بناء مقياس الشم لدراسات سلوك الشم في القوارض

نحن نحقق في مشاركة حاسة الشم في التعلم والذاكرة. يستكشف هذا البحث كيف تؤثر حاسة الشم على العمليات المعرفية ، بما في ذلك الحصول على المعلومات والاحتفاظ بها وتذكرها. نحن ندرس المسارات العصبية التي تربط الجهاز الشمي بمناطق الدماغ المسؤولة عن تكوين الذاكرة ، مثل الحصين.

في أبحاث مرض الزهايمر ، قد تدخل مسببات الأمراض ، بما في ذلك الفيروسات والبكتيريا ، إلى الدماغ عن طريق الأنف وتنتقل إلى المناطق المشاركة في التعلم والذاكرة ، مثل الحصين. يتضمن هذا المسار الجهاز الشمي ، والذي يوفر طريقا مباشرا من تجويف الأنف إلى الدماغ. في دراساتنا ، وجدنا أنه عندما يتعلم التمييز بين الروائح في مهمة الذهاب / الممنوع ، فإن تغطية أكسدة الخلايا العصبية عالية تردد جاما من خلال مواجهة أكسدات فجوة ثيتا يتغير في مسألة تؤدي إلى اختلاف بين تلك الرائحة المكافأة وغير المكافأة.

يمكن استخدام هذا لتحديد هوية الرائحة. مقاييس الشم المصنعة لها قيود ، مثل التكاليف المرتفعة وتأخير الإصلاح واحتياجات الصيانة. نحن نقدم دليلا لبناء مقياس حاسة شعر فعال من حيث التكلفة يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر باستخدام مكونات متاحة بسهولة ، مما يمكن الباحثين في حاسة الشم وسلوك.

غالبا ما تتوقف الشركات التي تصنع وتبيع أجهزة قياس الشم الآلية عن العمل أو تواجه مشكلات في سلسلة التوريد. يسمح تعلم كيفية بناء مقياس حاسة الشم للمستخدم بتخصيص مقياس حاسة الشم بناء على احتياجات البحث. لا يعتمد بروتوكولنا على أجزاء معينة ، ويمكن ترقية العديد من المكونات أو تغييرها ، اعتمادا على الإمدادات المتوفرة في المخزون.

للبدء ، قم بإعداد مفاتيح الضغط اللحظية أحادية القطب أو الرمية الفردية أو SPST. باستخدام مكواة لحام ، قم بلحام سلكين لكل مفتاح ضغط زر مؤقت SPST. قم بتوصيل مفتاح الضغط اللحظي SPST بصندوق التحكم.

بعد ذلك ، قم بتأمين الأسلاك عن طريق لفها أو وضع شريط لاصق لإبقائها منظمة. ضع صمامات الرائحة في الفتحات المخصصة لرف صمام الرائحة ، الموجودة في وسط السبورة المعلوماتية. بعد ذلك ، قشر العزل من الأسلاك المتصلة بكل صمام.

باستخدام مكواة لحام ، قم بلحام سلك واحد من كل صمام إلى سلك أكثر سمكا. ضع سلكا واحدا في الطرف الأرضي على كتلة الشريط الطرفية اللولبية الموجودة في الجزء الخلفي من السبورة البيضاء ، وأدخل السلك الثاني في الدبوس المقابل على SSR-48RACK قم بتوصيل دبابيس من واحد إلى ثمانية على SSR-48RACK بصمامين قرصين لكل منهما. لكل صمام ، قم بتوصيل سلك واحد من زر ضغط بمصدر طاقة بجهد 24 فولت والسلك الآخر بالمسمار الموجود على SSR-48RACK الذي يتصل بالصمام.

الآن ، ضع صمام الماء والصمام النهائي في الفتحات المناسبة على لوحة الصمام. قم بتوصيل صمام الماء والصمام النهائي بالطرف الأرضي والدبابيس 17 و 18 ، على التوالي ، على SSR-48RACK. قم بتوصيل أزرار الضغط بمصدر الطاقة بجهد 24 فولت والدبابيس 17 و18.

بعد ذلك ، قم بشراء مصدر طاقة مناسب وسلك تمديد. باستخدام قواطع الأسلاك ، قم بإزالة القابس من سلك الطاقة الخاص بمصدر الطاقة. قم بقص أحد طرفي السلك الذي يشغل SSR-48RACK.

بعد ذلك ، قم بتوصيل أحد الأسلاك ببرغي G الموجود في مصدر الطاقة والسلك الآخر بطرف V1 على مصدر الطاقة. بعد ذلك ، قم بتوصيل سلك واحد من طرف G2 بالأرض على كتلة الشريط الطرفية اللولبية. بعد ذلك ، قم بتوصيل سلك واحد من طرف V1 بكتلة الشريط الطرفية اللولبية بجهد خمسة فولت.

أخيرا ، قم بتوصيل سلك واحد من طرف V3 بكتلة الشريط الطرفية اللولبية بجهد 24 فولت. ضع مقياسي تدفق في حاملات مقياس التدفق. احصل على مضخة حوض السمك التي توفر تدفق هواء لترين في الدقيقة.

قم بتوصيل قطعة قصيرة من الأنابيب من كل من مخرجي مضخة الحوض بمدخلي موصل T. قم بتوصيل قطعة من الأنابيب من إخراج موصل T بإدخال مرشح كربون نشط. قم بتوصيل الأنابيب من خرج مرشح الكربون بموصل T.

ثم قم بتوصيل مخرجي موصل T هذا بصمام كروي ، والذي سيتحكم في معدل تدفق الهواء. بعد ذلك ، قم بتوصيل إخراج كل صمام كروي بإدخال عدادات التدفق. قم بتوصيل خرج مقياس التدفق 50 سم مكعب في الدقيقة بالمشعب العلوي لتزويد قوارير توازن الرائحة سعة 40 مل بالهواء مع الروائح في الزيت المعدني.

قم بتوصيل الإخراج من كل قارورة رائحة بمدخلاتها المقابلة على المشعب السفلي ، وأغلق الحلقة الموجودة على نظام تدفق الهواء. بعد ذلك ، ضع كل قطعة من الأنابيب في صمامات القرصة. قم بتوصيل خرج مقياس التدفق لترين في الدقيقة بالمدخل الجانبي للمشعب السفلي وإخراج المشعب السفلي بإدخال صمام التحويل النهائي.

قم بتوصيل الإخراج الافتراضي للصمام النهائي بأنبوب توصيل الرائحة في غرفة الذهاب أو عدم الذهاب. ثم قم بتوصيل خرج الإيقاف الافتراضي للصمام النهائي بأنبوب العادم. الآن ، قم بتوصيل إبرة قياس 18 بطرف حقنة سعة خمسة ملليلتر مخصصة لتوصيل مكافآت المياه.

قم بتوصيل أنبوب واحد بطرف الإبرة. بعد ذلك ، قم بتوصيل الطرف الآخر من الأنبوب بمدخل صمام الماء والأنبوب من خرج صمام الماء إلى الحد الأقصى. للبدء ، قم بوزن كل فأر على حدة على مقياس معاير وسجل وزن كل فأر في سجل مختبري.

بعد الوزن ، ضع كل فأرة برفق في حجرة الماوس المخصصة. تنشيط أجهزة الاستشعار وأنظمة توصيل المحفزات للتحضير لمهمة التمييز الشمي. ابدأ برنامج MATLAB للتحكم في المعلمات التجريبية ، مثل توصيل محفزات الرائحة لمدة 2.5 ثانية ، وتوزيع الماء ، وتسجيل الاستجابات.

تحليل البيانات في الوقت الفعلي لتقديم ملاحظات فورية حول أداء. بعد ذلك ، اعكس زوج الروائح ، وقم بتعيين الرائحة التي تمت مكافأتها مسبقا على أنها غير مكافأة والعكس صحيح. بعد ذلك ، اختبر المرونة المعرفية للحيوان من خلال مراقبة قدرته على إلغاء تعلم وإعادة تعلم ارتباطات الرائحة ، واكتساب نظرة ثاقبة حول مرونة التعلم الشمي في الفئران.

في اليوم الأول من مهمة الذهاب أو عدم الذهاب في الاتجاه الأمامي ، تحسن الماوس تدريجيا إلى 80٪ استجابات صحيحة ، وتعلم لعق أسيتات الإيثيل فقط. في اليوم الأخير من المهمة الأمامية ، وصل الماوس إلى كفاءة ثابتة ، وحافظ على الأداء عند أو أعلى من 80٪ صحيح. بعد عكس الروائح ، انخفض معدل الاستجابة الصحيح للماوس إلى حوالي 10٪ في اليوم الأول في الاتجاه العكسي.

بحلول اليوم الأخير في المهمة العكسية ، استعاد الماوس كفاءته ، وحقق أداء ثابتا عند أو أعلى من 80٪ صحيحا.