Continua la misurazione non invasiva dell'attività cardiaca e comportamentali di gamberi

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave in campo ambientale ed ecotossicologico che coinvolgono il rapporto tra attività cardiache e locomotorie sulle varie condizioni stressanti acute e prolungate. I principali vantaggi di questa tecnica sono che i gamberi non richiedono complesse manipolazioni precedenti o adattamento prolungato e sono in grado di portare sensori per alcuni mesi tra i metodi. Le implicazioni di questa tecnica si estendono verso applicazioni eziologiche, fisiologiche, ecotossicologiche e industriali in quanto il biomonitoraggio non invasivo aiutato dai gamberi può essere implementato nei laboratori e negli impianti di trattamento e fornitura delle acque.

Sebbene questo metodo possa fornire informazioni interne sul cuore di gamberi cardiaco, fisiologia e comportamento e controllo della qualità dell'acqua, può potenzialmente essere applicato ad altri grandi crostacei d'acqua dolce e marina. La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale per comprendere il legame tra il sensore non invasivo che utilizza la luce vicino all'infrarosso per la valutazione nel cuore dei gamberi e i moduli di rilevamento del movimento basati sull'elaborazione delle immagini. Pochi giorni prima di iniziare la procedura, selezionare esemplari adulti con una dimensione carapace di almeno 30 millimetri.

Ed esaminare ogni campione per l'assenza di malattia e se sollevano entrambi i cheli quando vengono toccati. Quindi consentire ai gamberi sani di acclimatarsi in un serbatoio di acqua del rubinetto depositata fino al giorno della procedura. Non appena i sensori sono stati preparati, aprire il software del sensore sul computer e inserire il numero di gamberi da fissarsi ai sensori e visualizzati sullo schermo.

Impostare il numero di frequenza cardiache dei gamberi da visualizzare. E usa un tovagliolo di carta per asciugare il carapace dorsale del primo animale. Avvolgere la cheli e l'addome del gambero nell'asciugamano di carta per evitare danni ed eliminare ulteriori stress per l'animale.

E attaccare il censore al carapace dorsale in una posizione che facilita un'ampiezza massima del segnale cardiaco. Tenendo il gambero con il sensore in una mano, utilizzare l'altra mano per aggiungere una goccia di colla epossidica appena miscelata su ciascuno dei quattro fili ausiliari situati sul sensore. Quindi lasciare asciugare la colla senza spostare il sensore per almeno cinque minuti.

Quando la colla non è più appiccicosa al tatto, posizionare il gambero scartato e il sensore in una scatola senza acqua per qualche minuto in più fino a quando la colla non è completamente asciutta. Prima di spostare di nuovo i gamberi nel serbatoio, immergere il cefalotorace nell'acqua del serbatoio per alcuni secondi più volte per scaricare l'aria che si è accumulata nelle branchie. E lasciare i gamberi nel serbatoio dell'acqua di detenzione per circa un'ora per rimuovere eventuali sostanze chimiche in eccesso.

Quindi, rilasciare i gamberi nei serbatoi sperimentali dell'acqua per una o due settimane di acclimatazione e nelle condizioni sperimentali appropriate a seconda degli indici fisiologici osservati. Non appena i gamberi vengono collocati nei serbatoi sperimentali, avviare il software. La videocamera si accenderà automaticamente.

Quindi selezionare l'opzione di rilevamento del movimento e individuare ogni serbatoio sullo schermo per iniziare a tracciare il comportamento e collegare il comportamento dei gamberi con le registrazioni di attività cardiache. Le attività cardiache e comportamentali dei gamberi registrate possono essere salvate in un file in formato TXT. È fondamentale includere la locomozione del gambero nell'analisi in quanto questa attività può causare cambiamenti nella frequenza cardiaca.

Ad esempio, in questo esperimento dieci secondi dopo l'inizio dell'esperimento un odore alimentare è stato consegnato nel serbatoio tramite una pompa peristaltica. A 14 secondi il gambero ha riconosciuto lo stimolo e la sua frequenza cardiaca è leggermente diminuita a causa della cosiddetta risposta orientante. Dopo 20 secondi, la frequenza cardiaca è aumentata con conseguente diminuzione degli intervalli cardiaci.

A 26 secondi il gambero si è spostato verso la fonte di stimolo e sia l'eccitazione fisiologica causata dall'odore alimentare che l'iniziazione della locomozione hanno portato a un sostanziale aumento della frequenza cardiaca. A 37 secondi ci sono state prove di un brusco movimento dei gamberi che avrebbe potuto contribuire sostanzialmente alla crescita della frequenza cardiaca durante le reazioni allo stimolo. In effetti, un gambero disturbato in genere dimostra un aumento della frequenza cardiaca che è spesso associato a locomozione occasionale.

Tuttavia, anche i gamberi immobile possono dimostrare un'alta frequenza cardiaca che indica anche uno stress pronunciato. La frequenza cardiaca di un gambero indisturbato è caratterizzata da un'ampiezza monotona della curva del battito cardiaco e da intervalli cardiaci approssimativamente uguali tra ogni picco cardiaco. Durante il tentativo di questa procedura è importante ricordare che un attacco del sensore rapido e completo causerà meno stress agli animali da esperimento consentendo l'acquisizione di precise caratteristiche fisiologiche.

I metodi di monitoraggio più avanzati includono l'uso di un monitoraggio del gambero completamente contactless che consente di determinare la frequenza del battito cardiaco utilizzando solo la combinazione di un sensore vicino all'infrarosso e di una telecamera sensibile. Dopo il suo sviluppo, questo approccio ha spianato la strada ai ricercatori nei campi del comportamento, della fisiologia, della riproduzione e dell'androgina di gamberi senza restrizioni e altri grandi invertebrati acquatici per esplorare l'impatto ambientale e antropogenico sugli organismi bioindicatori. Per il biomonitoraggio non invasivo, ha un'applicazione molto pratica presso la varietà locale nella Repubblica ceca come sistema di monitoraggio precoce della qualità dell'acqua in tempo reale.

Mentre la stabilità dello stato dell'acqua viene continuamente valutata in base alla dinamica delle caratteristiche ecofisiologiche dei gamberi.