Рано Метаморфические вставки Технология насекомых полета контроля действий

Здравствуйте, я Алекс Дербер из лаборатории доктора Альберта Боса. Я работаю на кафедре электротехники в Университете штата Северная Каролина. Сегодня мы продемонстрируем новую хирургическую процедуру имплантации электродов в манический пол на ранних стадиях метаморфизма.

В этой процедуре, которая называется технологией ранней метаморфической вставки, имплантированные электроды встраиваются в ткань насекомого на стадии метаморфизма зрачка. Основным преимуществом этой процедуры является то, что она приводит к механически стабильному и электрически надежному соединению с нервно-мышечной тканью и позволяет изучать нейрофизиологию полета насекомого. Во взрослой фазе IC Mensa проходит метаморфический жизненный цикл, который длится около 40 дней.

Mensa начинает свой жизненный цикл на стадии яйца. Через 7-10 дней личинка вылупится и достигнет третьей звездной личиночной стадии. Всего существует пять стадий личинок, и на каждой из этих стадий личинки подвергаются накоплению энергии и росту.

Через пять-шесть дней после пятой стадии личинки растения насекомое перейдет в стадию раннего зрачка. На этапе воспитания происходит обширная программная дегенерация и последующая регенерация тканей насекомых. На подготовку к появлению взрослой бабочки насекомое тратит от 17 до 19 дней.

На ранней стадии зрачка, перед вступлением в стадию позднего зрачка, во время стадии позднего зрачка, мы хирургическим путем вводим электрод в дорсальную грудную клетку зрачка. Ткань развивается вокруг имплантированных электродов и обеспечивает их крепление к телу насекомого. В течение нескольких дней электроды, вставленные в грудную клетку зрачка, становятся частью тела насекомого на последней взрослой стадии в виде мотылька, тем самым извлекая выгоду из перестройки всей тканевой системы насекомого.

Во время метаморфического развития электроды имплантируются в непрямые летательные мышцы в грудной клетке. Этими группами мышц, косвенно отвечающими за движение крыльев, являются дорсальные вентральные и дорсальные продольные мышцы. Здесь мы продемонстрируем введение электродов в дорсальные вентральные мышцы, косвенно отвечающие за взмах крыла вверх.

С помощью этой установки мы будем беспроводным способом записывать электромиограмму из дорсальных вентральных мышц во время движения. Поскольку насекомое подвешено на электромагнитно левитирующей платформе внутри светодиодной арены, это стимулирует движение. Процедура внедрения технологии ранних метаморфоз начинается с создания печатной платы, которая будет использоваться в качестве интерфейса между вставленными электродами и записывающим оборудованием.

Электроды провода припаяны к печатной плате, которая соединена в плоский гибкий кабельный разъем. Для начала измерьте и отрежьте квадратный кусок ламината, покрытого медью, размером 0,5 на пять сантиметров, с помощью тонкого наконечника, перманентного маркера и ножниц, используя тот же тонкий кончик, перманентный маркер. Нарисуйте три подушечки размером 0,1 на пять сантиметров в квадрате в качестве шаблонов для маски офорта.

Используйте устройство с прямым краем, например, линейку, чтобы сделать разметку по всей длине выреза из медного ламината. Следите за тем, чтобы маркировка была жирной и не накладывалась друг на друга. Если линии метки будут накладываться друг на друга, электроды будут закорочены.

При подключении к плоскому, гибкому кабельному соединителю, что делает платы бесполезными, перенесите вырез из медного ламината в проветриваемое помещение, желательно с вытяжным шкафом для гравировки маркировки на медном ламинатом. Будьте осторожны при обращении с травлением печатной платы, так как это токсично. При проглатывании или проглатывании и может вызвать раздражение кожи при контакте, поместите тефлоновую ленту на один конец выреза из медного ламината, покрывающего примерно один сантиметр по длине.

Затем прикрепите вырез из медного ламината к внутренней стороне стакана с помощью скотча таким образом, чтобы половина полосы медного ламината была погружена в травление. Поместите стакан на вращающуюся платформу на 20 минут. Снимите протравленный медный ламинат со стакана и поместите его в стакан, наполненный водой, на 10 минут.

Для смывания остатков нанесите изопропиловый спирт на кусок нежной салфетки и протрите маркировку, чтобы обнажить непротравленные медные прокладки. Удалите все следы от перманентного маркера. Разрежьте печатную плату на более мелкие квадраты длиной примерно один сантиметр.

Теперь, когда печатные платы протравлены, электроды необходимо подготовить к подключению. Рекомендуется выполнять эти шаги с помощью визуального средства микроскопа. Отрежьте два куска проволоки из нержавеющей стали с покрытием диаметром 0,11 дюйма и 0,008 дюйма с помощью острого лезвия, два отрезка по три сантиметра каждый.

Эти кусочки проволоки из нержавеющей стали являются активными электродами, которые будут вставлены в грудную клетку насекомого. С помощью лезвия бритвы удалите от четырех до пяти миллиметров пластикового покрытия с каждого конца каждой проволоки. Далее разрезаем.

Один кусок 0,7 сантиметра изолированного провода из нержавеющей стали для создания удлинителя наконечника для заземляющего электрода. Аккуратно снимите покрытие лезвием бритвы, как это было сделано на предыдущем этапе, или расплавьте его с помощью тепла паяльника. Далее отрежьте один кусок лититц-проволоки длиной 4,5 сантиметра.

Для этого припоя также можно использовать провод индуктора. Заранее подготовленный 0,7-сантиметровый кусок из нержавеющей стали наконечником для лититца подключают провод заземления. Открытый наконечник из нержавеющей стали должен находиться на конце заземляющего соединения.

Прикрепите травленную печатную плату к рабочему пространству для пайки с помощью тефлоновой ленты. Поместите ленту на печатную плату таким образом, чтобы один-два миллиметра контактных площадок позволяли припаять электроды к плате. Замаскированные свободные концы контактных площадок будут вставлены в разъем FCC.

Совместите три электродных провода тефлоновой лентой таким образом, чтобы один конец каждого из них можно было припаять к соответствующим контактным площадкам на электродной плате. Два активных электрода должны быть припаяны к контактным площадкам по краям платы. Зажженные заземляющие электроды должны быть припаяны к центральной площадке.

Нанесите флюс из нержавеющей стали на электродные контактные площадки для облегчения пайки. Будьте осторожны, чтобы не закоротить соединения контактных площадок из-за слишком большого количества припоя. Погрузите электроды в ацетон в изопропиловый спирт на 10 минут каждый.

Для очистки остатков припоя. Растворы можно разливать в отдельную посуду или стаканы Для улучшения производительности очистки можно поместить электроды в ультразвуковую ванну во время погружения и чистящие растворы. Наибольшую активность насекомые будут проявлять во время переходов между днем и ночью.

Поэтому в камере с насекомыми следует установить искусственный круговорот дня и ночи с помощью автоматических выходных таймеров. Они должны быть настроены на имитацию семичасового темного и 17-часового светового цикла. Ежедневно осматривайте мандуку для секса глаз, чтобы определить подходящее время введения.

Пу глаз готов к установке примерно через день после крыльев. Введение темных пятен наиболее успешно, когда выполняется за семь-четыре дня до закрытия сделки. Более темный пуй на дне готов к хирургическому введению электродов для обезболивания пуи.

Поместите их в холодильник при температуре четыре градуса Цельсия примерно на шесть часов. Далее подготовьте вставку рабочего пространства. Рабочее место должно включать в себя изопропиловый спирт, острые лезвия пинцета в игле для подкожных инъекций 30 калибра.

В качестве опции цианоакрилатный клей может быть использован для улучшения фиксации электродов, стерилизации игольчатого пинцета и электродов путем погружения их в изопропиловый спирт или протирания им. Через шесть часов достаньте зрачок из холодильника и перенесите его на рабочее место. Определите расположение на спинной части грудной клетки, которое соответствует интересующей группе мышц.

Здесь нас интересуют дорсальные вентральные мышцы, отвечающие за движение крыльев вверх. С помощью острого лезвия или иглы для подкожных инъекций аккуратно процарапайте квадратный прямоугольник один на один сантиметр через слой экзокутикулы. С помощью пинцета медленно снимите эти кусочки.

С помощью пинцета удалите волосы крыльев с открытой области грудной клетки. В качестве опции можно использовать пылесос для облегчения процесса очистки. Важно удалить как можно больше волос, чтобы не мешать вставленным электродам.

Медленно введите иглу примерно на пять миллиметров в мезотакс, где крылья прикрепляются к грудной клетке, чтобы создать две точки введения, нацеленные на группу мышц. Помните, где сделаны отверстия, потому что их может быть трудно найти, если они потеряны. Стабилизируйте куколку на столе и с помощью пинцета направьте два записывающих электрода в две точки введения в качестве опции для повышения механической прочности.

Очистите все волосы вокруг электродов и обильно нанесите клей ciano accolate вокруг каждой точки введения на грудной клетке с помощью проволочного аппликатора. Подготовьте клетку для ЭЛО с грубым и текстурированным материалом, покрывающим стены и потолок, на который насекомое может забраться. При выходе на поверхность могут использоваться перфорированные картонные коробки или упаковочная бумага.

Подготовьте жесткую фиксацию. Палка должна быть около шести сантиметров в длину и два миллиметра в диаметре. Осторожно просуньте эту палочку в отверстие под выступающими плюсами.

Пластик перемешивает. Для этого шага можно использовать ватный тампон или металлическую проволоку. Закрепите обе стороны палки на поверхности клетки так, чтобы куколка не могла кататься.

Расположите куколку внутри клетки так, чтобы мезотакс был обращен вверх. Интенсивное движение может привести к повреждению электродов, потере вертолета или сделать введение бесполезным. Заземляющий электрод должен быть введен в брюшную полость или дистальные отделы грудной клетки.

Чтобы избежать связи сигналов, введение дизина может быть выполнено либо на поздних стадиях развития зрачка, либо после появления насекомого. На этом этапе заземляющего электрода необходимо подготовить место введения заземляющего электрода либо для введения на этапе зрачка, либо для введения на взрослом этапе. Здесь на взрослом этапе демонстрируется введение заземляющего электрода.

Поместите их от моли в холодильник при температуре четыре градуса Цельсия на шесть часов. Для лечения холодом иммобилизации подготовьте рабочее место для введения, включая изопропиловый спирт, острый пинцет, иглу для подкожных инъекций 30 калибра, голубой клей Creol, кусок проволоки для нанесения клея, дополнительный термоприжигатель в дополнительную стоматологическую восковую палочку. Как и раньше, перед контактом с молью окуните иглу для подкожных инъекций в изопропиловый спирт, расположенный в точке введения примерно в одном-двух сантиметрах от регистрирующих электродов вдоль задней части брюшной полости, медленно введите иглу, чтобы проколоть брюшную полость и обеспечить сторону введения.

Игла не должна проникать более чем на четыре миллиметра. Если гемолимфа появляется на стороне введения, вы ввели иглу слишком далеко, и вероятность успеха процедуры снижается. С помощью пинцета осторожно введите заземляющий электрод в место введения и надавите, пока он не достигнет глубины от трех до четырех миллиметров.

Удерживайте электрод на месте и с помощью проволоки нанесите клей вокруг места введения в качестве дополнительного шага. Чтобы еще больше повысить механическую прочность вставки, используйте термический прижигатель и соберите небольшой двух-трехмиллиметровый удар воска на кончике. Поместите наконечник близко к месту введения и нагрейте его таким образом, чтобы воск окружал электрод и надежно удерживал его на месте.

После охлаждения дайте насекомому один день восстановиться после введения, прежде чем проводить эксперименты. Переходная плата с плоским гибким кабелем соединителя необходима для подключения электродной платы на насекомом к треугольному международному блоку головной сцены Biosystems. В переходной плате используется протравленная медно-ламинированная плата, которую необходимо подготовить, выполнив представленные ранее шаги для подготовки края к электродной плате на паяльной станции, припаяв плоский гибкий кабельный разъем к одному концу подготовленной платы.

10-контактный плоский гибкий кабельный разъем может быть припаян к плате с помощью двух пар контактов по краям разъема и центральной пары контактов, контактирующих с тремя медными контактными площадками. Далее припаяйте три соединительных провода калибра 30 американских проводов к трем контактным площадкам. На другом конце платы зарежьте три мини-разъема к трем контактным площадкам на плате адаптера для показаний осциллографа, как описано.

На следующем этапе расположите два соединителя перпендикулярно краям платы. Центральный разъем должен быть расположен немного вверх в сторону от плоскости борта, забейте другой конец этих трех проводов к разъему головного каскада. Предоставлено компанией Triangle Biosystems International.

Затем печатная плата головного каскада должна быть закреплена на верхней части левитирующей рамы, чтобы обеспечить надежность электродов и соблюдать соотношение сигнал/шум. Можно получить записи с помощью привязанного осциллографа. Перед развертыванием беспроводной системы записи подключите осциллограф к многоканальному усилителю нейрозаписи переменного тока.

Установите параметры усилителя на частоту среза высоких частот в один герц, частоту среза низких частот в 20 килогерц и коэффициент усиления 100. Подключите каждый из гнездовых разъемов мини-проводов на плате адаптера к входным каналам усилителя. Удалите насекомое с помощью имплантированной электродной доски из клетки.

Когда он находится в активном состоянии, кусочек ткани можно подложить под моль для ее отдыха, на котором перед проведением измерений с помощью пинцета можно вставить плату электрода в плоский гибкий кабельный соединительный рецептор на плате адаптера. Удалите ткань под насекомым и наблюдайте за генерацией шипов электромиограммы. По мере взмахов крыльев насекомое захватывает и сохраняет данные на осциллографе.

На этом рисунке показан сигнал мышечного потенциала, полученный с помощью осциллографа от одной из мышц до и во время взмахов крыльев. Сигнал был обработан со стократным усилением и фильтром высоких частот в один герц и фильтром нижних частот в 20 килогерц и периодом покоя. Мышечных потенциалов не наблюдается.

Мышечные потенциалы во время взмахов крыльев возникают с частотой примерно от 15 до 20 герц. После того как результаты измерений с помощью осциллографа будут собраны и проверены, необходимо собрать сигналы беспроводной ЭМГ. Электромагнитная левитирующая платформа может быть построена для беспроводной записи сигналов ЭМГ во время секса с привязанным Манусом во время полета.

Левитирующая платформа состоит из рамы, предназначенной для балансировки привязного механизма. Свободно плавающая левитация позволяет каркасу и, следовательно, насекомому быть в воздухе. Во время испытаний без ограничения проводов привязки каркас может быть быстро прототипирован с помощью машины для моделирования методом наплавления.

Эта магнитная рама левитирует с помощью ряда электромагнитов в базовой платформе. Эта левитирующая платформа расположена внутри светодиодной арены, которая была построена с использованием 60 панелей, состоящих из массива из пяти на семь отдельных светодиодов. Управление ареной осуществляется с помощью микроконтроллера APIC 18 F 45 20, позволяющего моделировать вращение как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, а также контролировать скорость вращения.

Настройте беспроводную систему записи TBSI. Путем подключения головного каскада TBSI к разъему адаптерной платы на левитационной платформе. Удаляйте насекомое из клетки, когда оно активно, желательно в рассветное время.

С помощью пинцета. Осторожно вставьте электродную плату в плоский гибкий кабельный приемник на левитирующей раме таким образом, чтобы насекомое было надежно подвешено внутри установки. Поместите магнитную палочку рядом с магнитным переключателем на головном столике, чтобы активировать беспроводную передачу данных.

Загорится синий свет, указывающий на то, что головная сцена активна и готова к записи. Выключите свет в комнате для полной темноты и откройте программное обеспечение TBSI neuro aware на компьютере. Вы можете использовать красную лампу, чтобы добавить дополнительное освещение в комнату.

Выберите соответствующий файл конфигурации. Файлы конфигурации, используемые в этой процедуре, по умолчанию имеют значение W пять. Затем нажмите кнопку стартовой деки в верхнем левом углу исходного интерфейса.

Чтобы начать просмотр сигналов, выберите вкладку окна «Все каналы» для наблюдения за сигналами ЭМГ на регистрирующей системе TBSI. Чтобы обеспечить надежное беспроводное соединение и работу электродов, включите все компоненты светодиодной арены, регулируемый источник питания постоянного тока и микроконтроллер. Медленно балансируйте левитирующую платформу на арене.

Выберите вкладку «Запись в двоичный» на левой панели интерфейса noraware . Укажите время записи и место сохранения файла. Выберите соответствующие настройки вывода для сохранения данных.

Нажмите кнопку «Пуск», чтобы начать сеанс записи в программном обеспечении для записи TBSI. Это сохранит ваш файл как следующий файл, который можно импортировать в часто используемые программы обработки данных.

Наблюдайте, как насекомое летит в направлении, которое соответствует движению светодиодов. Измените направление светодиодов и убедитесь, что насекомое меняет направление Выполните это столько раз, сколько нужно. Показанная стрелка указывает направление вращения светодиодного шаблона.

Стрелка становится желтой. Когда насекомое совершает оборот против часовой стрелки, стрелка становится синей, когда насекомое совершает оборот по часовой стрелке. Отображаемая речь при воспроизведении фильма на 50% быстрее, чем обычно.

На этом рисунке показан сигнал мышечного потенциала, полученный от беспроводных приборов для одной мышцы до и во время взмахов крыльев в период покоя. Мышечных потенциалов не наблюдается. Мышечные потенциалы во время взмахов крыльев возникают с частотой примерно от 15 до 20 герц.

Здесь мы только что показали одноканальную запись. Тем не менее, многоканальная запись, сделанная с помощью этой установки, может быть использована для наблюдения за координацией между несколькими группами мышц во время маневров полета. Мы только что показали вам, как выполнить введение электрода на ранней стадии метаморфической стадии в секс с куколкой мужчины.

Важно рассчитать время введения в позднюю стадию зрачка таким образом, чтобы введение не было слишком ранним или поздним в стадии зрачка. В противном случае вы можете столкнуться с проблемами при получении надежной установки электродов. Мы также показали вам, как собрать электрические компоненты, необходимые для беспроводной записи данных ЭМГ от непрямых летательных мышц, когда насекомое левитирует в светодиодной арене.

Спасибо за просмотр и удачи в ваших экспериментах.