Name: ザリガニの心臓と行動活動の継続的な非侵襲的測定 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
Description: 学ぶザリガニの心臓と行動活動の非侵襲的測定法。近赤外光学センサーとビデオ追跡モジュールを用いて、長期モニタリングと環境ストレス下での生理学的応答を評価します。この手法は生態毒性学や水質管理の研究に応用可能です。

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本研究に支えられた教育省・青年・ チェコ共和国プロジェクト"CENAKVA"号のスポーツCZ.1.05/2.1.00/01.0024 と「CENAKVA II」号国家の持続可能性の下で LO1205 プログラム、助成機関南ボヘミア大学 České ブジェヨヴィツェ (012/2016/Z) のチェコスロバキア共和国 (第 16 - 06498S) の助成機関

1. ザリガニの選択
<ol><li>現在のアプローチをザリガニに正常に適用するためにセンサーの取り付けについて (これは頭胸甲長 30 mm 以上の) 十分な甲羅サイズそれぞれ大人標本を選択、視覚的に、疾患の有無の確認、チェックかどうかそれにタッチしたときに、両方の鉗脚を持ち上げます。上記のパラメーターは、ザリガニ健康の対象となる状態を示します。 注:実験群をいくつかのパラメーターにに基づいて形成する場合、いくつかのザリガニは、トライアルで使用すると予測され、同じ条件にさらされている、: (i) と同様の重量と長さ。(ii) 匹敵する心拍数;(iii) 顕著な夜行性の活動;(iv) 規則的な食糧消費;(v) 脱皮間期17。時々、それはザリガニが心拍数測定による脱皮または視覚や触覚検査のみに近いかどうかを定義するは難しいしたがって、ザリガニの体液中総たんぱく量の解析は、便利です。ザリガニは脱皮間状態18よりも脱皮に近い場合より高いタンパク質含有されます。</li>
</ol>2. ザリガニの心臓の活動と行動の記録
<ol><li>
ザリガニ心拍数を非侵襲的測定するために予めこのプロシージャのセンサーを準備します。この前に、ザリガニを入れ水のタンクとセンサー19の準備に数日かかりますまた、数日間そこに慣れさせること。
	<ol>
<li>軸とフォト トランジスタ、赤外線発光ダイオード (LED) のカップルします。ボードの上に光学センサー回路を添付します。それは、5 V の電源が必要です。LED 接続用 IR センサー基板の 200 Ω 抵抗を配置します。フォト トランジ スターを接続するために基板上 220 Ω 抵抗を配置します。</li>
		<li>ザリガニに接続されて、センサーの出力はザリガニの心臓の筋肉を充填体液の量によって変調され、LED からの入射光を散乱させます。照らされた IR LED 光と反射赤外フォト トランジ スターによって受信される、ザリガニの心から光の相互干渉を避けるために小さな壁を配置 (0.5 × 1.5 × 4 mm、厚さ x 高さ x 幅) 黒い帯電防止プラスチック製のLED とフォト トランジスタを。</li>
		<li>防水パッケージに LED を置き、潜在的な被害 (図 1) から電子部品の保護のため甲に隣接する辺から防水の誘電体ゲルのセンサーの表面をカバーします。その最高の保護特性を得るために 3 日間乾燥ゲルをしましょう。</li>
		<li>アナログ信号の薄いフレキシブル ケーブル (約 3 m くらい) をセンサーに接続し、アナログ-デジタル変換器 (ADC) に接続このことから、デジタル化された信号に転送されますパソコン USB インターフェイス経由で心臓の活動を保存すると、ザリガニについてのポイントを分析、特別なソフトウェア リアルタイム (材料の表を参照)、ために格納されて、さらに詳細な分析。</li>
	</ol>
</li>
	<li>センサーの準備ができたら、すぐに、ザリガニを付けます。これを行うには、コンピューターのスイッチをソフトウェアを実行します。センサーと日付ファイルに保存する記録された心拍数に固定したザリガニの数を決定します。</li>
	<li>水からザリガニを外し、ペーパー タオルでその背甲側を拭いてください。人間の手によって損害を避けるために、暖かい人間の手によるザリガニに付加的な圧力を排除するためにペーパー タオルで、鉗脚とザリガニの腹部をラップします。 注:氷の上やその固定センサー添付ファイルを操作する前に冷凍庫でザリガニの前冷却を使用しないでください。気温の差は、ザリガニ背側表面しだれに順番、ザリガニの甲から信頼性の低いセンサー固定及び簡単な接着剤の剥離につながるに します。</li>
	<li>表面の準備 (すなわち、小さくて平たいプラスチックを取るまたは粘着テープの切れ端を引き裂くし、テーブルに修正) と接着剤のミキシングのための棒。管 A B 含むエポキシ接着剤から (直径約 0.5 cm) の 2 つの小滴を押し、すぐにそれらをミックスします。</li>
	<li>ザリガニの背甲にセンサーを接続し、心臓の信号の振幅が最大になる場所を見つけることを試みる。ザリガニを持つ 1 つの手のセンサーと、センサー上にある 4 つの補助線のそれぞれに混合接着剤のドロップを置く他のフリーハンドを使用すると、(2.1.1、2.1.4 の手順の間にそれらを修正します。)。接着剤が固まるまでセンサーに少なくとも 5 分を移動しないでください (接着剤硬化は周囲の温度と湿度により異なります)。 注:ザリガニ甲にセンサーを固定、徹底的に調べる甲側から全く心臓領域最高 (最大) の心臓の信号振幅領域を定義するために。それはより正確な心拍数の計算を提供するためにソフトウェアに役立ちます。</li>
	<li>無料手を使用して接着剤をタッチし、それが定着していない場合我慢アンラップされたザリガニ接続されているセンサー (図 2) 水なしボックスに接着剤が完全に乾燥するまでいくつかの分以上。 注:ザリガニ、接着操作のための最適な温度は異なります 18 22 ° cこれらの温度で接着剤が 5 〜 7 分内で固まるし、8 に 10 分以内で完全に乾燥します。低温には、ザリガニのストレスは少なくなります。ただし、接着剤は、硬化に時間がかかる 15 の ° C と 10 ° C の下で約 15 〜 20 分それぞれ。特に 25 ° C 以上の高温で接着剤硬化 3 分以内が、ザリガニは、はるかに多くのストレスを受けるしたがって、甲殻類の水がなければ極端な条件への暴露を最小限にしようとします。</li>
	<li>ザリガニを水槽に戻す前に浸し、頭胸部、数秒の短い間隔で数回水, 鰓で蓄積してきた空気の放電を可能にするため、用水でザリガニを残す任意の余分な化学薬品を削除する約 1 h。このプロセスの完了後は、水の中にザリガニをリリースによって観測された生理指標の実験条件下で 1 〜 2 週間のために適応するようにし、なさい。順化期間中に最適な水交換は毎日です。 注:順応が、正常な状態では、ザリガニの特性には、顕著な概心と自発活動、定期的な食品消費、および (存在する場合)、特殊な避難所でほとんど日光を支出が含まれます。</li>
</ol>3. カメラとソフトウェアのセットアップ
<ol><li>ソフトウェアを起動します。ビデオ カメラ自動的に切り替わります。</li>
	<li>動きの検出オプションを選択、画面に各タンクのエリアを徹底的に検出、動作を追跡し、心臓の活動記録とリンクが開始されます。 注:ザリガニの動き検出モジュールは、タンクと心臓の活動と動作を組み合わせたソフトウェアの下からザリガニの動作を追跡するビデオカメラで構成されます。モジュールからのデータは、ザリガニが高い活動を示す期間を排除することによってより正確な心臓の活動データ処理を容易にする使用されます。突然ザリガニの動き (すなわち、エスケープ反応または供給開始) は、変動や心臓の間隔計算の精度を下げる可能性のある心臓の信号の短時間のスパイクで起因できます。</li>
</ol>

<ol><li>Bownik, A., Sokołowska, N., Ślaska, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+apomorphine%2C+a+dopamine+agonist%2C+on+Daphnia+magna%3A+Imaging+of+swimming+track+density+as+a+novel+tool+in+the+assessment+of+swimming+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Science+of+the+Total+Environment%22%5BJournal%5D)">Effects of apomorphine, a dopamine agonist, on Daphnia magna: Imaging of swimming track density as a novel tool in the assessment of swimming activity.</a> Science of the Total Environment. 635, 249-258 (2018).</li>
<li>Jeong, T. Y., Yoon, D., Kim, S., Kim, H. Y., Kim, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mode+of+action+characterization+for+adverse+effect+of+propranolol+in+Daphnia+magna.+based+on+behavior+and+physiology+monitoring+and+metabolite+profiling%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Pollution%22%5BJournal%5D)">Mode of action characterization for adverse effect of propranolol in Daphnia magna. based on behavior and physiology monitoring and metabolite profiling.</a> Environmental Pollution. 233, 99-108 (2018).</li>
<li>do Nascimento, M. T. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+water+quality%2C+toxicity+and+estrogenic+activity+in+a+nearshore+marine+environment+in+Rio+de+Janeiro%2C+Southeastern+Brazil%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicology+and+Environmental+Safety%22%5BJournal%5D)">Determination of water quality, toxicity and estrogenic activity in a nearshore marine environment in Rio de Janeiro, Southeastern Brazil.</a> Ecotoxicology and Environmental Safety. 149, 197-202 (2018).</li>
<li>Xiao, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+quality+monitoring+using+abnormal+tail-beat+frequency+of+crucian+carp%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicology+and+Environmental+Safety%22%5BJournal%5D)">Water quality monitoring using abnormal tail-beat frequency of crucian carp.</a> Ecotoxicology and Environmental Safety. 111, 185-191 (2015).</li>
<li>Aagaard, A., Andersen, B. B., Depledge, M. H. <a target="_blank" href="https://www.int-res.com/articles/meps/73/m073p277.pdf">Simultaneous monitoring of physiological and behavioral activity in marine organisms using non-invasive, computer aided techniques.</a> Marine Ecology Progress Series. 73 (2), 277-282 (1991).</li>
<li>Bloxham, M. J., Worsfold, P. J., Depledge, M. H. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1023/A:1026400532305">Integrated biological and chemical monitoring: in situ. physiological responses of freshwater crayfish to fluctuations in environmental ammonia concentrations.</a> Ecotoxicology. 8 (3), 225-237 (1999).</li>
<li>Depledge, M. H., Andersen, B. B. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/030096299090664E">A computer-aided physiological monitoring system for continuous, long-term recording of cardiac activity in selected invertebrates.</a> Comparative Biochemistry and Physiology. A, Comparative Physiology. 96 (4), 473-477 (1990).</li>
<li>Depledge, M. H., Galloway, T. S. <a target="_blank" href="https://www.jstor.org/stable/3868487?seq=1#page_scan_tab_contents">Healthy animals, healthy ecosystems.</a> Frontiers in Ecology and the Environment. 3 (5), 251-258 (2005).</li>
<li>Holdich, D. M., Reynolds, J. D., Souty-Grosset, C., Sibley, P. J. <a target="_blank" href="http://www.gt-ibma.eu/wp-content/uploads/2017/07/kmae09055.pdf">A review of the ever increasing threat to European crayfish from non-indigenous crayfish species.</a> Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems. 11, 394-395 (2009).</li>
<li>Vogt, G. Functional anatomy. <a target="_blank" href="https://www.journals.uchicago.edu/doi/abs/10.1086/382432?journalCode=qrb">Biology of freshwater crayfish</a>. Holdich, D. M. , Blackwell Science. Oxford, UK. 53-151 (2002).</li>
<li>Bierbower, S. M., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measures+of+heart+and+ventilatory+rates+in+freely+moving+crayfish%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Measures of heart and ventilatory rates in freely moving crayfish.</a> Journal of Visualized Experiments. (32), e1594(2009).</li>
<li>Li, H., Listerman, L. R., Doshi, D., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+rate+in+blind+cave+crayfish+during+environmental+disturbances+and+social+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Comparative+Biochemistry+and+Physiology+Part+A%3A+Molecular+%26+Integrative+Physiology%22%5BJournal%5D)">Heart rate in blind cave crayfish during environmental disturbances and social interactions.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 127 (1), 55-70 (2000).</li>
<li>Listerman, L. R., Deskins, J., Bradacs, H., Cooper, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+rate+within+male+crayfish%3A+social+interactions+and+effects+of+5-HT%5BTitle%5D)+AND+%22Comparative+Biochemistry+and+Physiology+Part+A%3A+Molecular+%26+Integrative+Physiology%22%5BJournal%5D)">Heart rate within male crayfish: social interactions and effects of 5-HT.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 125 (2), 251-263 (2000).</li>
<li>Burnett, N. P., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/236625131_An_improved_noninvasive_method_for_measuring_heartbeat_of_intertidal_animals">An improved noninvasive method for measuring heartbeat of intertidal animals.</a> Limnology and Oceanography: Methods. 11 (2), 91-100 (2013).</li>
<li>Fedotov, V. P., Kholodkevich, S. V., Strochilo, A. G. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/BF02737045">Study of contractile activity of the crayfish heart with the aid of a new non-invasive technique.</a> Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 36 (3), 288-293 (2000).</li>
<li>Kholodkevich, S. V., Ivanov, A. V., Kurakin, A. S., Kornienko, E. L., Fedotov, V. P. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/247525830_Real_Time_Biomonitoring_of_Surface_Water_Toxicity_Level_at_Water_Supply_Stations">Real time biomonitoring of surface water toxicity level at water supply stations.</a> Environmental Bioindicators. 3 (1), 23-34 (2008).</li>
<li>Kuznetsova, T. V., Sladkova, S. V., Kholodkevich, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+functional+state+of+crayfish+Pontastacus+leptodactylus+in+normal+and+toxic+environment+by+characteristics+of+their+cardiac+activity+and+hemolymph+biochemical+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Evolutionary+Biochemistry+and+Physiology%22%5BJournal%5D)">Evaluation of functional state of crayfish Pontastacus leptodactylus in normal and toxic environment by characteristics of their cardiac activity and hemolymph biochemical parameters.</a> Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 46 (3), 241-250 (2010).</li>
<li>Sladkova, S. V., Kholodkevich, S. V. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1134/S0022093011020058">Total protein in hemolymph of crawfish Pontastacus leptodactylus as a parameter of the functional state of animals and a biomarker of quality of habitat.</a> Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 47 (2), 160-167 (2011).</li>
<li>Pautsina, A., Kuklina, I., Štys, D., Císař, P., Kozák, P. <a target="_blank" href="https://aslopubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.4319/lom.2014.12.670">Noninvasive crayfish cardiac activity monitoring system.</a> Limnology and Oceanography: Methods. 12 (10), 670-679 (2014).</li>
<li>Císař, P., Saberioon, M., Kozák, P., Pautsina, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400517313746">Fully contactless system for crayfish heartbeat monitoring: Undisturbed crayfish as bio-indicator.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 255, 29-34 (2018).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

常に発生しない行動応答の評価よりもザリガニの反応を記録するためのより信頼性の高いメソッドを (心または換気量または両方) など特定の生理学的パラメーターの測定にはそれ広く示唆されています。すぐに11。しかし、それはザリガニ ハートビートの理由を参照してくださいすることが可能となるので、実質ザリガニ環境の変化に反応を評価するための最も効率的な方法は心臓の活動と行動記録の組み合わせであることは明らか変更は、彼らは周囲の環境や歩行開始のための化学変化の結果として発生するか否か。水質モニタリング、中に心拍数の増加の効果を持つが、バイオモニタ リング システムのための警報を提示しない急激な動きを含むザリガニ生理学的マーカーの変化にすべての外部の影響を排除することが重要です。
正確で有益なハートビート評価を促進するための別の可能性は、ニトロプルシッドと心臓の活動は主にザリガニ心臓信号19の特定の図形に関連するザリガニの変力作用パラメーター解析です。そのような分析は、ハートビートは、毎分心拍数のみが変...

水生生物のアプリケーションでは、様々 な実験室調査1,2のためのモデル有機体と産業と自然/環境水品質3,4を監視するためのツールとしての対象、勉強もするが表示されます。それにもかかわらず、このトピックは、まだ科学的なコミュニティまたは他の職業に属しているかどうかに関係なく、人間のための注目すべき興味のです。特定パラメーター (いわゆる「バイオ」)5,6,7、8を選択するための最も重要な要件を監視する高度な方法の数の存在にもかかわらず、3 つの単純な要素から成っているインジケーター: シンプル (i)、(ii) 信頼性、および (iii) 一般の可用性。
ザリガニ、淡水動物の重要な代表として一線を画してそれ世界的な発見は、広まっている、操作に適した十分に大きく、固い甲羅があるほとんどの場合9、ので。この甲殻類は、比較的単純な組織10を維持する、同時に重要な生理学的システムとしながら、各部位の十分な開発を提供する高い無脊椎動物のグループに属しています。
科学文献で説明されているように、ざりがに類の生物学的および/または行動パラメーターの範囲の評価に基づく方法は一般的にバイオモニタ リングやザリガニ研究の発展に大きく貢献しています。ザリガニ心拍数測定のため現在入手可能な侵襲的方法のほとんどは、複雑で精密な手術11,12,13; が必要な心電図記録に基づいていますこのような操作に重大なストレスを引き起こすことができ、ザリガニによって長期適応を必要があります。また、それが知られていない長いザリガニがそのような電極を運ぶことができる方法、それは正常にこのような添付ファイルを運んでいる間脱皮されるかどうか。説明の非侵襲的方法ハードウェアの複雑性により、複雑な信号フィルタ リング14と増幅または精密で高価な光コンポーネント15 の調整回路を必要とするプレチスモ グラフの記録に基づいています ,16。
本研究では、既存の結果に貢献し、現在ザリガニ心拍数測定手順を改善するための新たな選択肢を提供するアプローチについて説明しました。利点の中で、(i) 長期生理学的な適応を必要としない高速かつ非侵襲的添付ファイル(ii) アメリカザリガニの脱皮; に脱皮から数ヶ月の期間内にセンサーを行う能力(iii) 複数のザリガニ; から同時に得られたデータの評価と行動活動リアルタイム心筋を監視できるソフトウェア(iv) の低価格とシンプルさ。述べるバイオモニタ リング システムは、非侵襲的、ざりがに類の etho 生理特性の変化に基づいてザリガニの心臓と自発活動の連続モニタリングを許可します。このシステムは、ザリガニの心臓の生理学や動物行動学、水治療、供給設備の水質を制御するための産業の実装に加えて検査で簡単に適用できます。

<table><tbody><tr><td>IR LEDダイオード</td><td>KINGBRIGHT ELECTRONIC</td><td>KP-3216F3C</td><td></td></tr><tr><td>フォトトランジスタ</td><td>EVERLIGHT</td><td>ELPT15-21C</td><td></td></tr><tr><td>抵抗</td>器 <td>ROYAL OHM</td><td>0805S8J0201T5E</td><td></td></tr><tr><td>抵抗器</td><td>ROYAL OHM</td><td>0805S8F2200T5E</td><td></td></tr><tr><td>コンデンサ</td><td>KEMET</td><td>C0805C334K5RACTU</td><td></td></tr><tr><td>ケーブル</td><td>TECHNOKABEL</td><td>FTPKAT.5E 4X2X0,14C</td><td></td></tr><tr><td>コネクタ</td><td>HARTING</td><td>21348100380005</td><td></td></tr><tr><td>コネクタ</td><td>HARTING</td><td>21348000380005</td><td></td></tr><tr><td>誘電体ゲル</td><td>KRAYDEN</td><td>Sylgard 535</td><td></td></tr><tr><td>アナログ-デジタルコンバータ</td><td>TEDIA</td><td>UDAQ-1416CA</td><td></td></tr><tr><td>Glue</td><td>KUPSITO.SK</td><td>7338723044</td><td></td></tr><tr><td>Kinect ビデオカメラ</td><td>ABCストア。CZ</td><td>GT3-00002</td><td></td></tr><tr><td>分析ソフトウェア</td><td>南ボヘミア大学 チェスケ Budejovice, Faculty of Fisheries and Protection of Waters, Institute of Complex Systems</td><td></td> ソフトウェア<td>へのリンク: www.frov.jcu.cz/crayfishmonitoring ユーザー名:frov パスワード:CF2018</td></tr></tbody></table>

ザリガニの心臓と行動活動の継続的な非侵襲的測定

Continuous Noninvasive Measuring of Crayfish Cardiac and Behavioral Activities

ザリガニは、無脊椎動物の行動生理学的研究の実用的な生物学的モデルとして、水質の生物指標としての両方を提供する極めて重要な生物です。ザリガニは、水質悪化の原因物質を直接指定できません、にもかかわらず、すぐに (数秒) 内、心と行動の活動に急性の変化によって水質の悪化が人間を警告できます彼ら。
本研究では十分なシンプルさと信頼性の 1 つのモデルの組み合わせにより様々 な条件下で実装する単純な非侵襲的手法を提案します。
生物的有機体が環境評価プロセスの実装は、このアプローチは、警告と急性水周囲の環境悪化を防止するための信頼性の高い、タイムリーなアラームを提供します。したがって、ザリガニ生理に基づくこの非侵襲的システム、子豚パラメーター録音は水生環境の変化の検出について検討しました。飲料の製造に使用される水の質を制御するためのローカル ビール醸造所でこのシステムが適用される今が連続的な実時間の水質評価と定期的検査に任意の水処理と供給施設で使用できます。ザリガニの心臓の生理学および行動の調査。

その結果、心と行動の活動、記録および txt 形式ファイル (図 3) に保存されたザリガニの組み合わせを得た。3 つの列の実験ザリガニ、日付、およびサンプリング レートの数、以外にもファイルので構成されています: (1) hh:mm:ss 形式で継続時間(2) 心拍数は 1 分当たりのビートで自動的に計算されます。(3) の歩行は不在 (0) または任意の運動の存在 (1) として登録されています。ゼロが動き、担当の携帯に割り当てられていたザリガニはアクティブではなかったとき、それが移動したときに、それぞれのセルに、ナンバーワン登場します。継続的に記録、データ ファイルに毎日 00:00 (12:00) が自動的に作成されます。それは心拍数 (図 4) で変更を引き起こしている可能性がありますので、歩行を含むように重要でした。10 後 s、におい (粉砕、フィルター、および希薄化後ユスリカ幼虫) は、ザリガニ、ペリスタ ポンプを含んでいるタンクに配信さ...

連続録画とザリガニの心臓と自発活動の分析のための非侵襲的バイオモニタ リング システムを提案する.このシステムは、近赤外光センサー、ビデオ追跡モジュール、およびその生理状態を反映し、心拍ゆらぎの中にザリガニの動作を特徴付けるザリガニ ハートビートを評価するためのソフトウェアで構成されています。

A crayfish is a pivotal aquatic organism that serves both as a practical biological model for behavioral and physiological studies of invertebrates and as ...

この方法は、様々な急性および長期ストレス状態における心臓活動と運動活動の関係を含む環境および生態毒性分野における重要な質問に答える助けとなる。この技術の主な利点は、ザリガニは複雑な事前操作や長時間の適応を必要としないし、方法の間に数ヶ月間センサーを持つことができるということです。この技術の意味は、ザリガニの助けとして病因、生理学的、生態的、および産業的な用途に及び、実験室や水処理および供給施設で実施することができる。この方法は、ザリガニの心臓、生理学、行動および水質管理に関する内部洞察を提供することができますが、他の大きな淡水および海洋甲殻類に適用される可能性があります。この方法の視覚的なデモンストレーションは、ザリガニの心臓評価に近赤外光を用いた非侵襲的なセンサと、画像処理に基づく動き検出モジュールとの間のリンクを理解するために重要である。処置を開始する数日前に、少なくとも30ミリメートルのカラパスサイズの成虫標本を選択する。そして、病気の欠如と彼らが触れたときに両方のチェリを持ち上げるかどうかを各標本を調べる。その後、健康なザリガニは、手順の日まで落ち着いた水道水のタンクに順応することができます。センサーが準備されたらすぐに、コンピュータ上のセンサーソフトウェアを開き、センサーに固定するザリガニの数を入力し、画面に表示します。視覚化するザリガニの心拍数の数を設定します。そして、最初の動物の後部カラパスを乾燥させるためにペーパータオルを使用してください。ザリガニのチェリと腹部をペーパータオルで包み、損傷を避け、動物へのさらなるストレスを排除します。そして、最大心臓信号振幅を容易にする位置で、後ろカラパスに検閲を取り付けます。ザリガニを片手に持ち、もう一方の手で、センサーにある4つの補助線のそれぞれに新鮮なエポキシ接着剤の滴を加えます。その後、少なくとも5分間センサーを動かさずに接着剤を乾燥させます。接着剤が触れるまで粘着性がなくなったら、包まれていないザリガニとセンサーを水なしで数分間箱に入れ、接着剤が完全に乾くまで数分間置きます。ザリガニをタンクに戻す前に、セファロソアックスをタンク水に数回浸して、エラに蓄積した空気を排出します。そして、余分な化学物質を除去するために約1時間保持水タンクにザリガニを残します。次いで、ザリガニを実験用水槽内に1~2週間順応し、観察された生理学的指標に応じて適切な実験条件下で放出する。ザリガニが実験用タンクに入れられ次第、ソフトウェアを起動します。ビデオカメラが自動的にオンになります。次に、動き検出オプションを選択し、行動を追跡し、ザリガニの行動を心臓活動記録にリンクを開始するために、画面上の各タンクを見つけます。記録されたザリガニの心臓活動と行動活動はTXT形式のファイルに保存することができます。この活動は心拍数の変化を引き起こす可能性がありますので、分析にザリガニの移動を含めるのが重要です。例えば、実験開始から10秒後の実験では、食臭を蠕動ポンプを介してタンクに送達した。14秒でザリガニは刺激を認識し、いわゆる配向応答のために心拍数がわずかに低下しました。20秒後、心拍数が増加し、心臓間隔が減少した。26秒でザリガニは刺激源に向かって移動し、食物臭と移動開始によって引き起こされる生理学的興奮の両方が心拍数の大幅な増加をもたらした。37秒で、刺激に対する反応の間に心拍数の成長に実質的に寄与した可能性のある突然のザリガニ運動の証拠があった。確かに、乱れたザリガニは、通常、時折の移動に関連する心拍数の増加を示しています。しかし、動かないザリガニでさえ、顕著なストレスを示す高い心拍数を示すことができます。妨げられていないザリガニの心拍数は、心拍曲線の単調な振幅と、各心臓ピーク間の約等しい心拍間隔によって特徴付けられる。この手順を試みる間、迅速かつ徹底的なセンサーアタッチメントは、正確な生理学的特性の取得を可能にする実験動物に少ないストレスを引き起こすことを覚えておくことが重要です。より高度なモニタリング方法には、近赤外センサーと敏感なカメラの組み合わせのみを使用して心臓の鼓動周波数を決定することを可能にする完全非接触ザリガネモニタリングの使用が含まれます。その開発後、このアプローチは、行動、生理学、再生、および無制限のザリガニおよび他の大規模な水生無脊椎動物のアンドロギンの分野の研究者がバイオ指標生物に対する環境的および人為的影響を探求する道を開いた。非侵襲的なバイオモニタリングのために、リアルタイムの水質早期モニタリングシステムとしてチェコ共和国のローカル品種で非常に実用的なアプリケーションを持っています。水状態の安定性は、ザリガニの生理学的特性のダイナミクスに継続的に評価される一方で.

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Research

JoVE Journal

Behavior

行動

自由に動物を振る舞うの神経活動パターンの非侵襲計測は、高速ビデオ撮影で神経生理学的記録を組み合わせることによって得られる。...

自由に動物を振る舞うの神経回路のアクティベーションの記録

無脊椎動物は、脊椎動物のために記載したものと同様の自律交感神経のような応答を示しています。心血管系および換気システムの調整は、生体内部の状態を評価するための生物学的指標の測定が可能になります。...

自由にザリガニを移動でハートと換気率の措置

我々は、触覚と化学手がかりのない状態での動作の視覚的手掛かりの効果を研究するための2つの方法を開発しました。一つの方法は、水槽内の反射壁にザリガニのビデオテープに録画応答を含む、他は透明なパーティションの背後にあるライブザリガニが提供する視覚入力の影響を検討。...

ザリガニのリフレクションに行動反応の記録

実験は、筋肉の構造、シナプス応答、イオン勾配や膜電位に対する透過性の影響を調べるには経験を積むために学生のための簡単​​なアプローチを示しています。また、感覚 - CNS...

膜電位、シナプス応答、神経回路、ニューロモデュレーションとザリガニを使用して筋肉の組織学：学生研究室の演習

この実験の主な目的は、一次感覚ニューロンは、動物のための固有感覚情報として関節の動きと位置の情報を伝える方法を理解することです。このレポートの追加の目的は、現在の解剖顕微鏡下でニューロンの解剖して参照することによって、準備の解剖学です。...

ザリガニ腹部の筋肉の受容体の臓器：固有感覚の学生の研究室の演習

本報告書では、ザリガニの後腸の生物を調査するために使用できる手法を示します。私たちは、ザリガニの腹部を解剖し、関連する解剖学、生理学および活性の調節を研究する方法を示します。収縮の蠕動運動と強さは力変換器を用いて測定している。...

ザリガニ後腸との生理学的実験：学生実験室実習

我々は、自由に同期して、感覚の内部に特別に設計された水槽の両方で正確かつ確実に、動物の電気器官吐出​​タイミング、上体位置姿勢を測定することにより、長時間にわたって弱電気魚の水泳の自発的挙動を研究するための技術のセットを記述隔離室。...

自由水泳弱電気魚の長期的な行動の追跡

概日時間の関数としてのザリガニ光受容体の脱感作と感度回復の研究のためのプロトコルが提示される。...

光刺激の送達時のザリガニ光受容体の脱感作と回復

ここでは、行動と生体染色、メカノセンシング メキシコの血脈のシリーズの高スループット研究の手法を提示します。これらのメソッドは、動作研究実用的かつコスト効果の高い方法を提供するフリー ソフトウェアとカスタム...

行動追跡とメキシコの血脈の Neuromast イメージング

熱的な挑戦の間に心拍数を測定する急性環境変化の結果として生物の生理学的応答への洞察を提供する。モデル生物としてアメリカのロブスター(ホマルス・アメリカヌス)を使用して、このプロトコルは、インピーダンス・ニューモグラフィーの使用を、後期無脊椎動物の心拍数を測定するための比較的非侵襲的で非致死的なアプローチとして記述する。...

後期無脊椎動物における低侵襲性心拍数測定のためのインピーダンス肺撮影

我々は、モデル脊椎動物の毛細胞系における運動コマンド中の、無毛ニューロン活動の変化をモニターするプロトコルを記述する。...

ゼブラフィッシュで泳ぐ後側面線の発泡性ニューロンの活動

学ぶザリガニの心臓と行動活動の非侵襲的測定法。近赤外光学センサーとビデオ追跡モジュールを用いて、長期モニタリングと環境ストレス下での生理学的応答を評価します。この手法は生態毒性学や水質管理の研究に応用可能です。

ザリガニの心臓と行動活動の継続的な非侵襲的測定

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