6 de fevereiro de 2019
Este artigo apresenta um sistema de biomonitorização não invasivo para a gravação contínua e análises das atividades cardíaca e locomotor de lagostas. Este sistema consiste de um sensor ótico infravermelho próximo, um módulo de controle de vídeo e software para avaliar os batimentos cardíacos de lagostins que reflete sua condição fisiológica e caracteriza o comportamento de lagostins durante as flutuações de batimento cardíaco.
Este método pode ajudar a responder a perguntas-chave nos campos ambiental e ecotoxicalógico envolvendo a relação entre atividades cardíacas e locomotoras nas diversas condições estressantes agudas e prolongadas. As principais vantagens desta técnica são que o lagostim não requer manipulações prévias complexas ou adaptação prolongada e são capazes de suportar sensores por alguns meses entre os métodos. As implicações dessa técnica se estendem para aplicações etiológicas, fisiológicas, ecotoxilógicas e industriais, pois o biomonitoramento não invasivo auxiliado por lagostim pode ser implementado em laboratórios e instalações de tratamento e abastecimento de água.
Embora este método possa fornecer uma visão interna sobre o coração, a fisiologia e o comportamento e o controle da qualidade da água, ele pode potencialmente ser aplicado a outros grandes crustáceos de água doce e marinha. A demonstração visual deste método é fundamental para entender a ligação entre o sensor não invasivo usando luz infravermelha próxima para avaliação em módulos de detecção de coração de lagostim e movimentos baseados no processamento de imagens. Poucos dias antes de iniciar o procedimento, selecione espécimes adultos com um tamanho de carapaça de pelo menos 30 milímetros.
E examine cada espécime pela ausência de doença e se eles levantam ambos cheli quando tocados. Em seguida, deixe que o lagostim saudável se aclimata em um tanque de água da torneira assentada até o dia do procedimento. Assim que os sensores tiverem sido preparados, abra o software do sensor no computador e digite o número de lagostim para ser fixado nos sensores e exibido na tela.
Defina o número de batimentos cardíacos de lagostim a serem visualizados. E use uma toalha de papel para secar a carapaça dorsal do primeiro animal. Enrole o cheli e o abdômen do lagostim na toalha de papel para evitar danos e eliminar o estresse adicional ao animal.
E anexar o censor à carapaça dorsal em uma posição que facilita uma amplitude máxima de sinal cardíaco. Segurando o lagostim com o sensor em uma mão, use a outra mão para adicionar uma gota de cola epóxi recém-misturada em cada um dos quatro fios auxiliares localizados no sensor. Em seguida, deixe a cola secar sem mover o sensor por pelo menos cinco minutos.
Quando a cola não estiver mais pegate ao toque, coloque o lagostim e o sensor desembrulhados em uma caixa sem água por mais alguns minutos até que a cola esteja completamente seca. Antes de mover o lagostim de volta para o tanque, mergulhe o cefalóxe na água do tanque por alguns segundos várias vezes para descarregar o ar que se acumulou nas brânquias. E deixe o lagostim no tanque de água por aproximadamente uma hora para remover qualquer excesso de produtos químicos.
Em seguida, libere o lagostim nos reservatórios de água experimentais por uma a duas semanas de aclimatação e sob as condições experimentais apropriadas, dependendo dos índices fisiológicos observados. Assim que o lagostim for colocado nos tanques experimentais, inicie o software. A câmera de vídeo ligará automaticamente.
Em seguida, selecione a opção de detecção de movimento e localize cada tanque na tela para começar a rastrear o comportamento e vincular o comportamento do lagostim com as gravações de atividade cardíaca. As atividades cardíacas e comportamentais gravadas podem ser salvas em um arquivo de formato TXT. É crucial incluir a locomoção do lagostim na análise, pois essa atividade pode causar alterações na frequência cardíaca.
Por exemplo, neste experimento dez segundos após o início do experimento um odor alimentar foi entregue no tanque através de uma bomba peristáltica. Aos 14 segundos, o lagostim reconheceu o estímulo e sua frequência cardíaca diminuiu ligeiramente devido à chamada resposta orientador. Após 20 segundos, a frequência cardíaca aumentou resultando em uma diminuição nos intervalos cardíacos.
Aos 26 segundos, o lagostim se moveu em direção à fonte de estímulo e tanto a excitação fisiológica causada pelo odor alimentar quanto a iniciação da locomoção resultaram em um aumento substancial da frequência cardíaca. Aos 37 segundos, houve evidências de movimento abrupto de lagostim que poderia ter contribuído substancialmente para o crescimento da frequência cardíaca durante as reações ao estímulo. De fato, um lagostim perturbado normalmente demonstra um aumento na frequência cardíaca que é frequentemente associado com locomoção ocasional.
No entanto, mesmo o lagostim imóvel pode demonstrar uma alta frequência cardíaca que também indica um estresse pronunciado. A frequência cardíaca de um lagostim não perturbado é caracterizada por uma amplitude monotônica da curva do batimento cardíaco e por intervalos cardíacos aproximadamente iguais entre cada pico cardíaco. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar que um acessório rápido e minucioso do sensor causará menos estresse aos animais experimentais, permitindo a aquisição de características fisiológicas precisas.
Métodos de monitoramento mais avançados incluem o uso de monitoramento de lagostim totalmente sem contato, o que permite que a frequência de batimento cardíaco seja determinada usando apenas a combinação de um sensor infravermelho próximo e uma câmera sensível. Após seu desenvolvimento, essa abordagem abriu caminho para pesquisadores das áreas de comportamento, fisiologia, reprodução e andrógina de lagostim irrestrito e outros grandes invertebrados aquáticos para explorar o impacto ambiental e antropogênico nos organismos bioindicadores. Para o biomonitoramento não invasivo, tem uma aplicação muito prática na variedade local na República Tcheca como um sistema de monitoramento precoce de qualidade da água em tempo real.
Enquanto a estabilidade do estado hídrico é continuamente avaliada para a dinâmica das características ecofisiológicas de lagostim.
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Este artigo apresenta um sistema de biomonitoramento não invasivo para o registro contínuo e a análise das atividades cardíacas e locomotoras dos lagostins. O sistema utiliza um sensor óptico de infravermelho próximo e um módulo de rastreamento por vídeo para avaliar as batidas cardíacas dos lagostins, refletindo sua condição fisiológica e comportamento durante as flutuações das batidas cardíacas.
Continuous, noninvasive monitoring of crayfish cardiac and behavioral activities provides a robust model for real-time physiological and environmental assessment. This approach enables early detection of acute water quality changes, supporting predictive confidence in environmental risk management and translational ecotoxicology. Its integration into industrial and laboratory workflows enhances portfolio decision-making for environmental monitoring solutions.
This noninvasive crayfish monitoring system bridges early discovery, assay development, and translational environmental research, supporting both laboratory and industrial water quality surveillance.