Böcek Uçuş Behavior Monitoring için erken Metamorfik Yerleştirme Teknoloji

Merhaba, ben Dr.Albert Bos'un laboratuvarından Alex Derber. Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi'nde Elektrik Mühendisliği Bölümü'ndeyim. Bugün, erken metamorfik aşamalar sırasında manika cinsiyetine elektrotların implante edilmesi için yeni bir cerrahi prosedür göstereceğiz.

Erken Metamorfik yerleştirme teknolojisi olarak adlandırılan bu prosedürde, implante edilen elektrotlar, göz bebeği metamorfik aşaması sırasında böceğin dokusuna entegre edilir. Bu prosedürün önemli bir yararı, nöromüsküler doku ile mekanik olarak stabil ve elektriksel olarak güvenilir bir eşleşme ile sonuçlanması ve böceğin uçuş nörofizyolojisinin incelenmesine izin vermesidir. Yetişkin aşamasında, IC Mensa yaklaşık 40 gün süren metamorfik bir yaşam döngüsüne uğrar.

Mensa, yaşam döngüsüne bir yumurta aşamasında başlar. Yedi ila 10 gün sonra larva yumurtadan çıkmış ve üçüncü yıldız larva aşamasına ulaşmış olacaktır. Toplam beş yıldızlı larva evresi vardır ve bu evrelerin her birinde larvalar enerji hasadı ve büyümesine uğrar.

Beşinci kurulum larva aşamasından beş ila altı gün sonra, böcek erken öğrenci aşamasına girecektir. Öğrenci aşamasında, kapsamlı bir program dejenerasyonu ve ardından böcek dokularının yenilenmesi vardır. Yetişkin bir güve olarak ortaya çıkmaya hazırlanırken, böcek 17 ila 19 gün geçirir.

Erken pupil döneminde, geç pupil aşamasına girmeden önce, geç pupil aşamasında, pupilnin dorsal göğüs kafesine elektriksel olarak iletken bir elektrot cerrahi olarak yerleştiririz. Doku, implante edilen elektrotların etrafında gelişir ve böceğin vücuduna bağlanmalarını sağlar. Birkaç gün boyunca, göz bebeğinin göğüs kafesine yerleştirilen elektrotlar, son yetişkin aşamasında böceğin vücudunun bir parçası olarak bir güve olarak ortaya çıkar ve böylece böceğin tüm doku sisteminin yeniden inşasından yararlanır.

Metamorfik gelişim sırasında, elektrotlar torakstaki dolaylı uçuş kaslarına implante edilir. Kanat hareketinden dolaylı olarak sorumlu olan bu kas grupları, dorsal ventral ve dorsal uzunlamasına kaslardır. Burada, kanat yukarı vuruşundan dolaylı olarak sorumlu olan dorsal ventral kaslara bir elektrot yerleştirilmesini göstereceğiz.

Bu yerleştirme ile, hareket sırasında dorsal ventral kaslardan kablosuz olarak elektromiyogram kaydedeceğiz. Böcek, bir LED arena içinde elektromanyetik olarak havaya kaldırılan bir platform tarafından askıya alındığından, bu hareketi uyarır. Erken metamorfoz yerleştirme teknolojisi prosedürü, yerleştirilen elektrotlar ile kayıt enstrümantasyonu arasında bir arayüz olarak kullanılacak bir baskılı devre kartının inşası ile başlar.

Tel elektrotlar, düz, esnek bir kablo konektörüne bağlanan baskılı devre kartı üzerine lehimlenmiştir. Başlamak için, ince bir uç, kalıcı işaretleyici ve aynı ince uç, kalıcı işaretleyici kullanarak makas kullanarak 0,5 x beş santimetre karelik bir bakır kaplı laminat parçasını ölçün ve kesin. Aşındırma maskesi desenleri olarak üç adet 0,1 x beş santimetre karelik ped çizin.

Bakır laminat kesiminin tüm uzunluğu boyunca işaretleri yapmak için cetvel gibi düz kenarlı bir cihaz kullanın. İşaretlerin kalın olduğundan ve birbiriyle örtüşmediğinden emin olun. İşaret çizgileri birbiriyle örtüşürse, elektrotlar kısa devre yapacaktır.

Düz, esnek kablo konektörüne bağlantı yaparken, levhaları işe yaramaz hale getirirken, bakır laminat kesimini, işaretlerin bakır laminat üzerine aşındırılması için tercihen çeker ocak ile havalandırılan bir alana götürün. Toksik olduğu için baskılı devre kartı aşındırmasını tutarken dikkatli olun. Yutulması veya yutulması halinde ve temas halinde cildi tahriş edebilirse, Teflon bandı, uzunluk boyunca yaklaşık bir santimetre kaplayan bakır laminat oyuğunun bir ucuna yerleştirin.

Daha sonra, bakır laminat şeridin, bakır laminat şeridin yarısı aşındırmaya batırılacak şekilde bant kullanarak dereceli bir beherin içine bakır laminat kesimini tutturun. Beheri 20 dakika boyunca dönen bir platforma yerleştirin. Kazınmış bakır laminatı beherden çıkarın ve 10 dakika boyunca suyla dolu bir behere yerleştirin.

Kalıntının durulanması için, bir parça hassas silme dokusuna izopropil alkol uygulayın ve kazınmamış bakır pedleri ortaya çıkarmak için işaretleri silin. Kalıcı işaretleyicinin tüm izlerini kaldırın. Baskılı devre kartını yaklaşık bir santimetre uzunluğunda daha küçük kareler halinde kesin.

Artık baskılı devre kartları kazındığına göre, elektrotların bağlantı için hazırlanması gerekir. Bu adımların bir mikroskobun görsel yardımı ile yapılması önerilmektedir. Her biri üç santimetre uzunluğunda iki uzunlukta keskin bir bıçak kullanarak 0,11 inç çapında kaplamalı ve 0,008 inç çıplak olmak üzere iki parça kaplanmış, diz çökmüş paslanmaz çelik tel kesin.

Bu paslanmaz çelik tel parçaları, böceğin göğüs kafesine yerleştirilecek aktif elektrotlardır. Bir tıraş bıçağı kullanarak, her telin her iki ucundan dört ila beş milimetre plastik kaplamayı çıkarın. Sonra kes.

Toprak elektrodu için bir uç uzantısı oluşturmak için 0,7 santimetrelik bir parça yalıtılmış paslanmaz çelik tel. Kaplamayı önceki adımda yapıldığı gibi tıraş bıçağıyla nazikçe çıkarın veya bir havya ısısıyla eritin. Ardından, bir parça lititz telini 4,5 santimetre uzunluğunda kesin.

Bu lehim için indüktör teli de kullanılabilir. Daha önceden hazırlanmış 0,7 santimetrelik paslanmaz çelik parça lititz topraklama bağlantı kablosuna uç tutar. Açıkta kalan paslanmaz çelik uç, toprak bağlantısının sonunda olmalıdır.

Kazınmış devre kartını bir Teflon bant kullanarak lehimleme çalışma alanına bantlayın. Bandı devre kartının üzerine, pedlerin bir ila iki milimetresi elektrotların karta lehimlenmesine izin verecek şekilde yerleştirin. Pedlerin maskelenmiş lehimsiz uçları FCC konektörüne yerleştirilecektir.

Üç elektrot telini Teflon bantla, her birinin bir ucu elektrot kartındaki ilgili pedlere lehimlenebilecek şekilde hizalayın. İki aktif elektrot, kartın kenarlarına yakın pedlere lehimlenmelidir. Yanan toprak elektrotları orta ped üzerine lehimlenmelidir.

Daha kolay lehimleme için elektrot pedleri boyunca paslanmaz çelik akı uygulayın. Çok fazla lehim uygulayarak ped bağlantılarını kısa devre yapmaktan kaçının. Elektrotları asetona daldırın, her biri 10 dakika boyunca izopropil alkole batırın.

Lehim kalıntılarını temizlemek için. Solüsyonlar ayrı tabaklara veya beherlere dökülebilir Temizleme performansını artırmak için, daldırma sırasında elektrotları ultrasonik bir banyoya yerleştirebilirsiniz Ve temizleme solüsyonları. Böcekler en çok gündüz ve gece arasındaki geçişlerde aktif olacaktır.

Bu nedenle, otomatik çıkış zamanlayıcıları kullanılarak bir böcek odası içinde yapay bir gündüz gece döngüsü kurulmalıdır. Bunlar, yedi saatlik karanlık ve 17 saatlik aydınlık döngüsünü simüle edecek şekilde ayarlanmalıdır. Uygun yerleştirme süresini belirlemek için manduka sex eye pu gözünü günlük olarak inceleyin.

Kanatlar yaklaşık bir gün sonra pu göz takılmaya hazır hale gelir. Koyu lekeler yerleştirme, burayı kapatmadan yedi ila dört gün önce yapıldığında en başarılıdır. Alttaki daha koyu pu, pui'yi uyuşturmak için elektrotların cerrahi olarak yerleştirilmesi için hazırdır.

Onları yaklaşık altı saat boyunca dört santigrat derecede buzdolabına koyun. Ardından, çalışma alanının eklenmesini hazırlayın. Çalışma alanında izopropil alkol, keskin cımbız, 30 gauge hipodermik iğnede bıçaklar bulunmalıdır.

Bir seçenek olarak, elektrot fiksasyonunu arttırmak, iğne cımbızlarını ve elektrotları izopropil alkole batırarak veya onunla silerek sterilize etmek için siyanoakrilat yapıştırıcı kullanılabilir. Altı saat sonra öğrenciyi buzdolabından çıkarın ve çalışma alanına aktarın. İlgilenilen kas grubuna karşılık gelen dorsal toraks üzerindeki yeri belirleyin.

Burada, yukarı doğru kanat hareketinden sorumlu dorsal ventral kaslarla ilgileniyoruz. Keskin bir bıçak veya hipodermik bir iğne kullanarak, ekzo kütikül tabakası boyunca birer birer santimetre karelik bir dikdörtgeni nazikçe çizin. Cımbız kullanarak bu parçaları yavaşça soyun.

Göğüs kafesinin açıkta kalan bölgesinden kanat kıllarını çıkarmak için cımbız kullanın. Temizleme işlemine yardımcı olmak için isteğe bağlı olarak bir vakum kullanılabilir. Yerleştirilen elektrotlara müdahale etmekten kaçınmak için mümkün olduğunca çok saçın çıkarılması önemlidir.

Kas grubunu hedefleyen iki yerleştirme noktası oluşturmak için iğneyi kanatların göğüs kafesine bağlandığı mezotaks içine yaklaşık beş milimetre yavaşça sokun. Deliklerin nerede yapıldığını unutmayın çünkü kaybolmaları durumunda bulunmaları zor olabilir. Pupa'yı masanın üzerinde sabitleyin ve mekanik dayanıklılığı artırmak için bir seçenek olarak iki kayıt elektrodunu iki yerleştirme noktasına yönlendirmek için cımbız kullanın.

Elektrotların etrafındaki tüm saçları temizleyin ve tel aplikatör ile göğüs kafesindeki her yerleştirme noktasının etrafına cömertçe ciano accolate yapıştırıcı uygulayın. Böceğin tırmanabileceği duvarları ve tavanı kaplayan kaba ve dokulu bir malzeme ile ELO için kafes hazırlayın. Ortaya çıktıktan sonra delikli karton kutular veya ambalaj kağıdı kullanılabilir.

Sert bir fiksasyon hazırlayın. Yaklaşık altı santimetre uzunluğunda ve iki milimetre çapında çubuk. Bu çubuğu, çıkıntılı profesyonellerin altındaki delikten dikkatlice kaydırın.

Plastik karıştırır. Bu adım için bir pamuklu çubuk veya metal teller kullanılabilir. Çubuğun her iki tarafını kafes yüzeyine, pupa yuvarlanmayacak şekilde sabitleyin.

Pupa'yı, mezo thax yukarı bakacak şekilde kafesin içine yerleştirin. Aşırı hareket elektrotlara zarar verebilir, helikopter kaybına neden olabilir veya yerleştirmeyi işe yaramaz hale getirebilir. Toprak elektrodu, göğüs kafesinin karın veya distal kısımlarına yerleştirilmelidir.

Sinyal eşleşmesini önlemek için, disin yerleştirme ya öğrenci gelişiminin sonraki aşamalarında ya da böcek ortaya çıktıktan sonra yapılabilir. Toprak elektrodu yerleştirme bölgesinin, bu öğrenci aşamasında, öğrenci aşaması yerleştirilmesi veya yetişkin aşaması yerleştirilmesi için hazırlanması gerekir. Burada erişkin bir aşamada toprak elektrodu yerleştirilmesi gösterilmiştir.

Onları güve altı saat boyunca dört santigrat derecede buzdolabına koyun. Soğuk tedavi immobilizasyonu için, izopropil alkol, keskin cımbız, 30 gauge hipodermik iğne, camgöbeği, bir kreol yapıştırıcısı, yapıştırıcı uygulaması için bir tel parçası, isteğe bağlı bir diş balmumu çubuğunda isteğe bağlı bir termal koterizatör içeren yerleştirme çalışma alanını hazırlayın. Daha önce olduğu gibi, hipodermik iğneyi, arka karın boyunca kayıt elektrotlarından yaklaşık bir ila iki santimetre uzakta bir yerleştirme noktasında bulunan güve ile temas etmeden önce izopropil alkole batırın, karnı delmek ve bir yerleştirme tarafı sağlamak için iğneyi yavaşça sokun.

İğne dört milimetreden fazla nüfuz etmemelidir. Yerleştirme tarafında hemo lenf ortaya çıkarsa, iğneyi çok uzağa sokmuşsunuzdur ve işlemin başarılı olma olasılığı daha düşüktür. Cımbız kullanarak, toprak elektrodunu yerleştirme yerine dikkatlice yerleştirin ve üç ila dört milimetre derinliğe ulaşana kadar basınç uygulayın.

Elektrodu yerinde tutun ve yerleştirme bölgesinin etrafına yapıştırıcı uygulamak için bir tel kullanın İsteğe bağlı bir adım olarak. Yerleştirmenin mekanik mukavemetini daha da artırmak için, termal koterizatörü kullanın ve uçta iki ila üç milimetrelik küçük bir balmumu atışı toplayın. Ucu yerleştirme yerine yakın bir yere yerleştirin ve balmumu elektrodu çevreleyecek ve sıkıca yerinde tutacak şekilde ısı uygulayın.

Soğuduktan sonra, deney yapmadan önce böceğin yerleştirmeden bir gün iyileşmesine izin verin. Böceğin üzerindeki elektrot kartını üçgen Biosystems uluslararası ana sahne ünitesine bağlamak için gerekli olan düz esnek kablo konektörlerine sahip bir adaptör kartı. Adaptör kartı, lehim istasyonunda kenardan elektrot paneline kenarı hazırlamak için daha önce sunulan adımları izleyerek hazırlanması gereken kazınmış bir bakır laminat levha kullanır, hazırlanan kartın bir ucuna düz esnek bir kablo konektörü lehimleyin.

10 pinli düz esnek bir kablo konektörü, konektörün kenarlarındaki iki çift pim ve merkezi pim çifti üç bakır ped ile temas halinde olacak şekilde karta lehimlenebilir. Ardından, üç adet 30 Amerikan tel ölçer bağlantı kablosunu üç pede lehimleyin. Kartın diğer ucunda, açıklandığı gibi osiloskop okumaları için adaptör kartındaki üç pede üç mini konektör kesin.

Bir sonraki aşamada, konektörlerden ikisini kartın kenarlarına dik olarak yerleştirin. Merkezi konektör, kartın düzleminden biraz yukarı açılı olmalı, bu üç telin diğer ucunu baş kademe konektörüne kesmelidir. Triangle Biosystems International tarafından sağlanmıştır.

Elektrotların güvenilirliğine yardımcı olmak ve sinyal-gürültü oranını gözlemlemek için kafa aşaması devre kartı daha sonra levitasyon çerçevesinin üstüne sabitlenmelidir. Bağlı osiloskop kayıtları elde edilebilir. Kablosuz kayıt sistemini dağıtmadan önce, osiloskopu çok kanallı bir AC nöro kayıt amplifikatörüne bağlayın.

Amplifikatör parametrelerini bir hertz'lik yüksek geçişli kesme frekansına, 20 kilohertz'lik düşük geçişli kesme frekansına ve 100'lük bir kazanca ayarlayın. Adaptör kartındaki dişi mini kablo konektörlerinin her birini amplifikatör giriş kanallarına bağlayın. İmplante edilmiş elektrot levhası ile böceği kafesten çıkarın.

Aktif durumdayken, cımbız kullanılarak ölçümler yapılmadan önce dinlenmesi için güvenin altına bir doku parçası yerleştirilebilir, elektrot kartını adaptör kartındaki düz esnek kablo bağlantı alıcısına kaydırın. Böceğin altındaki dokuyu çıkarın ve elektromiyogram sivri uçlarının oluşumunu gözlemleyin. Böcek kanat çırptığında osiloskoptaki verileri yakalar ve kaydeder.

Bu şekil, kanat çırpma öncesinde ve sırasında kaslardan birinden osiloskop ile elde edilen kas potansiyeli sinyalini göstermektedir. Sinyal, yüz kez amplifikasyon ve bir hertz'lik yüksek geçiren filtre ve 20 kilohertz'lik düşük geçiren filtre ve hareketsiz dönem ile işlenmiştir. Kas potansiyeli gözlenmez.

Kanat çırpma sırasındaki kas potansiyelleri yaklaşık 15 ila 20 hertz'de gerçekleşir. Osiloskop ölçümleri toplandıktan ve doğrulandıktan sonra, kablosuz EMG sinyalleri toplanmalıdır. Bağlı Manus cinsiyeti sırasında EMG sinyallerinin kablosuz olarak kaydedilmesi için bir elektromanyetik kaldırma platformu inşa edilebilir.

Havaya kaldırma platformu, bir bağlama mekanizmasını dengelemek için tasarlanmış bir çerçeveden oluşur. Serbest yüzen levitasyon, çerçevenin ve dolayısıyla böceğin size izin vermesine izin verir. Bağlama tellerinin kısıtlaması olmaksızın yapılan test sırasında, çerçeve, kaynaşmış bir biriktirme modelleme makinesi kullanılarak hızlı bir şekilde prototiplenebilir.

Bu mıknatıs yüklü çerçeve, taban platformundaki bir dizi elektromıknatıs tarafından havaya kaldırılır. Bu yükselen platform, beşe yedi ayrı LED'den oluşan 60 panel kullanılarak inşa edilen LED arenasının içinde yer almaktadır. Arena, APIC 18 F 45 20 mikrodenetleyici tarafından kontrol edilir ve hem saat yönünde hem de saat yönünün tersine dönüşün simülasyonuna ve dönme hızının kontrolüne izin verir.

TBSI kablosuz kayıt sistemini kurun. TBSI kafa aşamasını levitasyon platformundaki adaptör kartı konektörüne bağlayarak. Böceği aktif olduğunda, tercihen şafakta kafesten çıkarın.

Cımbız kullanmak. Elektrot kartını, böcek kurulum içinde sıkıca asılı kalacak şekilde, havaya kalkan çerçeve üzerindeki düz esnek kablo alıcısına dikkatlice yerleştirin. Kablosuz veri iletimini etkinleştirmek için manyetik çubuğu kafadaki manyetik anahtarın yanına yerleştirin.

Baş aşamasının aktif ve kayıt için hazır olduğunu gösteren mavi bir ışık yanacaktır. Tamamen karanlık için odadaki ışıkları kapatın ve TBSI neuro aware yazılımını bir bilgisayarda açın. Odaya ek aydınlatma eklemek için kırmızı bir lamba kullanabilirsiniz.

Uygun yapılandırma dosyasını seçin. Bu yordamda kullanılan yapılandırma dosyaları varsayılan W beş ayarıdır. Ardından, ilk arayüzün sol üst köşesindeki başlangıç destesi düğmesine tıklayın.

Sinyalleri görüntülemeye başlamak için, TBSI kayıt sisteminde EMG sinyallerinin gözlemlenmesi için tüm kanallar penceresi sekmesini seçin. Güvenilir bir kablosuz bağlantı ve elektrot çalışması sağlamak için tüm LED arena bileşenlerini, regüle edilmiş DC güç kaynağını ve mikrodenetleyiciyi açın. Arena içindeki havaya yükselme platformunu yavaşça dengeleyin.

Nor aware arayüzünün sol panelindeki ikili dosyaya kaydet sekmesini seçin. Kayıt süresini ve dosya kaydetme hedefini belirleyin. Verilerinizi kaydetmek için uygun çıktı ayarlarını seçin.

TBSI kayıt yazılımında bir kayıt oturumu başlatmak için Başlat düğmesine tıklayın. Bu, dosyanızı yaygın olarak kullanılan veri işleme programlarına aktarılabilen bir sonraki dosya olarak kaydedecektir.

Böceğin LED'lerin hareketine karşılık gelen yönde uçtuğunu gözlemleyin. LED'lerin yönünü tersine çevirin ve böceğin yönü tersine çevirdiğini onaylayın Bunu istediğiniz kadar gerçekleştirin. Gösterilen ok, LED deseninin dönüş yönünü gösterir.

Ok sarı olur. Böcek saat yönünün tersine bir dönüşü tamamladığında, böcek saat yönünde bir dönüşü tamamladığında ok maviye döner. Gösterilen film oynatma konuşması normalden %50 daha hızlıdır.

Bu Şekil, hareketsiz dönemde kanat çırpma öncesinde ve sırasında bir kas için kablosuz enstrümantasyondan elde edilen kas potansiyel sinyalini göstermektedir. Kas potansiyeli gözlenmez. Kanat çırpma sırasındaki kas potansiyelleri yaklaşık 15 ila 20 hertz'de gerçekleşir.

Burada az önce tek kanallı bir kayıt gösterdik. Bununla birlikte, bu kurulumla alınan çok kanallı bir kayıt, uçuş manevraları sırasında birden fazla kas grubu arasındaki koordinasyonu gözlemlemek için kullanılabilir. Az önce size, bir erkeğin pupaya cinsiyetine erken bir Metamorfik aşama elektrot yerleştirmesini nasıl yapacağınızı gösterdik.

Geç göz bebeği aşamasında, yerleştirmenin öğrenci aşamasında çok erken veya geç olmayacak şekilde yerleştirilmesinin zamanlaması önemlidir. Aksi takdirde, güvenilir bir elektrot kurulumu elde etmekte sorun yaşayabilirsiniz. Ayrıca, böcek LED arenasında havaya kaldırılırken dolaylı uçuş kaslarından EMG verilerinin kablosuz olarak kaydedilmesi için gerekli elektrikli bileşenlerin nasıl monte edileceğini de gösterdik.

İzlediğiniz için teşekkürler ve deneylerinizde iyi şanslar.