该协议引入了一种光点测定,以调查果蝇幼虫光法行为。在此测定中,光点产生为光刺激,而幼虫避光过程由红外光成像系统记录。
在觅食阶段,果蝇的幼虫表现出明显的避光行为。果蝇幼虫光毒可作为研究动物回避行为的模型。该协议引入了一种光点测定,以研究幼虫光法行为。实验装置包括两个主要部分:产生光斑的视觉刺激系统,以及记录幼虫避光过程的红外光成像系统。这种测定允许跟踪幼虫在进入之前、遇到期间和离开光斑后的行为。可以使用此方法捕获和分析幼虫运动的细节,包括减速、暂停、头部铸造和车削。
在觅食阶段,果蝇的幼虫表现出明显的避光行为。果蝇幼虫照片一直在调查,特别是在过去50年1,2,3,4,5,6,7 ,8.近年来,尽管事实上1)许多神经元调解幼虫光避免已被确定4,5,9,10,11,122)在突触的分辨率下,幼虫视觉系统的完整连接体已经建立13个,幼虫光突厥背后的神经机制基本仍不清楚。
在研究幼虫光轴时,已经使用了一些行为测定。它们大致可以分为两类:一类涉及空间光梯度,另一类涉及时光梯度。对于空间光梯度测定,竞技场在光明和黑暗中被分成相等数量的截面。竞技场可以分为光明和黑暗两部分2,4或光明和暗象限14,15,甚至可以分为交替的光明和黑暗方块,如棋盘7。通常,琼脂板用于空间光梯度测定,但被分为交替光和暗部分的管子也可以使用10,14。
在旧版本的测定中,光照通常源自幼虫的下方。然而,较新版本的照明主要来自上述,因为幼虫眼(例如,对低或中光强度16敏感的Bolwig器官)包含在不透明的头足骨骨架中,其开口朝向上前。这使得幼虫对来自上前方向的光比从方向7后面的下方对光更敏感。对于时光梯度测定,竞技场中的光强度在空间上是均匀的,但强度会随时间而变化。除了时态方波光(即闪烁开/关或强/弱光3,7),与线性强度斜带一致的时态变化光也使用8测量幼虫对时间变化的光刺激。
第三种类型的光射器测定是定向光景导航,它涉及从上面以45°7的角度进行照明。在Kane等人7号工作之前,在幼虫光刻测定中只计算了幼虫在光和暗区域的数量、转弯频率和足迹长度等粗糙参数。由于同一组的工作,通过分析幼虫光片的高时态分辨率视频记录,在光刻过程中幼虫运动的详细动态(即幼虫身体不同部位的瞬间速度、方向、转弯角度和相应的角速度)已被分析7。因此,已经能够发现更多的幼虫光轴行为的细节。在这些测定中,幼虫在组内测试,因此不排除组效应。
该协议引入了一种光点测定,用于研究幼虫对个体光刺激的行为反应。主要实验装置由视觉刺激系统和红外光成像系统组成。在视觉刺激系统中,LED光源在琼脂板上产生一个直径为2厘米的圆形光点,对幼虫进行测试。可以使用 LED 驱动器调整光照强度。成像系统包括一个红外摄像机,除了三个为摄像机提供照明的 850 nm 红外 LED 外,还可捕获幼虫的行为。相机镜头由 850 nm 带通滤镜覆盖,以阻止视觉刺激系统的光线进入摄像机,同时允许红外光进入摄像机。因此,视觉刺激对成像的干扰是可以避免的。在本次测定中,记录和分析进入光之前、期间和之后的一段时间内个体幼虫快速反应的行为细节。
该协议提出了光斑测定,以测试果蝇幼虫从光中逸出的能力。这种测定允许跟踪幼虫在进入之前、遇到期间和离开光斑后的行为。可以捕获和分析幼虫运动的细节。光斑测定非常简单,具有很强的实用性。整个设备的成本不高。在实验中,LED灯被用作光源。如果需要,可以替换为不同波长的光源。光照强度也可以由 LED 驱动器调整。现场最低光照强度可达1.80 pW/mm2(冷白光)。即使?…
The authors have nothing to disclose.
这项工作得到了中国自然科学基金(31671074)和浙江省高校基础研究基金(2019XZZX003-12)的支持。
850 nm ± 3 nm infrared-light-generating LED | Thorlabs, USA | PM100A | Compatible Sensors: Photodiode and Thermal Optical Power Rangea: 100 pW to 200 W Available Sensor Wavelength Rangea: 185 nm-25 μm Display Refresh Rate: 20 Hz Bandwidtha: DC-100 kHz Photodiode Sensor Rangeb: 50 nA-5 mA Thermopile Sensor Rangeb: 1 mV-1 V |
AC to DC converter | Thorlabs, USA | S120VC | Aperture Size: Ø9.5 mm Wavelength Range: 200-1100 nm Power Range: 50 nW-50 mW Detector Type: Si Photodiode (UV Extended) Linearity: ±0.5% Measurement Uncertaintyc: ±3% (440-980 nm), ±5% (280-439 nm), ±7% (200-279 nm, 981-1100 nm) |
band-pass filter | Thorlabs, USA | DC2100 | LED Current Range: 0-2 A LED Current Resolution: 1 mA LED Current Accuracy: ±20 mA LED Forward Voltage: 24 V Modulation Frequency Range: 0-100 kHz Sine Wave Modulation: Arbitrary |
Collimated LED blue light | ELP, China | USBFHD01M | Max. Resolution: 1920X1080 F6.0 mm Sensor: 1/2.7" CMOS OV2710 |
Compact power meter console | Ocean Optics, USA | USB2000+(RAD) | Dimensions: 89.1 mm x 63.3 mm x 34.4 mm Weight: 190 g Detector: Sony ILX511B (2048-element linear silicon CCD array) Wavelength range: 200-850 nm Integration time: 1 ms – 65 seconds (20 seconds typical) Dynamic range: 8.5 x 10^7 (system); 1300:1 for a single acquisition Signal-to-noise ratio: 250:1 (full signal) Dark noise: 50 RMS counts Grating: 2 (250 – 800 nm) Slit: SLIT-50 Detector collection lens: L2 Order-sorting: OFLV-200-850 Optical resolution: ~2.0 nm FWHM Stray light: <0.05% at 600 nm; <0.10% at 435 nm Fiber optic connector: SMA 905 to 0.22 numerical aperture single-strand fiber |
High-Power LED Driver | Minhongshi, China | MHS-48XY | Working voltage: DC12V Central wavelength: 850nm |
high-resolution web camera | Thorlabs, USA | MWWHL4 | Color: Warm White Correlated Color Temperature: 3000 K Test Current for Typical LED Power: 1000 mA Maximum Current (CW): 1000 mA Bandwidth (FWHM): N/A Electrical Power: 3000 mW Viewing Angle (Full Angle): 120˚ Emitter Size: 1 mm x 1 mm Typical Lifetime: >50 000 h Operating Temperature (Non-Condensing): 0 to 40 °C Storage Temperature: -40 to 70 °C Risk Groupa: RG1 – Low Risk Group |
LED Warm White | Mega-9, China | BP850/22K | Ø25.4(+0~-0.1) mm Bandwidth: 22±3nm Peak transmittance:80% Central wavelength: 850nm±3nm |
Spectrometer | Noel Danjou | Amcap9.22 | AMCap is a still and video capture application with advanced preview and recording features. It is a Desktop application designed for computers running Windows 7 SP1 or later. Most Video-for-Windowsand DirectShow-compatible devices are supported whether they are cheap webcams or advanced video capture cards. |
Standard photodiode power sensor | Super Dragon, China | YGY-122000 | Input: AC 100-240V~50/60Hz 0.8A Output: DC 12V 2A |
Thermal power sensor | Thorlabs, USA | M470L3-C1 | Color: Blue Nominal Wavelengtha: 470 nm Bandwidth (FWHM): 25 nm Maximum Current (CW): 1000 mA Forward Voltage: 3.2 V Electrical Power (Max): 3200 mW Emitter Size: 1 mm x 1 mm Typical Lifetime: 100 000 h Operating Temperature (Non-Condensing): 0 to 40 °C Storage Temperature: -40 to 70 °C Risk Groupb: RG2 – Moderate Risk Group |
Thermal power sensor | Thorlabs, USA | S401C | Wavelength range: 190 nm-20 μm Optical power range:10 μW-1 W(3 Wb) Input aperture size: Ø10 mm Active detector area: 10 mm x 10 mm Max optical power density: 500 W/cm2 (Avg.) Linearity: ±0.5% |