripción

1 Parque tecnológico y empresarial UMH Avda. de la Universidad s/n 03202, Elche (Spain)

2 1. Descripción del producto El sistema Argos tiene como objetivo realizar mediciones de agudeza visual y sensibilidad de contraste en proyectos de investigación con animales pequeños de laboratorio para su posterior estudio. Consiste en cuatro pantallas enfrentadas entre sí, formando una caja. Su exterior está cubierto con una carcasa de fibra de vidrio y en la parte superior está colocada una cámara y una lámpara de infrarrojos que graba la plataforma que se encuentra dentro de la caja, donde es situado el animal de experimentación al que se le realizan las pruebas. El software del sistema lanza unos estímulos en forma de franjas verticales blancas y negras en movimiento que se visualizan en los monitores. Según el seguimiento de los estímulos por parte del animal de experimentación se estudia su agudeza visual y su sensibilidad de contraste. 1 Parque tecnológico y empresarial UMH Avda. de la Universidad s/n 03202, Elche (Spain)

3 2. Componentes del sistema 4 monitores Plataforma central: 1 para ratón y 1 para rata Carcasa exterior de fibra de vidrio Tapa con hidráulicos Cámara NIR Estructura ligera de aluminio Lente de ajuste manual con zoom Lámpara de infrarrojos 4 ventiladores (2 extracción, 2 impulsión) Mac Mini Conectores: Alimentación, HDMI, USB Monitor de operación con conexión HDMI Teclado y ratón Wireless Ruedas con freno 2

4 3. Especificaciones técnicas de los componentes Característica Especificación Dimensiones Interior: 420x420x230 mm Exterior: 681x681x441 mm Peso 20kg Alimentación 230V, 50Hz Temperatura interior C Flujo de ventilación 12 m³/h Monitores 20 Tecnología Led 1280 x 720 pix Brillo: 250 cd/m² Cámara Near Infrared Camera 780x582 pix 49fps Lente ajustable Óptica con Zoom variable Procesador Mac Mini Apple Computer Monitor de operación x1200 pix Sistema operativo MacOSX 10.6 Apple Computer 3

5 4. Descripción del software El software permite ajustar los parámetros de los estímulos que se muestran en los monitores. La aplicación consiste en una interfaz gráfica de usuario y un área de visualización de los estímulos. La figura muestra la interfaz gráfica de usuario donde aparecen los campos que se tienen que rellenar a la hora de realizar el experimento: Nombre, frecuencia espacial y temporal, contraste y duración de los estímulos. Vienen establecidos unos valores por defecto que pueden modificarse manualmente. Las casillas de número de presentación de estímulos y coincidencias se completan automáticamente conforme se desarrolla el experimento. También podemos elegir el tipo de ensayo, según queramos medir la agudeza visual o la sensibilidad del contraste. En la parte inferior encontramos los botones Go, Left, Right, No one. El botón Go sirve para comenzar de nuevo cuando se cambia algún parámetro; el resto son para seleccionar la dirección del movimiento del ratón. Si presionamos Right o Left, se incrementa el contador de presentación de estímulos, pero si presionamos No one el contador sigue igual. Finalmente encontramos el campo Comments, para introducir los comentarios que creamos oportunos. Todos los datos serán guardados en un archivo con el nombre introducido en la casilla Name File. 4

6 5. Método de medida Cuando el programa se ejecuta, se selecciona el tipo de test a realizar, se ajustan los parámetros, se coloca al ratón/rata en la plataforma central del sistema y éste se cierra. Una vez introducido el animal, el experimentador observa el movimiento del animal en el monitor de control, si éste ha terminado su exploración (que suele durar unos segundos) y se presiona el botón Go. Si se selecciona el test de agudeza visual se reproducirán los estímulos con una frecuencia de ciclos/grado durante 5 segundos. Seguidamente la pantalla se vuelve gris y el observador debe decidir si el ratón ha mostrado movimiento Optomotor (el animal sigue con el movimiento de la cabeza el estímulo aproximadamente a la misma velocidad con que éste se reproduce). Para ello deberá seleccionar en qué dirección se ha producido el movimiento de seguimiento de los estímulos por parte del ratón pulsando el botón Left, Right o None (éste último en el caso en el que no se detecte movimiento). Si el ratón hace otros movimientos, éstos deben ser ignorados ya que podrían llevar a resultados erróneos, y por tanto se pulsaría el botón No one. Hay que destacar que el observador no puede ver los estímulos ni sabe en qué dirección se están mostrando. Además los estímulos mostrados son aleatorios. Una vez seleccionada la dirección, el programa compara la dirección real de los estímulos y la seleccionada por el usuario para comprobar si coinciden. Si es así, se incrementa el contador de coincidencias. El proceso se repite 10 veces, aumentando el contador de presentaciones con cada repetición. Transcurridas 10 presentaciones se obtiene con el programa un porcentaje de aciertos. Si éste es mayor o igual al 80% significa que el ratón ha seguido los estímulos y por tanto los ha visto. Si es menor podemos indicar que el ratón no ha visto los estímulos. Normalmente el porcentaje es del 100% para investigadores con experiencia y animales sin problemas visuales. A continuación el programa selecciona automáticamente la siguiente frecuencia espacial que debe ser reproducida en función de si el animal vio o no vio la última frecuencia mostrada. El software continuará seleccionando frecuencias hasta encontrar la máxima que el animal puede ver, y esta será su agudeza visual. 5

7 El método de medida de la sensibilidad al contraste es prácticamente igual con la excepción de que se reduce el contraste para diferentes frecuencias espaciales hasta encontrar el mínimo que puede ver. 6

8 6. Representación de los resultados Los resultados se pueden representar gráficamente para compararlos según los distintos tipos de animales que lleven a cabo el seguimiento de los estímulos. A continuación se muestra una figura de cada tipo de experimento: Grafica de Sensibilidad al contraste: La figura 1 muestra el promedio de sensibilidad al contraste de 5 ratones control (tipo C57). El experimento se ha realizado para seis frecuencias espaciales distintas: 0.011; 0.022; 0.044; 0.088; y ciclos/grado. El aumento del porcentaje de contraste consiste en que las barras blancas se van haciendo cada vez mas oscuras y las barras negras mas claras simultáneamente en la misma proporción, por lo tanto, una sensibilidad al contraste de "1" significa barras totalmente definidas (las barras blancas son totalmente blancas y las barras negras son totalmente negras). Una sensibilidad al contraste de "100" significa que todas las barras (las blancas y las negras) son de un gris neutro (a medio camino entre el blanco y el negro). La sensibilidad al contraste depende de la frecuencia espacial. La figura 1 muestra que para un valor de frecuencia espacial de se obtiene el valor máximo de sensibilidad al contraste (media de 82.46% para 5 individuos) Figura 1. Experimento de sensibilidad al contraste para 5 ratones de control (tipo C57). 7

9 Grafica de Agudeza Visual: La figura 2 muestra el promedio de agudeza visual de 23 ratones control (tipo C57) adultos (entre 35 y 60 días de vida). El experimento se ha realizado partiendo de una frecuencia espacial de ciclos por grado, esta frecuencia se aumenta o disminuye en función de si el ratón responde o no a los estímulos hasta que éste deja de responder, por lo tanto la agudeza visual del ratón será la ultima frecuencia espacial vista (con la que hubo respuesta). En este caso la agudeza visual media es de Figura 2. Promedio de agudeza visual para 23 ratones de control (tipo C57). 8

10 Gráfica de la evolución de la capacidad visual: La figura 3 muestra la evolución de la agudeza visual de un ratón de control (tipo C57) del día 17 al 33 desde su nacimiento. Como se puede observar, el animal alcanza un valor estable de agudeza visual a partir del día 28 aproximadamente. Estos datos se pueden comparar con la evolución de un animal tipo RD10 (modelo de estudio de enfermedad degenerativa de la retina) para la realización de estudios sobre diferentes tratamientos. Figura 3. Evolución de la agudeza visual (de un ratón de control tipo C57 y otro RD10) desde el día 17 al 33 de nacimiento. 9