Introduction
20 세기 후반부 통해 글로벌 비만의 상승에 따라, 1, 2, 3, 4를 공급하는 기본 메커니즘에 관심이 갱신된다. 일반적으로 음식 섭취 수동 5 무게, 또는 시판 공급 시스템입니다. 상용 시스템은 우수하지만, 자신의 디자인 또는 코드를 수정 제한된 유연성을 제공합니다. 좋은 시간 해상도와 최소한의 인간의 간섭 (6) 음식 섭취량을 측정하기위한 오픈 소스 공급 시스템 : 여기, 우리는 먹이 실험 장치 (FED)를 설명합니다. FED는 배터리 전원을 완전히 표준 식민지 랙 caging 또는 다른 과학 장비의 내부에 들어갈 수있는 3 차원 인쇄 된 경우에 포함됩니다.
그 정상 상태에서, FED는 FO에 음식 펠렛 쉬고 저전력 모드에서 동작잘 OD. 펠렛의 존재는 적외선 빔을 통해 모니터링된다. 마우스는 펠렛을 제거 할 때, 포토 인터럽터 센서는 마이크로 컨트롤러에 신호를 전송하고, 시간 스탬프는 내장 보안 디지털 (SD) 카드에 기록된다. 동시에, 트랜지스터 트랜지스터 로직 (TTL) 출력 펠릿 검색의 실시간 출력을 제공한다. 바로이 경우에 따라 상기 모터를 다른 펠렛을 분배하도록 회전하고, 상기 시스템은 저전력 모드로 복귀한다. 그것의 오픈 소스 특성으로 FED는 수정과 특정 연구의 요구에 맞게 개선 할 수있다. 예를 들어, 코드는 인간의 간섭을 필요로하지 않고 하루 중 특정 시간에 공급을 제한, 또는 펠릿의 수에 도달 할 때 중지 분배가 쉽게 변경 될 수있다.
여기, 우리는 생쥐에서 음식 섭취를 측정하기위한 FED의 구성, 검증 및 사용에 대한 단계별 지침을 설명합니다. 우리는 시스템을 구성하는 모든 구성 요소의 목록을 제공한다. 중요한 것은, 더 이전에 전 없습니다전자의 perience은 FED를 구성하는 데 필요합니다.
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Protocol
참고 :이 프로토콜은 특히 재료의 표라는 이름의 구성 요소에 대한 기록됩니다. 상장 액세서리 : 유사한 기능이 다른 하드웨어를 사용하여 달성 될 수 있지만, FED는 아두 이노 프로 마이크로 컨트롤러 (마이크로 컨트롤러 이제부터라고합니다) 프로그래밍되었다. 기타 마이크로 컨트롤러는 동일하게 잘 작동 할 수 있지만,이를 지원하기위한 코드를 수정하도록 사용자에게 요구한다. 오프라인 데이터 분석 파이썬 프로그래밍 언어를 이용하여 코딩한다.
1. 준비 및 소프트웨어 설치
- FED를 (: https://github.com/KravitzLab/FED/tree/master/doc에서 표 1 andFed Github에서 BoM.xlxs 참조) 구축에 필요한 전자 부품을 조달.
주 : 공급자는 대안이 테이블에 많은 부품을 위해 사용될 수는 동등한 사양을 제공 하였다. - (: https://github.com/KravitzLab/FED/wiki/3D-Printed-Components에서 제공 그림 1) 모든 3D 설계 구성 요소를 인쇄 할 수 있습니다. 200 미크론와 함께 3D 프린터해상도는 FED를 인쇄 할 수 있어야한다.
- 다운로드 및 마이크로 컨트롤러를 프로그래밍하는 통합 개발 환경 (IDE) 플랫폼을 설치합니다.
- 다운로드 모터 방패와 (에서 확인할 수 : https://github.com/KravitzLab/fed/tree/master/fed-arduino) 데이터 로거의 기능을 사용하려면 추가 라이브러리를 설치합니다.
- 조립에 필요한 도구 (예 납땜 인두, 열 총, 솔더, 와이어 스트리퍼, 바늘 코 펜치, 및 평면 머리와 드라이버를 모두) 조달.
2. 납땜 전기 구성 요소
참고 : 모든 납땜 관절을 보호하기 위해 열 수축 튜브를 사용합니다. 납땜 연결하기 전에, 전선 중 하나 주위에 수축 랩 튜브의 조각 (~ 2cm) 튜브를 밀어 넣습니다. 접속을 납땜 한 후, 접속점에서 튜브를 중심과 수축 배관 가열하는 히트 건을 사용한다.
- 준비 커넥터 (그림 2A)
- 네 개의 2 핀 JST 커넥터 쌍을 준비하고각각 남녀 측면 "A", "B", "C"및 "D"를 모두 라벨. 커넥터 쌍 "D"의 양쪽에서 빨간 선을 제거합니다.
- 한 3 핀 JST 커넥터 쌍을 준비하고 남성과 여성의 측면 "E"두 레이블을 붙입니다.
- 마이크로 컨트롤러 및 스택 방패 (그림 2B)
- 마이크로 컨트롤러의 상단 측면에 소켓 여성 스택 헤더를 납땜. 마이크로 컨트롤러 하단의 헤더에서 선을 돌출 클립.
- 납땜 한 여성 SD 데이터 로깅 실드의 상단 측 소켓 스택 헤더. 실드의 하단에 선을 돌출 둡니다.
- 하단으로부터 돌출 핀 모터 쉴드 상 남성 헤더 납땜.
- 실시간 클럭 모듈에 전력을 제공하기 위해 SD 실드의 슬롯에 코인 셀 배터리 놓는다.
- 외부 전원 버튼 (그림 2C)
참고 : 래치 금속 푸시 버튼 하의 다섯 연결 : 전원 보통 (NC1) 폐쇄, 땅, 상시 개방 (NO1) 및 일반 (C1).- 2 핀 남성 C1에 커넥터 "A"(사용 빨간색 선)과 접지 (검은 색 선을 사용) 납땜. 모든 연결을 열 수축.
- 2 핀 남성 커넥터 +에 "B"(사용 빨간색 선) 및 NO1 솔더 (검은 색 와이어를 사용). 모든 연결을 열 수축.
- 포토 인터럽터 (그림 2D)
- 솔더 포토 인터럽터 (검은 부분)는 보드를 브레이크 아웃합니다.
- 브레이크 아웃 보드의 전면에 4.7K 저항을 납땜.
- SGL에 빨간 선 PWR, 녹색 선을 GND로, 흰색 선 다음 브레이크 아웃 보드의 뒷면에 남성 3 핀 커넥터 "E"를 납땜.
- 보드를 탈출 포토 인터럽터의 뒷면에 느슨한 와이어를 낸다.
- 부스트 보드 (그림 2E)
- 부스트 보드에 5V 및 접지 핀에 2 핀 암 커넥터 "A"를 납땜.
- 엄마의 검은 색 와이어 솔더부스트 보드의 추가 GND 핀에 제작 커넥터 "D".
- BNC 출력 케이블 (옵션 : 그림 2 층)
- (중앙 핀, 외부 핀에 검은 색 와이어에 빨간 선) 2 핀 커넥터 BNC 케이블의 단자에 "C"를 납땜.
참고 : 어셈블리를 들어, 2 핀 커넥터는 BNC 플러그 너트를 맞아야합니다. 우리는 더 작은 커넥터를 사용하거나 적합하도록 면도날로 JST 커넥터를 면도.
- (중앙 핀, 외부 핀에 검은 색 와이어에 빨간 선) 2 핀 커넥터 BNC 케이블의 단자에 "C"를 납땜.
- 모터 쉴드 (그림 2G)
- 에서 V로 암 커넥터 함께 "B"와 솔더의 빨간색과 검은 색 선을 꼬아.
- 레프 옆에 접지 핀 암 커넥터 "C"의 검은 색 와이어 솔더,이 커넥터의 붉은 선은 3 핀.
- 다음에 V에 접지 핀 암 커넥터 "D"의 검은 선을 납땜.
- 접지 핀 암형 커넥터 "E"의 녹색 와이어 솔더다음 5V의, 5V에이 커넥터의 붉은 선,이 커넥터의 백색 선 2 핀 수 있습니다.
3. 소프트웨어 업로드
- 마이크로 컨트롤러의 프로그래밍 핀에 FTDI 브레이크 아웃 보드를 연결 한 다음 마이크로 USB 케이블을 통해 컴퓨터에 FTDI 브레이크 아웃 보드를 연결합니다.
- 는 IDE (통합 개발 환경) 프로그램을 엽니 다.
- 도구를 통해 소프트웨어 업로드> 보드 드롭 다운 메뉴에 대한 올바른 마이크로 컨트롤러 보드를 선택합니다.
- 도구> 프로세서 메뉴를 통해 ATMEGA 328 (5V, 16MHz 일)을 선택합니다.
- 마이크로 컨트롤러는 도구를 통해 연결된 포트를 선택> 포트> COM #은 (포트가 현재 사용에 따라 달라집니다).
- (: https://github.com/KravitzLab/fed/tree/master/fed-arduino에서 구입 가능) 보드에 FED의 스케치를 업로드 할 '업로드'버튼을 클릭합니다.
4. 하드웨어 조립
- 스테퍼 모터와 m방패 (도 1C 및 3A 및 3B) OTOR
- 3 차원 상에 5V 스테퍼 모터를 고정하면 모터가 두 # 6 × ¼ "판금 나사 (도 1C 및 3A)이 탑재 인쇄.
- 마운트 모터로 회전 디스크를 삽입하고 안전하게 스테퍼 모터 축 (그림 3B)에 부착 아래로 밀어 넣습니다.
- 모터 상에 3D 인쇄 음식 사일로에 트위스트 펠릿 레벨러 암이 모터 마운트의 구멍 위에 확인하고 탑재합니다.
- 상기베이스의 후방 및 전방에 위치하는 구멍을 향해 위치 된 스텝퍼 모터와, 상기 인쇄 기재의 톱 - 위에서 연결된 조각 트위스트 (4.1.3 4.1.1 단계).
- 각각의 와이어의 단부로부터 스텝 모터 와이어 스트립 ~ 2mm에서 5 핀 커넥터를 잘라.
- 모터 방패에 터미널 블록 커넥터에 스테퍼 모터의 전선을 연결 : 대지, 오렌지와 핑크에 빨간색을 하나의 모터 포트 (예를 들어, M1), 다른 m에 파란색과 노란색에OTOR 포트 (예를 들면, M2).
- 외부 전원 버튼
- 전원 버튼의 너트를 분리하고 염기의 우측에있는 구멍에 파워 버튼을 삽입한다. 육각 너트와 장소에 보안 버튼을 누릅니다.
- 포토 인터럽터 (그림 3C)
- 자사의 3D 인쇄 주택에 포토 인터럽터를 놓습니다.
주 : 포토 인터럽터는 모든 방법을 장착하지 않는 경우 상기 하우징을 가열하는 가열 총을 사용한다. - 문자열 3D 인쇄 된베이스의 전면 중앙 구멍을 통해 포토 인터럽터 (PWR, GND, 및 SGL)에서 3 핀 남성 커넥터 "E".
- 두 개의 1 "나일론 나사와 해당 너트와 FED베이스로 하우징을 고정합니다.
- 자사의 3D 인쇄 주택에 포토 인터럽터를 놓습니다.
- BNC 출력 케이블 (선택 사양)
- 연준베이스의 왼쪽에있는 구멍에 BNC 커넥터를 삽입합니다. 너트로 제자리에 고정합니다.
- BNC 커넥터를 사용하지 않는 경우, 3D 인쇄 플러그 구멍 플러그.
- 배터리 및 부스트 보드 (그림 3D)
- JST 2 핀 연결을 통해 DC / DC 부스트 컨버터 모듈에 3.7 V 배터리 팩을 연결합니다. 배터리가 충전되면 부스트 보드에 LED가 파란색으로 점등됩니다.
- 내부 하우징의 장착 보드 (그림 3E)
- FTDI 연결은 4 × ¼ "스틸 판금 나사 #를 이용하여, 전원 스위치를 향베이스 내부 마운트 마이크로 컨트롤러.
- 마이크로 컨트롤러의 상단에 모터 방패와 데이터 로깅 실드를 스택.
- 마이크로 SD 슬롯 방향이 아래 # 2 × ¼ "강판 금속 나사. 마운트 부스트를 사용하는 경우에 부스트 판 스크류. FED이 포트를 통해 충전 할 수있는 케이스를 개방하지 않고도.
- 다섯 커넥터를 연결, "A"남성이 "A"여성, "B"남성을 "B"여성 등
- 3 차원 인쇄 기본 내부 배터리를 넣고 뒷면 커버를 밀어 가깝습니다. 3 차원 인쇄 된 페이스 플레이트에 밀어 넣습니다.
5. 검증 및 데이터 수집
참고 : 이전 FED 시스템에 전원을 공급에, 그렇지 않으면 FED는 알약을 분배하지 않습니다, SD 카드는 SD 방패에 삽입되어 있는지 확인합니다. 또한, 장소에 (그냥 전원 블록 위) 모터 방패에 전원 점퍼를 확인합니다.
- 전원 푸시 버튼 및 테스트 장치 기능을 가진 FED 시스템의 전원을 켭니다.
- 전원을 켜기 전에 20 mg의 음식 펠릿 음식 사일로를 입력합니다.
주 : 마이크로 컨트롤러, SD 방패, 모터 방패의 LED 정상적으로 전원 스위치가 켜져 야합니다. 웰에는 펠릿이 없을 경우, 하나는 분배한다. - 물론 음식에서 10 펠렛과 펠렛이 분배되는 교체를 확인 - 수동 5를 제거합니다.
- 전원을 켜기 전에 20 mg의 음식 펠릿 음식 사일로를 입력합니다.
- SD 카드를 제거하고 데이터가 제대로 기록 된 확인합니다. 데이터는 버지니아에 따라 이름이 쉼표로 구분 된 값 (.CSV)에 인수한다코드에서 riable FILENAME.
- 실험 설정, 전원 내부 FED 단위를 설치하고, 펠릿이 아니라 음식에 분배되어 있는지 확인합니다.
- 데이터 수집의 과정 동안, 그것은 전원 스위치의 LED 표시등이 켜져 있는지 확인하여 제대로 작동하는지 확인하기 위해 매일 FED을 확인 (이 배터리가 충분히 충전되어 있음을 나타냅니다) 및 펠릿이 아니라 음식에 앉아있다 (표시 펠렛 분배에 문제가)가 없는지.
- 데이터 수집 후, SD 카드 및 액세스 .csv 파일을 검색 할 수 있습니다.
참고 : https://github.com/KravitzLab/fed : 식사와 공급의 패턴 분석 스크립트에서 사용할 수 있습니다.
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Representative Results
동물의 사용을 포함 유효성 검사 테스트는 검토하고 국립 당뇨병 연구소 소화기 계통 및 신장 질환의 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다. 홈 케이지 먹이를 측정하기위한 FED의 사용을 설명하기 위해, 성인 여성 C57BL / 6 마우스 (N = 4) 개별적으로 12/12 시간 빛 / 어둠주기에서 물과 표준 실험실 차우에 광고 무제한 액세스를 수용 하였다 (시에 점등 5시). 한 주 습관화 기간 이후 식품 호퍼를 제거하고, 검증 테스트 5 일하는 FED로 대체. 각각의 SD 카드 맞춤 자유롭게 이용 가능한 스크립트 및 스프레드 시트 프로그램을 사용하여 분석에서 시험 기간의 끝에서, 전계 방출 디스플레이 (FED)는 케이지 및 공급 데이터로부터 제거 하였다. 도 4a, 각각의 마우스에 대한 펠렛 검색에 나타낸 바와 같이 (상단 패널, 래스터는 하나의 펠렛 검색 이벤트 표시) 30 분 쓰레기통에있는 모든 쥐에서 평균 펠렛 검색을 (보ttom 패널; 라인) ± SEM을 의미 명확하게 시각화 일주기 리듬 성을 가진 검증 시험 기간에 걸쳐 지속적으로 공급을 보여 나타냅니다. FED의 데이터 기록 용량의 정확성을 정량화하기 위해 각 FED 시스템은 검증 테스트 기간 동안 1000 펠릿을 부여하고, 남은 펠렛을 직접 계산하고 SD 카드에 기록 된 데이터와 비교 하였다. FED는 SD 카드 (그림 4B)에 분배 된 펠릿의 95.35 ± 1.25 %를 기록.
그림 1 : FED 구성 요소 설계 3D. 조립 FED의 (A) 측정. (B) 조립 FED의 3D 인쇄 구성 요소의 분해도. 디스크를 회전 (R에 (C) 전체 펠렛 호퍼 어셈블리 (왼쪽)의 분해도, 디스크 (중간) 회전에 스테퍼 모터의 조립, 식품 사일로의 조립ight). 잘 팔 식품 (D) 디자인 펠릿 검출을위한 포토 인터럽터를 고정합니다. 완전히 조립 된 FED의 (E)의 사진. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2 : FED 전기 부품의 배선. 배선 및 (A) 커넥터 (B) 마이크로 컨트롤러, 데이터 로깅 / SD 방패, 모터 방패, (C) 전원 버튼, (D) 포토 인터럽터 (E) 부스트 보드, (F) BNC 출력 케이블, 조립 (G) 배선 모터 방패. 의 더 큰 버전를 보려면 여기를 클릭하십시오이 그림.
그림 3 : FED 하드웨어의 조립. (A) 모터 마운트에 스텝 모터 (왼쪽) 설치 및 펠릿 디스크 (오른쪽) 부착. 모터 실드 (B) 배선 스테퍼 모터. 3D로 포토 인터럽터를 삽입 (C)는 주택을 인쇄. 보드를 높일 수있는 배터리를 연결 (D). (E) 보드 FED 하우징 내부에 조립. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4 : FED를 통해 수집 된 대표 음식 섭취 데이터. (A) 음식 섭취 데이터 FED를 통해 수집 및 오픈 소스 분석 스크립트를 사용하여 시각. 상단 패널 : 개별 래스터 개별 마우스가 포함 된 행과, 하나의 펠렛 검색 이벤트를 나타냅니다. 하단 패널 : 라인은 쥐에서 음식 섭취의 ± SEM을 의미하는 표시 (N = 4). 기록에서 개별 FED 단위 (B) 정확도 알약을 분배. 색상은도 3a에 대응 래스터. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5 : FED에 대한 수정 된 사용합니다. (A) 외부 FED는 설치류 케이지 바닥 공간을 줄여 장착. 프런트면 구성을 변경 (B)의 조작 적 훈련이 코 포크 포트의 추가 할 수 있습니다.ve.com/files/ftp_upload/55098/55098fig5large.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
추가 파일 1 : 하드웨어 회로도. FED의 전자 연결을 보여주는 그래픽 개략도. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보조 파일 2 : 샘플 출력 코드입니다. FED의 출력 코드를 보여주는 샘플 .CSV 파일. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
기업 파일 3-6 : 분석 스크립트. eating_rate.py, meals.py, meal_bars.py 및 plotmice.py : 네 분석 스크립트는 FED 데이터를 분석 제공됩니다. 입력 파라미터 설명은 제공하는 것이다각 스크립트의 상단에있는 댓글 섹션 라. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
급전 실험 장치 (FED)의가요 식사량 모니터링 시스템이다. 여기, 우리는 제조 및 마이크로 컨트롤러 상에 3D 인쇄 하드웨어, 전기 부품의 납땜 및 스케치 업로드의 조립을 포함한 장치 문제 해결에 대한 자세한 내용을 설명합니다. 이주의 깊게 프로토콜에 설명 된 모든 단계를 수행하는 것이 중요하지만, 성공적인 최종 제품을 보장하기 위해 각 섹션에 여분의 관심을받을 자격이 중요한 단계가 있습니다. 차원은 스테퍼 모터 축에 잘 맞 이웃 부분에서 최소한의 저항으로 회전 할 수 있어야 디스크를 회전 인쇄. 핀 연결을 납땜 할 때, 솔더 조인트는 과잉 땜납을하지 않고 안전한지 확인하십시오. 설치된 모든 추가 라이브러리는 마이크로 컨트롤러에 스크립트를 업로드하기 전에 올바른 디렉토리에 있어야합니다 있는지 확인하십시오. FED의 조립 과정도없이 종래와 쉽게 달성 될 태스크를 포함3D 인쇄 또는 전자의 경험.
FED와 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 첫째, 각 FED는 로그인 데이터를 저장하기 위해 내부 SD 카드를 사용합니다. SD 카드는 다수의 전계 방출 디스플레이 (FED)에서 번거로운 추적하는 방법과 데이터를 저장할 수있다. 우리는이 문제를 완화하기 위해 무선 데이터 전송을 모색하고 있지만, FED의 현재 반복은 SD 카드에 로컬 스토리지에 의존한다. 둘째, ~ 시간 FED의 5 %는 하나가 아닌 두 개의 알약을 분배합니다. 펠렛 걸림이 계산하기에 충분한 주파수에 우리의 손에 발생하지 않은 반면 우리는 완전히 배제 할 수 없기 때문에,이 가능성은 엄격하게 모니터링해야합니다. 사용자는 매일 FED의 기능을 확인하지 않고 그들의 유일한 음식 소스로 FED와 마우스를 떠나지 않을 것이다. 이러한 한계에도 불구하고, 우리는 FED의 에러율은 대부분의 조사 연구에 대한 허용 믿습니다. 즉, 향후 연구에서 우리는 더 이러한 오류를 감소하기 위해 노력할 것이다 고 말했다. 마지막으로, 3D 인쇄의 공차 특정 3D 프린터와 재질에 따라 달라질 수있다. 같이우리가 제공하는 같은 3D 설계 파일, 또는 기타 자료와 3D 프린터의 다른 모델에 인쇄 불통해야 할 수 있습니다. 하나의 유용한 팁, 우리는 열 건이 약간의 조정을위한 3D 인쇄 된 부분을 부드럽게 인쇄 후 사용할 수있는 것으로 나타났습니다.
하나의 FED는 약 $ 350 조립 될 수있다. 이 가격, 우리는 PLA 소재 중 상용 3D 인쇄 ~ $ 200와 전자 부품을 구매하기위한 ~ $ 150 추정된다. 3D 프린팅 비용은 크게 품질과 재료에 따라 달라집니다. 사용자가 자신의 부분을 인쇄하는 경우이 상당히 비용을 절감 할 수있다. 이 비싼 것입니다하지만 FED 또한, 인쇄 또는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄과 같은 더 튼튼한 소재에서 가공 될 수있다.
우리는 오픈 소스 플랫폼과 프로그래밍 회로 기판에 마이크로 컨트롤러와 FED를 구축하기로 결정했습니다. 그것은이 같이이를 위해, 우리는 오픈 소스 마이크로 컨트롤러 (재료의 표 참조) 선택낮은 전력 소비. 그러나, 우리의 코드는 충분한 입력 / 출력 핀이있는 보드에서 작동합니다. 변경 마이크로 컨트롤러 보드는 코드를 약간 변경 가능성이 필요합니다. 우리는 온라인으로 모든 설계 파일과 코드를 제공하고, 우리의 디자인은 다른 마이크로 컨트롤러 보드의 사용을 포함, 자신의 필요에 맞게 FED를 수정하는 유연성 연구자를 제공하는 오픈 소스입니다.
과학 연구를위한 오픈 소스 하드웨어를 향해 성장하는 경향이있다. 다양한 그룹은 OpenControl, 행동 작업 7시 비디오 추적 동물 용 소프트웨어를 포함하는, 신경 과학 연구를위한 오픈 소스 장치를 만들었습니다; ROBucket, 액체 결과 전달 (8)에 대한 아두 이노 기반의 조작 적 챔버; ELOPTA, 펠렛 결과 전달 (9)에 대한의 PICmicro 기반의 조작 적 장치; 및 BEEtag, 땅벌 (10)에 대한 이미지 기반 추적 시스템. FED는 독특한 폼 팩터 및 리터 이러한 보완아야 비용. FED의 핵심 목표는 오픈 소스 만드는 것이 었습니다. 오픈 소스 하드웨어 연구자들은 (크기를 수정 예) 설계에 사소한 조작을 수행 할 수 있지만, 사용자가 하드웨어의 기능을 확장하는 중요한 변경을 수행 할 때 특히 강력하다. 예를 들어, 모두 FED 보호 케이지 (도 5a) 내의 공간을 증가시키는 케이지에 부착 외부위한 FED의 디자인을 수정하기 매우 쉽다. 또한, 우리는 조작 적 훈련을 잘 먹이의 각 측면에 코 넘나들며 공간을 가지고 FED를 설계하고 성공적으로 약간의 디자인 변경 (그림 5B)와 이들을 구현했습니다. 우리는 우리의 웹 사이트 (https://github.com/KravitzLab/fed), 우리는 또한 연구 커뮤니티 등의 개선을 호스팅 기대 위치에 이러한 발전을 게시 할 예정입니다.
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Acknowledgments
이 작품은 국립 보건원 (National Institutes of Health)의 교내 연구 프로그램 (NIH), 당뇨병의 국립 연구소 및 소화기 계통 및 신장 질환 (NIDDK)에 의해 지원되었다. 우리는 3D 인쇄와 지원을 계측에 NIH 제와 NIH 라이브러리 감사합니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Electronics | |||
| Adafruit Motor/Stepper/Servo Shield for Arduino v2 Kit - v2.3 | Adafruit | 1438 | Use of other motor shields has not been tested and will require changes to the code |
| Adafruit Assembled Data Logging shield for Arduino | Adafruit | 1141 | Use of other data logging shields has not been tested and will require changes to the code |
| PowerBoost 500 Charger | Adafruit | 1944 | Other voltge regulator boards have not been tested, but should work if they have similar specifications |
| FTDI Friend + extras - v1.0 | Adafruit | 284 | Any FTDI-USB connection will work |
| Small Reduction Stepper Motor - 5VDC 32-Step 1/16 Gearing | Adafruit | 858 | Use of other stepper motors has not been tested |
| Arduino Pro 328 - 5V/16MHz | SparkFun | DEV-10915 | Other Arduino boards should work, although may require changes to the code |
| Photo Interrupter - GP1A57HRJ00F | SparkFun | SEN-09299 | Other photointerrupters will work, but may require changes to the 3D design |
| SparkFun Photo Interrupter Breakout Board - GP1A57HRJ00F | SparkFun | BOB-09322 | Other photointerrupters will work, but may require changes to the 3D design |
| Connectors, screws, and miscellaneous items | |||
| Shield stacking headers for Arduino (R3 Compatible) | Adafruit | 85 | Any stacking header that says Arduiono R3 compatible will work |
| Multi-Colored Heat Shrink Pack - 3/32" + 1/8" + 3/16" | Adafruit | 1649 | Any heatshrink will work |
| Hook-up Wire Spool Set - 22AWG Solid Core - 6x25ft | Adafruit | 1311 | Any wire will work |
| Lithium Ion Battery Pack - 3.7V 4400 mAh | Adafruit | 354 | Any 3.7 V Lithium battery with a JST connector will work |
| SD/MicroSD Memory Card (8GB SDHC) | Adafruit | 1294 | Any SD card will work |
| 50 Ohm BNC Bulkhead Jack (3/8" D-Hole) | L-com | BAC70A | Any BNC bulkhead will work |
| Type 316 Stainless Steel Pan Head Phillips Sheet metal screw, No 6 size, 1/4" Length | McMaster-Carr | 90184A120 | Any screws of this specification will work |
| Type 316 Stainless Steel Pan Head Phillips Sheet metal screw, No 2 size, 1/4" Length | McMaster-Carr | 91735A102 | Any screws of this specification will work |
| Nylon 100 Degree Flat Head Slotted Machine Screw, 4-40 Thread, 1" Length | McMaster-Carr | 90241A253 | Any screws of this specification will work |
| Nylon Hex Nut, 4-40 Thread Size | McMaster-Carr | 94812A200 | Any nut of this specification will work |
| 2 Pin JST M F Connector 200 mm 22AWG Wire Cable | NewEgg | 9SIA27C3FY2876 | Any 2 pin connector will work for this connection |
| Metal Pushbutton - Latching (16 mm, Red) | SparkFun | COM-11971 | Any push button or switch will work |
| Resistor Kit - 1/4 W | SparkFun | COM-10969 | Any 1/4 W resistors will work |
References
- Ellacott, K. L., Morton, G. J., Woods, S. C., Tso, P., Schwartz, M. W. Assessment of feeding behavior in laboratory mice. Cell Metab. 12 (1), 10-17 (2010).
- Betley, J. N., et al. Neurons for hunger and thirst transmit a negative-valence teaching signal. Nature. 521 (7551), 180-185 (2015).
- van den Heuvel, J. K., et al. Neuropeptide Y activity in the nucleus accumbens modulates feeding behavior and neuronal activity. Biol Psychiatry. 77 (7), 633-641 (2015).
- Cone, J. J., Roitman, J. D., Roitman, M. F. Ghrelin regulates phasic dopamine and nucleus accumbens signaling evoked by food-predictive stimuli. J Neurochem. 133 (6), 844-856 (2015).
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