Name: designing and implementing nervous system simulations on lego robots
Uploaded: 2013-05-25T14:00:00
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हम प्रोग्रामिंग और पांडुलिपि सुझाव के लिए डॉ. क्रिस रोजर्स (टफ्ट्स विश्वविद्यालय) धन्यवाद. हम वीडियो उत्पादन समर्थन के लिए एलेक्स Giuliano और डेबोरा ली धन्यवाद. अनुदान एक NSF ग्रेजुएट रिसर्च फैलोशिप और सिंथेटिक जीव विज्ञान में एक ONR मूरी द्वारा प्रदान की.

1. रोबोट आदर्श बिल्डिंग <ol><li> अच्छी तरह neuroethological साहित्य में प्रतिनिधित्व किया है कि अध्ययन करने के लिए एक मॉडल जीव चुनें. उनके अपेक्षाकृत सरल नर्वस सिस्टम अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है और मुख्य रूप से सह?...

<ol>
	<li>Braitenberg, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Taxis,+kinesis+and+decussation.">Taxis, kinesis and decussation.</a> Prog. in Brain Res. 17, 210-222 (1965).</li><li>Schregardus, D. S., Pieneman, A. W., Ter Maat, A., Jansen, R. F., Brouwer, F., Gahr, M. 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Biorobotic तंत्रिका तंत्र अनुकरण प्रयोगों का आरंभ करते हैं, का पालन करने के लिए कुछ महत्वपूर्ण दिशानिर्देश हैं. सही मॉडल जीव का चयन महत्वपूर्ण है: प्राप्त करने और बनाए रखने के लिए आसान है कि एक जीव लेने. वे आम त...

पिछले 100 वर्षों में neurophysiological जांच काफी तंत्रिका तंत्र की संरचना और समारोह के हमारे ज्ञान चौड़ी है. लेकिन, आज तक तंत्रिका तंत्र अनुसंधान के बहुमत पृथक तैयारी या रोका विषयों के प्रयोग पर भरोसा है. स्वतंत्र रूप से जानवरों को 2-5 बर्ताव से तंत्रिका गतिविधि रिकॉर्ड करने के लिए कई सफल प्रयास किया गया है, वहीं biorobotic दृष्टिकोण सिस्टम स्तर तंत्रिका विज्ञान परिकल्पना 6 का परीक्षण करने के क्रम में तंत्रिका तंत्र में गड़बड़ी के लिए अनुमति देने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण प्रदान करता है. रोबोट पर काम कर नकली नर्वस सिस्टम प्रयोगात्मक छेड़छाड़ और भौतिक दुनिया के लिए सॉफ्टवेयर मॉडलिंग के विस्तार के लिए अनुमति देने के किया जा सकता है. यह दृष्टिकोण अच्छी तरह अकादमिक दुनिया 7,8 में लागू किया गया है, लेकिन परिकल्पना के परीक्षण के लिए एक biomimetic रोबोट के निर्माण की प्रक्रिया महंगी और समय लग सकता है. हम एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध रोबोटिक्स कश्मीर का उपयोग कर biorobotic दृष्टिकोण निष्पादित करने के लिए एक विधि प्रस्तुतयह (लेगो Mindstorms NXT 2.0). इस पद्धति का लक्ष्य रोबोट 9 या जैव संकर 10 सन्निहित तंत्रिका नेटवर्क सिमुलेशन पर सिस्टम स्तर तंत्रिका विज्ञान परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए एक तेजी से और कारगर तरीका प्रदान करना है. परिकल्पना से प्रयोग करने की प्रक्रिया में तेजी अनुसंधान उत्पादकता में सुधार. सरल लेगो Mindstorms मंच हम एक मॉडल जीव के रूप में अमेरिकी झींगा (Homarus americanus) का उपयोग कर प्रदर्शित जो biomimetic सेंसर और तंत्रिका नेटवर्क के लिए एक परीक्षण बिस्तर प्रदान करता है. विधि को भी छात्रों को अपने ही रोबोट 11 के लिए डिजाइन और नर्वस सिस्टम में हेरफेर कर सकते हैं के रूप में कक्षा में शैक्षिक उपकरण के हाथों पर एक शक्तिशाली प्रदान करता है.

designing and implementing nervous system simulations on lego robots

हम सिस्टम स्तर तंत्रिका विज्ञान परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध लेगो Mindstorms NXT रोबोटिक्स मंच का उपयोग करने के लिए एक तरीका मौजूद है. विधि के पहले कदम के लिए एक उपयुक्त मॉडल जीव के विशिष्ट कर्मकर्त्ता व्यवहार का एक तंत्रिका तंत्र अनुकरण विकसित करना है, यहाँ हम अमेरिकी झींगा का उपयोग करें. (पार) तंत्रिका कनेक्शन decussating द्वारा मध्यस्थता Exteroceptive सजगता Braitenberg द्वारा वर्णित और NXT के मंच का उपयोग कर जांच के लिए विशेष रूप से अच्छी तरह से अनुकूल हैं के रूप में की ओर या दूर एक प्रोत्साहन से एक जानवर की टैक्सियों की व्याख्या कर सकते हैं. 1 तंत्रिका तंत्र अनुकरण लेगो पर LabVIEW सॉफ्टवेयर का उपयोग कर क्रमादेशित है Mindstorms मंच. तंत्रिका तंत्र ठीक से देखते है एक बार, व्यवहार प्रयोगों रोबोट पर और समान पर्यावरणीय परिस्थितियों में पशु पर चलाए जा रहे हैं. नमूनों द्वारा अनुभवी संवेदी परिवेश को नियंत्रित करके, व्यवहार outputs में अंतर देखा जा सकता है. इन मतभेदों को विशिष्ट deficienc के लिए बात कर सकते हैंऔर तंत्रिका तंत्र के मॉडल में एँ अध्ययन के तहत विशेष व्यवहार के लिए मॉडल की यात्रा को सूचित करने के लिए काम करते हैं. इस विधि इलेक्ट्रॉनिक नर्वस सिस्टम की प्रयोगात्मक हेरफेर के लिए अनुमति देता है और विशेष रूप से सरल सहज कर्मकर्त्ता व्यवहार की neurophysiological आधार के बारे में तंत्रिका विज्ञान परिकल्पना का पता लगाने के तरीके के रूप में कार्य करता है. लेगो Mindstorms NXT किट प्रारंभिक biomimetic रोबोट नियंत्रण योजनाओं का परीक्षण करने के लिए, जिस पर एक किफायती और कुशल मंच प्रदान करता है. दृष्टिकोण को भी अच्छी तरह से एक के लिए नींव के रूप में सेवा करने के लिए हाथ पर पूछताछ आधारित biorobotics पाठ्यक्रम उच्च विद्यालय के कक्षा के लिए अनुकूल है.

इसके तंत्रिका तंत्र में एक समुद्री झींगा के पंजे से जानकारी एक उपन्यास वातावरण में बाधा बातचीत मध्यस्थता. चित्रा 1 एक लेगो रोबोट (चित्रा 1 ए) और परीक्षण के क्षेत्र में एक समुद्री झींगा (च?...

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Designing and Implementing Nervous System Simulations on LEGO Robots

लेगो Mindstorms रोबोटिक्स मंच पर तंत्रिका नेटवर्क मॉडलिंग के लिए एक दृष्टिकोण प्रस्तुत किया है. विधि अकशेरुकी तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान प्रयोगशाला दोनों में अनुसंधान और कक्षा के लिए एक सिमुलेशन उपकरण प्रदान करता है. इस तकनीक biomimetic रोबोट नियंत्रण सिद्धांतों की जांच में सक्षम बनाता है.

लेगो रोबोट पर तंत्रिका तंत्र सिमुलेशन डिजाइन और कार्यान्वयन

We present a method to use the commercially available LEGO Mindstorms NXT robotics platform to test systems level neuroscience hypotheses. The first step ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Visualization of the Embryonic Nervous System in Whole-mount Drosophila Embryos

Visualization of the Embryonic Nervous System in Whole-mount Drosophila Embryos

साबुत माउंट में भ्रूण तंत्रिका तंत्र के विज़ुअलाइज़ेशन ड्रोसोफिला भ्रूण

The Drosophila embryo is an attractive model system for investigating the cellular and molecular basis of neuronal development. Here we describe the ...

Production of Lentiviral Vectors for Transducing Cells from the Central Nervous System

केन्द्रीय तंत्रिका तंत्र से Transducing कक्ष के लिए lentiviral वैक्टर का उत्पादन

Efficient gene delivery in the central nervous system (CNS) is important in studying gene functions, modeling neurological diseases and developing ...

Labeling of Single Cells in the Central Nervous System of Drosophila melanogaster

Labeling of Single Cells in the Central Nervous System of Drosophila melanogaster

केन्द्रीय तंत्रिका तंत्र में एकल कक्षों के लेबल<em&gt; ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर</em

In this  article we describe how to individually label neurons in the embryonic CNS of Drosophila melanogaster by juxtacellular injection of the ...

An Injury Paradigm to Investigate Central Nervous System Repair in Drosophila

An Injury Paradigm to Investigate Central Nervous System Repair in Drosophila

एक चोट की जांच केंद्रीय तंत्रिका तंत्र मरम्मत प्रतिमान<em&gt; ड्रोसोफिला</em

An experimental method has been developed to investigate the cellular responses to central nervous system (CNS) injury using the fruit-fly Drosophila. ...

Neural Circuit Recording from an Intact Cockroach Nervous System

तंत्रिका सर्किट रिकॉर्डिंग एक अक्षुण्ण तिलचट्टा तंत्रिका तंत्र से

The cockroach ventral nerve cord preparation is a tractable system for neuroethology experiments, neural network modeling, and testing the physiological ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

कृंतक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विवो optogenetic उत्तेजना में

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

Using Insect Electroantennogram Sensors on Autonomous Robots for Olfactory Searches

घ्राण खोजों के लिए स्वायत्त रोबोटों पर कीट Electroantennogram सेंसर का उपयोग

Robots designed to track chemical leaks in hazardous industrial facilities1 or explosive traces in landmine fields2 face the same problem as insects ...

In Situ Ca2+ Imaging of the Enteric Nervous System

In Situ Ca2+ Imaging of the Enteric Nervous System

आंतों का तंत्रिका तंत्र की स्वस्थानी सीए 2 + इमेजिंग में

Reflex behaviors of the intestine are controlled by the enteric nervous system (ENS). The ENS is an integrative network of neurons and glia in two ...

Optical Clearing of the Mouse Central Nervous System Using Passive CLARITY

माउस केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के ऑप्टिकल क्लियरिंग निष्क्रिय स्पष्टता का उपयोग

Traditionally, tissue visualization has required that the tissue of interest be serially sectioned and imaged, subjecting each tissue section to unique ...

Generation of 3-D Collagen-based Hydrogels to Analyze Axonal Growth and Behavior During Nervous System Development

3-डी कोलेजन आधारित hydrogels की पीढ़ी तंत्रिका तंत्र के विकास के दौरान Axonal विकास और व्यवहार का विश्लेषण करने के लिए

This protocol uses natural type I collagen to generate three-dimensional (3-D) hydrogel for monitoring and analyzing the axonal growth. The protocol is ...