Name: studying habituation in stentor coeruleus
Uploaded: 2023-01-06T13:45:00
Duration: 8 min 3 s
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हम स्टेंटर सीखने के बारे में असंख्य चर्चाओं के लिए तात्याना माकुशोक को धन्यवाद देते हैं। इस काम को एनएसएफ अनुदान एमसीबी-2012647 और एनआईएच अनुदान आर 35 जीएम 130327 द्वारा वित्त पोषित किया गया था, साथ ही फाउंडेशन फोरमेंटिन-गिल्बर्ट से आई 2सेल पुरस्कार द्वारा भी।

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	<li>Dussutour, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+in+single+cell+organisms.">Learning in single cell organisms.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 564, 92-102 (2021).</li><li>Sternberg, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intelligence.">Intelligence.</a> Dialogues in Clinical Neuroscience. 14 (1), 19-27 (2012).</li><li>Wood, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parametric+studies+of+the+response+decrement+produced+by+mechanical+stimuli+in+the+protozoan,+Stentor+coeruleus.">Parametric studies of the response decrement produced by mechanical stimuli in the protozoan, Stentor coeruleus.</a> Journal of Neurobiology. 1 (3), 345-360 (1969).</li><li>Tang, S. K. Y., Marshall, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+learning.">Cell learning.</a> Current Biology. 28 (20), 1180-1184 (2018).</li><li>Wood, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulus+specific+habituation+in+a+protozoan.">Stimulus specific habituation in a protozoan.</a> Physiology and Behavior. 11 (3), 349-354 (1973).</li><li>Thompson, R. F., Spencer, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Habituation:+A+model+phenomenon+for+the+study+of+neuronal+substrates+of+behavior.">Habituation: A model phenomenon for the study of neuronal substrates of behavior.</a> Psychological Review. 73 (1), 16-43 (1966).</li><li>Slabodnick, M. M., Marshall, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stentor+coeruleus.">Stentor coeruleus.</a> Current Biology. 24 (17), 783-784 (2014).</li><li>Slabodnick, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+macronuclear+genome+of+Stentor+coeruleus+reveals+tiny+introns+in+a+giant+cell.">The macronuclear genome of Stentor coeruleus reveals tiny introns in a giant cell.</a> Current Biology. 27 (4), 569-575 (2017).</li><li>Slabodnick, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+kinase+regulator+Mob1+acts+as+a+patterning+protein+for+Stentor+morphogenesis.">The kinase regulator Mob1 acts as a patterning protein for Stentor morphogenesis.</a> PLoS Biology. 12 (5), 1001861 (2014).</li><li>Lin, A., Makushok, T., Diaz, U., Marshall, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+the+study+of+regeneration+in+Stentor.">Methods for the study of regeneration in Stentor.</a> Journal of Visualized Experiments. (136), e57759 (2018).</li><li>McDiarmid, T. A., Bernardos, A. C., Rankin, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Habituation+is+altered+in+neuropsychiatric+disorders-A+comprehensive+review+with+recommendations+for+experimental+design+and+analysis.">Habituation is altered in neuropsychiatric disorders-A comprehensive review with recommendations for experimental design and analysis.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 80, 286-305 (2017).</li></ol>

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

प्रोटोकॉल में सबसे महत्वपूर्ण कदम यह सुनिश्चित करने से संबंधित हैं कि स्टेंटर संकुचन होने के लिए इष्टतम परिस्थितियों में रहता है। आदत परख में संकुचन प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक है कि स्टेंटर्स को उनके चिपचिपे होल्डफास्ट का उपयोग करके सतह पर लंगर डाला जाता है क्योंकि जब वे स्वतंत्र रूप से तैर रहे होते हैं तो वे शायद ही कभी अनुबंध करते हैं। हालांकि, आदत प्रयोगों के लिए उपयोग की जाने वाली 35 मिमी पेट्री प्लेट की निचली सतह आमतौर पर लंगर डालने के लिए अनुकूल नहीं होती है जब तक कि पॉली-ऑर्निथिन के साथ लेपित न हो। इसके अलावा, स्टेंटर को आदत प्रयोग की शुरुआत से पहले कम से कम 2 घंटे के लिए किसी भी यांत्रिक गड़बड़ी के संपर्क में नहीं लाया जा सकता है क्योंकि स्टेंटर भूलने का टाइमस्केल 2-6 घंटे3 है। यदि स्टेंटर को आदत प्रयोग शुरू होने के समय के 2 घंटे के भीतर यांत्रिक उत्तेजना प्राप्त होती है, तो संभावना है कि यह पूर्व उत्तेजना प्रयोग से पहले आदत के मामूली स्तर को प्रेरित करेगी, जिससे आदत उपकरण द्वारा पहली यांत्रिक पल्स देने के बाद संकुचन की संभावना कम हो जाएगी। अंत में, विश्लेषण चरण के दौरान, केवल पल्स डिलीवरी से पहले होने वाले किसी भी आकस्मिक सहज संकुचन के बजाय पल्स के बाद अनुबंधित स्टेंटर की संख्या की गणना करना महत्वपूर्ण है - यांत्रिक उत्तेजना के जवाब में अनुबंधित कोशिकाओं के अंश का सटीक रीडआउट प्राप्त करने के लिए।
प्रोटोकॉल को आदत उपकरण द्वारा वितरित यांत्रिक दालों के बल और आवृत्ति को बदलकर विभिन्न प्रकार की आदत गतिशीलता का अध्ययन करने के लिए आसानी से संशोधित किया जा सकता है। यह अन्य प्रकार के सीखने का पता लगाने का अवसर भी प्रदान करता है, जैसे कि संवेदीकरण, जो स्टेंटर में हो सकता है। माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड प्रोग्राम कोड को स्टेंटर को यांत्रिक नल के विभिन्न पैटर्न देने के लिए भी समायोजित किया जा सकता है।
इस प्रोटोकॉल के साथ समस्या निवारण करने के लिए एक संभावित मुद्दा स्टेंटर एंकरिंग की कम आवृत्ति है, जो स्टेंटर की संख्या को बाधित कर सकता है जिसे आदत प्रयोग में देखा जा सकता है। एंकरिंग आवृत्ति कभी-कभी स्टेंटर संस्कृतियों में कम हो जाती है जिन्हें हाल ही में खिलाया नहीं गया है या दूषित हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, एक नई संस्कृति शुरू करने के लिए स्टेंटर के एक नए बैच को धोना चाहिए और लिन एट अल .10 में वर्णित प्रोटोकॉल के अनुसार उन्हें नियमित रूप से खिलाना चाहिए।
यह प्रोटोकॉल सीमित है कि स्टेंटर की केवल एक प्लेट का एक समय में परीक्षण किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत कम-थ्रूपुट माप होते हैं। इसके अलावा, वर्तमान सॉफ्टवेयर एकल-सेल छवि विश्लेषण के स्वचालन के लिए अनुमति नहीं देता है। इसलिए, प्राप्त किए गए अधिकांश डेटा जनसंख्या स्तर पर हैं। आदत डिवाइस और छवि विश्लेषण उपकरण के भविष्य के मॉडल उच्च-थ्रूपुट एकल-सेल प्रयोगों की सुविधा प्रदान कर सकते हैं।
स्टेंटर में आदत का अध्ययन पहले वुड3 द्वारा वर्णित तरीकों का उपयोग करके किया गया है, लेकिन यह नया प्रोटोकॉल प्रयोगों को स्वचालित होने की अनुमति देता है। स्वचालन न केवल शोधकर्ता को एक निर्दिष्ट बल और आवृत्ति की यांत्रिक दालों को पुन: वितरित करने की अनुमति देता है, बल्कि दीर्घकालिक आदत प्रयोगों की सुविधा भी देता है क्योंकि डिवाइस को दिनों तक पर्यवेक्षण के बिना चलाया जा सकता है। इसके अलावा, वुड केप्रयोगों 3 में नियोजित सोलनॉइड के बजाय स्टेपर मोटर का उपयोग करने से समय के साथ डिमैग्नेटाइजेशन का खतरा कम हो जाता है और एकल प्रयोग के दौरान उत्तेजना की ताकत को विविध होने की अनुमति मिलती है।
सेलुलर आदत का अध्ययन करने से ध्यान-घाटे / अति सक्रियता विकार (एडीएचडी) और टॉरेट सिंड्रोम जैसी स्थितियों के लिए नैदानिक अंतर्दृष्टि प्रकट हो सकती है जिसमेंआदत बिगड़ा हुआ है। स्टेंटर आदत तंत्र जटिल सेलुलर सर्किटरी से स्वतंत्र नए गैर-सिनैप्टिक सीखने के प्रतिमानों का भी अनावरण कर सकते हैं। अंत में, एकल-कोशिका सीखने के बारे में अंतर्दृष्टि बहुकोशिकीय ऊतकों के भीतर कोशिकाओं को पुन: प्रोग्राम करने के तरीकों को प्रेरित कर सकती है - बीमारी से लड़ने के लिए एक और संभावित एवेन्यू।

सीखना आमतौर पर एक जटिल तंत्रिका तंत्र से जुड़ा होता है, लेकिन इस बात के प्रमाण बढ़ रहे हैं कि सभी स्तरों पर जीवन, एकल कोशिकाओं तक, बुद्धिमान व्यवहार प्रदर्शित कर सकता है। प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों प्रणालियों में, सीखना नई जानकारी1 के आधार पर सिस्टम मापदंडों का अनुकूली अद्यतन है, और बुद्धि कम्प्यूटेशनल प्रक्रिया का एक उपाय है जो सीखने की सुविधा प्रदान करता है।
स्टेंटर कोरुलस एक एककोशिकीय तालाब में रहने वाला जीव है जो आदत प्रदर्शित करता है, सीखने का एक रूप जिसमें बार-बार उत्तेजना के बाद व्यवहार प्रतिक्रिया कम हो जातीहै। स्टेंटर यांत्रिक उत्तेजना 3 के जवाब मेंसिकुड़ता है, जो जलीय शिकारियों से एक स्पष्ट पलायन प्रतिक्रिया है। हालांकि, बार-बार कम-बल गड़बड़ी आदत को प्रेरित करती है, जो संकुचन संभावना 3 में प्रगतिशील कमी से प्रदर्शित होतीहै। उच्च-बल यांत्रिक उत्तेजना4 या फोटिक उत्तेजना 5 प्राप्त करने के बाद भी आदतयुक्त स्टेंटर सिकुड़जाता है। ये अवलोकन, जो जानवरों में आदत के लिए थॉम्पसन और स्पेंसर के क्लासिकमानदंडों के साथ संरेखित हैं, दृढ़ता से सुझाव देते हैं कि मूल सिकुड़ा हुआ प्रतिक्रिया ह्रास थकान या एटीपी की कमी के बजाय सीखने के कारण है। एक मुक्त-जीवित कोशिका के रूप में, स्टेंटर का अध्ययन आसपास की कोशिकाओं से बहुत हस्तक्षेप के बिना किया जा सकता है, जैसा कि एक बहुकोशिकीय ऊतक में होगा। कई अतिरिक्त विशेषताएं स्टेंटर को सीखने का अध्ययन करने के लिए एक व्यावहारिक प्रणाली बनाती हैं: इसका बड़ा आकार (1 मिमी), इसकी मात्रात्मक आदत प्रतिक्रिया3, इंजेक्शन और माइक्रोमैनिपुलेशन7 में आसानी, पूरी तरह से अनुक्रमित जीनोम8, और आरएनए हस्तक्षेप (आरएनएआई) उपकरण9 की उपलब्धता। मस्तिष्क या तंत्रिका तंत्र के बिना सेल सीखने का पता लगाने के लिए इस मॉडल जीव का उपयोग करने के लिए स्टेंटर कोशिकाओं को उत्तेजित करने और प्रतिक्रिया को मापने के लिए एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य प्रक्रिया की आवश्यकता होती है।
यहां, हम एक माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड-लिंक्ड उपकरण का उपयोग करके स्टेंटर आदत को निर्धारित करने के लिए एक विधि पेश करते हैं जो एक निर्दिष्ट बल और आवृत्ति पर यांत्रिक दालों को वितरित कर सकता है, जिसमें उपकरण के निर्माण और प्रयोग को इस तरह से स्थापित करने के तरीके शामिल हैं जो बाहरी गड़बड़ी को कम करता है (चित्रा 1)। एकल कोशिका के स्तर पर आदत को समझना सीखने के प्रतिमानों को चिह्नित करने में मदद करेगा जो जटिल सर्किटरी से स्वतंत्र हैं।
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64692/64692fig01.jpg"> चित्रा 1: आदत प्रयोग सेटअप। स्टेंटर युक्त पेट्री प्लेट को आदत डिवाइस के लचीले धातु शासक के ऊपर रखा जाता है। आदत उपकरण का आर्मेचर तब एक निर्दिष्ट बल और आवृत्ति पर धातु शासक से टकराता है, जिससे कोशिकाओं के क्षेत्र में एक उत्तेजना लहर पैदा होती है। यूएसबी माइक्रोस्कोप कैमरा उत्तेजना के लिए स्टेंटर की प्रतिक्रियाओं को रिकॉर्ड करता है। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64692/64692fig01large.jpg" target="_blank">कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64692/64692fig02.jpg"> चित्रा 2: आदत प्रयोग वर्कफ़्लो का सारांश। आंकड़ा आदत उपकरण का उपयोग करके स्टेंटर का अध्ययन करने में शामिल बुनियादी चरणों को दर्शाता है। यह आंकड़ा BioRender.com के साथ बनाया गया था। BioRender.com (2022) द्वारा "प्रोसेस फ्लोचार्ट" से अनुकूलित। https://app.biorender.com/biorender-templates से प्राप्त किया गया। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64692/64692fig02large.jpg" target="_blank">कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.01% Poly-ornithine&#160;</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>P4957</td>
			<td>Used to coat Petri plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>35-mm Petri plate</td>
			<td>Benz Microscope Optics Center Inc.</td>
			<td>L331</td>
			<td>Contains Stentor during experiments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-well plate</td>
			<td>StemCell Technologies</td>
			<td>38016</td>
			<td>Used to wash Stentor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum breadboard, 4&#34; x 24&#34; x 1/2&#34; (x1)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>MB424</td>
			<td>Used to construct habituation device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Big easy driver stepper motor driver board (x1)</td>
			<td>Sparkfun</td>
			<td>ROB-12859</td>
			<td>Used to construct habituation device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Construction rail, 1&#34; x 5&#39;&#39; (x2)</td>
			<td>Newport</td>
			<td>Newport CR-1</td>
			<td>Used to construct habituation device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laptop</td>
			<td>Apple Store</td>
			<td>https://www.apple.com/macbook-air-m1/</td>
			<td>Connect laptop to USB microscope to visualize experiments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large right-angle bracket (x1)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AP90RL</td>
			<td>Used to construct habituation device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcontroller board</td>
			<td>Arduino</td>
			<td>A000066</td>
			<td>Used to control habituation device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nema 17 Stepper Motor Bipolar 59Ncm 2A&#160;84oz.in&#160;48mm 4-Lead&#160;</td>
			<td>Stepperonline.com</td>
			<td>5-17HS19-2004S1</td>
			<td>Used to construct habituation device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteurized spring water</td>
			<td>Carolina</td>
			<td>132458</td>
			<td>Media for Stentor experiments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Right-angle bracket (x3)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AP90</td>
			<td>Used to construct habituation device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stemi 2000 stereo microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td></td>
			<td>Used to visualize Stentor during wash steps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stentor coeruleus</td>
			<td>Carolina</td>
			<td>131598</td>
			<td>These are the cells used for habituation experiments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB microscope</td>
			<td>Celestron</td>
			<td>44308</td>
			<td>Used to visualize and record experiments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Webcam recorder</td>
			<td>Apple Store</td>
			<td>https://apps.apple.com/us/app/webcam-recorder/id1508067444?mt=12</td>
			<td>Install this application to take videos of experiments</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

studying habituation in stentor coeruleus

सीखना आमतौर पर एक जटिल तंत्रिका तंत्र से जुड़ा होता है, लेकिन इस बात के प्रमाण बढ़ रहे हैं कि सभी स्तरों पर जीवन, एकल कोशिकाओं तक, बुद्धिमान व्यवहार प्रदर्शित कर सकता है। प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों प्रणालियों में, सीखना नई जानकारी के आधार पर सिस्टम मापदंडों का अनुकूली अद्यतन है, और बुद्धि कम्प्यूटेशनल प्रक्रिया का एक उपाय है जो सीखने की सुविधा प्रदान करता है। स्टेंटर कोएरुलस एक एककोशिकीय तालाब में रहने वाला जीव है जो आदत प्रदर्शित करता है, सीखने का एक रूप जिसमें बार-बार उत्तेजना के बाद व्यवहार प्रतिक्रिया कम हो जाती है। स्टेंटर यांत्रिक उत्तेजना के जवाब में सिकुड़ता है, जो जलीय शिकारियों से एक स्पष्ट पलायन प्रतिक्रिया है। हालांकि, बार-बार कम-बल गड़बड़ी आदत को प्रेरित करती है, जो संकुचन की संभावना में प्रगतिशील कमी से प्रदर्शित होती है। यहां, हम एक माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड-लिंक्ड उपकरण का उपयोग करके स्टेंटर आदत को निर्धारित करने के लिए एक विधि पेश करते हैं जो एक निर्दिष्ट बल और आवृत्ति पर यांत्रिक दालों को वितरित कर सकता है, जिसमें उपकरण के निर्माण और प्रयोग को इस तरह से स्थापित करने के तरीके शामिल हैं जो बाहरी गड़बड़ी को कम करता है। यांत्रिक रूप से स्टेंटर को उत्तेजित करने के लिए पहले वर्णित दृष्टिकोणों के विपरीत, यह उपकरण एक ही प्रयोग के दौरान कंप्यूटर नियंत्रण के तहत उत्तेजना के बल को भिन्न करने की अनुमति देता है, इस प्रकार इनपुट अनुक्रमों की विविधता में काफी वृद्धि होती है जिसे लागू किया जा सकता है। एकल कोशिका के स्तर पर आदत को समझना सीखने के प्रतिमानों को चिह्नित करने में मदद करेगा जो जटिल सर्किटरी से स्वतंत्र हैं।

ऊपर वर्णित विधि, 1 टैप / मिनट की आवृत्ति पर स्तर 4 यांत्रिक पल्स का उपयोग करके, 1 घंटे के भीतर स्टेंटर की संकुचन संभावना में प्रगतिशील कमी होनी चाहिए। यह आदत का संकेत है ( चित्र 6, वीडियो 2 देखें)।
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64692/64692fig06v2.jpg"> चित्र 6: आधारभूत आदत। स्टेंटर की संकुचन संभावना 1 टैप/मिनट (एन = 22-27) की आवृत्ति पर स्तर 4 यांत्रिक दालें प्राप्त करने के बाद 1 घंटे के दौरान उत्तरोत्तर कम हो जाती है। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64692/64692fig06large.jpg" target="_blank">कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a>
वीडियो 2. आदत वाले स्टेंटर का वीडियो। कोशिकाओं को 1 टैप/मिनट की आवृत्ति पर समान बल की यांत्रिक दालें प्राप्त करने के 1 घंटे के बाद स्तर 4 यांत्रिक उत्तेजना प्राप्त होती है। अधिकांश कोशिकाओं ने घंटे के दौरान उत्तेजनाओं की आदत डाल ली है और इस प्रकार, अनुबंध नहीं करते हैं। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64692/Video_2_JoVE.mp4" target="_blank">कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।</a>
यांत्रिक पल्स डिलीवरी के बल और / या आवृत्ति को बदलने से स्टेंटर आदत गतिशीलता बदल सकती है। उदाहरण के लिए, 1 टैप/मिनट की आवृत्ति पर स्तर 2 पल्स का उपयोग करना 1 घंटे के दौरान आदत को रोकता है ( चित्र 7 देखें)। एक स्तर 5 पल्स को कुछ से शून्य स्टेंटर में संकुचन प्राप्त करना चाहिए।
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64692/64692fig7v2.jpg"> चित्र 7: मजबूत बलों के लिए 1 घंटे के भीतर आदत की कमी। स्टेंटर की संकुचन संभावना 1 टैप/मिनट (एन = 7-33) की आवृत्ति पर स्तर 2 यांत्रिक दालें प्राप्त करने के बाद 1 घंटे के दौरान काफी कम नहीं होती है। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64692/64692fig07largev2.jpg" target="_blank">कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a>

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Studying Habituation in Stentor coeruleus

हम एक माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड-लिंक्ड उपकरण का उपयोग करके स्टेंटर आदत को निर्धारित करने के लिए एक विधि पेश करते हैं जो एक निर्दिष्ट बल और आवृत्ति पर यांत्रिक दालों को वितरित कर सकता है। हम उपकरण को इकट्ठा करने और प्रयोग को इस तरह से स्थापित करने के तरीकों को भी शामिल करते हैं जो बाहरी गड़बड़ी को कम करता है।

स्टेंटर कोएरुलस में आदत का अध्ययन

Learning is usually associated with a complex nervous system, but there is increasing evidence that life at all levels, down to single cells, can display ...

एकल कोशिका के स्तर पर आदत का अध्ययन करने से सीखने के प्रतिमानों को चिह्नित करने में मदद मिलेगी जो जटिल तंत्रिका सर्किटरी से स्वतंत्र हैं और इस प्रकार हमें बुद्धि की उत्पत्ति को समझने में मदद करते हैं। यह तकनीक स्वचालित कंप्यूटर नियंत्रण के तहत कोशिकाओं को वितरित यांत्रिक उत्तेजना के बल और आवृत्ति को विविध करने की अनुमति देती है, जिससे इनपुट अनुक्रमों की विविधता में काफी वृद्धि होती है। सेलुलर आदत का अध्ययन करने के लिए इन तरीकों का उपयोग करने से हमें एडीएचडी और टॉरेट सिंड्रोम जैसी स्थितियों के बारे में अधिक जानने में मदद मिलेगी जिसमें आदत बिगड़ा हुआ है।शुरू करने के लिए, मोटर चालक को ड्राइवर बोर्ड से ए लेबल वाले दो तारों को मोटर पर नीले और लाल तारों से जोड़कर मोटर से हुक करें। फिर ड्राइवर बोर्ड से बी लेबल वाले दो तारों को मोटर पर हरे और काले तारों से कनेक्ट करें। एलईडी को सही ध्रुवीयता में जोड़ने के लिए विशेष देखभाल के साथ ब्रेडबोर्ड सर्किट का निर्माण करने के बाद, वीसीसी को ड्राइवर बोर्ड से सफेद ब्रेडबोर्ड की शीर्ष रेल से जोड़ें।और ड्राइवर बोर्ड से ब्रेडबोर्ड के निचले रेल तक जमीन। इसके बाद, ब्रेडबोर्ड की जमीन को माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड के ग्राउंड पिन से कनेक्ट करें। फिर हरे एलईडी, लाल एलईडी, स्विच और बटन तारों को क्रमशः माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड डिजिटल पिन 8, 9, 10 और 11 से कनेक्ट करें।माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड डिजिटल पिन दो और तीन को ड्राइवर बोर्ड के तारों, कदम और दिशा से कनेक्ट करें। फिर पिन चार को एमएस 1 से कनेक्ट करें, पांच को एमएस 2, पिन छह से एमएस 3, और पिन सात को सक्षम करने के लिए। ड्राइवर बोर्ड को पावर देने के लिए, 12 वोल्ट की आपूर्ति को काले हरे एडाप्टर प्लग में प्लग करें, जो मोटर ड्राइवर बोर्ड पर दो लाल तारों से जुड़ा हुआ है।माइक्रो कंट्रोलर बोर्ड पर नियंत्रण प्रोग्राम डाउनलोड करें। माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड को कंप्यूटर से जोड़ने के लिए यूएसबी केबल का उपयोग करें, जो माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड के लिए पावर स्रोत के रूप में भी काम करेगा। स्टेंटर प्राप्त करने के बाद, प्लेट में 0.01% पॉलीओर्निथिन समाधान के तीन मिलीलीटर जोड़कर 35 मिलीमीटर प्लेट को कोट करें और रात भर छोड़ दें।प्लेट को दो बार अल्ट्राप्योर पानी से और एक बार पास्चुरीकृत स्प्रिंग वाटर से धोएं। फिर 35 मिलीमीटर प्लेट में 3.5 मिलीलीटर पाश्चुरीकृत वसंत पानी जोड़ें। पहले कुएं में तीन मिलीलीटर पाश्चुरीकृत झरने का पानी और दूसरे और तीसरे कुओं में पांच मिलीलीटर मिलाएं।पी 1000 पिपेट का उपयोग करके, छह वेल प्लेट के पहले कुएं में एक कल्चर डिश से स्टेंटर के दो मिलीलीटर जोड़ें। स्टीरियो माइक्रोस्कोप के साथ व्यक्तिगत स्टेंटर की पहचान करें और फिर पहले कुएं से दूसरे कुएं में 100 स्टेंटर स्थानांतरित करने के लिए पी 20 पिपेट का उपयोग करें। इसी तरह, पहले दिखाए गए स्टीरियो माइक्रोस्कोप के साथ व्यक्तिगत स्टेंटर की पहचान करने के बाद, पी 20 पिपेट का उपयोग करके दूसरे कुएं से तीसरे कुएं में 100 स्टेंटर स्थानांतरित करें।फिर पी 200 पिपेट का उपयोग करके, छह वेल प्लेट के तीसरे कुएं से 35 मिलीमीटर प्लेट में 500 माइक्रोलीटर की कुल मात्रा में 100 स्टेंटर को स्थानांतरित करें ताकि अंतिम मात्रा चार मिलीलीटर हो। आदत उपकरण पर धातु शासक को सफेद कागज का एक टुकड़ा टेप करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि कागज का बायां किनारा आर्मेचर के सबसे करीब शासक के अंत से दो सेंटीमीटर है। डबल-साइडेड टेप का उपयोग करके, 35 मिलीमीटर प्लेट के निचले हिस्से को दो के केंद्र में दो इंच के पेपर द्वारा आदत डिवाइस पर शासक के ऊपर रखें।ढक्कन बंद होने के साथ कम से कम दो घंटे के लिए आदत डिवाइस पर 35 मिलीमीटर प्लेट छोड़ दें। यूएसबी माइक्रोस्कोप कैमरा को सीधे स्टेंटर की 35 मिलीमीटर प्लेट के ऊपर केंद्रित करें। वेबकैमरा रिकॉर्डर एप्लिकेशन स्थापित करने के लिए, वेबकैम रिकॉर्डर ऐप खोलें और ड्रॉपडाउन मेनू से यूएसबी माइक्रोस्कोप का चयन करें।यूएसबी माइक्रोस्कोप कैमरे पर फोकस समायोजित करें ताकि कोशिकाएं स्पष्ट रूप से दृश्य में हों और दृश्य के क्षेत्र में कोशिकाओं की संख्या को अधिकतम करने के लिए कैमरे की स्थिति। माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड सीरियल मॉनिटर खोलने के बाद, कोई लाइन समाप्त नहीं चुनें "और इसे 9, 600 बॉड पर सेट करें। आर्मेचर को कम करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड प्रोग्राम पर एल कमांड का उपयोग करें जब तक कि यह शासक को मुश्किल से छूता है और सटीक स्थिति को समायोजित करने के लिए आवश्यक होने पर हाथ उठाने के लिए आर कमांड।आदत डिवाइस पर स्वचालित मोड शुरू करने के लिए आई कमांड का उपयोग करें। कमांड लाइन में मिनटों में दालों के बीच चरण आकार और समय दर्ज करें। लाल रिकॉर्ड बटन दबाकर वेबकैमरा रिकॉर्डर ऐप का उपयोग करके एक वीडियो लेना शुरू करें।फिर पहले स्वचालित यांत्रिक पल्स डिलीवरी के साथ प्रयोग शुरू करने के लिए आदत उपकरण पर स्विच को फ्लिप करें। वीडियो पर पहली यांत्रिक पल्स दिखाई देने से तुरंत पहले, स्टेंटर की संख्या को रोकें और गिनते हैं जो दोनों 35 मिलीमीटर प्लेट के तल पर लंगर डाले हुए हैं और एक लम्बी तुरही जैसे आकार में विस्तारित हैं। इसी तरह, पहली नाड़ी के बाद, स्टेंटर की संख्या की गणना करें जो प्लेट के निचले भाग में लंगर डाले जाते हैं और गेंद जैसे आकार में अनुबंधित होते हैं।प्रयोग में सभी यांत्रिक दालों के लिए प्रक्रिया को दोहराते हुए, यांत्रिक उत्तेजना के जवाब में अनुबंधित स्टेंटर के अंश को निर्धारित करने के लिए दूसरी गिनती को पहली गिनती से विभाजित करें। स्टेंटर की संकुचन संभावना की निगरानी की गई और परिणामों से पता चला कि यह एक घंटे के दौरान उत्तरोत्तर गिरावट आती है। स्तर चार यांत्रिक दालों को प्राप्त करने के बाद प्रति मिनट एक नल की आवृत्ति पर, आदत का संकेत देता है।यांत्रिक पल्स डिलीवरी के बल या आवृत्ति को बदलने से स्टेंटर आदत गतिशीलता बदल सकती है। प्रति मिनट एक टैप की आवृत्ति के स्तर दो पल्स सेट का उपयोग करते समय, एक घंटे के दौरान आदत को रोकता है। हम यांत्रिक उत्तेजना के बल और आवृत्ति को बदलकर विभिन्न प्रकार की आदत गतिशीलता का अध्ययन कर सकते हैं।यह विभिन्न प्रकार के सीखने का पता लगाने का अवसर है, जैसे कि संवेदीकरण। एकल कोशिका सीखने के बारे में मात्रात्मक अंतर्दृष्टि, हमारे तरीकों से प्राप्त, बहुकोशिकीय ऊतकों के भीतर कोशिकाओं को पुन: प्रोग्राम करने के लिए अन्य रास्ते प्रेरित कर सकती है। बीमारी से लड़ने का एक और संभावित तरीका।

Research

JoVE Journal

Biology

Studying Habituation in Stentor coeruleus

Studying Aggression in Drosophila (fruit flies)

Studying Aggression in Drosophila fruit flies

ड्रोसोफिला में आक्रामकता का अध्ययन (फल मक्खियों)

Aggression is an innate behavior that evolved in the framework of defending or obtaining resources.  This complex social behavior is influenced by ...

Microinjection Techniques for Studying Mitosis in the Drosophila melanogaster Syncytial Embryo

Microinjection Techniques for Studying Mitosis in the Drosophila melanogaster Syncytial Embryo

Microinjection तकनीक में सूत्रीविभाजन अध्ययन के लिए ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर Syncytial भ्रूण

This protocol describes the use of the Drosophila melanogaster syncytial embryo  for studying mitosis1.  Drosophila has useful genetics with a sequenced ...

Window on a Microworld: Simple Microfluidic Systems for Studying Microbial Transport in Porous Media

खुली मीडिया में माइक्रोबियल परिवहन अध्ययन करने के लिए सरल Microfluidic सिस्टम: MicroWorld पर खिड़की

Microbial growth and transport in porous media have important implications for the quality of groundwater and surface water, the recycling of nutrients in ...

Patch Clamp and Perfusion Techniques for Studying Ion Channels Expressed in Xenopus oocytes

Patch Clamp and Perfusion Techniques for Studying Ion Channels Expressed in Xenopus oocytes

पैच और आयन चैनल के अध्ययन के लिए दबाना छिड़काव तकनीक में व्यक्त Xenopus Oocytes

The protocol presented here is designed to study the activation of the large conductance, voltage- and Ca2+-activated K+ (BK) channels. The protocol may ...

Studying Proteolysis of Cyclin B at the Single Cell Level in Whole Cell Populations

पूरे सेल आबादी में एकल कोशिका के स्तर पर Cyclin बी के proteolysis अध्ययन

Equal distribution of chromosomes between the two daughter cells during cell division is a prerequisite for guaranteeing genetic stability 1. Inaccuracies ...

Visualizing Cytoplasmic Flow During Single-cell Wound Healing in Stentor coeruleus

Visualizing Cytoplasmic Flow During Single-cell Wound Healing in Stentor coeruleus

Although wound-healing is often addressed at the level of whole tissues, in many cases individual cells are able to heal wounds within themselves, ...

Studying DNA Looping by Single-Molecule FRET

एकल अणु झल्लाहट द्वारा डीएनए पाशन पढ़ रही है

Bending of double-stranded DNA (dsDNA) is associated with many important biological processes such as DNA-protein recognition and DNA packaging into ...

An In Vitro Model for Studying Cellular Transformation by Kaposi Sarcoma Herpesvirus

An In Vitro Model for Studying Cellular Transformation by Kaposi Sarcoma Herpesvirus

Kaposi सार्कोमा gerpevirusnoy द्वारा सेलुलर परिवर्तन का अध्ययन करने के लिए एक इन विट्रो मॉडल

Kaposi sarcoma (KS) is an unusual tumor composed of proliferating spindle cells that is initiated by infection of endothelial cells (EC) with KSHV, and ...

Studying Mitochondrial Structure and Function in Drosophila Ovaries

Studying Mitochondrial Structure and Function in Drosophila Ovaries

में mitochondrial संरचना और समारोह के अध्ययन<em&gt; ड्रोसोफिला</em&gt; अंडाशय

Analysis of the mitochondrial structure-function relationship is required for a thorough understanding of the regulatory mechanisms of mitochondrial ...