果蝇幼虫观察装置及果蝇幼虫观察方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种果蝇幼虫观察装置及果蝇幼虫观察方法。该果蝇幼虫观察装置，包括底座、至少一根透明管以及观察组件，透明管以自身轴线为转动中心与底座转动连接，透明管内具有灌注有低摩擦模拟溶液的容置空间，低摩擦模拟溶液选自羟乙基淀粉溶胶、甘油溶液、液体石蜡或者十二烷基硫酸钠溶液中的至少一种，其中，羟乙基淀粉溶胶中羟乙基淀粉的浓度为4g/l

【技术实现步骤摘要】
果蝇幼虫观察装置及果蝇幼虫观察方法


[0001]本专利技术涉及活体观察相关
，特别是涉及果蝇幼虫观察装置及果蝇幼虫观察方法。

技术介绍

[0002]当前绝大多数的运动学习研究以啮齿类如小鼠动物和灵长类为主，其优势是：行为表型易分辨且稳定、行为参数可自动化识别分析，因此可以精确测出学习记忆遗忘曲线，借此可判断学习的潜伏期、记忆持续时间等参数。目前比较常用的运动学习范式有转棒试验、平衡木行走试验、琴键式运动试验等。
[0003]目前运动学习范式多数以小鼠等高等动物为研究对象，由于其神经系统规模较大，涉及运动学习的环路多且复杂，因此遗传调控工具无法对神经环路进行精细调控，同时缺乏可供光成像的条件。使用小鼠行为模型存在的缺点：（1）运动学习相关的神经环路众多且存在交集，既包括躯体感觉
‑
初级运动皮层
‑
小脑回路，也包括与边缘系统（杏仁核、丘脑和伏隔核等）奖赏多巴胺通路、恐惧性情绪通路等;（2）神经环路内的神经元种类多、数量多；（3）在体神经活动成像记录（如多通道电极探针）的神经元数量十分有限，同时无法分辨神经类型、形态、位置信息；（4）小鼠单神经元水平的全脑连接组图谱未完成，目前只完成部分脑区如前额叶皮层单神经元水平（超过6000个神经元）的投射连接组，因此无法获得完整的感知运动神经控制网络；（5）小鼠行为对于环境因素非常敏感，尤其是受应激后行为稳定性较差，同时小鼠对于应激存在较大的反应个体差异性。
[0004]目前，关于昆虫的运动学习范式较少。昆虫具有敏锐的感知能力和灵活的运动适应能力。通过整合外界环境和自身本体感受器的感知信息输入，昆虫能快速协调身体各肌肉的运动，进而实现身体姿态调整和运动模式转变。在多种环境因素中，摩擦力对于昆虫的爬行、蠕动、附着等运动过程极为重要。昆虫可以根据接触物体的光滑程度、纹理和身体倾斜角度等情况，及时调整其皮肤四肢上的特殊结构形态或者通过增加粘液分泌等手段，实现接触摩擦力的快速、精准调节。目前，对于昆虫摩擦力调节机制的研究，主要集中在解剖形态学上，缺乏对于精细行为姿态调节规律及其神经机制的研究。
[0005]果蝇幼虫作为昆虫的典型代表，其接近透明的身体和相对简单、固定的运动模式，使其成为研究昆虫摩擦力运动适应性调控及其神经环路的理想选择。目前尚缺乏稳定、有效的果蝇幼虫摩擦力适应性调控模型。另外，现在通行的幼虫活体观察技术局限于相对固定的视角，因此缺乏全景式的幼虫姿态行为观察，因此必将遗漏关键体节姿态调整过程中的重要细节，如幼虫尾部A7
‑
8体节收缩的弯曲方向和幅度、A2
‑
4体节腹/背侧与材料表面的接触位置和面积等。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对目前幼虫活体观察的视角相对固定，容易遗漏关键体节姿态调整过程中的重要细节的问题，提供一种能够提供全覆盖式观察角度，不易遗漏关键体节
姿态调整过程中的重要细节的果蝇幼虫观察装置及果蝇幼虫观察方法。
[0007]本申请首先提供一种果蝇幼虫观察装置，包括底座、至少一根透明管以及观察组件，所述透明管以自身轴线为转动中心与所述底座转动连接，所述透明管内具有容置空间，所述容置空间内灌注有低摩擦模拟溶液且用于容置幼虫，所述低摩擦模拟溶液选自羟乙基淀粉溶胶、甘油溶液、液体石蜡或者十二烷基硫酸钠溶液中的至少一种，其中，羟乙基淀粉溶胶中羟乙基淀粉的浓度为4g/l
‑
16g/l，甘油溶液中甘油的体积分数为20%
‑
50%，十二烷基硫酸钠溶液中十二烷基硫酸钠的质量分数为10%
ꢀ‑
15%；所述观察组件用于观察所述透明管内的幼虫。
[0008]在其中一个实施例中，所述低摩擦模拟溶液选自16g/L的羟乙基淀粉溶胶、体积分数为20%的甘油溶液、液体石蜡或者质量分数为10%的十二烷基硫酸钠溶液中的至少一种。
[0009]在其中一个实施例中，所述透明管开设有连通所述容置空间以及外界的进液口，所述底座内灌注有所述低摩擦模拟溶液，所述透明管完全浸没于所述底座内的所述低摩擦模拟溶液。
[0010]在其中一个实施例中，所述透明管的一端固设有导入件，所述导入件呈直径沿靠近所述透明管方向逐渐减小的圆台状，所述进液口开设于所述导入件远离所述透明管的一端，所述导入件的外周面开设有沿所述导入件的径向方向连通所述进液口以及外界的导入口。
[0011]在其中一个实施例中，所述进液口开设于所述透明管的一端，所述果蝇幼虫观察装置还包括负压组件，所述负压组件与所述透明管的另一端固定连接，且与所述容置空间连通。
[0012]在其中一个实施例中，所述负压组件包括负压产生器以及连通管，所述连通管包括一个第一出口以及至少一个第二出口，所述第一出口与所述第二出口相互连通，所述第一出口与所述负压产生器连通，每一所述第二出口对应并连通一根所述透明管。
[0013]在其中一个实施例中，所述果蝇幼虫观察装置还包括至少两个轴承，所述透明管插接固定于所述轴承的内圈，所述轴承的外圈与所述底座固定连接，所述透明管呈水平设置。
[0014]在其中一个实施例中，每一所述透明管的外周面均固设有齿轮；所述果蝇幼虫观察装置还包括锯齿条，所述锯齿条能够同时与各所述透明管上的所述齿轮啮合。
[0015]本申请第二方面提供一种果蝇幼虫观察方法，利用上述的果蝇幼虫观察装置进行观察，其特征在于，包括以下步骤：a向透明管内灌注低摩擦模拟溶液至充满容置空间；b将幼虫置于容置空间内；c转动透明管，以使得幼虫身体不同位置正对观察组件；d通过观察组件拍摄透明管内的幼虫，以获得幼虫的行为视频。
[0016]在其中一个实施例中，所述步骤a包括以下步骤：a1向底座内灌注低摩擦模拟溶液，至透明管完全浸没于低摩擦模拟溶液；a2等待至低摩擦模拟溶液完全充满容置空间。
[0017]在其中一个实施例中，在所述步骤a2之后，还包括步骤：启动负压组件，至完全去除容置空间内低摩擦模拟溶液中的气泡。
[0018]在其中一个实施例中，在所述步骤b之后，还包括以下步骤：启动负压组件，以将幼虫吸引至透明管中间位置。
[0019]在其中一个实施例中，在步骤d之后还包括以下步骤：x根据步骤d中拍摄得到的行为视频，测量并记录整个运动过程中，幼虫单次蠕动起始、收缩完成以及蠕动结束三种状态的时间信息以及三种状态下对应的尾部位置信息；y根据步骤x获得的时间信息以及尾部位置信息，计算得到包括幼虫移动距离、幼虫单次蠕动移动距离、移动速度、尾部收缩时间、尾部收缩幅度、尾部滑移幅度以及尾部滑移比例的行为分析指标；z根据步骤d中拍摄得到的行为视频，以及步骤y计算得到的行为分析指标，分析不同的蠕动时期幼虫的精细行为、打滑适应程度的变化规律以及运动模式的变化规律。
[0020]在其中一个实施例中，计算幼虫行为分析指标的公式包括：幼虫移动距离=|幼虫蠕动结束位置
‑
幼虫蠕动开始位置|、幼虫单次蠕动时间=幼虫蠕动结束时的图像帧数
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种果蝇幼虫观察装置，其特征在于，包括底座（10）、至少一根透明管（20）以及观察组件（200），所述透明管（20）以自身轴线为转动中心与所述底座（10）转动连接，所述透明管（20）内具有容置空间，所述容置空间内灌注有低摩擦模拟溶液且用于容置幼虫，所述低摩擦模拟溶液选自羟乙基淀粉溶胶、甘油溶液、液体石蜡或者十二烷基硫酸钠溶液中的至少一种，其中，羟乙基淀粉溶胶中羟乙基淀粉的浓度为4g/l
‑
16g/l，甘油溶液中甘油的体积分数为20%
‑
50%，十二烷基硫酸钠溶液中十二烷基硫酸钠的质量分数为10%
ꢀ‑
15%；所述观察组件（200）用于观察所述透明管（20）内的幼虫。2.根据权利要求1所述的果蝇幼虫观察装置，其特征在于，所述低摩擦模拟溶液选自16g/L的羟乙基淀粉溶胶、体积分数为20%的甘油溶液、液体石蜡或者质量分数为10%的十二烷基硫酸钠溶液中的至少一种。3.根据权利要求1所述的果蝇幼虫观察装置，其特征在于，所述透明管（20）开设有连通所述容置空间以及外界的进液口（21），所述底座（10）内灌注有所述低摩擦模拟溶液，所述透明管（20）完全浸没于所述底座（10）内的所述低摩擦模拟溶液。4.根据权利要求3所述的果蝇幼虫观察装置，其特征在于，所述透明管（20）的一端固设有导入件（22），所述导入件（22）呈直径沿靠近所述透明管（20）方向逐渐减小的圆台状，所述进液口（21）开设于所述导入件（22）远离所述透明管（20）的一端，所述导入件（22）的外周面开设有沿所述导入件（22）的径向方向连通所述进液口（21）以及外界的导入口（22a）。5.根据权利要求3所述的果蝇幼虫观察装置，其特征在于，所述进液口（21）开设于所述透明管（20）的一端，所述果蝇幼虫观察装置还包括负压组件（30），所述负压组件（30）与所述透明管（20）的另一端固定连接，且与所述容置空间连通。6.根据权利要求5所述的果蝇幼虫观察装置，其特征在于，所述负压组件（30）包括负压产生器（31）以及连通管（32），所述连通管（32）包括一个第一出口（32a）以及至少一个第二出口（32b），所述第一出口（32a）与所述第二出口（32b）相互连通，所述第一出口（32a）与所述负压产生器（31）连通，每一所述第二出口（32b）对应并连通一根所述透明管（20）。7.根据权利要求1所述的果蝇幼虫观察装置，其特征在于，所述果蝇幼虫观察装置还包括至少两个轴承（40），所述透明管（20）插接固定于所述轴承（40）的内圈，所述轴承（40）的外圈与所述底座（10）固定连接，所述透明管（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚哲峰，郭莉，郑能干，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：