: نظام الحبل المغناطيسي بالتحقيق البصرية والشمية التحكم الطيران توسط في ذبابة الفاكهة

لقد حفز المجال المتنامي للتشمم لدى ذبابة Joof تطوير اختبارات سلوكية متطورة بشكل متزايد، مثل جهاز التثبيت المغناطيسي الشمي أو OMT. يتضمن هذا الإجراء لصق الصدر الظهري للذبابة بدبوس mnuchin. يتم تعليق الذبابة بزاوية 30 درجة مع ضبط ميل الدبوس بشكل مناسب، ثم يتم محاذاتها بين مغناطيسين من العناصر الأرضية النادرة.

عند تنفيذ ذلك بشكل صحيح، سيؤدي هذا إلى توفير نطاق حر من الحركة. بعد ذلك، يتم محاذاة منفذ الرائحة لإنتاج تيار من الرائحة يمر بسلاسة من فوهة التوصيل فوق رأس الذبابة وصولاً إلى غرفة التفريغ. ثم يتم اختبار قدرة الذبابة على تحديد موقع المادة العطرية في وجود محفزات بصرية.

مرحباً، أنا برايان ديمارس من مختبر الدكتور مارك فراي في قسم العلوم الفسيولوجية بجامعة كاليفورنيا لوس أنجلوس. سنوضح لكم اليوم كيفية تقييد الذباب لاستخدامه في جهاز تقييد مغناطيسي للشم. كما سنوضح لكم كيفية محاذاة المغناطيسات وفتحات الرائحة، وضبط معدلات تدفق الكتلة لنظام توصيل الرائحة.

نستخدم هذا الإجراء في مختبرنا لدراسة التحكم في الطيران بوساطة الحواس البصرية والشمية في ذباب الفاكهة. لذا، لنبدأ العمل. لبدء عملية التقييد، يتم جمع الذباب بعد أربعة إلى ستة أيام من مرحلة الخروج من الشرنقة (ELOs)، ثم يتم تجويعها لمدة تتراوح بين أربع إلى ست ساعات.

في أنبوب يحتوي على قائمة غذاء ومنديل Kim مبلل لمنع الجفاف، انقل بعد ذلك مجموعة من الذباب المُعلم إلى أنبوب صغير مُدخل في كتلة نحاسية على منصة تبريد Peltier مضبوطة عند 4 °C. عند درجة الحرارة هذه، سيتم تخدير الذباب في غضون 30 ثانية تقريبًا.

ضع منديل كيم (Kim wipe) فوق منصة التبريد لامتصاص الرطوبة. بعد ذلك، ضع الذباب المخدر فوق المنصة من أجل الفرز، واختر أكبر الإناث لعملية التقييد. وباستخدام فرشاة ناعمة، ادفع ذبابة واحدة إلى موضعها داخل التابوت المصمم خصيصاً ليتناسب مع حجم أنثى ذبابة فاكهة واحدة من النوع البري.

استخدم المجهر الآن للتأكد من وضع الذبابة بشكل صحيح بحيث يكون جانبها الظهري للأعلى. يجب أن يواجه الجزء الأمامي من الذبابة وجهك، بينما يكون الجزء الخلفي بعيداً عنك. بعد ذلك، قم بوضع دبوس minuchin مزود بقضيب مغناطيسي مثبت على مناور دقيق (micromanipulator).

يجب محاذاة الدبوس بحيث تكون النهاية غير المدببة مواجهة للصدر الظهري للذبابة، وذلك خلف الرأس مباشرةً بين الجناحين. كما يجب وضع الذبابة على الدبوس بشكل صحيح على طول المحاور الثلاثة.

يجب أن يكون الدبوس عمودياً تماماً عند النظر إليه مباشرة من جهة العينين، حيث لا يمكن التغاضي حتى عن قدر ضئيل من الدوران (roll) بين الذبابة والدبوس. أما زاوية الرؤية الجانبية بين الدبوس والمحور الطولي للجسم أو زاوية الميل (pitch)، فيجب أن تكون بزاوية 30 درجة باتجاه الأعلى بالنسبة للأفق. ضع في اعتبارك أن الدبوس قد يحتاج إلى تقليم لضمان التشغيل الأمثل لعملية التقييد.

سيعتمد ذلك على المسافة بين مغناطيسات التعليق. بمجرد محاذاة دبوس mnuchin، استخدم سلكًا فولاذيًا رفيعًا لوضع قطرة صغيرة من غراء يتم تنشيطه بالأشعة فوق البنفسجية على الطرف غير المدبب من دبوس mnuchin. الآن قم بتحريك الدبوس بحيث تلامس قطرة الغراء صدر الذبابة فوق الرأس مباشرةً.

احذر من استخدام كمية زائدة من الغراء. عند استخدام حجم القطرة المناسب، يجب أن يتجمع الغراء ثم يتدفق من الدبوس إلى الصدر. بعد ذلك، قم بتثبيت الغراء باستخدام دفقات من الأشعة فوق البنفسجية UV لمدة 22 ثانية مرتين.

بمجرد اكتمال عملية التقييد يدوياً، يتم تقديم منديل Kim مربع صغير لكل ذبابة باستخدام الملاقط نظراً لرد فعل الهبوط الغريزي. ستمسك الذباب بمناشف Kim. وبعد ساعة من التعافي، تصبح الذباب المقيدة جاهزة للتجارب.

لتحقيق نطاق حركة سلس بزاوية 360 درجة، من الضروري محاذاة المغناطيسات بشكل صحيح. وللقيام بذلك، ثبت مغناطيسات الحلقة السفلية أفقيًا باستخدام غلاف بلاستيكي وضعها مباشرة فوق غرفة تفريغ شفافة. يتم تثبيت مغناطيس القضيب العلوي رأسيًا على ارتفاع ثلاثة أرباع بوصة تقريبًا فوق المغناطيسات السفلية، مع تثبيت محمل مزدوج على شكل V باستخدام الإيبوكسي في السطح السفلي للمغناطيس العلوي.

سيعمل ذلك على توحيد وضعية الذبابة وتقليل الاحتكاك الدوراني. ضع في اعتبارك أن هذه المغناطيسات قد تكون خطيرة، وقد يؤدي سوء استخدامها إلى تلف المعدات أو حدوث إصابات جسدية طفيفة. بعد ذلك، قم بمحاذاة المغناطيسين العلوي والسفلي تقريبياً عن طريق النظر.

من خلال وضع مغناطيس القضيب العلوي مباشرة فوق نقطة المركز لمغناطيسات الحلقة السفلية، سيكون من المفيد ربط المغناطيس العلوي بمتحكم دقيق (micro manipulator) لإجراء تعديلات دقيقة. الآن، ضع ذبابة في الساحة واضبط الموضع الأفقي والرأسي للمغناطيس العلوي حتى تتمكن الذبابة من الدوران بزاوية 360 درجة بسلاسة وثبات في بداية كل تجربة؛ يجب فحص كل ذبابة للتأكد من دورانها السلس لضمان محاذاة المغناطيسات بشكل صحيح وعدم تضرر دبابيس mnuchin. إذا كان الإعداد غير صحيح، فقد لا تدور الذبابة على الإطلاق.

قد يكون نطاق الحركة محدوداً أو قد يدور الذباب بسرعات غير متسقة. قد تعود هذه المشكلة إلى عملية اللصق، والتي يمكن اختبارها عن طريق تدوير شبكة مخططة أمام الذبابة لتحفيز استجابة omo. إذا لم تدر الذبابة أو دارت بشكل غير متسق، فيجب استبدالها بذبابة أخرى.

إذا لم تدر هذه الذبابة بشكل صحيح وكانت هذه المشكلات موجودة في كل ذبابة، فمن المرجح أن تكون المشكلة ناجمة عن محاذاة المغناطيسات، وسيتطلب الأمر مزيداً من الضبط لتحقيق رائحة مستقرة. سيتطلب تتبع الإعداد الأولي لنظام الرائحة تمرير أنابيب Teflon ضيقة القياس من مضاعف الغازات إلى قوارير رائحة المياه المصنعة خصيصاً. ويجب أن يتصل مخرج هذه القوارير مباشرة بأنابيب منافذ الإبر تحت الجلد باستخدام أنابيب Teflon نفسها.

بعد ذلك، يتم وضع غرفة تفريغ أكريليك شفافة أسفل الساحة لدعم المغناطيسات. استخدم أنبوباً زجاجياً بقطر 4 mm مثبتًا أسفل الذبابة ومتصلاً بغرفة التفريغ لتقريب فتحة التفريغ من الذبابة وتقليل قطر الفتحة. الآن، ضع ذبابة مقيدة في الساحة باستخدام ملقط.

بمجرد استقرار الذبابة في مكانها، قم بتشغيل الرائحة الجاذبة. يمكنك التحقق بصرياً مما إذا كانت الذبابة تتجه نحو موقع منفذ الرائحة عند تشغيل الرائحة. إذا بدا أن الذبابة ليس لديها تفضيل للرائحة، فاستخدم طريقة التجربة والخطأ لتحسين OMT.

للقيام بذلك أولاً، اضبط وضع منفذ الرائحة حتى يبدو أن الذبابة تتتبع الرائحة. هنا، تم تركيب منافذ الرائحة على أجهزة تلاعب دقيقة (microm manipulators) ووضعت على بُعد 4 mm ظهرياً و 3 mm أمامياً من رأس الذبابة. إذا لم يؤدِ تغيير وضع منفذ الرائحة إلى تحسين تتبع الرائحة، فقم بتعديل معدل التدفق الكتلي حتى يبدو أن الذبابة تتتبع الرائحة.

نستخدم إعدادات تبلغ 7 mL/min. وفي حال لم يؤدِّ ضبط معدل تدفق الكتلة إلى تحسين تتبع الرائحة، يتم ضبط معدل تدفق المكنسة الكهربائية حتى يبدو أن الذبابة تتبع الرائحة. لقد حددنا معدل تدفق المكنسة الكهربائية عند 13 L/min باستخدام منظم تدفق.

بمجرد تحديد موقع المنفذ ومعدلات التدفق، قم بالتبديل دورياً بين توصيل بخار الماء وبخار الرائحة باستخدام مُضاعف غاز قابل للتبديل. إذا قمت بإعداد جهازك بشكل صحيح، فيجب أن تلاحظ أمرين. أولاً، تحت تأثير محفزات بصرية دوارة ثابتة، يجب أن تدور الذبابة المقيدة الموضوعة في OMT بسلاسة 360 درجة في المحور الرأسي أو المحور ya؛ أما الالتفافات المتقطعة التي تسمى kos فهي مميزة لسلوك الدوران التلقائي في غياب المحفزات البصرية الثابتة.

إذا لم تستطع الذباب الدوران بسلاسة، فقد يكون السبب هو اللصق غير الصحيح أو عدم محاذاة المغناطيسات. ثانيًا، يجب عليك أيضًا التأكد من أنه عند تشغيل الرائحة، يجب أن يتجه الذباب نحو فتحة الرائحة. وعند إيقاف تشغيل الرائحة، يجب أن يتحرك الذباب بشكل تلقائي دون تفضيل لأي موضع في الساحة.

إذا لم تتبع الذباب سحابة الرائحة بنشاط، فقد يعني ذلك أنك بحاجة إلى ضبط موضع منفذ الرائحة، أو معدل تدفق الهواء، و/أو معدل تدفق الفراغ. لقد أوضحنا لك للتو كيفية تقييد الذبابة لاستخدامها في جهاز التقييد المغناطيسي للشم. كما أوضحنا لك كيفية محاذاة المغناطيسات ومنافذ الرائحة بشكل صحيح، وكيفية ضبط معدلات تدفق الكتلة لنظام توصيل الرائحة.

هذا كل شيء. شكراً للمشاهدة، وبالتوفيق في تجاربكم.