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.
