All'inizio metamorfica Tecnologia Inserzione per Insect Volo monitoraggio del comportamento

Summary

Presentiamo una nuova procedura chirurgica per impiantare elettrodi in Manduca sexta durante le sue prime fasi metamorfiche. Questa tecnica consente un accoppiamento meccanicamente stabile ed elettricamente affidabile con il tessuto neuromuscolare per studiare la dinamica della neurofisiologia del volo. Presentiamo anche una nuova piattaforma di levitazione magnetica per studi legati sull'imbardata degli insetti.

Abstract

'Early Metamorphosis Insertion Technology (EMIT) è una nuova metodologia per l'integrazione di piattaforme di registrazione e attuazione neuromuscolare microfabbricate su insetti durante il loro sviluppo metamorfico. Qui, gli impianti sono fusi all'interno della struttura e della funzione del sistema neuromuscolare come risultato del rifacimento del tessuto metamorfico. Gli impianti emergono con l'insetto dove lo sviluppo del tessuto attorno all'elettronica durante lo sviluppo della pupa si traduce in un'interfaccia tissutale bioelettricamente e biomeccanicamente migliorata. Questa interfaccia relativamente più affidabile e stabile sarebbe utile per molti ricercatori che esplorano le basi neurali della locomozione dell'insetto con effetti traumatici alleviati causati durante gli inserimenti in stadio adulto. In questo articolo, impiantamo i nostri elettrodi nei muscoli del volo indiretto di Manduca sexta. Situati nel torace dorsale, questi muscoli di volo principali che alimentano i muscoli dorso-ventrali e dorsolongitudinali azionano le ali e forniscono la potenza meccanica per le bracciate su e giù. La contrazione relativa di questi due gruppi muscolari è stata oggetto di studio per esplorare come la manovra di imbardata sia neurofisiologicamente coordinata. Per caratterizzare le dinamiche di volo, gli insetti sono spesso legati con fili e il loro volo viene registrato con telecamere digitali. Abbiamo anche sviluppato un nuovo modo per legare Manduca sexta su un telaio a levitazione magnetica in cui l'insetto è collegato a un amplificatore neurale wireless disponibile in commercio. Questa configurazione può essere utilizzata per limitare il grado di libertà alla "sola" imbardata durante la trasmissione dei relativi segnali elettromiografici dai gruppi muscolari dorso-ventrali e dorsolongitudinali.

Introduction

Inserimento di elettrodi, anche con sistemi elettronici collegati a insetti per applicazioni di registrazione telemetrici, è stato un metodo importante per capire come funzionano i sistemi neurali durante il volo naturale ^1. Collegamento o impiantare sistemi artificiali in insetti ha posto molte sfide che coinvolgono il potenziale per disturbare il volo naturale dell'insetto. Attaccamento superficiale o inserimento chirurgico di piattaforme artificiali sulla insetto adulto è inaffidabile a causa della possibile spostamento dei dispositivi inseriti causati da inerziali e lo stress le forze indotte corpo. Superficialmente attaccati o elettrodi inseriti c....

Protocol

NOTA: L'origine dei materiali e reagenti necessari per seguire il protocollo è previsto nella tabella "reagenti" qui sotto.

1. Preparazione di circuiti stampati (PCB) per la registrazione elettrodo Connection

NOTA: Al fine di fornire una procedura pratica sperimentale, elettrodi a filo sono saldati ad un PCB di inserire questi elettrodi in un connettore FFC (cavo piatto flessibile).

1. Tagliare una 0.5x5 cm ² pezzo di rame rivestito in laminato.
2. Con un pennarello a punta fine, disegnare tre pastiglie 0.1x5cm ² rettangolo come acquaforte modelli di maschera.
3. ....

Results

Uno schema della procedura complessiva EMIT è presentato nella figura 1, che mostra le fasi principali del ciclo metamorfico del hawkmoth e le fasi di inserimento dell'elettrodo corrispondenti. L'inserimento dell'elettrodo deve essere eseguita in fase avanzata di pupa 4 a 7 giorni prima della eclosion. Questo permette alle fibre muscolari di sviluppare attorno agli elettrodi e assicurare l'impianto in dell'insetto.

Il risultato tipico di una fase di inserimento completato fi.......

Discussion

Ci sono diversi passaggi critici durante l'inserimento chirurgico degli elettrodi di registrazione che influenzano la capacità di registrare dati nelle fasi successive del protocollo. Gli elettrodi di registrazione devono essere inseriti pupa un giorno dopo esibendo macchie ala sul lato dorsale. Se l'inserimento viene effettuato due o più giorni dopo questo periodo, tessuto dell'insetto non avrà abbastanza tempo per sviluppare intorno e stabilizzare gli elettrodi inseriti. Questo potrebbe portare a movimenti.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Filo di acciaio inossidabile rivestito	A-M Systems	791900	0.008' ’ nudo, 0,011' ’ è
filo			Litz o il filo dell'induttore.
Connettore FFC per montaggio superficiale	Connettore Hirose	FH28E-20S-0.5SH(05)
Pinzette	Grobet USA		Pulire con alcool al 70% prima dell'uso sull'insetto.
Kim-Wipes	Kimberly-Clark Worldwide	34155	È possibile utilizzare fazzoletti delicati di qualsiasi dimensione.
		in teflon	larghezza 5 mm Nastro in teflon.
Ago ipodermico	Becton Dickinson & Co.	30511	È possibile utilizzare un ago ipodermico da 20-30 G. Il video mostrava 30 G.
Bastoncino			È possibile utilizzare una varietà di materiali (es., agitatori per caffè)
Gabbia			Gabbia per animali domestici in plastica rivestita con carta da imballaggio o imbottitura simile. Sono necessari fori di ventilazione.
Cauterizzatore termico	Advanced Meditech International	CH-HI CT2103 (punta)	Attrezzatura opzionale utilizzata per l'applicazione della cera dentale.
Cera dentale	Orthomechanics LC., Broken Arrow, Oklahoma		Materiale opzionale utilizzato per stabilizzare gli elettrodi sull'insetto.
		a levitazione magnetica	Telaio progettato su misura e realizzato internamente con prototipazione 3D.