دراسة التعود في Stentor coeruleus

ستساعد دراسة التعود على مستوى خلية واحدة في توصيف نماذج التعلم المستقلة عن الدوائر العصبية المعقدة مما يساعدنا على فهم أصول الذكاء. تسمح هذه التقنية بتغيير قوة وتواتر التحفيز الميكانيكي الذي يتم توصيله إلى الخلايا تحت التحكم التلقائي في الكمبيوتر وبالتالي زيادة تنوع تسلسلات الإدخال بشكل كبير. سيساعدنا استخدام هذه الطرق لدراسة التعود الخلوي على معرفة المزيد عن حالات مثل اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه ومتلازمة توريت التي يضعف فيها التعود.

للبدء ، قم بتوصيل سائق المحرك بالمحرك عن طريق توصيل السلكين المسمى A من لوحة السائق بالأسلاك الزرقاء والحمراء على المحرك. ثم قم بتوصيل السلكين المكتوب عليهما B من لوحة السائق بالأسلاك الخضراء والسوداء على المحرك. بعد بناء دائرة اللوح بعناية خاصة لتوصيل مصابيح LED في القطبية الصحيحة ، قم بتوصيل VCC من لوحة السائق بالسكة العلوية للوح التجارب الأبيض.

والأرض من لوحة السائق إلى السكة السفلية للوحة. بعد ذلك ، قم بتوصيل أرضية اللوح بدبوس الأرض للوحة المتحكم الدقيقة. ثم قم بتوصيل LED الأخضر و LED الأحمر وأسلاك التبديل والأزرار ، على التوالي بالمسامير الرقمية للوحة التحكم الدقيقة 8 و 9 و 10 و 11.

قم بتوصيل المسامير الرقمية للوحة التحكم الدقيقة اثنين وثلاثة بأسلاك لوحة السائق والخطوة والاتجاه. ثم قم بتوصيل الدبوس أربعة ب MS1 ، وتثبيت خمسة ب MS2 ، ورقم التعريف الشخصي ب MS3 ، وتثبيت سبعة للتمكين. لتشغيل لوحة السائق ، قم بتوصيل مصدر 12 فولت بقابس المحول الأخضر الأسود ، المتصل بسلكين أحمرين بلوحة سائق المحرك.

قم بتنزيل برنامج التحكم على لوحة التحكم الدقيقة. استخدم كبل USB لتوصيل لوحة المتحكم الدقيق بجهاز كمبيوتر ، والذي سيكون أيضا بمثابة مصدر طاقة للوحة المتحكم الدقيقة. بعد الحصول على Stentor ، قم بتغطية صفيحة 35 ملم بإضافة ثلاثة ملليلتر من محلول البولي أورنيثين 0.01٪ إلى اللوحة واتركها طوال الليل.

اغسل الطبق مرتين بالماء عالي النقاء ومرة واحدة بمياه الينابيع المبسترة. ثم أضف 3.5 ملليلتر من مياه الينابيع المبسترة إلى لوحة 35 ملم. أضف ثلاثة ملليلتر من مياه الينابيع المبسترة إلى البئر الأول وخمسة ملليلتر إلى البئرين الثاني والثالث.

باستخدام ماصة P1000 ، أضف ملليلتر من Stentor من طبق الاستزراع إلى البئر الأول من لوحة البئر الستة. حدد Stentor الفردي باستخدام مجهر ستيريو ثم استخدم ماصة P20 لنقل 100 Stentor من البئر الأول إلى البئر الثاني. وبالمثل ، بعد تحديد Stentor الفردي باستخدام مجهر ستيريو كما هو موضح سابقا ، قم بنقل 100 Stentor من البئر الثاني إلى البئر الثالث باستخدام ماصة P20.

ثم باستخدام ماصة P200 ، انقل 100 Stentor بحجم إجمالي قدره 500 ميكرولتر ، من البئر الثالث من لوحة الآبار الستة إلى لوحة 35 ملم بحيث يكون الحجم النهائي أربعة ملليلتر. قم بلصق قطعة من الورق الأبيض على المسطرة المعدنية على جهاز التعود ، مع التأكد من أن الحافة اليسرى للورقة على بعد سنتيمترين من نهاية المسطرة الأقرب إلى المحرك. باستخدام شريط على الوجهين ، قم بتثبيت الجزء السفلي من اللوحة مقاس 35 ملم بمركز الورق ذي البوصة الاثنين فوق المسطرة على جهاز التعود.

اترك لوحة 35 ملم على جهاز التعود لمدة ساعتين على الأقل مع إغلاق الغطاء. قم بتوسيط كاميرا مجهر USB مباشرة فوق لوحة 35 ملم من Stentor. لتثبيت تطبيق مسجل كاميرا الويب ، افتح تطبيق مسجل كاميرا الويب وحدد مجهر USB من القائمة المنسدلة.

اضبط التركيز على كاميرا مجهر USB بحيث تكون الخلايا في العرض بوضوح وموضع الكاميرا لزيادة عدد الخلايا في مجال الرؤية إلى أقصى حد. بعد فتح الشاشة التسلسلية للوحة التحكم الدقيق ، حدد عدم إنهاء الخط"واضبطه على 9،600 باود. استخدم الأمر L في برنامج لوحة التحكم الدقيق لخفض المحرك حتى يلمس المسطرة بالكاد والأمر R لرفع الذراع إذا لزم الأمر لضبط الموضع الدقيق.

استخدم الأمر I لتهيئة الوضع التلقائي على جهاز التعود. أدخل حجم الخطوات والوقت بين النبضات بالدقائق في سطر الأوامر. ابدأ في التقاط مقطع فيديو باستخدام تطبيق مسجل كاميرا الويب بالضغط على زر التسجيل الأحمر.

ثم اقلب المفتاح على جهاز التعود لبدء التجربة مع أول توصيل نبض ميكانيكي آلي. مباشرة قبل ظهور النبضة الميكانيكية الأولى على الفيديو ، توقف مؤقتا واحسب عدد Stentor المثبتة في الجزء السفلي من اللوحة 35 ملم والممتدة في شكل ممدود يشبه البوق. وبالمثل ، بعد النبضة الأولى ، احسب عدد Stentor المثبتة في أسفل اللوحة وتقلصت في شكل يشبه الكرة.

اقسم العد الثاني على العد الأول لتحديد جزء Stentor الذي انكمش استجابة للمثير الميكانيكي ، مع تكرار الإجراء لجميع النبضات الميكانيكية في التجربة. تمت مراقبة احتمال تقلص Stentor وأظهرت النتائج أنه ينخفض تدريجيا على مدار ساعة واحدة. بعد تلقي نبضات ميكانيكية من المستوى الرابع بتردد نقرة واحدة في الدقيقة ، مما يشير إلى التعود.

يمكن أن يؤدي تغيير قوة أو تردد توصيل النبض الميكانيكي إلى تغيير ديناميكيات التعود على Stentor. أثناء استخدام مجموعة نبضات المستوى الثاني من التردد بنقرة واحدة في الدقيقة ، يمنع التعود على مدار ساعة واحدة. يمكننا دراسة أنواع مختلفة من ديناميكيات التعود عن طريق تغيير قوة وتواتر التحفيز الميكانيكي.

هذه فرصة لاستكشاف أنواع مختلفة من التعلم ، مثل التوعية. يمكن للرؤى الكمية حول التعلم أحادي الخلية ، المستقاة من أساليبنا ، أن تلهم طرقا أخرى لإعادة برمجة الخلايا داخل الأنسجة متعددة الخلايا. طريقة أخرى محتملة لمكافحة المرض.