מותמרים החדרת טכנולוגיה מוקדמת לניטור התנהגות החרקים טיסה

היי, אני אלכס דרבר מהמעבדה של ד"ר אלברט בוס. אני המחלקה להנדסת חשמל באוניברסיטת צפון קרוליינה. היום אנו הולכים להדגים הליך כירורגי חדשני להשתלת אלקטרודות במין המניקה בשלבים מטמורפיים מוקדמים.

בהליך זה, הנקרא טכנולוגיית החדרה מטמורפית מוקדמת, האלקטרודות המושתלות משולבות ברקמת החרק בשלב המטמורפי של האישון. יתרון מרכזי של הליך זה הוא שהוא מביא לצימוד יציב מכנית ואמין מבחינה חשמלית עם הרקמה העצבית-שרירית ומאפשר לחקור את הנוירופיזיולוגיה של התעופה של החרק. בשלב הבוגר, IC Mensa עובר מחזור חיים מטמורפי שנמשך כ-40 יום.

Mensa מתחיל את מחזור החיים שלו בשלב הביצה. לאחר שבעה עד עשרה ימים, הזחל יבקע ויגיע לשלב הזחל של הכוכב השלישי. ישנם בסך הכל שלבים של זחלי חמישה כוכבים, ובכל אחד מהשלבים הללו, הזחלים עוברים קצירת אנרגיה וצמיחה.

חמישה עד שישה ימים לאחר שלב הזחל החמישי, החרק ייכנס לשלב האישון המוקדם. במהלך שלב האימון, יש ניוון נרחב של התוכנית ולאחר מכן התחדשות של רקמות החרקים. כהכנה להופעתו כעש בוגר, החרק מבלה 17 עד 19 יום.

בשלב האישון המוקדם, לפני הכניסה לשלב האישון המאוחר, בשלב האישון המאוחר, אנו מכניסים בניתוח אלקטרודה מוליכה חשמלית לבית החזה הגבי של האישון. הרקמה מתפתחת סביב האלקטרודות המושתלות ומאבטחת את הצמדתן לגוף החרק. במהלך מספר ימים, האלקטרודות המוחדרות לבית החזה של האישון, מתגלות כחלק מגוף החרק בשלב הבוגר הסופי כעש, ובכך מנצלות את הבנייה מחדש של כל מערכת הרקמות של החרק.

במהלך ההתפתחות המטמורפית, האלקטרודות מושתלות בשרירי התעופה העקיפים בבית החזה. קבוצות שרירים אלה האחראיות בעקיפין לתנועת הכנפיים הן הגחון הגבי ושרירי האורך הגביים. כאן נדגים החדרת אלקטרודה לשרירי הגחון הגביים, האחראית בעקיפין על מהלך הכנף כלפי מעלה.

עם החדרה זו, נרשום באופן אלחוטי אלקטרומיוגרמה משרירי הגחון הגביים במהלך תנועת ya. כאשר החרק תלוי על ידי פלטפורמה מרחפת אלקטרומגנטית בתוך זירת LED, זה ממריץ תנועה. ההליך לטכנולוגיית החדרת מטמורפוזה מוקדמת מתחיל בבניית לוח מעגלים מודפסים שישמש כממשק בין האלקטרודות המוכנסות למכשור ההקלטה.

אלקטרודות החוט מולחמות על המעגל המודפס, המחובר במחבר כבל שטוח וגמיש. כדי להתחיל למדוד ולחתוך חתיכת למינציה מצופה נחושת בגודל 0.5 על חמישה סנטימטר באמצעות קצה עדין, טוש קבוע ומספריים באמצעות אותו קצה עדין, טוש קבוע. צייר שלוש רפידות מרובעות בגודל 0.1 על חמישה סנטימטר כדפוסי מסיכת תחריט.

השתמש במכשיר קצה ישר כגון סרגל כדי לבצע את הסימונים לכל אורך חיתוך הלמינציה הנחושת. וודאו כי הסימונים מודגשים ואינם חופפים זה לזה. אם קווי הסימון חופפים זה לזה, האלקטרודות יתקצרו.

בעת ביצוע החיבור למחבר הכבל השטוח והגמיש, מה שהופך את הלוחות לחסרי תועלת, קח את מגזרת הלמינציה הנחושת לאזור מאוורר, רצוי עם מכסה המנוע לתחריט הסימונים על לרבד הנחושת. היזהר בעת הטיפול בתחריט המעגלים המודפסים מכיוון שהוא רעיל. אם נבלע או נבלע ועלול לגרות את העור במגע, הנח את סרט הטפלון על קצה אחד של גזרת הלמינציה הנחושת המכסה כסנטימטר אחד לאורכו.

לאחר מכן, חבר את גזרת הלמינציה הנחושת לחלק הפנימי של מדורגת באמצעות סקוטש כך שמחצית מרצועת הלמינציה הנחושת שקועה בתחריט. מניחים את הכוס על משטח מסתובב למשך 20 דקות. מוציאים את לרבד הנחושת החרוט מהכוס ומניחים אותו בכוס מלאה במים למשך 10 דקות.

לשטיפת השאריות, מרחו איזו פרופיל אלכוהול על פיסת רקמת ניגוב עדינה ונגבו את הסימונים כדי לחשוף את רפידות הנחושת הלא חרוטות. הסר את כל עקבות הסמן הקבוע. חותכים את המעגל המודפס בריבועים קטנים יותר באורך של סנטימטר אחד בערך.

כעת, לאחר שהמעגלים המודפסים נחרטו, יש להכין את האלקטרודות לחיבור. מוצע לבצע שלבים אלה בעזרת מיקרוסקופ. חותכים שתי חתיכות מצופות, חוט נירוסטה ברך בקוטר 0.11 אינץ' מצופה ו-0.008 אינץ' חשוף באמצעות להב חד, שני אורכים של שלושה סנטימטרים כל אחד.

חתיכות אלה של חוט נירוסטה הן האלקטרודות הפעילות שיוכנסו לבית החזה של החרק. בעזרת סכין גילוח, הסר ארבעה עד חמישה מילימטרים מציפוי הפלסטיק מכל קצה של כל חוט. לאחר מכן, חתוך.

חתיכה אחת של 0.7 סנטימטר של חוט נירוסטה מבודד ליצירת הארכת קצה לאלקטרודה הקרקעית. הסר בעדינות את הציפוי בעזרת סכין הגילוח כפי שבוצע בשלב הקודם או ממיס אותו בחום של מלחם. לאחר מכן, חותכים חתיכה אחת של חוט ליטיץ לאורך של 4.5 סנטימטרים.

ניתן להשתמש בחוט משרן גם עבור הלחמה זו. חתיכת קצה הנירוסטה בגודל 0.7 ס"מ שהוכנה בעבר לחוט חיבור ההארקה של ליטיץ. קצה נירוסטה חשוף צריך להיות בסוף חיבור הקרקע.

הדביקו את המעגל החרוט לסביבת העבודה של ההלחמה באמצעות סרט טפלון. הנח את הקלטת מעל המעגל כך שמילימטר עד שניים מהרפידות יאפשרו הלחמת האלקטרודות ללוח. הקצוות החופשיים של ההלחמה המוסווים של הרפידות יוכנסו למחבר ה-FCC.

יישר את שלושת חוטי האלקטרודה עם סרט טפלון כך שניתן יהיה להלחין קצה אחד של כל אחד מהם לרפידות המתאימות בלוח האלקטרודות. יש להלחין את שתי האלקטרודות הפעילות על הרפידות ליד שולי הלוח. יש להלחין את האלקטרודות הקרקעיות המוארות על הכרית המרכזית.

החל שטף נירוסטה על רפידות האלקטרודה להלחמה קלה יותר. היזהר הימנע מקיצור חיבורי הרפידה על ידי מריחת יותר מדי הלחמה. טבלו את האלקטרודות באצטון באלכוהול איזופרופיל למשך 10 דקות כל אחת.

לניקוי שאריות ההלחמה. ניתן לשפוך את התמיסות לכלים או כוסות נפרדות כדי לשפר את ביצועי הניקוי, ניתן למקם את האלקטרודות באמבטיה קולית במהלך הטבילה ואת פתרונות הניקוי. החרקים יהיו פעילים ביותר במהלך המעברים בין יום ללילה.

לכן, יש להקים מחזור לילה מלאכותי בתוך תא חרקים באמצעות טיימרים אוטומטיים ליציאה. יש להגדיר אותם כך שידמו מחזור חושך של שבע שעות ומחזור אור של 17 שעות. בדוק את עין המין של המנדוקה מדי יום כדי לקבוע את זמן ההחדרה המתאים.

עין ה-pu מוכנה להחדרה בערך יום לאחר הכנפיים. החדרת כתמים כהים בתערוכה מוצלחת ביותר כאשר היא מבוצעת שבעה עד ארבעה ימים לפני שאנו סוגרים כאן. ה-pu הכהה יותר בתחתית מוכן להחדרה כירורגית של האלקטרודות כדי להרדים את ה-pui.

הכניסו אותם למקרר בחום של ארבע מעלות צלזיוס למשך כשש שעות. לאחר מכן, הכן את הכנסת סביבת העבודה. סביבת העבודה צריכה לכלול אלכוהול איזופרופיל, להבי פינצטה חדים במחט היפודרמית בגודל 30.

כאופציה, ניתן להשתמש בדבק ציאנואקרילט כדי לשפר את קיבוע האלקטרודות, לעקר את פינצטת המחט ואת האלקטרודות על ידי טבילתם או ניגובם באלכוהול איזופרופיל. הוציאו את האישון מהמקרר לאחר שש שעות והעבירו אותו לסביבת העבודה. קבע את המיקום בבית החזה הגבי המתאים לקבוצת השרירים המעניינת.

כאן אנו מתעניינים בשרירי הגחון הגביים האחראים על תנועת הכנף כלפי מעלה. בעזרת להב חד או מחט היפודרמית, גרדו בעדינות מלבן מרובע אחד בסנטימטר אחד דרך שכבת הציפורן החיצונית. בעזרת הפינצטה מקלפים לאט לאט את החלקים הללו.

השתמש בפינצטה כדי להסיר שיער כנף מהאזור החשוף של בית החזה. ניתן להשתמש בשואב אבק באופן אופציונלי כדי לסייע בתהליך הניקוי. חשוב להסיר כמה שיותר מהשיער כדי למנוע הפרעה לאלקטרודות המוחדרות.

הכניסו לאט את המחט כחמישה מילימטרים לתוך המזו טאקס שבו הכנפיים מתחברות לבית החזה כדי ליצור שתי נקודות החדרה המכוונות לקבוצת השרירים. זכור היכן נוצרים החורים מכיוון שקשה למצוא אותם אם הם הולכים לאיבוד. ייצב את הגולם על השולחן והשתמש בפינצטה כדי להנחות את שתי אלקטרודות ההקלטה לשתי נקודות ההכנסה כאופציה לשיפור העמידות המכנית.

נקו את כל השיער סביב האלקטרודות ומרחו בנדיבות דבק ציאנו אקולט סביב כל נקודת החדרה בבית החזה בעזרת מוליך החוט. הכינו כלוב ל-ELO עם חומר מחוספס ומרקם המכסה את הקירות והתקרה שהחרק עלול לטפס עליו. עם הופעתם, ניתן להשתמש בקופסאות קרטון מחוררות או בנייר אריזה.

הכן קיבוע נוקשה. היצמד באורך של כשישה סנטימטרים וקוטר שני מילימטרים. החלק בזהירות את המקל הזה דרך החור שמתחת למקצוענים הבולטים.

פלסטיק מערבב. ניתן להשתמש בצמר גפן או בחוטי מתכת לשלב זה. קבע את שני צידי המקל על משטח הכלוב כך שהגולם לא יוכל להתגלגל.

מקם את הגולם בתוך הכלוב כך שהמזו טאקס פונה כלפי מעלה. תנועה נרחבת עלולה לגרום נזק לאלקטרודות, אובדן מסוק או להפוך את ההחדרה לחסרת תועלת. יש להכניס את האלקטרודה הקרקעית לבטן או לחלקים הדיסטליים של בית החזה.

כדי למנוע צימוד אותות, החדרת דיסין יכולה להיעשות בשלבים המאוחרים יותר של התפתחות האישון או לאחר הופעת החרק. יש להכין את אתר החדרת האלקטרודות הקרקעיות בשלב אישון זה להכנסת שלב האישון או להכנסת שלב המבוגר. כאן בשלב בוגר מודגמת הכנסת אלקטרודה קרקעית.

הכניסו אותם לעש במקרר בחום של ארבע מעלות צלזיוס למשך שש שעות. לקיבוע לטיפול בקור, הכינו את סביבת העבודה של ההחדרה כולל אלכוהול איזופרופיל, פינצטה חדה, ציאן מחט היפודרמית בגודל 30, דבק קריאול, חתיכת חוט למריחת דבק, צריבה תרמית אופציונלית במקל שעווה דנטלי אופציונלי. כמו קודם, טבלו את המחט ההיפודרמית באלכוהול איזופרופיל לפני מגע עם העש הממוקם בנקודת החדרה במרחק של כסנטימטר עד שני סנטימטרים מאלקטרודות ההקלטה לאורך הבטן האחורית, הכנס לאט את המחט כדי לנקב את הבטן ולספק צד החדרה.

המחט לא צריכה לחדור יותר מארבעה מילימטרים. אם מופיעה לימפה המו בצד ההחדרה, הכנסת את המחט רחוק מדי והסיכוי שההליך יצליח נמוך יותר. בעזרת פינצטה, הכנס בזהירות את האלקטרודה הקרקעית לאתר ההחדרה והפעל לחץ עד לעומק של שלושה עד ארבעה מילימטרים.

החזק את האלקטרודה במקומה והשתמש בחוט כדי למרוח דבק סביב מקום ההחדרה כשלב אופציונלי. כדי לשפר עוד יותר את החוזק המכני של ההחדרה, השתמש בצריבה התרמית ואסוף פעימה קטנה של שניים עד שלושה מילימטר של שעווה בקצה. הניחו את הקצה קרוב למקום ההחדרה והפעילו חום כך שהשעווה תקיף את האלקטרודה ותחזיק אותה היטב במקומה.

עם הקירור, אפשר לחרק יום אחד להתאושש מההחדרה לפני ביצוע ניסויים. לוח מתאם עם מחברי כבל גמישים שטוחים הנדרשים לחיבור לוח האלקטרודות על החרק ליחידת הבמה הראשית הבינלאומית של המשולש Biosystems. לוח המתאם משתמש בלוח למינציה נחושת חרוט שיש להכין על ידי ביצוע השלבים שהוצגו קודם לכן להכנת הקצה ללוח האלקטרודה בתחנת ההלחמה, הלחמת מחבר כבל גמיש שטוח לקצה אחד של הלוח המוכן.

ניתן להלחין מחבר כבל גמיש שטוח עם 10 פינים ללוח עם שני זוגות הפינים בקצוות המחבר וזוג הפינים המרכזי במגע עם שלושת רפידות הנחושת. לאחר מכן הלחם שלושה חוטי חיבור של 30 חוטים אמריקאים לשלוש רפידות. בקצה השני של הלוח שוחטים שלושה מחברים מיני לשלושת הרפידות בלוח המתאם לקריאות אוסצילוסקופ כמתואר.

בשלב הבא, יש למקם שניים מהמחברים בניצב לקצוות הלוח. יש להטות את המחבר המרכזי מעט כלפי מעלה ממישור הלוח ולשחוט את הקצה השני של שלושת החוטים הללו למחבר ה-headtag. מסופק על ידי Triangle Biosystems International.

לאחר מכן יש לאבטח את לוח המעגלים של ראש השלבים על גבי מסגרת הריחוף על מנת לסייע באמינות האלקטרודות ולשמור על יחס האות לרעש. ניתן להשיג הקלטות אוסצילוסקופ קשורות. לפני פריסת מערכת ההקלטה האלחוטית, חבר את האוסילוסקופ למגבר הקלטה נוירולוגי AC רב ערוצי.

הגדר את פרמטרי המגבר לתדר ניתוק מעבר גבוה של הרץ אחד, תדר ניתוק מעבר נמוך של 20 קילו-הרץ ורווח של 100. חבר כל אחד ממחברי חוטי המיני הנקביים בלוח המתאם ל-ampערוצי קלט חיים יותר. הסר את החרק עם לוח האלקטרודות המושתל מהכלוב.

כאשר הוא במצב פעיל, ניתן להניח פיסת רקמה מתחת לעש למנוחתו לפני ביצוע מדידות באמצעות פינצטה, החלק את לוח האלקטרודה לקולטן חיבור הכבל הגמיש השטוח בלוח המתאם. הסר את הרקמה מתחת לחרק וצפה ביצירת קוצים של אלקטרומיוגרמה. כאשר החרק מנפנף בכנפיו לוכד ושומר את הנתונים באוסילוסקופ.

איור זה מציג את אות פוטנציאל השריר שנרכש עם האוסילוסקופ מאחד השרירים לפני ובמהלך נפנוף הכנף. האות עובד עם הגברה פי מאה ומסנן מעבר גבוה של הרץ אחד ומסנן מעבר נמוך של 20 קילו-הרץ ותקופת השקט. לא נצפו פוטנציאל שרירים.

פוטנציאל השריר במהלך נפנוף כנפיים מתרחש בכ-15 עד 20 הרץ. לאחר איסוף ואימות מדידות האוסילוסקופ, יש לאסוף את אותות ה-EMG האלחוטיים. ניתן לבנות פלטפורמת ריחוף אלקטרומגנטית להקלטה אלחוטית של אותות EMG במהלך סקס מאנוס קשור לטיסה.

פלטפורמת הריחוף מורכבת ממסגרת שנועדה לאזן מנגנון קשירה. הריחוף הצף החופשי מאפשר למסגרת ולכן לחרק להגיע. במהלך הבדיקה ללא אילוץ של חוטי קשירה, ניתן ליצור אב טיפוס מהיר של המסגרת באמצעות מכונת מידול תצהיר התמזגות.

מסגרת עמוסה במגנט זו מרחפת על ידי סדרה של אלקטרומגנטים בפלטפורמת הבסיס. פלטפורמת ריחוף זו ממוקמת בתוך זירת ה-LED, שנבנתה באמצעות 60 פאנלים המורכבים ממערך של חמש על שבע נוריות LED בודדות. הזירה נשלטת על ידי מיקרו-בקר APIC 18 F 45 20, המאפשר סימולציה של סיבוב עם כיוון השעון ונגד כיוון השעון, כמו גם שליטה במהירות הסיבוב.

הגדר את מערכת ההקלטה האלחוטית TBSI. על ידי חיבור ראש TBSI stage למחבר לוח המתאם בפלטפורמת הריחוף. הוציאו את החרק מהכלוב כשהוא פעיל, רצוי בשעות השחר שלו.

באמצעות פינצטה. הכנס בזהירות את לוח האלקטרודה לקולטן הכבלים הגמיש השטוח על המסגרת המרחפת, כך שהחרק תלוי היטב בתוך ההתקנה. הנח את השרביט המגנטי ליד המתג המגנטי על הראש tagה כדי להפעיל העברת נתונים אלחוטית.

נורה כחולה תידלק המציינת ששלב הראש פעיל ומוכן להקלטה. כבו את האורות בחדר לחושך מוחלט ופתחו את תוכנת ה-TBSI Neuro Aware במחשב. אתה יכול להשתמש במנורה אדומה כדי להוסיף תאורה נוספת לחדר.

בחר את קובץ התצורה המתאים. התצורה files המשמשים בהליך זה הם הגדרת ברירת המחדל של W five. לאחר מכן לחץ על כפתור סיפון ההתחלה בפינה השמאלית העליונה של הממשק הראשוני.

כדי להתחיל view אותות, בחר בכרטיסיית חלון כל הערוצים לתצפית על אותות EMG במערכת ההקלטה TBSI. כדי להבטיח חיבור אלחוטי אמין ופעולת אלקטרודה, הפעל את כל רכיבי זירת ה-LED, ספק הכוח DC המיוצב והמיקרו-בקר. איזון איטי של פלטפורמת הריחוף בתוך הזירה.

בחר את הרשומה לכרטיסייה בינארית בחלונית השמאלית של ממשק nor. ציין את זמן ההקלטה ואת יעד שמירת הקובץ. בחר את הגדרות הפלט המתאימות כדי לשמור את הנתונים שלך.

לחץ על כפתור ההתחלה כדי ליזום הפעלת הקלטה בתוך תוכנת ההקלטה TBSI. פעולה זו תשמור את הקובץ שלך כקובץ הבא, אותו ניתן לייבא לתוכניות עיבוד נתונים נפוצות.

שימו לב שהחרק עף בכיוון המתאים לתנועת נוריות הלד. הפוך את כיוון הנוריות ואשר שהחרק הופך כיוון בצע זאת כמה פעמים שתרצה. החץ המוצג מציין את כיוון הסיבוב של דפוס ה-LED.

החץ הופך לצהוב. כאשר החרק משלים סיבוב נגד כיוון השעון, החץ הופך לכחול כאשר החרק משלים סיבוב בכיוון השעון. נאום הפעלת הסרט המוצג מהיר ב-50% מהרגיל.

איור זה מציג את האות הפוטנציאלי של השריר שנרכש מהמכשור האלחוטי עבור שריר אחד לפני ובמהלך נפנוף הכנף בתקופת השקט. לא נצפו פוטנציאל שרירים. פוטנציאל השריר במהלך נפנוף כנפיים מתרחש בכ-15 עד 20 הרץ.

כאן הראינו זה עתה הקלטה של ערוץ אחד. עם זאת, הקלטה רב-ערוצית שצולמה עם הגדרה זו יכולה לשמש לצפייה בתיאום בין קבוצות שרירים מרובות במהלך תמרוני טיסה. זה עתה הראינו לכם כיצד לבצע החדרת אלקטרודות בשלב מטמורפי מוקדם למין גבר לגולם.

חשוב לתזמן את ההחדרה בשלב האישון המאוחר כך שההחדרה לא תהיה מוקדמת מדי או מאוחרת מדי בשלב האישון. אחרת, אתה עלול להיתקל בבעיות בהשגת מערך אלקטרודה אמין. הראינו לכם גם כיצד להרכיב רכיבים חשמליים הדרושים לביצוע הקלטה אלחוטית של נתוני EMG משרירי טיסה עקיפים בזמן שהחרק מרחף בזירת ה-LED.

תודה על הצפייה ובהצלחה בניסויים שלך.