Изучение привыкания в Stentor coeruleus

Изучение привыкания на уровне одной клетки поможет охарактеризовать парадигмы обучения, которые не зависят от сложных нейронных схем, тем самым помогая нам понять происхождение интеллекта. Этот метод позволяет изменять силу и частоту механической стимуляции, доставляемой к клеткам, под автоматическим компьютерным управлением, что значительно увеличивает разнообразие входных последовательностей. Использование этих методов для изучения клеточной привыкания поможет нам узнать больше о таких состояниях, как СДВГ и синдром Туретта, при которых привыкание нарушено.

Для начала подключите драйвер двигателя к двигателю, соединив два провода с маркировкой A от платы драйвера к синим и красным проводам на двигателе. Затем подключите два провода с маркировкой B от платы драйвера к зеленым и черным проводам на двигателе. После построения макетной схемы с особой тщательностью для подключения светодиодов в правильной полярности подключите VCC от платы драйвера к верхней рейке белой макетной доски.

И грунт от доски водителя до нижней рейки макетной доски. Затем подключите заземление макетной платы к контакту заземления платы микроконтроллера. Затем подключите зеленый светодиод, красный светодиод, переключатель и кнопочные провода соответственно к цифровым контактам 8, 9, 10 и 11 платы микроконтроллера.

Подключите два и три цифровых контакта платы микроконтроллера к проводам платы драйвера, шагу и направлению. Затем подключите четвертый контакт к MS1, пятый контакт к MS2, шестой пин-код к MS3 и седьмой контакт для включения. Для питания платы драйвера подключите 12-вольтовый блок питания к разъему адаптера черного зеленого цвета, прикрепленному двумя красными проводами к плате драйвера двигателя.

Загрузите управляющую программу на плату микроконтроллера. Используйте USB-кабель для подключения платы микроконтроллера к компьютеру, который также будет служить источником питания для платы микроконтроллера. После получения Стентора покрывают 35-миллиметровую пластину добавлением трех миллилитров 0,01% раствора полиорнитина к пластине и оставляют на ночь.

Дважды вымойте тарелку сверхчистой водой и один раз пастеризованной родниковой водой. Затем добавьте 3,5 миллилитра пастеризованной родниковой воды на 35-миллиметровую пластину. Добавьте три миллилитра пастеризованной родниковой воды в первую скважину и пять миллилитров во вторую и третью скважины.

Используя пипетку P1000, добавьте два миллилитра Стентора из чашки культуры в первый колодец тарелки из шести лунок. Определите отдельный стентор с помощью стереомикроскопа, а затем используйте пипетку P20 для переноса 100 стентора из первой скважины во вторую скважину. Аналогичным образом, после идентификации отдельного стентора с помощью стереомикроскопа, как показано ранее, перенесите 100 стенторов из второй скважины в третью скважину с помощью пипетки P20.

Затем, используя пипетку P200, переведите 100 стенторов в общем объеме 500 микролитров из третьей скважины из шести пластин скважин в 35-миллиметровую пластину таким образом, чтобы конечный объем составлял четыре миллилитра. Приклейте лист белой бумаги к металлической линейке на устройстве привыкания, следя за тем, чтобы левый край бумаги находился в двух сантиметрах от ближайшего к якорю конца линейки. Используя двустороннюю ленту, приклейте нижнюю часть 35-миллиметровой пластины к центру бумаги на два дюйма поверх линейки на устройстве привыкания.

Оставьте 35-миллиметровую пластину на устройстве привыкания не менее чем на два часа с закрытой крышкой. Центрируйте камеру USB-микроскопа непосредственно над 35-миллиметровой пластиной Stentor. Чтобы установить приложение для записи веб-камеры, откройте приложение веб-камеры и выберите USB-микроскоп в раскрывающемся меню.

Отрегулируйте фокусировку на камере USB-микроскопа так, чтобы ячейки были четко в поле зрения, а положение камеры максимизировать количество ячеек в поле зрения. После открытия последовательного монитора платы микроконтроллера выберите «без окончания строки» и установите для него значение 9 600 бод. Используйте команду L на плате микроконтроллера, чтобы опустить якорь до тех пор, пока он едва не коснется линейки, и команду R, чтобы поднять руку, если это необходимо, чтобы отрегулировать точное положение.

Используйте команду I для инициализации автоматического режима на устройстве привыкания. Введите размер шагов и время между импульсами в минутах в командной строке. Начните снимать видео с помощью приложения веб-камеры, нажав красную кнопку записи.

Затем переверните переключатель на привыкающем аппарате, чтобы начать эксперимент с первой автоматизированной механической подачей импульсов. Непосредственно перед тем, как на видео появится первый механический импульс, сделайте паузу и подсчитайте количество стенторов, которые одновременно закреплены на дне 35-миллиметровой пластины и вытянуты в вытянутой трубообразной форме. Точно так же после первого импульса подсчитайте количество стенторов, которые закреплены на дне пластины и сжимаются в шарообразную форму.

Разделите второй отсчет на первый счет, чтобы определить долю стентора, которая сократилась в ответ на механический стимул, повторив процедуру для всех механических импульсов в эксперименте. Вероятность сокращения стентора контролировалась, и результаты показали, что она постепенно снижается в течение одного часа. После получения уровня четыре механические импульсы с частотой один кран в минуту, указывающие на привыкание.

Изменение силы или частоты подачи механического импульса может изменить динамику привыкания Стентора. При использовании второго уровня импульсный набор частотой один кран в минуту исключает привыкание в течение одного часа. Мы можем изучать различные типы динамики привыкания, изменяя силу и частоту механической стимуляции.

Это возможность изучить различные типы обучения, такие как сенсибилизация. Количественные идеи об обучении одиночных клеток, почерпнутые из наших методов, могут вдохновить другие способы перепрограммирования клеток в многоклеточных тканях. Еще один потенциальный способ борьбы с болезнями.