المتحولة الإدراج المبكر لتكنولوجيا الطيران سلوك الحشرات الرصد

مرحبا ، أنا أليكس ديربر من مختبر الدكتور ألبرت بوس. أنا قسم الهندسة الكهربائية في جامعة ولاية كارولينا الشمالية. سنعرض اليوم إجراء جراحيا جديدا لزرع أقطاب كهربائية في جنس الهوس خلال مراحل التحول المبكرة.

في هذا الإجراء ، والذي يسمى تقنية الإدراج المتحولة المبكرة ، يتم دمج الأقطاب الكهربائية المزروعة في أنسجة الحشرة خلال مرحلة تحول التلميذ. تتمثل إحدى الفوائد الرئيسية لهذا الإجراء في أنه ينتج عنه اقتران مستقر ميكانيكيا وموثوقا به كهربائيا مع الأنسجة العصبية العضلية ويسمح بدراسة الفيزيولوجيا العصبية للحشرة. في مرحلة البالغين ، يخضع IC Mensa لدورة حياة متحولة تستمر حوالي 40 يوما.

تبدأ منسا دورة حياتها في مرحلة البويضات. بعد سبعة إلى 10 أيام ، ستكون اليرقة قد فقست ووصلت إلى مرحلة يرقات النجم الثالث. هناك ما مجموعه مراحل اليرقات من خمس نجوم ، وفي كل مرحلة من هذه المراحل ، تخضع اليرقات لحصاد الطاقة ونموها.

بعد خمسة إلى ستة أيام من مرحلة التثبيت الخامسة لليرقات ، ستدخل الحشرة مرحلة التلميذ المبكرة. خلال مرحلة التلميذ ، هناك تنكس واسع النطاق للبرنامج وتجديد لاحق لأنسجة الحشرات. استعدادا للظهور كعثة بالغة ، تقضي الحشرة من 17 إلى 19 يوما.

في مرحلة التلميذ المبكرة ، قبل دخول مرحلة التلميذ المتأخر ، خلال مرحلة التلميذ المتأخر ، نقوم جراحيا بإدخال قطب كهربائي موصل للكهرباء في الصدر الظهري للتلميذ. يتطور النسيج حول الأقطاب الكهربائية المزروعة ويؤمن ارتباطها بجسم الحشرة. على مدار بضعة أيام ، تظهر الأقطاب الكهربائية التي يتم إدخالها في صدر التلميذ كجزء من جسم الحشرة في المرحلة النهائية للبالغين كعثة ، وبالتالي الاستفادة من إعادة بناء نظام أنسجة الحشرة بالكامل.

أثناء التطور المتحول ، يتم زرع الأقطاب الكهربائية في عضلات الطيران غير المباشرة في الصدر. هذه المجموعات العضلية المسؤولة بشكل غير مباشر عن حركة الجناح هي العضلات الظهرية البطنية والظهرية الطولية. سنعرض هنا إدخال قطب كهربائي في العضلات البطنية الظهرية ، المسؤولة بشكل غير مباشر عن ضربة الجناح.

مع هذا الإدخال ، سنقوم بتسجيل مخطط كهربية العضل لاسلكيا من العضلات البطنية الظهرية أثناء الحركة. نظرا لأن الحشرة معلقة بواسطة منصة مرفوعة كهرومغناطيسيا داخل ساحة LED ، فإن ذلك يحفز الحركة. يبدأ إجراء تقنية إدخال التحول المبكر ببناء لوحة دوائر مطبوعة سيتم استخدامها كواجهة بين الأقطاب الكهربائية المدخلة وأجهزة التسجيل.

لحام أقطاب الأسلاك على لوحة الدوائر المطبوعة ، والتي يتم توصيلها بموصل كابل مسطح ومرن. للبدء ، قم بقياس وقطع قطعة مربعة بحجم 0.5 × خمسة سنتيمترات مربعة من الصفائح المكسوة بالنحاس باستخدام طرف رفيع وعلامة دائمة ومقص باستخدام نفس الطرف الناعم ، وعلامة دائمة. ارسم ثلاث وسادات مربعة مقاس 0.1 × خمسة سنتيمترات كأنماط قناع نقش.

استخدم جهازا ذو حافة مستقيمة مثل المسطرة لعمل العلامات على طول فتحة النحاس بالكامل. تأكد من أن العلامات غامقة ولا تتداخل مع بعضها البعض. إذا تداخلت خطوط العلامة مع بعضها البعض ، تقصير الأقطاب الكهربائية.

عند إجراء الاتصال بموصل الكابل المسطح والمرن ، مما يجعل الألواح عديمة الفائدة ، خذ فتحة الرقائق النحاسية إلى منطقة جيدة التهوية ، ويفضل أن يكون ذلك مع غطاء الدخان لحفر العلامات على صفائح النحاس. كن حذرا عند التعامل مع نقش لوحة الدوائر المطبوعة لأن هذا سام. إذا تم تناوله أو ابتلاعه ويمكن أن يهيج الجلد عند ملامسته ، ضع شريط التفلون على أحد طرفي فتحة النحاس التي تغطي حوالي سنتيمتر واحد على طول الطول.

بعد ذلك ، قم بتوصيل فتحة الصفائح النحاسية بداخل دورق متدرج باستخدام شريط سكوتش بحيث يتم غمر نصف شريط الصفائح النحاسية في النقش. ضع الدورق على منصة دوارة لمدة 20 دقيقة. قم بإزالة الطبقة النحاسية المحفورة من الدورق وضعها في دورق مملوء بالماء لمدة 10 دقائق.

لشطف البقايا ، ضع كحول البروبيل ISO على قطعة من مناديل المسح الرقيقة وامسح العلامات لفضح الفوط النحاسية غير المحفورة. قم بإزالة جميع آثار العلامة الدائمة. قطع لوحة الدوائر المطبوعة في مربعات أصغر يبلغ طولها حوالي سنتيمتر واحد.

الآن بعد أن تم حفر لوحات الدوائر المطبوعة ، يجب تحضير الأقطاب الكهربائية للتعلق. يقترح تنفيذ هذه الخطوات بمساعدة بصرية من المجهر. قم بقص قطعتين من المغلفة ، سلك من الفولاذ المقاوم للصدأ بقطر 0.11 بوصة مطلي و 0.008 بوصة عارية باستخدام شفرة حادة ، طولان من ثلاثة سنتيمترات لكل منهما.

هذه القطع من أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ هي الأقطاب الكهربائية النشطة التي سيتم إدخالها في صدر الحشرة. باستخدام شفرة حلاقة ، قم بإزالة أربعة إلى خمسة ملليمترات من الطلاء البلاستيكي من كل طرف من طرفي كل سلك. بعد ذلك ، قطع.

قطعة واحدة بطول 0.7 سم من أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ المعزولة لإنشاء امتداد طرف للقطب الأرضي. قم بإزالة الطلاء برفق بشفرة الحلاقة كما تم إجراؤه في الخطوة السابقة أو قم بإذابه بحرارة مكواة اللحام. بعد ذلك ، قم بقطع قطعة واحدة من الأسلاك الحجرية بطول 4.5 سم.

يمكن أيضا استخدام سلك المحث لهذا اللحام. قطعة 0.7 سم معدة مسبقا من طرف الفولاذ المقاوم للصدأ إلى سلك التوصيل الأرضي lititz. يجب أن يكون طرف الفولاذ المقاوم للصدأ المكشوف في نهاية الوصلة الأرضية.

قم بلصق لوحة الدوائر المحفورة بمساحة عمل اللحام باستخدام شريط تفلون. ضع الشريط فوق لوحة الدائرة بحيث يسمح ملليمتر إلى ملليمترين من الوسادات بلحام الأقطاب الكهربائية على اللوحة. سيتم إدخال نهايات اللحام المقنعة للوسادات في موصل لجنة الاتصالات الفيدرالية.

قم بمحاذاة أسلاك القطب الكهربائي الثلاثة بشريط تفلون بحيث يمكن لحام أحد طرفي كل منها بالوسادات المقابلة على لوحة القطب. يجب لحام القطبين النشطين على الوسادات بالقرب من حواف اللوحة. يجب لحام الأقطاب الكهربائية الأرضية المضاءة على الوسادة المركزية.

قم بتطبيق تدفق الفولاذ المقاوم للصدأ عبر وسادات القطب الكهربائي لتسهيل اللحام. احرص على تجنب تقصير وصلات الوسادة عن طريق تطبيق الكثير من اللحام. اغمر الأقطاب الكهربائية في الأسيتون في كحول الأيزوبروبيل لمدة 10 دقائق لكل منها.

لتنظيف بقايا اللحام. يمكن سكب المحاليل في أطباق أو أكواب منفصلة لتحسين أداء التنظيف ، يمكنك وضع الأقطاب الكهربائية في حمام بالموجات فوق الصوتية أثناء الغمر ومحاليل التنظيف. ستكون الحشرات أكثر نشاطا خلال التحولات بين النهار والليل.

لذلك ، يجب إنشاء دورة ليلية نهارية اصطناعية داخل غرفة الحشرات باستخدام مؤقتات المخرج التلقائية. يجب ضبطها لمحاكاة دورة مظلمة لمدة سبع ساعات ودورة إضاءة مدتها 17 ساعة. افحص عين الماندوكا الجنسية بو العين يوميا لتحديد وقت الإدخال المناسب.

عين PU جاهزة للإدخال بعد يوم واحد تقريبا من الأجنحة. تظهر إدراج البقع الداكنة أكثر نجاحا عند إجراؤها قبل سبعة إلى أربعة أيام من إغلاقنا هنا. البولي يوريثان الداكن في الجزء السفلي جاهز للإدخال الجراحي للأقطاب الكهربائية لتخدير pui.

ضعيها في الثلاجة على حرارة أربع درجات مئوية لمدة ست ساعات تقريبا. بعد ذلك ، قم بإعداد إدراج مساحة العمل. يجب أن تشتمل مساحة العمل على كحول الأيزوبروبيل ، وشفرات ملاقط حادة في إبرة تحت الجلد قياس 30.

كخيار ، يمكن استخدام مادة لاصقة cyanoacrylate لتعزيز تثبيت القطب الكهربائي ، وتعقيم ملاقط الإبرة ، والأقطاب الكهربائية عن طريق غمسها أو مسحها بكحول البروبيل الأيزو. أخرج التلميذ من الثلاجة بعد ست ساعات وانقله إلى مساحة العمل. حدد الموقع على الصدر الظهري الذي يتوافق مع مجموعة العضلات ذات الاهتمام.

نحن هنا مهتمون بالعضلات البطنية الظهرية المسؤولة عن حركة الجناح لأعلى. باستخدام شفرة حادة أو إبرة تحت الجلد ، قم بخدش مستطيل مربع واحد تلو الآخر سنتيمتر واحد من خلال طبقة البشرة الخارجية. باستخدام الملقط ، انزع هذه القطع ببطء.

استخدم الملقط لإزالة شعر الجناح من المنطقة المكشوفة من الصدر. يمكن استخدام المكنسة الكهربائية اختياريا للمساعدة في عملية التنظيف. من المهم إزالة أكبر قدر ممكن من الشعر لتجنب التدخل في الأقطاب الكهربائية التي تم إدخالها.

أدخل الإبرة ببطء حوالي خمسة ملليمترات في الميزو ثاكس حيث تلتصق الأجنحة بالصدر لإنشاء نقطتي إدخال تستهدفان مجموعة العضلات. تذكر مكان عمل الثقوب لأنه قد يكون من الصعب العثور عليها في حالة فقدانها. قم بتثبيت الخادرة على الطاولة واستخدم الملقط لتوجيه قطبي التسجيل إلى نقطتي الإدخال كخيار لتعزيز المتانة الميكانيكية.

نظف كل الشعر حول الأقطاب الكهربائية وقم بتطبيق لاصق ciano accolate بسخاء حول كل نقطة إدخال على الصدر باستخدام قضيب السلك. قم بإعداد قفص ل ELO بمادة خشنة ومحكم تغطي الجدران والسقف التي قد تتسلق عليها الحشرة. عند ظهورها ، يمكن استخدام صناديق من الورق المقوى المثقبة أو ورق التعبئة.

تحضير تثبيت صلب. عصا بطول حوالي ستة سنتيمترات وقطرها ملليمترين. حرك هذه العصا بحذر من خلال الفتحة الموجودة أسفل الإيجابيات البارزة.

يقلب البلاستيك. يمكن استخدام قطعة قطن أو أسلاك معدنية لهذه الخطوة. ثبت جانبي العصا على سطح القفص بحيث لا يمكن للخادرة أن تتدحرج.

ضع الخادرة داخل القفص بحيث يكون الميزو ثاكس متجها لأعلى. قد تتسبب الحركة الواسعة في تلف الأقطاب الكهربائية أو فقدان طائرات الهليكوبتر أو جعل الإدخال عديم الفائدة. يجب إدخال القطب الأرضي في البطن أو الأجزاء البعيدة من الصدر.

لتجنب اقتران الإشارة ، يمكن إجراء إدخال disin إما خلال المراحل اللاحقة من نمو التلميذ أو بعد ظهور الحشرة. يجب إعداد موقع إدخال القطب الأرضي في مرحلة التلميذ هذه إما لإدخال مرحلة التلميذ أو إدخال مرحلة البالغين. هنا في مرحلة البالغين يتم عرض إدخال القطب الأرضي.

ضعها العثة في الثلاجة على أربع درجات مئوية لمدة ست ساعات. لتثبيت العلاج البارد ، قم بإعداد مساحة عمل الإدراج بما في ذلك كحول الأيزوبروبيل ، والملاقط الحادة ، وإبرة سماوية تحت الجلد قياس 30 ، ولاصق كريول ، وقطعة من الأسلاك لتطبيق الغراء ، وآلة الكي الحراري الاختيارية في عصا شمع الأسنان الاختيارية. كما كان من قبل ، اغمس الإبرة تحت الجلد في كحول البروبيل ISO قبل ملامسة العثة الموجودة في نقطة إدخال على بعد سنتيمتر واحد إلى سنتيمترين تقريبا من أقطاب التسجيل على طول البطن الخلفي ، وأدخل الإبرة ببطء لثقب البطن وتوفير جانب إدخال.

يجب ألا تخترق الإبرة أكثر من أربعة ملليمترات. إذا ظهر اللمف الدموي في جانب الإدخال، فقد أدخلت الإبرة بعيدا جدا ومن غير المرجح أن يكون الإجراء ناجحا. باستخدام الملقط ، أدخل القطب الأرضي بعناية في موقع الإدخال واضغط حتى يصل عمقه إلى ثلاثة إلى أربعة ملليمترات.

أمسك القطب في مكانه واستخدم سلكا لتطبيق الغراء حول موقع الإدخال كخطوة اختيارية. لزيادة تعزيز القوة الميكانيكية للإدراج ، استخدم الكي الحراري واجمع نبضة صغيرة من الشمع من اثنين إلى ثلاثة ملليمترات عند الحافة. ضع الطرف بالقرب من موقع الإدخال وقم بتسخين بحيث يحيط الشمع بالقطب الكهربائي ويثبته بإحكام في مكانه.

عند التبريد ، اترك الحشرة يوما ما تتعافى من الإدخال قبل إجراء التجارب. لوحة محول مع موصلات كابل مرنة مسطحة مطلوبة لتوصيل لوحة القطب الكهربائي على الحشرة بوحدة مرحلة الرأس الدولية للمثلث Biosystems. تستخدم لوحة المحول لوحا نحاسيا محفورا يجب تحضيره باتباع الخطوات المعروضة سابقا لإعداد الحافة إلى لوحة القطب الكهربائي في محطة اللحام ، ولحام موصل كابل مرن مسطح إلى أحد طرفي اللوحة المعدة.

يمكن لحام موصل كابل مرن مسطح مكون من 10 سنون باللوحة مع زوجين من المسامير على حواف الموصل وزوج الدبوس المركزي الملامس للوسادات النحاسية الثلاثة. بعد ذلك ، قم بلحام ثلاثة أسلاك توصيل بمقياس سلك أمريكي 30 إلى ثلاث وسادات. على الطرف الآخر من اللوحة ، ذبح ثلاثة موصلات صغيرة إلى الوسادات الثلاث الموجودة على لوحة المحول لقراءات راسم الذبذبات كما هو موضح.

في المرحلة التالية ، ضع اثنين من الموصلات بشكل عمودي على حواف اللوحة. يجب أن يكون الموصل المركزي بزاوية أعلى قليلا بعيدا عن مستوى اللوحة ، وذبح الطرف الآخر من هذه الأسلاك الثلاثة إلى موصل مرحلة الرأس. مقدمة من Triangle Biosystems International.

يجب بعد ذلك تأمين لوحة دائرة المرحلة الأمامية أعلى إطار الرفع من أجل المساعدة في موثوقية الأقطاب الكهربائية ومراقبة نسبة الإشارة إلى الضوضاء. يمكن الحصول على تسجيلات راسم الذبذبات المربوطة. قبل نشر نظام التسجيل اللاسلكي ، قم بتوصيل راسم الذبذبات بمكبر للتسجيل العصبي للتيار المتردد متعدد القنوات.

اضبط معلمات مكبر الصوت على تردد قطع تمرير مرتفع يبلغ هرتز واحد ، وتردد قطع تمرير منخفض يبلغ 20 كيلو هرتز وكسب 100. قم بتوصيل كل من موصلات الأسلاك الصغيرة الأنثوية الموجودة على لوحة المحول بقنوات إدخال مكبر الصوت. قم بإزالة الحشرة باستخدام لوحة القطب المزروعة من القفص.

عندما تكون في حالة نشطة ، يمكن وضع قطعة من الأنسجة تحت العثة لترتاح عليها قبل أخذ القياسات باستخدام الملقط ، حرك لوحة القطب الكهربائي في مستقبل توصيل الكابل المرن المسطح على لوحة المحول. قم بإزالة الأنسجة الموجودة أسفل الحشرة ولاحظ توليد طفرات مخطط كهربية العضل. عندما ترفرف الحشرة ، تلتقط أجنحتها البيانات وتحفظها على راسم الذبذبات.

يوضح هذا الشكل إشارة إمكانات العضلات المكتسبة باستخدام راسم الذبذبات من إحدى العضلات قبل وأثناء رفرفة الجناح. تمت معالجة الإشارة بتضخيم مائة مرة ومرشح تمرير عالي من هرتز واحد ومرشح تمرير منخفض يبلغ 20 كيلو هرتز وفترة السكون. لم يلاحظ أي إمكانات عضلية.

تحدث إمكانات العضلات أثناء رفرفة الجناح عند حوالي 15 إلى 20 هرتز. بمجرد جمع قياسات راسم الذبذبات والتحقق منها ، يجب جمع إشارات مخطط كهربية العضل اللاسلكية. يمكن بناء منصة رفع كهرومغناطيسية للتسجيل اللاسلكي لإشارات مخطط كهربية العضل أثناء ممارسة الجنس المرتبط بمانوس بالطيران.

تتكون منصة الرفع من إطار مصمم لموازنة آلية الربط. يسمح الرفع العائم الحر للإطار وبالتالي للحشرة بذلك. أثناء الاختبار دون قيود على أسلاك الربط ، يمكن وضع نموذج أولي سريع للإطار باستخدام آلة نمذجة الترسيب المنصهر.

يتم رفع هذا الإطار المحمل بالمغناطيس بواسطة سلسلة من المغناطيس الكهربائي في المنصة الأساسية. تقع منصة الرفع هذه داخل ساحة LED ، والتي تم إنشاؤها باستخدام 60 لوحة مكونة من مجموعة من خمسة في سبعة مصابيح LED فردية. يتم التحكم في الساحة بواسطة متحكم APIC 18 F 45 20 ، مما يسمح بمحاكاة الدوران في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة ، بالإضافة إلى التحكم في سرعة الدوران.

قم بإعداد نظام التسجيل اللاسلكي TBSI. عن طريق توصيل مرحلة رأس TBSI بموصل لوحة المحول على منصة الرفع. أخرج الحشرة من القفص عندما تكون نشطة ، ويفضل أن يكون ذلك خلال وقت الفجر.

باستخدام الملقط. أدخل لوحة القطب الكهربائي بعناية في مستقبل الكابل المرن المسطح على إطار الرفع ، بحيث يتم تعليق الحشرة بإحكام داخل الإعداد. ضع العصا المغناطيسية بالقرب من المفتاح المغناطيسي على مرحلة الرأس لتنشيط نقل البيانات لاسلكيا.

سيضيء ضوء أزرق يشير إلى أن مرحلة الرأس نشطة وجاهزة للتسجيل. أطفئ الأنوار في الغرفة في الظلام الدامس وافتح برنامج TBSI العصبي المدرك على جهاز كمبيوتر. يمكنك استخدام مصباح أحمر لإضافة إضاءة إضافية إلى الغرفة.

حدد ملف التكوين المناسب. ملفات التكوين المستخدمة في هذا الإجراء هي إعداد W خمسة الافتراضي. ثم انقر فوق زر مجموعة البدء في الزاوية العلوية اليسرى من الواجهة الأولية.

لبدء عرض الإشارات، حدد علامة تبويب نافذة جميع القنوات لمراقبة إشارات مخطط كهربية العضل على نظام تسجيل TBSI. لضمان اتصال لاسلكي موثوق به وتشغيل قطب كهربائي ، قم بتشغيل جميع مكونات ساحة LED ومصدر طاقة التيار المستمر المنظم ووحدة التحكم الدقيقة. وازن ببطء منصة الرفع داخل الساحة.

حدد علامة التبويب سجل إلى ثنائي على اللوحة اليسرى للواجهة غير الواعيدة. قم بتعيين وقت التسجيل ووجهة حفظ الملف. اختر إعدادات الإخراج المناسبة لحفظ بياناتك.

انقر فوق الزر "ابدأ" لبدء جلسة تسجيل داخل برنامج تسجيل TBSI. سيؤدي هذا إلى حفظ ملفك كملف التالي، والذي يمكن استيراده إلى برامج معالجة البيانات شائعة الاستخدام.

لاحظ أن الحشرة تطير في الاتجاه الذي يتوافق مع حركة مصابيح LED. عكس اتجاه مصابيح LED وتأكد من أن الحشرة تعكس الاتجاه قم بذلك عدة مرات حسب الرغبة. يشير السهم الموضح إلى اتجاه الدوران لنمط LED.

يصبح السهم أصفر. عندما تكمل الحشرة دورانا عكس اتجاه عقارب الساعة ، يصبح السهم أزرق عندما تكمل الحشرة الدوران في اتجاه عقارب الساعة. كلام تشغيل الفيلم المعروض أسرع بنسبة 50٪ من المعتاد.

يوضح هذا الشكل إشارة إمكانات العضلات المكتسبة من الأجهزة اللاسلكية لعضلة واحدة قبل وأثناء رفرفة الجناح في فترة الهدوء. لم يلاحظ أي إمكانات عضلية. تحدث إمكانات العضلات أثناء رفرفة الجناح عند حوالي 15 إلى 20 هرتز.

لقد أظهرنا هنا للتو تسجيلا لقناة واحدة. ومع ذلك ، يمكن استخدام تسجيل متعدد القنوات تم التقاطه باستخدام هذا الإعداد لمراقبة التنسيق بين مجموعات العضلات المتعددة أثناء مناورات الطيران. لقد أوضحنا لك للتو كيفية إجراء إدخال قطب كهربائي مبكر في مرحلة التحول في رجل يمارس الجنس مع خادرة.

من المهم تحديد وقت الإدخال في مرحلة التلميذ المتأخرة بحيث لا يكون الإدخال مبكرا جدا أو متأخرا جدا في مرحلة التلميذ. خلاف ذلك ، قد تواجه مشكلة في الحصول على إعداد قطب كهربائي موثوق. لقد أوضحنا لك أيضا كيفية تجميع المكونات الكهربائية اللازمة لإجراء التسجيل اللاسلكي لبيانات مخطط كهربية العضل من عضلات الطيران غير المباشرة أثناء رفع الحشرة في ساحة LED.

شكرا على المشاهدة ونتمنى لك السعادة في تجاربك.