[发明专利]果蝇幼虫观察装置及果蝇幼虫观察方法

说明书

本发明涉及一种果蝇幼虫观察装置及果蝇幼虫观察方法。该果蝇幼虫观察装置，包括底座、至少一根透明管以及观察组件，透明管以自身轴线为转动中心与底座转动连接，透明管内具有灌注有低摩擦模拟溶液的容置空间，低摩擦模拟溶液选自羟乙基淀粉溶胶、甘油溶液、液体石蜡或者十二烷基硫酸钠溶液中的至少一种，其中，羟乙基淀粉溶胶中羟乙基淀粉的浓度为4g/l‑16g/l，甘油溶液中甘油的体积分数为20%‑50%，十二烷基硫酸钠溶液中十二烷基硫酸钠的质量分数为10% ‑15%；通过在透明管内灌注低摩擦模拟溶液以模拟低摩擦环境，引导果蝇幼虫打滑，同时通过转动透明管，以获取果蝇幼虫全景式、全覆盖的姿态调整过程。

技术领域

本发明涉及活体观察相关技术领域，特别是涉及果蝇幼虫观察装置及果蝇幼虫观察方法。

背景技术

当前绝大多数的运动学习研究以啮齿类如小鼠动物和灵长类为主，其优势是：行为表型易分辨且稳定、行为参数可自动化识别分析，因此可以精确测出学习记忆遗忘曲线，借此可判断学习的潜伏期、记忆持续时间等参数。目前比较常用的运动学习范式有转棒试验、平衡木行走试验、琴键式运动试验等。

目前运动学习范式多数以小鼠等高等动物为研究对象，由于其神经系统规模较大，涉及运动学习的环路多且复杂，因此遗传调控工具无法对神经环路进行精细调控，同时缺乏可供光成像的条件。使用小鼠行为模型存在的缺点：（1）运动学习相关的神经环路众多且存在交集，既包括躯体感觉-初级运动皮层-小脑回路，也包括与边缘系统（杏仁核、丘脑和伏隔核等）奖赏多巴胺通路、恐惧性情绪通路等;（2）神经环路内的神经元种类多、数量多；（3）在体神经活动成像记录（如多通道电极探针）的神经元数量十分有限，同时无法分辨神经类型、形态、位置信息；（4）小鼠单神经元水平的全脑连接组图谱未完成，目前只完成部分脑区如前额叶皮层单神经元水平（超过6000个神经元）的投射连接组，因此无法获得完整的感知运动神经控制网络；（5）小鼠行为对于环境因素非常敏感，尤其是受应激后行为稳定性较差，同时小鼠对于应激存在较大的反应个体差异性。

目前，关于昆虫的运动学习范式较少。昆虫具有敏锐的感知能力和灵活的运动适应能力。通过整合外界环境和自身本体感受器的感知信息输入，昆虫能快速协调身体各肌肉的运动，进而实现身体姿态调整和运动模式转变。在多种环境因素中，摩擦力对于昆虫的爬行、蠕动、附着等运动过程极为重要。昆虫可以根据接触物体的光滑程度、纹理和身体倾斜角度等情况，及时调整其皮肤四肢上的特殊结构形态或者通过增加粘液分泌等手段，实现接触摩擦力的快速、精准调节。目前，对于昆虫摩擦力调节机制的研究，主要集中在解剖形态学上，缺乏对于精细行为姿态调节规律及其神经机制的研究。

果蝇幼虫作为昆虫的典型代表，其接近透明的身体和相对简单、固定的运动模式，使其成为研究昆虫摩擦力运动适应性调控及其神经环路的理想选择。目前尚缺乏稳定、有效的果蝇幼虫摩擦力适应性调控模型。另外，现在通行的幼虫活体观察技术局限于相对固定的视角，因此缺乏全景式的幼虫姿态行为观察，因此必将遗漏关键体节姿态调整过程中的重要细节，如幼虫尾部A7-8体节收缩的弯曲方向和幅度、A2-4体节腹/背侧与材料表面的接触位置和面积等。

发明内容

基于此，有必要针对目前幼虫活体观察的视角相对固定，容易遗漏关键体节姿态调整过程中的重要细节的问题，提供一种能够提供全覆盖式观察角度，不易遗漏关键体节姿态调整过程中的重要细节的果蝇幼虫观察装置及果蝇幼虫观察方法。

本申请首先提供一种果蝇幼虫观察装置，包括底座、至少一根透明管以及观察组件，所述透明管以自身轴线为转动中心与所述底座转动连接，所述透明管内具有容置空间，所述容置空间内灌注有低摩擦模拟溶液且用于容置幼虫，所述低摩擦模拟溶液选自羟乙基淀粉溶胶、甘油溶液、液体石蜡或者十二烷基硫酸钠溶液中的至少一种，其中，羟乙基淀粉溶胶中羟乙基淀粉的浓度为4g/l-16g/l，甘油溶液中甘油的体积分数为20%-50%，十二烷基硫酸钠溶液中十二烷基硫酸钠的质量分数为10% -15%；所述观察组件用于观察所述透明管内的幼虫。