単一細胞のレベルで慣れを研究することは、複雑な神経回路に依存しない学習パラダイムを特徴付けるのに役立ち、知能の起源を理解するのに役立ちます。この技術により、細胞に供給される機械的刺激の力と頻度を自動コンピュータ制御下で変化させることができるため、入力配列の多様性が大幅に増加します。これらの方法を使用して細胞の慣れを研究することは、ADHDやトゥレット症候群など、慣れが損なわれている状態についてさらに学ぶのに役立ちます。
まず、ドライバーボードのAというラベルの付いた2本のワイヤーをモーターの青と赤のワイヤーに接続して、モータードライバーをモーターに接続します。次に、ドライバーボードからのBというラベルの付いた2本のワイヤーをモーターの緑と黒のワイヤーに接続します。LEDを正しい極性で接続するように特別な注意を払ってブレッドボード回路を構築した後、ドライバボードから白いブレッドボードの上部レールにVCCを接続します。
そして、ドライバーボードからブレッドボードのボトムレールまでの地面。次に、ブレッドボードのグランドをマイコンボードのグランドピンに接続します。次に、緑色のLED、赤色のLED、スイッチ、ボタンのワイヤをそれぞれマイクロコントローラボードのデジタルピン8、9、10、および11に接続します。
マイクロコントローラボードのデジタルピン2と3をドライバボードのワイヤ、ステップ、および方向に接続します。次に、ピン4をMS1に、ピン5をMS2に、ピン6をMS3に、ピン7を接続して有効にします。ドライバボードに電力を供給するには、12ボルトの電源を、2本の赤い線でモータードライバボードに接続された黒緑色のアダプタプラグに差し込みます。
制御プログラムをマイクロコントローラボードにダウンロードします。USBケーブルを使用して、マイクロコントローラボードをコンピュータに接続し、コンピュータはマイクロコントローラボードの電源としても機能します。ステンターを入手した後、プレートに3ミリリットルの0.01%ポリオルニチン溶液を加えて35ミリメートルプレートをコーティングし、一晩放置します。
プレートを超純水で2回、低温殺菌された湧き水で1回洗浄します。次に、3.5ミリリットルの低温殺菌された湧き水を35ミリメートルのプレートに追加します。最初の井戸に3ミリリットルの低温殺菌湧き水を加え、2番目と3番目の井戸に5ミリリットルを加えます。
P1000ピペットを使用して、培養皿から6ウェルプレートの最初のウェルに2ミリリットルのステントールを加えます。実体顕微鏡で個々のステントーを識別し、P20ピペットを使用して100個のステントーターを最初のウェルから2番目のウェルに移します。同様に、以前に実証したように実体顕微鏡で個々のステントを同定した後、P20ピペットを使用して100個のステントールを第2のウェルから第3のウェルに移す。
次に、P200ピペットを使用して、6ウェルプレートの3番目のウェルから35ミリメートルプレートに、最終容量が4ミリリットルになるように、総容量500マイクロリットルの100ステントを移します。白い紙を馴化装置の金属定規にテープで留め、紙の左端が電機子に最も近い定規の端から2センチメートル離れていることを確認します。両面テープを使用して、35ミリメートルのプレートの下部を、慣れ装置の定規の上にある2 x 2インチの紙の中央に接着します。
蓋を閉めた状態で、35ミリメートルのプレートを馴化装置に少なくとも2時間置いたままにします。USB顕微鏡カメラをステンターの35ミリメートルプレートの真上に置きます。ウェブカメラレコーダーアプリケーションをインストールするには、ウェブカメラレコーダーアプリを開き、ドロップダウンメニューからUSB顕微鏡を選択します。
USB顕微鏡カメラのフォーカスを調整して、セルがはっきりと見えるようにし、カメラの位置を調整して、視野内のセル数を最大化します。マイクロコントローラボードのシリアルモニタを開いた後、行末なしを選択し、9, 600ボーに設定します。マイクロコントローラボードプログラムのLコマンドを使用して、アーマチュアが定規にほとんど触れなくなるまで下げ、Rコマンドを使用して、必要に応じてアームを上げて正確な位置を調整します。
Iコマンドを使用して、慣れデバイスの自動モードを初期化します。ステップサイズとパルス間の時間をコマンドラインに分単位で入力します。赤い録画ボタンを押して、ウェブカメラレコーダーアプリを使用してビデオの撮影を開始します。
次に、馴化装置のスイッチを入れて、最初の自動機械的パルス配信で実験を開始します。最初の機械的パルスがビデオに表示される直前に、一時停止して、35ミリメートルのプレートの下部に固定され、細長いトランペットのような形状に伸びているステントーターの数を数えます。同様に、最初のパルスの後、プレートの底に固定され、ボールのような形に収縮しているステントーターの数を数えます。
2番目のカウントを最初のカウントで割って、実験のすべての機械的パルスに対して手順を繰り返しながら、機械的刺激に応答して収縮したステントーの割合を決定します。ステントーの収縮確率をモニターし、1時間かけて徐々に低下していくことを実証した。毎分1タップの頻度でレベル4の機械的パルスを受信した後、慣れを示します。
機械的パルス送達の力または周波数を変更すると、ステントの慣れダイナミクスが変化する可能性があります。1分間に1タップのレベル2パルスセットの周波数を使用している間は、1時間にわたる慣れを防ぎます。機械的刺激の力と周波数を変えることによって、さまざまな種類の慣れダイナミクスを研究することができます。
これは、感作など、さまざまな種類の学習を探求する機会です。私たちの方法から収集された単一細胞学習に関する定量的な洞察は、多細胞組織内の細胞を再プログラミングするための他の道を刺激する可能性があります。病気と戦うためのもう一つの潜在的な方法。
