בניית אולפקטומטר לחקר התנהגות חוש הריח של מכרסמים
April 11th, 2025
פרוטוקול זה מתאר בניית אולפקטומטר לניסויי התנהגות חוש הריח. הוראות שלב אחר שלב, יחד עם תמונות, ניתנות על מנת להבטיח בנייה מוצלחת של האולפקטומטר. מידע לפתרון בעיות שנתקלו בהן במהלך התהליך כלול גם כן.
אנו חוקרים את המעורבות של חוש הריח בלמידה ובזיכרון. מחקר זה בוחן כיצד חוש הריח משפיע על תהליכים קוגניטיביים, כולל רכישת מידע, שימור וזיכרון. אנו בוחנים את המסלולים העצביים המחברים את מערכת הריח לאזורים במוח האחראים על היווצרות זיכרון, כגון ההיפוקמפוס.
במחקר אלצהיימר, פתוגנים, כולל וירוסים וחיידקים, עשויים להיכנס למוח דרך האף ולעבור לאזורים המעורבים בלמידה ובזיכרון, כמו ההיפוקמפוס. מסלול זה מערב את מערכת הריח, המספקת מסלול ישיר מחלל האף למוח. במחקרים שלנו, מצאנו שכאשר החיה לומדת להבחין בין ריחות במשימת go/no-go, המכסה של חמצון נוירונים בתדר גמא גבוה דרך פני חמצון פער תטא משתנה בחומר שגורם לסטייה בין אותו ריח מתוגמל לאותו ריח לא מתוגמל.
זה יכול לשמש כדי לקבוע את זהות הריח. לאולפקטומטרים מיוצרים יש מגבלות, כגון עלויות גבוהות, עיכובים בתיקון וצרכי תחזוקה. אנו מספקים מדריך לבניית אולפקטומטר חסכוני ומבוקר מחשב באמצעות רכיבים זמינים, העצמת חוקרים בחוש הריח והתנהגות בעלי חיים.
חברות המייצרות ומוכרות אולפקטומטרים אוטומטיים לרוב פושטות רגל או נתקלות בבעיות בשרשרת האספקה. למידה כיצד לבנות אולפקטומטר מאפשרת למשתמש להתאים אישית את האולפקטומטר על סמך צרכי המחקר. הפרוטוקול שלנו אינו תלוי בחלקים ספציפיים, ורכיבים רבים ניתנים לשדרוג או שינוי, בהתאם לחומרים המתכלים הזמינים במלאי.
כדי להתחיל, הגדר את מתגי הכפתור הרגעיים עם מוט יחיד, זריקה אחת או SPST. בעזרת מלחם, הלחמו שני חוטים לכל מתג כפתור SPST רגעי. חבר את מתג הכפתור הרגעי SPST לתיבת הבקרה.
לאחר מכן, אבטח את החוטים על ידי סיבובם או הנחת סרט כדי לשמור עליהם מאורגנים. הנח את שסתומי הריח בחריצים המיועדים של מתלה שסתומי הריח, הממוקמים במרכז הלוח. לאחר מכן, קלף את הבידוד מהחוטים המחוברים לכל שסתום.
בעזרת מלחם, הלחמו חוט אחד מכל שסתום לחוט עבה יותר. הנח חוט אחד במסוף ההארקה על בלוק רצועת מסוף הבורג, הממוקם בגב הלוח, והכנס את החוט השני לפין המתאים ב-SSR-48RACK חבר פינים אחד עד שמונה ב-SSR-48RACK לשני שסתומי צביטה כל אחד. עבור כל שסתום, חבר חוט אחד מכפתור לחיצה לאספקת החשמל של 24 וולט ואת החוט השני לפין ב-SSR-48RACK שמתחבר לשסתום.
כעת, הנח את שסתום המים ואת השסתום הסופי לתוך החריצים המתאימים בלוחית השסתום. חבר את שסתום המים ואת השסתום הסופי למסוף ההארקה ולפינים 17 ו-18, בהתאמה, ב-SSR-48RACK. חבר לחצני לחיצה לאספקת החשמל של 24 וולט ולפינים 17 ו-18.
לאחר מכן, רכשו ספק כוח מתאים וכבל מאריך. בעזרת חותכי תיל, הסר את התקע מכבל החשמל של ספק הכוח. חותכים קצה אחד של החוט שמפעיל את ה-SSR-48RACK.
לאחר מכן, חבר את אחד החוטים לבורג G בספק הכוח ואת החוט השני למסוף V1 בספק הכוח. לאחר מכן, חבר חוט אחד ממסוף G2 לקרקע על בלוק רצועת מסוף הבורג. לאחר מכן, חבר חוט אחד ממסוף V1 לבלוק רצועת המסוף של בורג חמישה וולט.
לבסוף, חבר חוט אחד ממסוף V3 לבלוק רצועת המסוף של בורג 24 וולט. הנח שני מדי זרימה במחזיקי מד הזרימה. השג משאבת אקווריום המספקת זרימת אוויר של שני ליטר לדקה.
חבר חתיכת צינור קצרה מכל אחת משתי היציאות של משאבת האקווריום לשתי הכניסות של מחבר T. חבר חתיכת צינור מהפלט של מחבר ה-T לכניסה של מסנן פחמן פעיל. חבר צינורות מהפלט של מסנן הפחמן למחבר T.
לאחר מכן חבר את שתי היציאות של מחבר T זה לשסתום כדור, שישלוט בקצב זרימת האוויר. לאחר מכן, חבר את הפלט של כל שסתום כדור לכניסה של מדי הזרימה. חבר את פלט מד הזרימה של 50 סנטימטרים מעוקבים לדקה לסעפת העליונה כדי לספק אוויר לבקבוקוני שיווי הריחות של 40 מיליליטר עם ריחות בשמן מינרלי.
חבר את הפלט מכל בקבוקון ריח לכניסה המתאימה לו בסעפת התחתונה, וסגור את הלולאה במערכת זרימת האוויר. לאחר מכן, הנח כל פיסת צינור לתוך שסתומי הצביטה. חבר את הפלט של מד הזרימה של שני ליטר לדקה לכניסת הצד של הסעפת התחתונה ואת הפלט של הסעפת התחתונה לכניסה של שסתום ההסטה הסופי.
חבר את ברירת המחדל בפלט של השסתום הסופי לצינור אספקת הריח בתא הנסיעה או הלא. לאחר מכן חבר את פלט ברירת המחדל של השסתום הסופי לצינור פליטה. כעת, חבר מחט בגודל 18 לקצה מזרק של חמישה מיליליטר המיועד לאספקת תגמול מים.
חבר צינור אחד לקצה המחט. לאחר מכן, חבר את הקצה השני של הצינור לכניסת שסתום המים ואת הצינור מיציאת שסתום המים עד הקצה. כדי להתחיל, שקלו כל עכבר בנפרד על משקל מכויל ורשמו את המשקל של כל עכבר ביומן מעבדה.
לאחר השקילה, הנח בעדינות כל עכבר בתא העכבר המיועד. הפעל את החיישנים ומערכות אספקת הגירויים כדי להתכונן למשימת אפליית הריח. הפעל את תוכנית MATLAB כדי לשלוט בפרמטרים ניסיוניים, כגון אספקת גירויי ריח למשך 2.5 שניות, חלוקת מים והקלטת תגובות.
נתח נתונים בזמן אמת כדי לספק משוב מיידי על ביצועי בעל החיים. לאחר מכן, הפוך את צמד הריחות, הגדר את הריח המתוגמל בעבר כלא מתוגמל ולהיפך. לאחר מכן, בחנו את הגמישות הקוגניטיבית של החיה על ידי התבוננות ביכולתה לבטל וללמוד מחדש אסוציאציות ריח, ולקבל תובנות לגבי גמישות למידת הריח בעכברים.
ביום הראשון של המשימה ללכת או לא ללכת בכיוון קדימה, העכבר השתפר בהדרגה ל-80% תגובות נכונות, ולמד ללקק רק עבור אתיל אצטט. ביום האחרון של המשימה קדימה, העכבר הגיע למיומנות עקבית, ושמר על ביצועים נכונים של 80% ומעלה. לאחר היפוך הריחות, שיעור התגובה הנכון של העכבר ירד לכ-10% ביום הראשון בכיוון ההפוך.
ביום האחרון במשימה ההפוכה, העכבר חזר למיומנות והשיג ביצועים עקביים ב-80% נכונים ומעלה.
סקירה
פרוטוקול זה מתאר את בנייתו של אולאקטומטר חסכוני עבור ניסויים בהתנהגות חוש הריח מסוג go/no-go. הוא מספק הוראות מפורטות שלב אחר שלב וטיפים לפתרון בעיות כדי להקל על תהליך ההרכבה.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- מדעי המוח
- פסיכולוגיה התנהגותית
- מחקר חוש הריח
רקע
- מערכת הריח ממלאת תפקיד מכריע בלמידה וזיכרון.
- פתוגנים עשויים להיכנס למוח דרך מסלול הריח, ולהשפיע על תפקודים קוגניטיביים.
- הבנת אפליית הריח יכולה לספק תובנות לגבי תהליכי הזיכרון.
- אולאקטומטרים מיוצרים הם לעתים קרובות יקרים ועשויים להיות בעלי בעיות אספקה.
מטרת המחקר
- להעצים חוקרים לבנות אולאקטומטר הניתן להתאמה אישית.
- להקל על מחקרים על למידה זיכרון חוש הריח במודלים של בעלי חיים.
- לספק שיטה אמינה לביצוע משימות חוש הריח מסוג go/no-go.
שיטות בשימוש
- בניית אולאקטומטר באמצעות רכיבים זמינים בקלות.
- יישום משימת go/no-go להערכת אפליית חוש הריח.
- ניתוח נתונים בזמן אמת במהלך ניסויים כדי לפקח על ביצועי בעלי החיים.
- התאמה אישית של האולאקטומטר על פי צרכי מחקר ספציפיים.
תוצאות עיקריות
- בנייה מוצלחת של אולאקטומטר פונקציונלי.
- בעלי חיים הפגינו שיפור בביצועים במשימות אפליית חוש הריח.
- תובנות שהתקבלו לגבי מסלולי העצבים המעורבים בלמידת חוש הריח.
- גמישות בעיצוב האולאקטומטר אפשרה התאמה למגוון הגדרות ניסויים.
מסקנות
- הפרוטוקול מאפשר לחוקרים ליצור אולאקטומטר חסכוני.
- הבנת מסלולי הריח יכולה להועיל למחקר על אלצהיימר.
- עיצובים הניתנים להתאמה אישית משפרים את החלפות האולאקטומטרים במחקרים מגוונים.
