Unveiling the Circadian Regulation of the Mouse Pupillary Light Reflex

Thumbnail Image

Files

master_Ikäheimo_Oskar_2025.pdf (47.95 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Science | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-03-17

Department

Major/Subject

Complex Systems

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Life Science Technologies

Language

en

Pages

47

Series

Abstract

This study investigates how the pupillary light reflex (PLR) in freely behaving mice is modulated across the 24-h circadian cycle. We developed a novel automated platform to quantify PLR dynamics in unrestrained and unanesthetized mice across circadian cycles, revealing three key insights: 1) Our high-throughput measurements reveal a nine-order-of-magnitude dynamic range in PLR responses. Baseline pupil size and light-evoked contractions exhibit robust circadian rhythms, with the pupil being more sensitive to light during the subjective daytime than nighttime. 2) The largest circadian changes in pupil sensitivity are observed to the dimmest, rod-mediated responses. 3) The amplitude of the PLR circadian rhythm is enhanced in an animal model lacking Connexin 36 gap junctional coupling between rod and cone photoreceptors, revealing a role of rod-cone Connexin 36 in tuning the circadian dynamics of the PLR. These findings establish the PLR as a valuable tool for studying retinal function and circadian regulation, offering insights into visual processing and potential applications in ophthalmology and neuroscience.

Tämä diplomityö tarkastelee, miten vuorokausirytmi säätelee vapaasti käyttäytyvien hiirten pupillivalorefleksiä. Kehitimme täysin uudenlaisen automatisoidun työkalun vapaasti liikkuvien, nukuttamattomien hiirten pupillivalorefleksin seurantaan ympäri vuorokauden, osoittaen kolme keskeistä havaintoa: 1) Suorituskykyiset mittauksemme paljastavat, että pupillivalorefleksi kattaa yhdeksän kertaluokan dynaamisen alueen. Sekä pimeäadaptioituneen pupillin koko, että pupillivalorefleksi ovat voimakkaan vuorokausirytmin säätelemiä siten, että pupilli on herkempi valolle subjektiivisen päivän aikana. 2) Suurimmat vuorokausimuutokset pupillin herkkyydessä havaitaan himmeisiin, sauvavasteen laukaiseviin valoärsykkeisiin. 3) Pupillivalorefleksin vuoro kausirytmin amplitudi on voimistunut hiirillä, joilta puuttuu sauva- ja tappisolujen välinen konneksiini 36-aukkoliitos, paljastaen kyseisten aukkoliitosten roolin pu pillivalorefleksin dynamiikan vuorokausisäätelyssä. Löydöksemme vakiinnuttavat pupillivalorefleksin mittaamisen tehokkaaksi työkaluksi verkkokalvon toiminnan ja vuorokausisäätelyn tutkimiseen, tarjoten uuden näkökulman visuaaliseen prosessoin tiin ja mahdollisia sovelluksia oftalmologiaan ja neurotieteisiin.

Description

Supervisor

Ala-Laurila, Petri

Thesis advisor

Peinado Allina, Gabriel

Keywords

crcadian, cx36, ganzfeld, ipRGC, mouse, PLR, retina, scotopic

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202505193849

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI