Raziskovanje skrivnega življenja hišnih vrabcev s pomočjo 3-D tiskalnika

[SLO] Vlog 01 - Raziskovanje podstrešja w/Spuži kvadratnik (Julij 2019).

Anonim

Ker je bil v Severni Ameriki uveden v poznem 19. stoletju, je hišni vrabec dobil malo ljubezni. "Nič se ne more zahtevati v njegovo korist, " je razglasil uredništvo leta 1891 v New York Timesu. Nekaj ​​let pozneje je isti časopis štel za ptice "podgane v zraku". Medtem ko je Mednarodna zveza za ohranjanje narave dodala žalitev škodi, je hčerinski vrabec že dolgo hranil na svojem brezreznem seznamu vrst "najmanj skrbi".

Vendar vsi niso tako odpuščeni. S pomočjo tehnologije in znanja v Centru za inženirske inovacije in oblikovanje (CEID) postdoktorski sodelavec PET Center Yale Univerza pridobi vpogled v notranjo življenje teh dolgočasnih ptic. Na mnogih načinih se izkaže, da se od hišnega vrabca tako različno ne razlikujemo.

"Na voljo je nekaj zanimivih stvari o pticah, ki jih lahko uporabite za ljudi, " pravi Christine Lattin, raziskovalec v laboratoriju Richarda Carsona, profesorja biomedicinskega inženirstva in radiologije ter biomedicinskih slik. V sodelovanju z CEID-om se Lattin trenutno osredotoča na fiziološko odzivnost hišnega vrabca.

Za razliko od podgan ali miši, hišne vrabci niso pogojeni z ujetništvom (Lattin ugotovi, da so ptice v naravi, da jih ujamejo), kar je pomembno, če želite meriti njihov odziv na stres v ujetništvu. "Mislim, da je ujetništvo potencialno res močna vrsta modela za kronični stres, " pravi Lattin. "Ptica, ki je bila ujeta v ujetništvo, je na nek način ne drugačna od osebe, ki je nenadoma vržena v popolnoma tuja in stresna okolja, kot vojak v boju ali otrok, vzet v rejniško družino. To je tuje okolje in zelo stresno To je eden od razlogov, da me zanimajo ptice. "

Zdravstveno slikanje dobro ustreza Lattinovemu delu, ker omogoča večkratno pregledovanje istih živali, kar daje raziskovalcem boljši način preučevanja variacije pri posameznem subjektu, vključno z rezultati pred in po zdravljenju. Brez nje, je Lattin dejal, večina študij možganov na živalih zahteva evtaniziranje vključenih živali in rezanje možganov.

Positronska emisijska tomografija (PET), ki uporablja poseben optični bralnik in radioaktivno zdravilo, imenovano sledilec za identifikacijo različnih vrst aktivnosti v telesu in možganih, je vrsta slikanja, ki je najbolj uporabna za Lattinovo raziskavo. Ampak narediti PET skeniranje ptice ni enostavno. Le nekaj drugih laboratorijev na svetu uporablja to slikovno tehnologijo za ptice, zato ni nobene univerzalne opreme za olajšanje postopka. Druge živali, kot so podgane in miši, imajo nosilce, posebej zasnovane za oblike telesa za medicinsko slikanje; Za ptice ni nobene. Raziskovalci, ki delajo s pticami, morajo opraviti domače, reševalne rešitve, pogosto z manj kot popolnimi rezultati. Na splošno bodo raziskovalci anestetizirali ptico, ga ohlapno zavili v gazo in posodili gazo na optični bralnik.

"Mislim, to sploh ni idealen sistem, " pravi Lattin.

Zato je Lattin prišel do CEID-a. Tam, CEID sodelavec Max Emerson uporablja Center-jev 3-D tiskalnik za razvoj držala, prilagojenega hišnim vrabcev. Trik, pravi Emerson, oblikuje tako, da ptice ostanejo v enotnem položaju. Ker so ptičji možgani tako majhni, lahko celo najmanjša zamaška znatno zmanjša kakovost PET-slik.

"Cilj je bil doseči standardiziran položaj za ptico, " je dejal Emerson. "Nato raziskovalci lahko preučijo veliko študij, ne da bi morali narediti preveč post-obdelavo podatkov. Minimirajo gibanje glave, ne da bi omejili trebuh, tako da lahko dihajo, ko so pod anestezijo."

Naprava omogoča tudi boljši nadzor nad dihanjem ptic, medtem ko je slikanje opravljeno za natančnejše dajanje anestezije. "Ko anestetizirajo ptice, običajno želijo napake na strani lažje anestezije in ne težje, kajti če je pretežka, bi ptica lahko prenehala dihati in lahko umrejo. Toda, ko se zmotijo ​​na strani vžigalnika, ptica bo včasih prišla ven (iz anestezije). "

In ker ptice niso dobro termoregulirane pod anestezijo, ima naprava tudi zelo tanek in fleksibilen grelni vložek. Na ptičjem vratu je zarezo, ki posnema najboljši način za držanje ptice v roki (imenovan je "bendov oprijem"). Vključuje stožec, ki je zasnovan tako, da ustreza obrisom ptičje glave, ki je povezana s cevko, ki napaja anestezijo. Emerson je temeljil na zelo podrobnih računalniških tomografijah (CT) podobe pticnih lobanj, ki so jih ustvarili v sodelovanju z Elliottom Brownom, docentom za radiologijo in biomedicinsko slikanje na medicinski šoli Yale.

Emerson je prav tako ustvaril posebna sidra, ki pritrjujejo nosilec na posteljo optičnega bralnika in distančnik, ki je vedno nameščen na isti lokaciji v različnih dneh, v katerih opravljajo skeniranje. Druge zareze držijo brizge, ki dajo zdravila in radioaktivne sledilce. Najboljše od vsega, celotna naprava je narejena iz lahke plastike z nizko gostoto, kar je pomembno, ker zelo gosti materiali, kot je kovina, lahko povzročijo napake in popačenje pri slikanju s PET-CT.

Predhodne metode za ohranjanje ptice na mestu je otežilo opazovanje ptice med slikanjem. Lattin opozarja na eno sejo, načrtovano eno uro, ki jo je bilo treba ustaviti po 10 minutah, ker ni mogla ustrezno nadzorovati pticega dihanja.

Končni modeli še vedno potekajo (Emerson je do sedaj izdelal pet ponovitev). Ko bodo dokončali sedanji prototip, načrtujejo oblikovanje nosilca za dve osebi, kar bi prihranilo veliko časa in denarja. Do zdaj Lattin pravi, da je zelo navdušena nad tem, kar je videla.

"Pred tem, ko je bila ptica zaprta v gazo, bi se trudil pogledati na rep, ki se je držal na dnu in bi bil kot" Uh, pravkar sem videl, da se premakne, zato mislim, da je v redu ", " pravi. "Sploh nisem imel tega, da bi to naredil z novim imetnikom ptic, ker si lahko tako dobro vidiš dihanje. Anestezijo lahko obrnete, ko se njihovo dihanje začne precej počasi, ali pa ga lahko spremenite, če je dihanje hitrejše. Toliko bolje je. "

menu
menu