Name: establishing an octopus ecosystem for biomedical and bioengineering research
Uploaded: 2021-09-22T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Establishing an Octopus Ecosystem for Biomedical and Bioengineering Research at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par NIH UF1NS115817 (G.P.). G.P. est partiellement soutenu par les subventions des NIH R01NS072171 et R01NS098231. Nous tenons à remercier Patrick Zakrzewki et Mohammed Farhoud d’Emit Imaging pour leur aide et leur soutien dans la collecte et la visualisation des données sur la plate-forme xerra Imaging. MSU a un accord de recherche avec Bruker Biospin.

Toutes les études sur les animaux ont été approuvées par l’Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) de la Michigan State University.
1. Installation de l’équipement du réservoir Octopus
<ol><li>Tout d’abord, obtenez tous les matériaux non biologiques pour un aquarium qui seront incorporés dans le système environnemental marin, comme indiqué dans le tableau des matériaux. Les tailles sont fournies en pouces.</li>
	<li>Lavez toutes les pièces des t...

Configuration du système : L’écosystème de l’aquarium a été développé de manière à ce que des méthodes mécaniques et biologiques de filtrage et d’oxygénation de l’eau soient utilisées. Les éléments filtrants du système utilisent des filtres à chaussettes, des écumeurs de protéines et un nettoyage régulier pour maintenir les niveaux d’azote et d’oxygène. Plus important encore, nous comptons également sur les micro-organismes marins pour consommer les composés azotés ...

Les nouveaux concepts de la recherche biomédicale et du génie biomédical sont souvent inspirés par l’identification de stratégies spécifiques que les espèces biologiques possèdent pour faire face aux conditions et aux défis environnementaux et physiologiques. Par exemple, la compréhension des propriétés de fluorescence chez les lucioles a conduit à la mise au point de nouveaux capteurs fluorescents capables de signaler l’activité cellulaire dans d’autres organismes modèles1; l’identification des canaux ioniques activés par la lumière dans les algues a conduit au développement d’une neuromodulation cellulaire et temporelle spécifique basée sur la lumière2,3,4,5; la découverte de protéines chez le poisson-chat en verre qui naviguent en fonction du champ magnétique terrestre a conduit au développement de la neuromodulation magnétique6,7,8,9,10,11; la compréhension du réflexe de siphon dans l’aplysie a joué un rôle déterminant dans la compréhension de la base cellulaire du comportement12,13,14.
Les chercheurs continuent de développer la boîte à outils actuelle de la bio-ingénierie et de la phylogénétique en tirant parti des forces uniques et des nouvelles perspectives sur les fonctions physiologiques des espèces de laboratoire non conventionnelles. Les organismes fédéraux commencent à soutenir ces lignes d’études en finançant de nouveaux travaux réalisés sur diverses espèces.
Un genre d’animaux avec une anatomie et des capacités de régénération uniques ainsi que le contrôle adaptatif de chacun de ses bras, des biologistes et des ingénieurs fascinants, et captivant des publics de toutes les parties de la société est le Octopus17. En effet, de nombreux aspects de la physiologie et du comportement de la pieuvre ont été étudiés au cours des dernières décennies15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 . Cependant, les développements récents en biologie moléculaire et évolutive, en robotique, en enregistrement de mouvement, en imagerie, en apprentissage automatique et en électrophysiologie accélèrent les découvertes liées à la physiologie et au comportement des pieuvres et les traduisent en stratégies innovantes de bio-ingénierie27,28,29,30,31,32,33,34,35 ,36,37,38,39.
Nous décrivons ici comment mettre en place et maintenir l’élevage de poulpes, ce qui serait intéressant et pertinent pour les scientifiques et les ingénieurs de différents horizons, intérêts scientifiques et objectifs. Néanmoins, nos résultats se concentrent sur l’application des pieuvres dans la recherche en neurosciences et en neuro-ingénierie. La pieuvre a un système nerveux très développé avec 45 millions de neurones dans le cerveau central, 180 millions de neurones dans les lobes optiques et 350 millions de neurones supplémentaires dans les huit cordons axiaux et les ganglions périphériques; en comparaison, un chien a un nombre similaire de neurones et un chat seulement la moitié de celui-ci40. Contrairement au système nerveux des vertébrés, il n’y a que 32K fibres efférentes et 140K afférentes reliant les millions de neurones du cerveau de la pieuvre aux millions de neurones de chacun des cordons axiaux de leur bras40,41,42. Ces fibres interconnectées relativement peu nombreuses suggèrent que la plupart des détails pour l’exécution des programmes moteurs sont effectués dans le cordon axial lui-même, soulignant le contrôle neuronal distribué de manière unique que possèdent les pieuvres. Les bras de la pieuvre ont un contrôle de la motricité fine extraordinaire leur permettant des compétences de manipulation telles que l’ouverture des couvercles des bocaux, même lorsqu’ils sont à l’intérieur du récipient. Cette capacité motrice préhensile très développée est unique à la classe des céphalopodes (poulpe, seiche et calmar)43.
En effet, au cours de centaines de millions d’années d’évolution, la pieuvre a développé un génome et un système physiologique remarquables et sophistiqués43,44 qui ont inspiré de nouveaux développements et progrès dans les domaines scientifiques et techniques. Par exemple, un patch adhésif résistant à l’eau basé sur la structure anatomique des ventouses de la pieuvre peut coller aux surfaces humides et sèches45; un matériau de camouflage synthétique inspiré de la peau de camouflage de la pieuvre peut transformer une surface plane en 2D en une surface tridimensionnelle avec des bosses et des fosses46. Des robots miniatures souples et autonomes (c.-à-d. des Octobots) qui, à l’avenir, pourraient servir d’outils chirurgicaux à l’intérieur du corps47; et un bras (c’est-à-dire OctoArm) attaché à un robot de type char48 ont également été développés. De nombreuses espèces de pieuvres sont utilisées dans la recherche biomédicale, par exemple Octopus vulgaris, Octopus sinensis, Octopus variabilis et Octopus bimaculoides (O. bimaculoides); O. vulgaris et O. bimaculoides étant les plus communs34,49,50. Le séquençage récent de différents génomes de poulpe rend ce genre particulièrement intéressant et ouvre de nouvelles frontières dans la recherche sur les poulpes34,43,51,52.
O. bimaculoides utilisé dans notre installation est une espèce de poulpe de taille moyenne, découverte pour la première fois en 1949, que l’on peut trouver dans les eaux peu profondes au large de la côte nord-est du Pacifique, du centre de la Californie au sud de la péninsule de Basse-Californie17. Il peut être reconnu par les fausses taches oculaires sur son manteau sous ses yeux. Comparée à la pieuvre géante du Pacifique (Enteroctopus dofleini) et à la pieuvre commune (O. vulgaris), la pieuvre à deux points de Californie (O. bimaculoides) est relativement petite, commençant par quelques centimètres et se développant rapidement en tant que juvénile. Lorsqu’il est élevé dans un laboratoire, la taille du manteau adulte peut atteindre une taille moyenne de 100 cm et peser jusqu’à 800 g53,54. Les pieuvres ont une période de croissance rapide dans leurs 200 premiers jours; à ce moment-là, ils sont considérés comme des adultes et continuent de grandir tout au long de leur vie55,56,57. Les pieuvres peuvent être cannibales, surtout lorsque les deux sexes sont logés ensemble dans un réservoir; par conséquent, ils doivent être logés individuellement dans des réservoirs séparés58.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1-3/4 in. Drill Bit</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>204074205</td>
			<td>Glass cutting tool 
			Part number:1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1&#34; flow sensors</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Pipe with sensor to measure water flow 
			Part number:2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1&#34; Slip Bulkhead Strainer</td>
			<td>Bulk Reef Supply</td>
			<td>207113</td>
			<td>Strainer for water leaving tank 
			Part number:3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 gallon tank</td>
			<td>Pruss Pets</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Fiddler crab holding tank 
			Part number:4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4 inch X 12 inch 200 Micron Nylon Monofiliment Mesh Filter Sock w/ Plastic Ring</td>
			<td>AQUAMAXX</td>
			<td>UJ41171</td>
			<td>Filter for large organic matter in sump 
			Part number:5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40 gallon aquarium</td>
			<td>Pruss Pets</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>4 Food aquarium tanks 
			Part number:6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>60g poly tanks - rectangle</td>
			<td>Pruss Pets</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>2 Water Storage (salt and freshwater) 
			Part number:7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Active Aqua 1/10th HP Hydroponic or Aquarium Chiller 2018 Model</td>
			<td>WayWe</td>
			<td>719574198463</td>
			<td>For cooling water continuously 
			Part number:8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ALAZCO 2 Soft-Grip Handle Heavy-Duty Tile Grout Brush</td>
			<td>ALAZCO</td>
			<td>B06W2FT5V5</td>
			<td>Tank Cleaning 
			Part number:9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonia Testing Kit</td>
			<td>Aquarium Pharmaceuticals</td>
			<td>33D</td>
			<td>For water testing 
			Part number:10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Apex system WiFi</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>System connection for off site monitoring 
			Part number:11</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>API Aquarium Test Kit</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B001EUE808</td>
			<td>For water testing 
			Part number:12</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>API Copper Test Kit</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B0006JDWH8</td>
			<td>For water testing 
			Part number:13</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aqua Ultraviolet Classic UV 25 Watt Series Units</td>
			<td>Aqua Ultraviolet</td>
			<td>A00028</td>
			<td>For removing bacteria leaving sump system 
			Part number:14</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AquaClear 50 Foam Filter Inserts, 3 pack</td>
			<td>Aquaclear</td>
			<td>A1394</td>
			<td>Food Tank Carbon Filter Inserts 
			Part number:15</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aqueon QuietFlow LED PRO Aquarium Power Filter 30</td>
			<td>Aqueon</td>
			<td>100106082</td>
			<td>Food tank filtering units 
			Part number:16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Auto Top Off Kit (ATK) (Each includes 1 FMM module, 2 optical sensors and 1 float)</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>For freshwater tank 
			Part number:17</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automatic top off from RODI (LLC)</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>From water storage to octopus tanks 
			Part number:18</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Banded Trochus Snail</td>
			<td>LiveAquaria</td>
			<td>CN-112080</td>
			<td>For algae bin 
			Part number:19</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chaetomorpha Algae, Aquacultured</td>
			<td>LiveAquaria</td>
			<td>BVJ-76354</td>
			<td>For algae bin 
			Part number:20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clams - Live, Hard Shell, Cherrystone, Wild, USA Dozen</td>
			<td>Fulton Fish Market</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Live food 
			Part number:21</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Classic Sea Salt Mix - Tropic Marin</td>
			<td>Bulk Reef Supply</td>
			<td>211813</td>
			<td>Salt for tank water 
			Part number:22</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clear Masterkleer Soft PVC Plastic Tubing, for Air and Water, 3/4&#34; ID,&#160;1&#34; OD</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>5233K71</td>
			<td>Cleaning tool 
			Part number:23</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Continuum Aquablade-P Acrylic Safe Algae Scraper W/ Plastic Blade - 15 Inch</td>
			<td>Marine Depot</td>
			<td>4C31001</td>
			<td>Cleaning tool 
			Part number:24</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper Testing Kit</td>
			<td>Aquarium Pharmaceuticals</td>
			<td>65L</td>
			<td>For water testing 
			Part number:25</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curve Refugium CREE LED Aquarium Light</td>
			<td>Eshopps</td>
			<td>6500K</td>
			<td>Algae bin light 
			Part number:26</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eheim 1262 return pumps</td>
			<td>EHEIM</td>
			<td>1250219</td>
			<td>Pump for storage tanks 
			Part number:27</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eshopps R-100 Refugium Sump GEN 3</td>
			<td>Eshopps</td>
			<td>15000</td>
			<td>Sump system 
			Part number:28</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl Alcohol, 200 Proof</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>64-17-5</td>
			<td>Anesthesia 
			Part number:29</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extech DO600 ExStik II Dissolved Oxygen Meter</td>
			<td>Extech</td>
			<td>DO600</td>
			<td>Oxygen measurment 
			Part number:30</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiddler Crabs; live; dozen</td>
			<td>NORTHEAST BRINE SHRIMP</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Live food 
			Part number:31</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter Cartrages</td>
			<td>Aqueon</td>
			<td>100106087</td>
			<td>Food tank filters 
			Part number:32</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Florida Crushed Coral Dry Sand - CaribSea</td>
			<td>Bulk Reef Supply</td>
			<td>212959</td>
			<td>Sedimate for bottom of tank 
			Part number:33</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FMM module</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Controller for apex system 
			Part number:34</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fritz-Zyme TurboStart 900 - Fritz</td>
			<td>Bulk Reef Supply</td>
			<td>213036</td>
			<td>Bacteria start 
			Part number:35</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand Operated Drum Pump, Siphon, Basic Pump with Spout, For Container Type Bucket, Pail</td>
			<td>Granger</td>
			<td>38Y789</td>
			<td>Water Hand Pump 
			Part number:36</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High pH Testing Kit</td>
			<td>Aquarium Pharmaceuticals</td>
			<td>27</td>
			<td>For water testing 
			Part number:37</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imagitarium Fine Mesh Net for Shrimp</td>
			<td>Petco</td>
			<td>2580993</td>
			<td>Shrimp and fish transfer net 
			Part number:38</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leak Detection Kit (LDK) - Includes FMM module plus 2 ALD sensors</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Placed on floor to detect water 
			Part number:39</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lee`S Algae Scrubber Pad Jumbo - Glass</td>
			<td>Marine Depot</td>
			<td>LE12007</td>
			<td>Cleaning tool 
			Part number:40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Live rocks</td>
			<td>Pruss Pets</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Habitat for octopus 
			Part number:41</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Long Bottle Cleaning Brush 17&#34; Extra Long</td>
			<td>Haomaomao</td>
			<td>B07FS7J7PN</td>
			<td>Tank Cleaning 
			Part number:42</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M1028-100ML</td>
			<td>Euthanasia 
			Part number:43</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic Probe Rack</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>For holding apex sensor probes 
			Part number:44</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Marine Ghost Shrimp</td>
			<td>NORTHEAST BRINE SHRIMP</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Live food 
			Part number:45</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Marineland C-Series Canister Carbon Bags Filter Media, 2 count</td>
			<td>Chewy</td>
			<td>98331</td>
			<td>For elevated copper levels 
			Part number:46</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitra-Zorb Bag</td>
			<td>Aquarium Pharmaceuticals</td>
			<td>AP2213</td>
			<td>Absorbes nirtogen compounds 
			Part number:47</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrate Testing Kit</td>
			<td>Aquarium Pharmaceuticals</td>
			<td>LR1800</td>
			<td>For water testing 
			Part number:48</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrite Testing Kit</td>
			<td>Aquarium Pharmaceuticals</td>
			<td>26</td>
			<td>For water testing 
			Part number:49</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pawfly 2 Inch Air Stones Cylinder 6 PCS Bubble Diffuser Airstones for Aquarium Fish Tank Pump Blue</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B076S56XWX</td>
			<td>Aierating water 
			Part number:50</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penn Plax Airline Tubing for Aquariums &#8211;Clear and Flexible Resists Kinking, 8 Feet Standard</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B0002563MM</td>
			<td>Tubing for connecting air pump to air stone 
			Part number:51</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plumbing with unions/valves plus 3/4&#34; flex hose</td>
			<td>Pruss Pets</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Water transport 
			Part number:52</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PM1 module</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Power control module for apex 
			Part number:53</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protein skimmer</td>
			<td>Reef Octopus</td>
			<td>AC20284</td>
			<td>Removes biowaste from system 
			Part number:54</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC Apex Mounting board, grommets, wire mounts</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Helps ensure organization for wires and tubing within system 
			Part number:55</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC Regular Cement and 4-Ounce NSF Purple Primer</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>Oatey - 30246</td>
			<td>For connecting PVC pipes 
			Part number:56</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RODI unit</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>RO Water 
			Part number:57</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Salinity Probes</td>
			<td>HANNA probes</td>
			<td>HI98319</td>
			<td>Measures salinity of water 
			Part number:58</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Seachem Pristine Aquarium Treatment</td>
			<td>Sea Chem</td>
			<td>1438</td>
			<td>Provides bacteria that break down excess food, waste and detritus 
			Part number:59</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Seachem Stability Fish Tank Stabilizer</td>
			<td>Sea Chem</td>
			<td>116012607</td>
			<td>Seachem Stability will rapidly and safely establish the aquarium biofilter in freshwater and marine systems 
			Part number:60</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Set of lexan tops</td>
			<td>Pruss Pets</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Aquarium tank lids 
			Part number:61</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Set of Various extended length aquabus cables</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Cables for Apex system 
			Part number:62</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SLSON Aquarium Algae Scraper Double Sided Sponge Brush Cleaner Long Handle Fish Tank Scrubber for Glass Aquariums</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B07DC2TZCJ</td>
			<td>Cleaning tool 
			Part number:63</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard-Wall PVC Pipe Fitting for Water, 45 Degree Elbow Adapter, 3/4 Socket Female x 3/4 Socket Male</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>4880K189</td>
			<td>PVC pipe 
			Part number:64</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard-Wall&#160;PVC Pipe Fitting for Water, 90 Degree&#160;Elbow&#160;Adapter,&#160;1 Socket Female x 1 Socket Male</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>4880K773</td>
			<td>PVC pipe 
			Part number:65</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard-Wall&#160;PVC Pipe Fitting for Water, Adapter,&#160;1&#160;Socket-Connect&#160;Female x 1 Barbed Male</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>4880K415</td>
			<td>PVC pipe 
			Part number:66</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard-Wall&#160;PVC Pipe Fitting for Water, Straight&#160;Reducer,&#160;2 Socket Female x&#160;3/4&#160;Socket Female</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>4880K008</td>
			<td>PVC pipe 
			Part number:67</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard-Wall&#160;PVC Pipe Fitting for Water, Tee Connector,&#160;White,&#160;1 Size&#160;Socket-Connect&#160;Female</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>4880K43</td>
			<td>PVC pipe 
			Part number:68</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard-Wall&#160;Unthreaded Rigid PVC Pipe for Water, 1 Pipe Size, 10 Feet Long</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>48925K13</td>
			<td>PVC pipe 
			Part number:69</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard-Wall Unthreaded Rigid PVC Pipe for Water, 3/4 Pipe Size, 5 Feet Long</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>48925K92</td>
			<td>PVC pipe 
			Part number:70</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Structural FRP Fiberglass Sheet, 48&#34; Wide x 96&#34; Long, 1/4&#34; Thick</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>8537K15</td>
			<td>Table top material 
			Part number:71</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Structural FRP Fiberglass Square Tube, 10 Feet Long, 2&#34; Wide x 2&#34; High Outside, 1/8&#34; Wall Thickness</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>8548K33</td>
			<td>Structural table materal 
			Part number:72</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tank Sediment</td>
			<td>TopDawg Pet Supply</td>
			<td>8479001207</td>
			<td>Sediment for bottom of fiddler crab tank 
			Part number:73</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature probe</td>
			<td>Neptune Systems</td>
			<td>Local Dealer</td>
			<td>Temperature probe for tanks 
			Part number:74</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetra TetraMarine Large Saltwater Flakes for all Marine Fish</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B00025K0US</td>
			<td>Fish, shrimp, and crab food 
			Part number:75</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetra Whisper Aquarium Air Pump for 10 gallon Aquariums</td>
			<td>Petco</td>
			<td>2335234</td>
			<td>Air pump for smaller tanks 
			Part number:76</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thick-Wall Through-Wall Pipe Fitting, for Water, PVC Connector, 1 Socket-Connect Female</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>36895K843</td>
			<td>PVC pipe 
			Part number:77</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vectra s2 pump</td>
			<td>Bulk Reef Supply</td>
			<td>212141</td>
			<td>Aquarium Pump 
			Part number:78</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water Pump</td>
			<td>TACKLIFE</td>
			<td>GHWP1A</td>
			<td>Pump for cleaning tanks 
			Part number:79</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wyze Cam v2 1080p HD Indoor WiFi Smart Home Camera with Night Vision</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B076H3SRXG</td>
			<td>DeepLabCut Recording 
			Part number:80</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

establishing an octopus ecosystem for biomedical and bioengineering research

De nombreux développements dans la recherche biomédicale ont été inspirés par la découverte de mécanismes anatomiques et cellulaires qui soutiennent des fonctions spécifiques chez différentes espèces. La pieuvre est l’un de ces animaux exceptionnels qui a donné aux scientifiques de nouvelles connaissances dans les domaines des neurosciences, de la robotique, de la médecine régénérative et des prothèses. La recherche sur cette espèce de céphalopodes nécessite la mise en place d’installations complexes et de soins intensifs pour la pieuvre et son écosystème, ce qui est essentiel à la réussite du projet. Ce système nécessite plusieurs systèmes de filtrage mécaniques et biologiques pour fournir un environnement sûr et propre à l’animal. En plus du système de contrôle, un entretien et un nettoyage de routine spécialisés sont nécessaires pour que l’installation continue de fonctionner efficacement à long terme. Il est conseillé de fournir un environnement enrichi à ces animaux intelligents en modifiant le paysage du réservoir, en incorporant une variété de proies et en leur présentant des tâches difficiles. Nos résultats comprennent une IRM et une imagerie d’autofluorescence du corps entier ainsi que des études comportementales pour mieux comprendre leur système nerveux. Les pieuvres possèdent une physiologie unique qui peut avoir un impact sur de nombreux domaines de la recherche biomédicale. Leur fournir un écosystème durable est la première étape cruciale pour découvrir leurs capacités distinctes.

Tous les animaux de nos études ont été obtenus dans la nature, et donc leur âge exact n’a pas pu être déterminé et leur séjour en laboratoire était variable. L’état de poulpe a été observé quotidiennement. Nous n’avons pas vu de parasites, de bactéries, de lésions cutanées ou de comportements anormaux. Le poids moyen des animaux était de 170,38 +/- 77,25 g. Chaque animal habitait son propre réservoir de 40 gallons. L’écart-type moyen ± pour les paramètres enregistrés pour un réservoir sur u...

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Establishing an Octopus Ecosystem for Biomedical and Bioengineering Research

Comprendre les structures physiologiques et anatomiques uniques des pieuvres peut avoir un impact considérable sur la recherche biomédicale. Ce guide montre comment mettre en place et maintenir un environnement marin pour accueillir cette espèce et comprend des approches d’imagerie et d’analyse de pointe pour visualiser l’anatomie et la fonction du système nerveux de la pieuvre.

Établir un écosystème Octopus pour la recherche biomédicale et la bio-ingénierie

Many developments in biomedical research have been inspired by discovering anatomical and cellular mechanisms that support specific functions in different ...

Notre protocole est important car il guide les chercheurs sur le maintien d’un environnement de poulpe, expliquant comment mettre en place l’aquarium, les soins quotidiens des pieuvres. Cette technique guide les nouveaux chercheurs sans expériences de soins de poulpes à mettre en place un environnement d’aquarium pour les pieuvres dans un laboratoire et à maintenir des pieuvres en bonne santé pour la recherche. Il est important que les nouveaux chercheurs avec des pieuvres se rendent compte que ces animaux nécessitent un engagement fort.Ils nécessitent des soins quotidiens et la qualité de l’eau doit être surveillée en permanence dans un état stable avant même l’arrivée des animaux. Une semaine après la maturation des réservoirs de poulpe, installez un réservoir de crevettes séparé en transférant huit gallons d’eau salée mature dans le réservoir, puis ajoutez 15 kilogrammes de corail broyé au fond du réservoir. Ajoutez également quelques roches vivantes pour fournir des cachettes pour la mue.Ensuite, fixez un filtre à bidon au bord du réservoir et configurez-le selon les instructions du fabricant. Ajoutez une pompe à air à côté du réservoir relié à un tube avec une pierre à air attachée placée dans le réservoir. Une fois que les sédiments coralliens broyés se dissipent, les crevettes peuvent être ajoutées au réservoir, Pour ajouter les crevettes à l’arrivée, déplacez d’abord les crevettes de l’eau de navigation vers le petit réservoir d’eau salée intermédiaire pendant cinq minutes pour éliminer les biodéchets, puis les crevettes peuvent être ajoutées directement au réservoir.Les poissons moustiques, à l’arrivée, peuvent être ajoutés directement à l’aquarium de crevettes. Nourrissez les crevettes et les poissons avec des flocons de poisson, de la végétation morte ou des algues. Chaque semaine, nettoyez le filtre, changez les tampons filtrants et changez 25% de l’eau.À l’aide de kits d’analyse de l’eau, vérifiez quotidiennement les paramètres d’azote, de pH et de température dans les réservoirs alimentaires. Si les paramètres d’azote de l’eau restent élevés, changez l’eau plus fréquemment et ajoutez un sac absorbant d’azote. Si les problèmes persistent plus d’un mois, déplacez les crevettes dans un réservoir plus grand.Pour le réservoir de crabe, empilez 10 kilogrammes de cailloux d’un côté pour créer de la terre sèche et remplissez l’autre côté d’un gallon d’eau salée. Ensuite, ajoutez des crabes violoneux directement dans le réservoir. Les crabes passeront la majeure partie de leur vie sur terre, mais peuvent être sous l’eau pendant quelques jours à la fois, ce qui rend un réservoir partiellement sous-marin crucial pour leur survie à long terme.Nourrissez les crabes violoneux une fois par jour en ajoutant des flocons de poisson dans le plat sur la zone de l’aquarium. Nettoyez les réservoirs chaque semaine en enlevant d’abord les crabes, puis en changeant 100% de l’eau salée et en nettoyant les cailloux. Placez les mollusques bivalves marins, tels que les palourdes et les moules, dans le réservoir d’eau salée de poulpe.Ces mollusques s’ouvriront, fournissant un autre mécanisme de filtrage de l’eau. Avant d’introduire la pieuvre dans le réservoir, assurez-vous que les niveaux d’ammoniac, de nitrite et de nitrate sont inférieurs à 5, 25 et 10 parties par million, respectivement. Ayez une pompe à main à eau disponible pour retirer l’encre de pieuvre du réservoir.Deux personnes sont nécessaires pour cette procédure. À l’arrivée, placez le sac sur la balance et enregistrez le poids du sac avec la pieuvre. Ajoutez une pierre à air au sac pour augmenter l’oxygénation de l’eau tout en transférant l’animal dans son réservoir.Mesurez la température et la salinité de l’eau d’expédition et enregistrez les cas de maladie prolongée après l’expédition. Sans transférer d’eau du sac au réservoir, suspendez le sac de transport au-dessus du coin du réservoir avec le sac partiellement immergé dans l’eau du réservoir pour commencer à changer la température du sac de transport. Retirez 10% de l’eau du sac et jetez-la dans l’évier, puis ajoutez la même quantité d’eau du réservoir au sac.Répétez toutes les 10 minutes jusqu’à ce que la température de l’eau dans le sac ne soit pas plus d’un degré différente de la température de l’eau dans le réservoir. Ensuite, portez des gants et placez les deux mains sous la pieuvre pour fournir un soutien pendant le transfert. La deuxième personne devra tirer doucement les bras aspirés du côté du sac.Une fois que la pieuvre est sortie du sac, déplacez-la rapidement dans l’eau de son nouvel habitat, en transférant le moins d’eau possible du sac d’expédition. Utilisez la pompe à main pour retirer toute encre que la pieuvre libère lorsqu’elle est dans le réservoir. Maintenant, pesez le sac avec de l’eau pour obtenir le poids approximatif de l’animal.Pendant les deux premières semaines après son arrivée, surveillez la consommation quotidienne de la pieuvre, qui devrait représenter environ 4 à 8% de son poids. La pieuvre doit être vérifiée quatre fois par jour. Cela peut être réduit à deux fois par jour après deux semaines.Pesez l’animal toutes les deux semaines et ajustez la consommation de nourriture au besoin. Utilisez une trousse d’analyse de l’eau salée disponible dans le commerce pour déterminer les niveaux de pH, d’ammoniac, de nitrite et de nitrate. Ajoutez la quantité d’eau du réservoir dirigée par le kit aux quatre tubes à essai fournis avec le kit.Comme spécifié sur le kit de test, ajoutez la quantité de réactif calorimétrique au tube correspondant. Si les niveaux d’ammoniac, de nitrite et de nitrate sont supérieurs à 5, 25 et 10 parties par million, respectivement, lavez la biomasse du filtre à chaussettes ou changez pour un nouveau filtre à chaussettes. De plus, nettoyez la biomasse du haut de l’écumoire avec une brosse et ajoutez des bactéries dénitrifiantes supplémentaires au réservoir.Si les problèmes persistent, remplacez 25% de l’eau par de l’eau salée douce. À l’aide d’une pompe manuelle, retirez toutes les carcasses de crabes et de crevettes morts du réservoir ainsi que toute matière fécale de poulpe. Retirez tous les crabes vivants restants du réservoir et replacez-les dans le réservoir de stockage.Ensuite, réorganisez les gros objets dans le réservoir. Ensuite, introduisez la moitié du nombre de crabes que la pieuvre mangerait quotidiennement dans le réservoir. Nourrissez les crevettes décongelées ou les petits crabes violoneux mâles avec les pieuvres juvéniles.Selon l’expérience, les crabes et les crevettes peuvent être introduits n’importe où dans le réservoir, ou directement dans la pieuvre. Offrez cinq crevettes fantômes par jour. Pour fournir une variété de nourriture à la pieuvre, donnez une palourde ou une moule vivante une fois par semaine et maintenez toujours trois poissons moustiques à l’intérieur de l’aquarium.Pour l’assainissement hebdomadaire, éteignez les lumières de l’écumeur, de la pompe et du bac à algues avant de nettoyer le système de pompe, puis éteignez la vanne automatique du système avant de retirer l’eau. Enfin, retirez l’écumoire et toute l’eau uniquement du système de puisard. Frottez légèrement le bac à algues pour éliminer la majeure partie de la biomasse de ses murs et nettoyez le reste de la zone de puisard avec une brosse, puis retirez le filtre à chaussettes, nettoyez-le avec du vinaigre et laissez-le sécher.Faites pivoter avec un autre filtre à chaussettes chaque semaine, en remplaçant par de nouveaux tous les trois mois. Après avoir nettoyé la biomasse du haut de l’écumoire, remettez l’écumoire dans le système et commencez à le remplir d’eau salée. Lorsque la zone de la pompe commence à se remplir, rallumez tous les systèmes.Arrêtez d’ajouter de l’eau lorsque le haut automatique de la vanne à flotteur est en position d’arrêt. Dévisser les tubes à essai est un test précieux pour comprendre la fonction sensorimotrice, ainsi que pour apprendre les capacités de mémoire des pieuvres. Ce test a été effectué quotidiennement sur trois pieuvres, et il a fallu quatre jours en moyenne aux pieuvres pour apprendre à ouvrir le tube à essai.On y voit ici des images IRM à ultra-haute résolution spatiale du cerveau et des bras de la pieuvre qui, ensemble, forment un système nerveux contenant plus de 500 millions de neurones. Il s’agit d’une vue coronale de la tête, montrant le cerveau et les lobes optiques. Dans la vue coronale des bras, le cordon axial est visible dans chacun des sept bras, et une vue sagittale des ventouses démontre une structure nerveuse périphérique complexe.L’imagerie par cryo-tomographie par fluorescence, qui génère une image morphologique tridimensionnelle de l’animal entier, a permis de visualiser le cerveau et les ventouses positionnées le long du bras à la longueur d’onde de 470 nanomètres. Le système digestif est visualisé dans les longueurs d’onde de 555 et 640 nanomètres. Après le développement de cette technique, il a été possible d’utiliser des outils d’apprentissage automatique pour suivre et classer les mouvements de la pieuvre.

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