يناير 3, 2008
في هذه المقالة الفيديو ، ونحن تصف طريقة جديدة تسمح للبناء التدرجات الرائحة مع هندستها مستقر وتحت السيطرة. باختصار نحن لتوضيح كيف يمكن استخدام هذه التدرجات للكشف عن العيوب الشمية (خشام الكامل والجزئي) ، ودراسة ملامح أكثر مكرا من السلوك الكيميائي.
مرحباً، اسمي مات لوي. أنا زميل ما بعد الدكتوراه في مختبر ليزلي سال بجامعة روكفلر. واليوم أود أن أخبركم عن التجارب التي أجريناها لدراسة الانجذاب الكيميائي لليرقات.
المشكلة التي تهمنا بسيطة إلى حد ما، وهي متمثلة هنا في هذا الإعداد؛ حيث قمت للتو بنقل مجموعة من يرقات Joseph إلى سطح هذه الأجار.
تعتبر هذه البيئة عدائية إلى حد ما، وهذه الكائنات تقترب من حالة التجويع. ستحتاج هذه الحيوانات بطريقة ما إلى إيجاد طريقها إلى أقرب مصدر للغذاء، وهنا توجد بعض الموز الذي ينبعث منه رائحة ستجذب اليرقات. إن هذه البيئة ليست مثالية لدراسة سلوك الانجذاب الكيميائي، لذا سيكون التحسين الأول هو استبدال الموز بمادة كيميائية.
هذه المادة الكيميائية هي iso acetate، وهي إحدى النكهات السائدة في الموز. لذا، فإن هذه هي نكهتنا الاصطناعية، ومن خلال استخدامها، نتمكن من تحقيق تحكم أفضل بكثير في التحفيز الشمي. والتحسين التالي يتمثل في استخدام بيئة مغلقة ومحاولة منع التقلبات في التوزيع الآخر بهذه الطريقة.
إليك الاختبار الذي استُخدم في المختبر لفترة طويلة. هذا طبق بتري يحتوي على سطح من الآجار في القاع. يعد الآجار مثاليًا لدراسة الانجذاب الكيميائي لليرقات لأنه يحافظ على رطوبتها.
على جانبي الطبق، ستجد غطاءً آخر مصنوعًا من التيفلون، وما سنفعله الآن هو وضع خلات الإيزاميل على أحد الجانبين وعدم وضع أي مادة على الجانب الآخر. بمجرد القيام بذلك، تكمن الفكرة في إغلاق طبق بتري، والانتظار لفترة وجيزة حتى ينتشر التيفلون، ثم فتح الطبق بعد ذلك. نضع حيواناً هنا، ونتركه يتحرك لفترة زمنية محددة.
يعتمد هذا المقايسة على افتراض أنه من خلال وضع theodor على جانب واحد من الطبق، يتكون تدرج يتشكل بسرعة كبيرة ويظل مستقراً طوال فترة الاختبار. وتكمن المشكلة الرئيسية الآن في أنه لم يثبت أحد من قبل وجود هذا التدرج داخل الطبق؛ إذ من المحتمل جداً أنه بعد إضافة theodor بفترة وجيزة، يحدث توزيع متجانس لـ theodor في الطبق بحيث يكون التدرج ضئيلاً للغاية، أو قد يتطلب الأمر عدة دقائق حتى يتشكل هذا التدرج.
سيعتمد هذا بالطبع بشكل أساسي على الضغط البخاري للمادة المستخدمة. أما المسألة الثانية فتتعلق بما يتم قياسه كمياً خلال التجربة. تخيل أن حيواناً يبدأ من هنا، عند العلامة X، وبعد ثلاث دقائق يتم العثور عليه عند هذه اللوحة الطرفية، العلامة X الحمراء. وهنا يوجد نهجان ممكنان.
أحد الخيارات المتاحة هو تسجيل الموضع النهائي للحيوان فقط بعد فترة زمنية محددة، ثلاث أو خمس دقائق. وفي هذه الحالة، ستكون المعلومات الوحيدة التي يتم التقاطها هي موضع البداية والنهاية، ولكننا نؤمن بأن الحصول على دقة جيدة فيما يتعلق بسلوك الحيوان بمرور الوقت أمر بالغ الأهمية. فعلى سبيل المثال، قد يكون الحيوان قد بالكاد تحرك من موضع البداية إلى الموضع النهائي كما هو موضح هنا، أو قد يكون قد زار المنطقة المحيطة بـ theodor لجزء كبير من الوقت ثم عاد إليها قبل نهاية التجربة.
إن الاستنتاج الذي يمكننا استخلاصه من هاتين الحالتين مختلف تماماً؛ ففي حالة منهما، قد لا يكون الحيوان قد استجاب للمحفز، بينما في الحالة الأخرى، يكون قد استجاب بالتأكيد. وهناك تحسينان نسعى لتحقيقهما: أولاً، التحكم في شكل واستقرار التدرج الآخر في الساحة.
ثانياً، تتبع سلوك الحيوان في الوقت الفعلي واحتفظ بكل هذه المعلومات. في التسلسل التالي، ستعرض لك سيلفيا كيفية تحضير التخفيف المتسلسل. اسمي إس تي.
أنا مساعد باحث في مختبر VAs وأعمل لصالح Material lui. سأوضح لكم اليوم كيفية تحضير المواد لنظام الغرفة الذي نستخدمه لتتبع الحيوانات. تكمن المشكلة الأساسية في نظام الغرفة الخاص بنا في أننا نستخدم رائحة منتشرة في الهواء.
وهذا يعني أنه على سبيل المثال، إذا كانت أطباق agarose التي نستخدمها غير مستوية، فقد تظهر تقلبات في التركيز بين التجارب، مما سيؤدي إلى إدخال ضوضاء في النظام. لذا سأعرض لكم وأقدم لكم بعض النصائح الصغيرة لمحاولة تقليل الضوضاء في النظام. وتتمثل المواد اللازمة لتحضير تخفيف الرائحة في وعاء زجاجي، ويفضل أن يكون من الزجاج المعتم في حالة استخدام روائح تتفاعل مع الضوء، مع كمية محددة (aliquot) من الرائحة التي تهتم بدراستها.
ماصات زجاجية لتحضير هذه الحصة المحددة ووسيلة مساعدة ميكانيكية مناسبة للماصة. ثم رؤوس ماصات مغلفة بزيت البارافين، وماصة ميكانيكية قياسية، وقوارير صغيرة للتخفيف. ومرة أخرى، يجب أن تكون هذه القوارير زجاجية ويفضل أن تكون معتمة، ثم ميزان لإجراء قياسات دقيقة وتقليل التباين بين التجارب.
نظراً لأن الروائح متطايرة للغاية وبعضها سام، يتم تنفيذ هذه الخطوات داخل خزانة استخلاص من الغازات (hood). وتتمثل الخطوة الأولى لتحضير تخفيف الرائحة في تقسيم الرائحة المراد تخفيفها إلى حصص (aliquot). ولتحضير تخفيفات دقيقة وتقليل التباين بين التجارب، من الضروري وزن كل شيء.
ابدأ أولاً بالتوسيم، حيث سنقوم بتحضير تركيز 1 M من بوتيرات الإيثيل. أولاً، قم بتجهيز زيت البارافين. يتميز زيت البارافين بلزوجة عالية، لذا من المهم محاولة غمس طرف الماصة في زيت البارافين بأقل قدر ممكن، بما يكفي فقط لسحب زيت البارافين دون تكوين أي فقاعات.
بعد ذلك، يفضل مسح زيت البارافين الزائد عن جانب الزجاجة. ومرة أخرى، نظرًا لأن زيت البارافين لزج، فمن المهم جدًا صبه ببطء في القارورة. وبمجرد سحب زيت البارافين بالماصة ووضعه في الزجاجة، لا تتخلص من رأس الماصة على الفور لأن المزيد من الزيت سيتجمع في قاع الرأس.
يُفضل إعداد ورقة حسابات قبل البدء في عملية التخفيف، تحدد فيها مسبقاً حجم زيت البارافين الذي ستضيفه ووزنه، وتفعل الشيء نفسه بالنسبة للمادة العطرية ووزنها أيضاً. بهذه الطريقة، يمكنك التحقق باستخدام الميزان من توفر كامل كمية زيت البارافين والمادة العطرية المطلوبة. وإذا لزم الأمر، قم بسكب المزيد من زيت البارافين وإعادة القياس حتى تصل إلى الوزن الصحيح.
بمجرد الحصول على الوزن الصحيح لزيت المادة الحاملة، كل ما عليك فعله هو إضافة المادة العطرية باتباع المبادئ نفسها. حسنًا، سأوضح هنا كيفية تحضير اليرقات لعملية التتبع.
عادةً ما نستخدم اليرقات التي يبلغ عمرها ستة أيام. نقوم بذلك لأنها تكون كبيرة بما يكفي ليلتقطها برنامجنا بسهولة، كما أنها تظل نشطة للغاية؛ ولمعرفة ما إذا كانت اليرقات قد تجاوزت العمر المناسب للاستخدام في التتبع، يكفي التحقق مما إذا كانت هناك يرقات تتسلق الجدران. فإذا كانت هناك يرقات تتسلق الجدار، فهذا يعني أنها أصبحت كبيرة جداً في السن ولن تكون نشطة بشكل ملحوظ.
تتمثل الخطوة الأولى في تحضير اليرقات في غمرها في محلول sucrose بنسبة 15%. والسبب في استخدام sucrose بنسبة 15% هو أن اليرقات ستطفو في هذا المحلول، بينما يذوب الطعام جزئياً فيه أو يترسب في القاع. قم بسكب كمية كافية من sucrose بحيث تترك مسافة تقل قليلاً عن بوصة واحدة من أعلى الزجاجة أو القارورة.
بعد ذلك، استعن بملعقة مسطحة (spatula). ستلاحظ بالفعل صعود اليرقات إلى السطح، لذا قم بالتحريك بلطف داخل الغذاء لإخراج أي حيوانات غارقة فيه، ثم حرك الخليط قليلاً لفصلها عن الغذاء، واتركها لبضع دقائق. وبمجرد انفصال الغذاء واليرقات بشكل كافٍ، خذ طبق بتري مجهزاً بملصق واسكب المحتويات في الجزء الأعمق منه.
احتفظ بغطاء طبق بتري، حيث ستقوم بملئه بالماء واستخدامه كوعاء لليرقات التي تم تتبعها، لتمكينك من تمييز اليرقات التي تم تتبعها عن تلك التي لم يتم تتبعها. الآن وبعد أن سكبت اليرقات في طبق بتري، يجب الانتظار لمدة 30 دقيقة لتتكيف اليرقات مع السكروز وتصل إلى حالة من التجويع. وهذا يعني أنها ستظهر سلوكاً أفضل في إعدادات التتبع خلال فترة الـ 30 دقيقة التي تتكيف خلالها اليرقات.
تعد مرحلة السكروز وقتاً مناسباً لتجهيز الأطباق لعملية التتبع. هذه هي أغطية أطباق ذات 96 بئراً، ويمكن شراؤها بشكل منفصل، وهذا محلول agarose بتركيز 3% تم تسخينه مسبقاً.
نستخدم تركيز 3% لأنه يمنع اليرقات من الحفر، ولكنه في الوقت ذاته كثيف بما يكفي لتمكينها من السير فوقه والبقاء رطبة على سطح كل طبق. قم بسحب 25 مل من الأجار باستخدام الماصة، ومن المهم محاولة تجنب تكوين فقاعات كبيرة في الهلام.
ومن المهم أيضاً وضع الأطباق على سطح مستوٍ، وإلا فقد تظهر الهلامات مائلة، مما قد يؤثر على سلوك اليرقات. بعد أن يتماسك الهلام، نقوم بتكديس الأغطية وتغليفها بغلاف البلاستيك الشفاف (soran wrap) لمنع جفافها. ومن شأن ذلك أن يحافظ عليها في حالة جيدة للمتابعة لعدة أيام.
في هذا التسلسل، سأعرض لكم مقايستنا السلوكية، والتي تختلف قليلاً عن مقايسة أطباق بيتري التي حدثتكم عنها سابقاً. ستحتاجون إلى أغطية لأطباق ذات 96 بئراً، بالإضافة إلى تلك التي تحتوي على طبقة الآغار. تتكون المقايسات من ثلاثة أغطية يتم تكديسها فوق بعضها البعض.
لا تحتوي الطبقة الأولى على شيء، فهي فارغة وتُستخدم فقط لعزل النظام عن السطح الذي يرتكز عليه. وتحتوي الطبقة الثانية على سطح دييجو أغرو (Diego agro surface). هنا سيتم وضع الحيوانات على السطح، وكما سأوضح لكم تالياً، نقوم بإدخال ثيودور في الطبق.
من المهم استخدام غطاء جديد ونظيف في كل مرة تقوم فيها بتحميل theodor. وذلك لمنع حدوث أي تلوث من تجربة إلى أخرى. ستحتاج أيضاً إلى تخفيف آخر.
عادةً ما لا نستخدم صبغة لتحميل الـ theodor، ولكنني سأستخدمها هنا لأغراض التوضيح. هذا تركيز عالٍ من الـ theodor، بينما هذا الآخر مخفف جداً، وسيكون هدفي هو إنشاء تدرج على طول خط.
قُل هذه العبارة، فنحن نريد أن يزداد التركيز من اليسار إلى اليمين. ولتحقيق ذلك، سأستخدم عدة قطرات مرتبة في حلقة التكثيف بتركيزات متزايدة. سأبدأ بأعلى تركيز، والذي سيتم وضعه عند الطرف.
من المهم توزيعها في الحلقة. الآن أنتقل إلى التركيز التالي، والذي تم تخفيفه بمقدار الضعف مقارنة بالتركيز الأول، وأضعه في هذه الحلقة. وهكذا، أصبح لدي ست قطرات.
يحتوي الأنبوب الأول على تركيز مقداره 1 مثلاً. والثاني على تركيز 0.5، وهو نصف تركيز الأول. والثالث على تركيز 0.25، وهكذا دواليك.
لذا، لدينا متسلسلة هندسية على طول الخط. تتمثل الخطوة التالية في قلب هذا الغطاء على سطح AAL، وحينها وبفعل التوتر السطحي، تظل جميع القطيرات معلقة في الجزء العلوي من الغطاء. لقد ابتكرنا تقنية تعتمد على مطيافية الأشعة تحت الحمراء لقياس جميع التركيزات في الطبقة.
من خلال تطبيق هذه التقنية، تمكنا من إظهار أنه في حالة وجود سلسلة هندسية على طول خط المادة المسببة للرائحة هنا، فإننا نحصل في النهاية على تركيز من المادة المسببة للرائحة على طول المسافة يزداد بشكل أسي كما هو موضح هنا، وعلى طول عرض اللوح، يكون لدينا مخطط وصل إلى ذروته مباشرة تحت خط المادة المسببة للرائحة. إليكم كيف يبدو الشكل الهندسي الفعلي للتدرج.
إذا نظرنا إلى تركيز الثيودور في الهواء، فإن الأمر الإيجابي هو أننا استطعنا إثبات أن هندسة التدرج مستقرة لمدة 15 دقيقة على الأقل. وعند وضع الغطاء العلوي، ننتظر لمدة 30 ثانية للسماح بتكون التدرج، ثم نضع الحيوان في الساحة.
يتم إدخال الحيوان تحت خط الطرف الآخر بين الموضعين الثالث والرابع، ونستخدم دبوساً صغيراً لنقل اليرقات من محلول السكروز إلى سطح الآجار. وتتم عملية النقل عن طريق التقاط اليرقة حول رأس المسمار. نفتح الغطاء بسرعة، ثم توضع اليرقة على سطح الآجار.
ثم نقوم بإغلاق الغطاء. من المهم تقليل الوقت الذي يظل فيه الغطاء مفتوحاً. بعد ذلك، تقوم بتسجيل حركة الحيوان لمدة ثلاث أو خمس دقائق.
يتم إجراء التسجيل الفعلي. باستخدام إعداد التتبع هذا، لدينا كاميرا متصلة بجهاز كمبيوتر. برنامج تتبع الصور الذي نستخدمه هو Aton vision من Nordis لجمع المعلومات حول حركة الحيوان وتخزينها في ملف رقمي.
سنبدأ الآن التجربة السلوكية. لدينا الغطاء المزود بطبقة aro، ولدينا التخفيفات.
يعلق دييغو عند الغطاء الأول. قبل تحميل الثيودور، من المهم رج كل أنبوبة باستخدام جهاز الرج الميكانيكي (vortex). نستخدم التخفيفات الخاصة بنا، بحيث تكون الأقل تركيزاً على اليسار والأعلى تركيزاً هنا على اليمين.
سيتم وضع القطرات الست جميعاً على الطبق في الوقت ذاته. ولتجنب فقدان الرائحة، سنستخدم هنا ماصة متعددة القنوات، حيث يتم سحب 10 µL من الرائحة من كل عينة تخفيف، ومن ثم يتم تحميل الرائحة في آن واحد. وبعد التحميل، يتم قلب الغطاء الآن على سطح Agarose.
لقد تم إنشاء التدرج في الطبق على مدار الثلاثين ثانية الماضية كما أوضحت لك سابقاً. والآن سأقوم بوضع الحيوان على سطح دييغو. وبمجرد وضع الحيوان، سأبدأ في التسجيل.
الحيوان موجود هنا ويتم تتبع حركته الآن. وكما تلاحظون، فإن الحيوان يتتبع خط المادة العطرية ويتجه نحو نقطة التركيز الأعلى في التدرج. تذكر أن التركيز يزداد من اليسار إلى اليمين بشكل أسي.
كما تلاحظون، يتم تصحيح اتجاه الحركة باستمرار. وبالنسبة للمحفز، فقد وصل الحيوان الآن إلى نقطة التركيز الأعلى في التدرج، ونقوم بإزالته من الطبق. يتم نقل الحيوان إلى طبق آخر للتأكد من عدم تتبع الفرد نفسه مرتين بشكل مباشر.
بعد تقديم يرقة جديدة وبدء تسجيل جديد، نتبع القواعد التالية في عملية التتبع. نتوقف عن التتبع بمجرد وصول الحيوان إلى الصف ذي التركيز الأعلى في الطبق، والذي يتوافق مع هذا الصف هنا. كما يتم قطع التتبع إذا اصطدم الحيوان بالجدار، وذلك لتجنب حدوث أي تداخل.
كان السؤال الأول الذي تناولناه بسيطاً للغاية. ما أردنا معرفته هو ما إذا كان الحيوان قادراً على شم رائحة معينة عند تركيز محدد أم لا. ولإجراء هذا الاختبار، ما نقوم به عادةً هو استخدام مصدر واحد للرائحة بدلاً من استخدام عدة مصادر.
يتيح لك هذا الحصول على درجة واحدة من الحرية في تغيير التركيز في قطرة Theodor النهائية. لذا، هنا على سبيل المثال، لديك قطرة ذات تركيز عالٍ، وهنا لديك قطرة ذات تركيز منخفض. ما نقوم به عادةً هو وضع الحيوان على سطح دييغو مباشرة تحت قطرة Theodor ومعرفة ما إذا كان الحيوان قادراً على اكتشاف وجودها والبقاء في محيطها أم لا.
أود الآن الانتقال إلى استخدام أكثر تقدماً لهذا المقايسة. تخيل أن لديك قطرة واحدة من النظام وتقوم بتسجيل عدة مسارات متراكبة هنا، ولدينا ثلاثة منها. حيث يوجد فرد واحد هو الذي أنتج هذا المسار الأخضر.
لديك هذا المسار البرتقالي الذي يبدو أقل مركزية، ثم لديك هذا المسار الوردي الذي يمثل حيواناً يدور على ما يبدو حول المصدر. نعتقد أن هناك الكثير من المعلومات التي يمكن استخلاصها بشأن تفاصيل هذه المسارات. لهذا السبب، نقوم باستيراد المسار كسلسلة من المواقع في برنامج matlab، ثم نجري التحليل باستخدام matlab.
إليك المسافة إلى المصدر كدالة في الزمن على الأرجح. بالنسبة للمسارات الثلاثة التي عُرضت سابقاً، لديك المسار الأخضر، الذي يظل قريباً جداً من المصدر. ولديك المسار البرتقالي، الذي يُظهر قدراً أكبر من الضجيج بشكل ملحوظ.
ومن ثم لديك هذا المسار الأرجواني، والذي أظهر بشكل مثير للاهتمام أن الحيوان غادر المصدر ليبقى على مسافة معينة، وهو ما يتوافق على الأرجح مع تركيز كان مثالياً. هنا تظهر الرسوم التوضيحية لـ 10 مسارات لحيوانات غير قادرة على الشم. هذه حيوانات طافرة أو طفرات three B، وهي غير شامة.
وكما تلاحظون، توضح كل هذه المسارات أن الحيوانات فشلت في اكتشاف مصدر الرائحة وغادرت المكان فحسب. والآن، وفي تباين صارخ، سجلنا هنا 10 مسارات متتالية لحيوانات من نوع white tap. هذه الحيوانات قادرة بطبيعة الحال على الشم، وكما ترون، فإن جميعها تجمعت تماماً تحت مصدر الرائحة.
إن المسارات العشرين التي عُرضت للتو قد تم الحصول عليها في الواقع دون معرفة هوية الحيوانات، وهذا يثبت كفاءة وموثوقية الاختبار الخاص بنا. وعند تحديد ما إذا كانت بعض الطفرات قادرة على الشم هنا باستخدام تدرج أسي، فإننا ننشئ عدة مسارات ونرغب في تكوين تصور عن مدى قدرة الحيوانات على تتبع المحفز في الطرف الآخر.
سأعرض لكم الآن 15 مساراً تم تسجيلها بشكل منفصل، وكما تلاحظون، فإن الحيوانات تؤدي عملاً ممتازاً في تتبع المحفز الموجود عند الطرف الآخر من الخط. والآن نود المضي قدماً بإجراء تجربة ضابطة بسيطة؛ فقد يكون من المحتمل جداً أن الحيوانات في التدرج الأسي قد تتبعت الخط بسبب وجود محفز ما بغض النظر عن تركيزه، بل مجرد أن الحيوانات سارت في خط مستقيم.
ولإثبات أنها تقوم بالفعل بحساب التركيز أو شيء مرتبط بالتركيز والاستفادة منه لتوجيه حركتها، لدينا الآن هذا التصميم الهندسي، الذي يشبه سقف المنزل. يتم إدخال اليرقة هنا كالمعتاد، وما نتوقعه هو أن تتحرك على طول الخط، ثم تكتشف أن التركيز ينخفض بعد هذه النقطة فتعود إليها. لذا، أجرينا الاختبار على خمسة حيوانات.
قمنا بجمع المسارات، ونحن الآن نعرضها متراكبة على هذه الشريحة. وكما تلاحظون، بدأت الحيوانات من هنا، وتحركت على طول الخط، ثم استكشفت المنطقة المقابلة لأعلى تركيز وبقيت هناك بشكل أساسي. وهذا يشير بقوة إلى أنها قادرة على حساب التراكيز الأخرى في الوقت الفعلي باستخدام مقايسة المصدر الواحد.
لقد تمكنا من طرح سؤال رئيسي واحد: هل يستطيع حيوان ما اكتشاف رائحة ما بتركيز معين باستخدام جهاز متعدد المصادر؟ وبذلك، أصبح لدينا مرونة أكبر في تغيير شكل التدرج وتحديد ما إذا كان الحيوان قادراً على الاستفادة من هذه المعلومات أم لا.
أود توضيح هذه الفكرة من خلال إجراء تجربة بسيطة. في التدرجات التي أعددناها حتى الآن، كان لدينا شكل أسي على طول العدسة. والآن يكمن السؤال في ما إذا كنا سنقوم بتحدي الخلايا بشكل أكبر بجعل التركيز يزداد خطياً على طول العدسة، فهل ستظل قادرة على إيجاد طريقها تحت خط النهاية الآخر؟
يمثل هذا الرسم البياني نوعين من التدرج. لقد اختبرنا التدرج الأسي باللون الأرجواني والتدرج الخطي باللون الأخضر. هذا هو التدرج الخطي، وسأقوم بكتابة التركيزات المختلفة من isam acetate المخففة بـ paren oil.
هذه سلسلة حسابية. لدينا تدرج خطي سيتم إنشاؤه، وكما ترون، فإن الميل ضحل إلى حد ما مقارنة بالتدرج الأسي هنا حيث يكون تركيز الأطراف أيضاً 0.5، ولكنه يرتفع إلى 0.03. السؤال هو، هل تستطيع navi القيام بالهجرة الكيميائية عندما تواجه تدرجاً ضحلاً كهذا؟
هنا يظهر التركيز الفعلي للأسيتات المستخدم في القطرات الست للتدرج الأسي وللتدرج الخطي. وكما تلاحظون، على الرغم من أن أعلى التركيزات متساوية في كلتا الحالتين بالنسبة للتدرج الخطي، إلا أن أدنى تركيز هنا مرتفع إلى حد ما. لقد أجرينا التجربة باستخدام التدرج الخطي، وممثلة هنا 15 مساراً لحيوانات من النوع البري، ونعتقد أنه من الواضح تماماً أن هذه الحيوانات كانت قادرة على اكتشاف التدرج الخطي وتتبع هذه الإشارة على طول خط التدرج.
لذا، أعتقد أن وجهة نظرنا واضحة. وقبل أن نختتم هنا، أود أن أتحدث بإيجاز عن التوجهات المستقبلية لإعداد التتبع هذا. ورغم أن هذا النظام يسمح لكم بالقيام بالعديد من الأمور المثيرة للاهتمام، على سبيل المثال، رصد السلوك المعقد في اليرقات على مدى فترة زمنية أطول ومساحة أكبر، إلا أنه لا يخلو من بعض القيود.
على سبيل المثال، تتقيد بحجم الطبق المستخدم، مما يحد من مدة التتبع والأنماط السلوكية المعقدة التي يمكنك رصدها. لذا سيكون من المفيد تطوير نظام يكون فيه الطبق أكبر حجماً، أو لا تتقيد فيه بحدود الطبق على الإطلاق. وتتمثل مشكلة أخرى في أن البرمجيات المتاحة حالياً تجعل من الصعب تتبع أكثر من حيوان واحد في الوقت ذاته، مما يجعل من غير الممكن ملاحظة السلوكيات الجماعية في الوقت الفعلي.
هناك جانب آخر مثير للاهتمام في السلوك لا يمكننا اختباره من خلال هذا الإعداد، وهو الحركات الفعلية ثلاثية الأبعاد لليرقات في الفضاء. وأثناء تتبع الحيوانات، ستلاحظ، على سبيل المثال، أنها عندما تصل إلى قطرة من الرائحة، قد ترفع رأسها أو قد تحرك رأسها يميناً ويساراً في محاولة للكشف عن التغيرات في التركيز. قد لا يكون هذا ممكناً باستخدام إعدادنا الحالي، لذا سيكون من الجيد تطوير شيء يسمح لنا بالقيام بذلك.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
تستعرض هذه المقالة المرئية طريقة مبتكرة لإنشاء تدرجات رائحة مستقرة وقابلة للتحكم. وتسهل هذه التدرجات عملية فحص العيوب الشمية ودراسة سلوك الانجذاب الكيميائي.
تتيح هذه الطريقة تحكماً دقيقاً في هندسة تدرج المواد الشمّية، مما يعالج قصوراً رئيسياً في اختبارات السلوك الشمي. ومن خلال تثبيت ظروف التحفيز، تعمل هذه الطريقة على تحسين موثوقية الربط بين المدخلات الحسية والمخرجات السلوكية في الكائنات النموذجية. ويدعم ذلك جهود تقليل المخاطر في عمليات التحقق من الأهداف ضمن مسارات الاكتشاف في العلوم العصبية، حيث تكون الوظيفة الشمية هي القراءة المظهرية.
تتناسب هذه الطريقة مع سير عمل الاكتشاف المبكر حيث تعمل الاستجابة الشمية كوكيل نمطي ظاهري لارتباط الهدف أو تعديل المسار.