July 12th, 2014
We presenteren een nieuwe chirurgische procedure om elektroden te implanteren in Manduca sexta tijdens de vroege metamorfe stadia. Deze techniek maakt mechanisch stabiele en elektrisch betrouwbare koppeling mogelijk met het neuromusculaire weefsel om de neurofysiologiedynamiek van de vlucht te bestuderen. We presenteren ook een nieuwe magnetische levitatieplatform voor getouwd onderzoek van insectenyaw.
Hallo, ik ben Alex Derber van het laboratorium van Dr. Albert Bos. Ik ben verbonden aan de afdeling Elektrotechniek van de North Carolina State University. Vandaag gaan we een nieuwe chirurgische procedure demonstreren voor het implanteren van elektroden in de manica sex Tijdens vroege metamorfe stadia.
In deze procedure, die Early Metamorphic insertion technology wordt genoemd, worden de geïmplanteerde elektroden geïntegreerd in het weefsel van het insect tijdens het popstadium. Een belangrijk voordeel van deze procedure is dat het resulteert in mechanisch stabiele en elektrisch betrouwbare koppeling met het neuromusculaire weefsel en het mogelijk maakt om de vluchtneurofysiologie van het insect te bestuderen. In de volwassen fase ondergaat IC Mensa een metamorfe levenscyclus die ongeveer 40 dagen duurt.
Mensa begint zijn levenscyclus in een eistadium. Na zeven tot 10 dagen is de larve uitgekomen en heeft de derde sterlarvenstadium bereikt. Er zijn in totaal vijf sterlarvenstadia en in elk van deze stadia ondergaat de larve energiewinning en groei.
Vijf tot zes dagen na de vijfde installatielarvenstadium zal het insect het vroege popstadium ingaan. Tijdens het popstadium is er uitgebreide programma degeneratie en daaropvolgende regeneratie van de weefsels van het insect. Ter voorbereiding op het opduiken als volwassen mot, brengt het insect 17 tot 19 dagen door.
In het vroege popstadium, voordat het late popstadium wordt betreden, tijdens het late popstadium, brengen we chirurgisch een elektrisch geleidende elektrode in de dorsale thora van de pop in. Het weefsel ontwikkelt zich rond de geïmplanteerde elektroden en bevestigt hun gehechtheid aan het lichaam van het insect. In de loop van een paar dagen, komen de elektroden die in de thora van de pop zijn geïnserteerd, naar voren als een deel van het lichaam van het insect in de laatste volwassen fase als een mot, en profiteren zo van de wederopbouw van het volledige weefselsysteem van het insect.
Tijdens metamorfe ontwikkeling worden de elektroden geïmplanteerd in de indirecte vliegspieren in de thora. Deze spiergroepen die indirect verantwoordelijk zijn voor vleugelbeweging zijn de dorsale ventrale en de dorsale longitudinale spieren. Hier zullen we een elektrode-inbreng in de dorsale ventrale spieren demonstreren, indirect verantwoordelijk voor vleugelupstroke.
Met deze inbreng zullen we draadloos elektromyogram opnemen van de dorsale ventrale spieren tijdens ya-beweging. Terwijl het insect wordt opgehangen door een elektromagnetisch geleefde platform binnen een LED-arena, die beweging stimuleert. De procedure voor Early Metamorphosis Insertion Technology begint met de constructie van een printplaat die zal worden gebruikt als interface tussen de ingevoegde elektroden en de opnameinstrumentatie.
De draadelektroden worden gesoldeerd op de printplaat, die is aangesloten op een platte, flexibele kabelconnector. Om te beginnen meet en snijdt u een stukje koperkleurig laminaat van 0,5 bij vijf centimeter vierkant met een fijne punt, permanente stift en schaar met dezelfde fijne punt, permanente stift. Teken drie pads van 0,1 bij vijf centimeter vierkant als etsmaskerpatronen.
Gebruik een rechte rand zoals een liniaal om de markeringen langs de hele lengte van de koperen laminaatuitsparing te maken. Zorg ervoor dat de markeringen vet zijn en elkaar niet overlappen. Als de markeringslijnen elkaar overlappen, zullen de elektroden kortsluiten.
Bij het maken van de verbinding met de platte, flexibele kabelconnector, waardoor de borden nutteloos worden, neem de koperen laminaatuitsparing mee naar een geventileerde ruimte, bij voorkeur met de afzuigkap voor het etsen van de markeringen op de koperen laminaat. Wees voorzichtig bij het hanteren van de ets van de printplaat, omdat dit giftig is. Indien ingenomen of doorgeslikt en kan de huid irriteren bij contact, plaats de teflontape op een uiteinde van de koperen laminaatuitsparing die ongeveer een centimeter langs de lengte bedekt.
Bevestig vervolgens de koperen laminaatuitsparing aan de binnenkant van een afgemeten beker met scotchtape zodat de helft van de koperen laminaatstrip in de ets is ondergedompeld. Plaats de beker op een roterend platform gedurende 20 minuten. Verwijder de geëtste koperen laminaat uit de beker en plaats deze in een beker gevuld met water gedurende 10 minuten.
Voor het spoelen van de residuen, breng isopropylalcohol aan op een stuk delicaat weefseldoek en veeg de markeringen af om de niet-geëtste koperen pads bloot te leggen. Verwijder alle sporen van de permanente stift. Snijd de printplaat in kleinere vierkantjes van ongeveer een centimeter lang.
Nu de printplaten zijn geëtst, moeten de elektroden worden voorbereid voor bevestiging. Het wordt aangeraden deze stappen uit te voeren met behulp van een microscoop. Snijd twee stukken gecoate, een knielange roestvrijstalen draad met een diameter van 0,11 inch gecoat en 0,008 inch ongecoat met een scherp mes, twee stukken van elk drie centimeter lang.
Deze stukken roestvrijstalen draad zijn de actieve elektroden die in de thora van het insect worden geïnserteerd. Gebruik een scheermes om vier tot vijf millimeter van de kunststof coating van elk uiteinde van elke draad te verwijderen. Volgende, snijdt u.
Een 0,7 centimeter lang stuk geïsoleerde roestvrijstalen draad om een tipverlenging voor de grondelektrode te maken. Verwijder voorzichtig de coating met het scheermes zoals in de vorige stap, of smelt het met de hitte van een soldeerbout. Snijd vervolgens een stuk lititzdraad tot een lengte van 4,5 centimeter.
Inductordraad kan ook voor deze soldeer worden gebruikt. Het eerder voorbereide 0,7 centimeter lange stuk roestvrijstalen tip naar de lititz grondverbindingsdraad. Er moet een blootgestelde roestvrijstalen tip aan het uiteinde van de grondverbinding zijn.
Bevestig de geëtste printplaat aan de soldeerwerkplaats met behulp van een teflontape. Plaats de tape over de printplaat zodat een tot twee millimeter van de pads toelaten dat de elektroden op de printplaat worden gesoldeerd. De gemaskerde soldeervrije uiteinden van de pads worden in de FCC-connector geplaatst.
Lign de drie
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Dit artikel presenteert een nieuwe chirurgische procedure voor het implanteren van elektroden in Manduca sexta tijdens de vroege metamorfische stadia. De techniek zorgt voor mechanisch stabiele en elektrisch betrouwbare koppeling met het neuromusculaire weefsel, wat de studie van de neurofysiologie-dynamiek van vluchten vergemakkelijkt.
Early Metamorphic Insertion Technology (EMIT) enables stable, long-term neural recording in insects by integrating microfabricated electrodes during metamorphic tissue remodeling. This approach reduces trauma and signal degradation associated with adult-stage insertions, improving data reliability for neurophysiological studies. For biopharma R&D, EMIT supports mechanistic de-risking in target validation by providing a reproducible platform to study neuromuscular function and behavioral outputs in disease-relevant systems.
EMIT fits within the discovery continuum by enabling early-stage neuromuscular phenotyping that informs lead identification and preclinical de-risking strategies.