大壁虎后肢中央模式發(fā)生器(CPG)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初步研究.pdf

1、大壁虎具有超凡的三維空間無(wú)障礙運(yùn)動(dòng)能力，成為仿生機(jī)器人研究開(kāi)發(fā)的理想模型。但目前國(guó)內(nèi)外所研制出的仿壁虎機(jī)器人運(yùn)動(dòng)基于傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃法，靈活性、自主性差，難以向非結(jié)構(gòu)環(huán)境應(yīng)用延伸。脊椎動(dòng)物在億萬(wàn)年的進(jìn)化中體現(xiàn)出良好的運(yùn)動(dòng)控制能力，其主要是受脊髓內(nèi)的中央模式發(fā)生器（centralpatterngenerator,CPG）調(diào)控。大壁虎采用匍匐前進(jìn)的方式，且腳趾具有較強(qiáng)的內(nèi)收（粘附）與外翻（脫附）能力，其內(nèi)在的CPG神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制與一般四足動(dòng)

2、物的必然有所差異。研制基于CPG控制模式的仿壁虎機(jī)器人，需要對(duì)大壁虎CPG神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展深入研究。
　　本文詳細(xì)研究了大壁虎脊柱及脊髓結(jié)構(gòu)形態(tài)。采用化學(xué)浸泡法制作了結(jié)構(gòu)完整、通透性良好的大壁虎透明骨骼標(biāo)本；全面解剖了大壁虎脊髓及前、后肢部分，確認(rèn)了頸膨大為C5-C8節(jié)段，腰膨大為L(zhǎng)12-S2節(jié)段，所延伸出的脊神經(jīng)下行調(diào)控了前、后肢的運(yùn)動(dòng)；制作了腰膨大處組織學(xué)切片，對(duì)不同類(lèi)別神經(jīng)元分布區(qū)域進(jìn)行了標(biāo)定。
　　研制出適于大壁虎脊柱立

3、體定位的脊柱適配器。該適配器主要由脊骨夾、移動(dòng)塊和支撐座組成。通過(guò)對(duì)前、后關(guān)節(jié)突之間的內(nèi)凹弧形結(jié)構(gòu)或椎間孔（薦椎）的雙側(cè)夾持實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)區(qū)域的定位。不同節(jié)段脊髓解剖實(shí)驗(yàn)及脊髓內(nèi)微注射實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該適配器能夠滿(mǎn)足研究的需要。
　　利用所研制的適配器，進(jìn)行大壁虎在體脊髓制備，通過(guò)向腰膨大各節(jié)段應(yīng)用不同濃度谷氨酸鈉微刺激，腓總神經(jīng)記錄的方法開(kāi)展大壁虎CPG神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初步研究。對(duì)L12節(jié)段10mM谷氨酸鈉的刺激或?qū)13節(jié)段20mM的谷氨酸鈉刺