Панно из шишек фото: Панно из шишек мастер класс

Содержание

Букет из шишек поделка (75 фото) » НА ДАЧЕ ФОТО

Букет из шишек

Букет из шишек Покрашенные гуашью

Цветы из шишек

Букет из сосновых шишек

Топиарий из шишек

Букет из шишек

Букет из шишек для детского сада

Осенняя композиция из шишек

Цветочная композиция из шишек

Осенний букет поделка шишки

Букет из шишек

Осенний букет с шишками

Новогодний букет из шишек

Панно из шишек

Букет из шишек

Оригинальные букеты из шишек

Зимний букет из сухоцветов

Подделки в из шишек осенние

Цветы из шишек сосны

Поделки из шишек

Букет из шишек мастер класс

Цветы из шишек

Букет из шишек мастер класс

Букет из шишек поделка осенний

Букет из шоколада и шишек

Букет из лесных шишек

Букет из шишек

Цветочная композиция из шишек

Рукоделие из шишек

Яркие букеты из шишек

Поделки из шишек мастер класс

Цветы из шишек

Букет из шишек

Букет из крашеных шишек

Композиция из шишек

Свадебный букет с шишками

Новогодний букет из природного материала

Букет из шишек

Цветы из шишек

Букет из шишек

Что можно сделать из шишек для романтического вечера

Цветы из шишек

Ваза из природного материала

Букет из шишек

Панно из сосновых шишек

Букет из подручных средств

Букет из шишек в садик

Поделки из сосновых шишек для детского сада

Букет из шишек

Букет из крашеных шишек

Цветочная композиция из шишек

Панно из шишек

Зимний букет из природного материала

Новогодний букет из шишек

Флористические композиции из природного материала

Цветы из шишек

Цветы из шишек кружок в детсаду

Букет из шишек поделка в садик

Цветы из шишек

Новогодние поделки из шишек

Цветочная композиция из шишек

Букет из шишек Покрашенные гуашью

Осенние цветы из шишек

Букет из шишек

Цветы из шишек

Букет из шишек

Букет из сосновых шишек

Композиция из шишек

Розы картинки красивые необычные в букете

Цветы из шишек

Цветочные фантазии из природного материала

Цветы из шишек

Свадебный декор из шишек

Букет из крашеных шишек

своими руками для дома, детского сада и школы

Поделки из природных материалов своими руками – это прекрасная возможность сделать дом уютнее. Главное преимущество состоит в доступности материала, и в универсальности конечного результата – такой hand made идеально дополнит интерьер в любом стиле.

Летние и осенние поделки из природного материала – популярнейшая тема развития творческих навыков.

Как подготовить материал к работе

В работе с природными материалами есть важный нюанс: их нужно правильно подготовить. Иначе существует риск, что готовый сувенир покроется плесенью и начнет издавать неприятный запах. Поэтому важно не просто найти и собрать красивые и необычные элементы, но и хорошо и правильно их просушить. Листья и злаковые культуры помещают между страницами толстых книг. Бересту, дубовую кору и другие элементы, которые вы хотите сделать плоскими, сушат под листом оргалита, поставив на него груз.

Срезать кору лучше со здоровых, крепких деревьев, для которых такая манипуляция не будет чрезмерно травмирующей, ведущей к гибели.

Если для будущих шедевров вам потребуются веточки боярышника с ягодами, рябина, маковые стебельки с коробочками, то их лучше сушить в подвешенном состоянии, тогда они сохранят нужную вам форму.

Цветочные головки сушат, поместив их в емкость с песком. Солома, стебли дудника и борщевика лучше всего сушить на открытом воздухе под навесом, и не забывать периодически их переворачивать.

Объемные цветы, такие как розы, астры, садовый бессмертник, сушатся в песке – его предварительно желательно прокалить в духовке либо на сковороде.

Лесной мох, шишки, желуди и каштаны раскладывают на газете в темном месте и каждый день переворачивают. Ну, а для того, чтобы рыбьи пузыри и чешуя, скорлупки яиц и раковины улиток стали пригодными для домашнего творчества, их хорошо промывают и сушат в тенистом месте.

Каштаны

Для поделок используют плоды конского каштана. Созревают они в августе – сентябре, и найти их можно на улицах любого города. Идеальны для поделок каштанчики правильной формы, а вот размер может быть разным. Сушат эти плоды, разложив тонким слоем на газетах, в прохладном темном месте, переворачивая раз в день. Примерно через 10-15 дней материал будет готов к работе.

Для поделок выбираются каштанчики разного размера, но желательно правильной, округлой формы, темно-коричневого цвета.

Желуди

Желуди – это плоды дуба, и в зависимости от породы, они различаются по окраске, размеру и форме. Этот «материал» можно собирать, начиная с августа и до начала октября (все зависит от того, какая осень). Главное выбирать целые плоды. Внимательно осматривайте каждый желудь, чтобы среди их не было битых или поврежденных насекомыми, а также, чтобы не было признаков прорастания. Свежесобранные плоды хорошо промывают (при необходимости даже щеткой), аккуратно протирают и оставляют сушиться, разложив на полотенце или бумаге. Затем, нагрев духовку до 50-70 градусов, в нее помещают желуди, и прожаривают при открытой дверце от полутора до двух часов. За это время желуди нужно три-четыре раза перемешать.

Собирают их в конце августа – начале октября, следует выбирать целые, не поврежденные насекомыми, без признаков прорастания.

Желуди идеально подходят для того, чтобы делать фигурки человечков и животных, с их «участием» получаются красивые фоторамки.

Очень эффектно дополняют интерьер «рассыпающиеся» шторки из желудей. Наконец, именно из желудей лучше все делать кукольную посуду, «сервизы» получаются очень натуральные.

В деревне желуди, некоторые другие растительные материалы сушатся сверху на русской печи.

Шишки и хвоя

Шишки ольхи, ели, кедра, а также лиственницы и сосны собирают либо весной, либо в середине осени. Если семена находятся внутри и закрыты чешуйками, значит, шишки еще влажные и раскроются после сушки. Прежде чем сушить, поместите их в раствор уксуса и воды, чтобы удалить насекомых. А чтобы избавиться от смолы используют спирт и ватные палочки. Если же для поделок вам нужны закрытые шишки, то перед сушкой их целиком окунают в столярный клей.

Если семена еще закрыты чешуйками, значит, шишки влажные, после просушивания они раскроются.

Есть несколько способов, как высушить шишки:

На улице под навесом. Шишки тонким слоем укладывают на газету в решетчатые ящики (сетки или корзины) и оставляют на 15-20 дней.
На сковороде или противне в духовке при открытой дверце. Сушат в течение часа.
В микроволновой печи. Нужно взять большую тарелку, застелить бумажной салфеткой, разложить шишки. Процесс занимает меньше пяти минут и его нужно контролировать.

Хвою сушат в подвешенном виде прямо с ветками.

Если требуется, чтобы шишка была закрытой, перед сушкой ее целиком окунают в столярный клей.

Орехи

Обычно грецкие орехи продаются уже высушенными. Для поделок используется только скорлупа. Лучше отделять ее от ядра при помощи ножниц или удобного ножа, так как молотком вы рискуете раскрошить скорлупку.

Грецкие орехи обычно продаются уже высушенными, для поделок используется их скорлупа, которую отделяют от ядра при помощи ножниц

Если же вам в руки попали свежие плоды, то их сначала очищают от кожуры (делать это следует в перчатках, иначе вы рискуете безнадежно испачкать руки). Сушить такие орехи лучше на брезенте под открытым небом (если погода солнечная) в течение 2-3 дней. Если же с погодой вам не повезло, то сушить орехи придется на чердаке в решетчатых ящиках, и займет этот процесс около недели.

В качестве альтернативы, для сушки орехов можно использовать деревенскую печку, духовку и даже специальную овощесушилку.

Орехи сушат под открытым небом на брезенте, в течение двух-трех дней.

Листья, цветы, семена

Главное условие: листья и цветы нужно собирать в сухую погоду, летом или осенью. Листочки вкладывают в старую книгу, создают дополнительный пресс из других книг и оставляют в таком состоянии на неделю или две. Еще один вариант сушки листьев: вложить между двумя листами плотной бумаги и прогладить утюгом. Наиболее часто в композициях используют кленовые, березовые, рябиновые листья, а также листочки папоротника, смородины и крапивы.

Листья различных деревьев собирают летом или осенью в сухую погоду.

Если вам нравится использовать в качестве материала для создания декоративных картин или панно семена укропа, бадьяна, тыквы, арбуза, яблок или подсолнуха, то их нужно подготовить к работе следующим образом: разложить на газете и оставить в темном, хорошо проветриваемом месте. Горох, фасоль и бобы сначала «освобождают» из стручков. Любые семена можно просушить в обычной овощесушилке или духовке.

Горох, фасоль, бобы, люпин предварительно избавляют от стручков.

Розы, астры, садовый бессмертник (любые объемные цветы) сначала прокаливают в духовке, а затем помещают в песок. А цветы для плоских панно (ландыши, ромашки и сирень) сушат, как и листья, в книге.

В букет или для украшений чаще бывают нужны объёмные сухоцветы.

Трава, мох, тополиный пух

Тополиный пух собирают в начале лета, но хранится он круглый год, если ему создать правильные условия: прохладную температуру. Важно: пух очень легко воспламеняется, так что храните подальше от возможного попадания огня. Чаще всего пух используют для создания «снега» на поделках с зимней тематикой.

Из мха чаще всего делают миниатюрную лесную опушку, заросли травы.

Мох аккуратно отжимают, чтобы не было лишней влаги, и высушивают на газете при комнатной температуре. Также можно оставить мох под навесом в сухую погоду. Траву, соломку и лишайник сушат также.

Кора, веточки, деревянные спилы

Если вам потребуется плоская кора, то ее очищают от загрязнений, а потом оборачивают бумагой и сушат, прижав толстыми книгами или другим грузом. Оптимальный вес пресса – 5-7 кг. А для того, чтобы уничтожить паразитов, кору нужно поместить в кипяток на несколько минут.

Срезать кору рекомендуется со здоровых и крепких деревьев, чтобы такая «операция» не была для них губительной.

Чтобы уничтожить паразитов, кору проваривают в кипятке в течение нескольких минут.

Спилы с дерева делают тогда, когда движение соков минимально – с октября по февраль. Да и для высушивания такого материала уйдет меньше времени. Чтобы как можно скорее убрать межклеточный сок, деревяшки вываривают в течение нескольких минут, затем выкладывают в прохладном помещении на бетонный пол (это идеальный вариант), или на несколько слоев газет. Переворачивают спилы раз в пару дней. Досушить деревяшки можно в духовке или на батарее. Если сразу поместить в жаркую среду, они потрескаются. Также со спилов нужно обязательно удалить кору.

Спилы дерева рекомендуется заготавливать, когда движение соков минимальное – с октября по февраль.

Ветки, палочки, коряги после сбора внимательно осматривают, удаляют загнившие и поврежденные вредителями и сушат в теплом сухом месте, без доступа прямых солнечных лучей. Ветки с почками заготавливают в весеннее время. А корни аккуратно выкапывают, стараясь не повредить, очищают от земли и сушат в течение одной – трех недель, в зависимости от толщины.

Ракушки и камушки

Камни очищают от песка жесткой щеткой, промывают водой, сортируют по форме, цвету и размеру. Просушивать их можно любым способом: на газетах, около батареи, в духовке или феном.

Сушить камушки разрешается любым удобным способом – на газетах, батарее, в духовом шкафу, феном для волос и др.

А ракушки перед просушиванием рекомендуется поварить, чтобы удалить все органические остатки. А затем просушить при комнатной температуре, разложив на газете.

Песок

Самый лучший для поделок – крупный речной песок. Но если вам он недоступен, воспользуйтесь тем, что есть под руками – из ближайшей песочницы или стройки. Песок просеивают через мелкое сито, хорошо промывают, а затем прокаливают на противне, постоянно помешивая.

Песок для поделок предпочтителен крупный речной, но если такой достать проблематично, подойдет любой – с ближайшей стройки, из песочницы.

Яичная скорлупа и перья

Для поделок можно использовать скорлупу от разных яиц: куриных, утиных, перепелиных, страусиных и других. Чтобы избавиться от содержимого, в яйцах с обеих сторон делают небольшие отверстия и белок и желток «выдувают» в чашку, или «вынимают» при помощи шприца. После этого внутреннюю часть ополаскивают водой.

Из битой яичной скорлупы выйдет отличная мозаика, если кусочки раскрасить в разные цвета, наклеить на заранее подготовленную поверхность.

Заготавливая перья, помните, что лучше брать их от домашних птиц, так как дикие птицы могут быть переносчиками инфекционных заболеваний. Мыть перья необязательно, достаточно хорошо просушить их феном, одновременно распушив. Кстати, часто в продаже можно встретить уже обработанные перья павлинов и попугаев.

Идеи поделок из природного материала

Из веток и прутиков изготавливают необычные предметы интерьера: люстры, фоторамки, абажуры, настенные светильники.

Необычный светильник из веток деревьев своими руками.

Зерна кофе, семена фасоли, гороха и чечевицы прекрасно подходят для создания оригинальных панно. Причем совсем необязательно делать картину с четким и понятным всем сюжетом, даже абстракция в таком исполнении украсит вашу комнату или кухню. Кстати, очень часто разноцветными семенами просто наполняют прозрачные бутылки необычной формы, и для кухни это является очень эффектным декором.

Крупу можно чередовать по цвету или размеру.

А из морских камушков разной формы получаются эффектные горшочки с кактусами. Для этого в обычный маленький горшочек помешают камушки, предварительно окрашенные в зеленый цвет, с белыми точечками, имитирующими колючки.

Кактусы из камней – забавная поделка для детей и взрослых.

Очевидно, что из природного материала можно изготовить весьма оригинальные поделки и украшения. И не бойтесь реализовывать самые смелые идеи. Ну, а если вам кажется, что собственной фантазии недостаточно, воспользуйтесь готовыми идеями. Любая вещь, сделанная своими руками, сделает ваш дом уютнее и теплее.

ВИДЕО: Осенняя композиция из природных материалов.

50 вариантов поделок из природных материалов:

Детские поделки из шишек – 11 мастер-классов и фото-идеи — ISaloni — студия интерьера, салон обоев

Простые и необычные осенние поделки своими руками в 2019 году для детей и взрослых

Поделка на тему осень– это замечательный аксессуар. С изготовлением их встречаются малыши в детском саду, ученики в школе и взрослые на досуге. Осень является одним из самых очаровательных периодов, когда можно наслаждаться красными и желтыми красками пейзажа.

Благодаря разнообразию даров этой поры, квартиру или дачу украшают диковинными поделками, выполненными из шишек, осенних цветов и листьев. Когда малыш хочет помочь своим родителям создать какие-то интересные безделушки и поделки, это просто замечательно. Некоторые из них становятся поистине настоящим творением искусства. Постараемся раскрыть самые занимательные и оригинальные варианты изготовления осенних поделок своими руками, которые особенно пригодятся родителям, чьи дети посещают детский сад или школу. А к некоторым идеям можно присмотреться и сделать поделки для украшения своего жилища.

Поделки из шишек в детсад и школу

Шишки – это природный материал, из которого можно сделать множество диковинных вещиц. Необходимо только дать волю своей фантазии, проявить немного усидчивости и… вуаля, прекрасный аксессуар будет готов, радуя взор и принося отличное настроение.

Изготавливая осенние поделки из шишек, нужно соединять их нитками, проволокой или резинкой. Самый надежный вариант – использование суперклея. К шишкам прикрепляют разные природные и искусственные материалы, к примеру, желуди, веточки, зерна, нитки и прочее.

Совет! Если не получается скрепить твердые шишки, их можно замочить на пару часов в воде. Когда они станут мягкими, их нужно хорошенько высушить. Такие манипуляции позволят нарезать шишки и проколоть гвоздем либо шилом.

Из плодов хвойных растений можно сотворить что угодно – зверушек, человечков, насекомых, веночки. Так, раскрытые шишки используются для изготовления туловища индюка или верблюда, а при конструировании лапок применяют закрытые шишки. Наиболее простой поделкой осени является птичка, которую может сделать даже маленький ребенок.

Часто изготовляют ежиков из шишек практически любого хвойного растения. Для создания поделки используется спецтесто или пластилин, чтобы слепить лапки и голову зверушки. Шишку применяют как туловище будущего ежа. Глазки делают из черного горошка, бисера или ягод рябины. Применяя разные виды шишек, и добавляя капельку фантазии, получают очень милых и забавных зверьков.

Сложнее смастерить фигурки таких представителей животного мира, как верблюд, лебеди или олени. Для изготовления шейного отдела животных можно воспользоваться шапочками желудей, которые необходимо нанизывать на изогнутую основу, изготовленную из куска проволоки. Голову животного делают из желудя. В сети можно найти разнообразные схемы и фото готовых поделок, которые помогут сотворить осеннего зверька.

Читайте также: мастерим кормушку для птиц своими руками

Еще один интересный вариант – лесовик. Его можно сделать при помощи созревших и неспелых шишек, которые скрепляют тонкой проволокой. Чтобы сцепить туловище и голову лесовичка, нужно применить клей. Для изготовления усов можно использовать маленькие хвоинки, а для глазок – чешуйки из шишки.

На заметку! Помимо поделок шишки используются как отделочный материал для многих предметов. Например, из шишки сосны или ели можно получить красивую корзинку, ими наполняют подсвечники и оформляют осенние веночки на двери. Даже простой горшок с комнатным цветком, красиво оформленный шишками, будет смотреться совсем по-другому.

Композиции из осенних листьев

Золотой лист – главный атрибут прекрасной осени. Кроме того, из него можно сделать большое количество неповторимых и интересных поделок.

Чтобы украсить свое жилье и наполнить его чарующим осенним духом, можно изготовить самостоятельно следующие композиции:

Подвески и гирлянды из листовых пластинок. Для изготовления понадобятся два-три листика, бесцветный лак, парафин, нитка либо лента. Осенние листочки покрывают лаком, а потом опускают в растопленный парафин. Их перетягивают нитками или красивыми лентами, делают петли и развешивают в нужном месте. Также на нитку или ленту можно нанизать бисер, что придаст изюминку этому аксессуару. Гирлянда – более сложный вариант декора. Чтобы ее изготовить, необходимо обработать листья в лаке и парафине, а потом закрепить листочки по одному на нитке либо ленте, оставляя небольшие промежутки.

Свечи и подсвечники с листьями. Вначале листочки высушивают с применением пресса или утюга. Внешнюю часть банки можно обклеить листьями и покрыть их прозрачным лаком и поместить внутрь красивую свечу. Таким же образом декорируют большие свечи, используя для этого листья разного вида и размера.

Букеты из осенних листочков. С помощью кленовых листьев делают симпатичные розы, которые собирают не только в букет, но используют в качестве украшения плетеных изделий. Листочки наматывают на заготовку и отгибают края, получая красивую розу. Детальную информацию о том, как правильно делать такие цветы, можно найти в сети. Для красивой композиции придется приготовить 5-7 штук цветов.

Рамки из осенних листьев. Радуют взор настенные часы и фотографии, обрамленные желтыми и красными листьями. Чтобы изготовить такую композицию, нужно наклеить на рамку листья, а затем покрыть бесцветным лаком. Если некоторые элементы чересчур выглядывают за края рамки, их можно аккуратно подрезать.

Помимо этого можно сделать осеннюю сову. Сначала берется прочный картон, на котором изображают силуэт птицы и вырезают его. Приготовить отдельно глазки, лапки и клюв. Начиная с нижнего края, на контур совы приклеивают сухие листочки, чередуя их цвет. Когда нижняя часть будет готова, можно приклеивать лапки. Полностью доклеив листья, нужно прикрепить желтые глаза, дорисовав на них черные кружочки, и уши совы. Остается только приклеить клювик посредине композиции. Такая поделка отлично впишется в интерьер дома или придется по душе малышу в детском садике.

Читайте также: как сделать скворечник своими руками

Такая поделка отлично впишется в интерьер дома или придется по душе малышу в детском садике

Изготовление поделок из фруктов и овощей

Дары осени станут отличным украшением в вашем доме. Райские яблочки – это не только вкуснейший фрукт, но и хороший материал для поделок. Их можно просто положить в корзинку на столе или повесить на стену. Подходят также другие фрукты, которые гармонично смотрятся с осенними цветами. К примеру, композиция, содержащая спелые гранаты и груши.

В качестве поделочного материала для работы используются различные ягоды. Это может быть калина, рябина, шиповник или дикий виноград. Они будут очаровательно смотреться в подсвечнике или осеннем венке. На столе либо у камина можно поставить гроздь калины или рябины вместе с желтыми листьями, что напомнит о чрезвычайной красоте этой поры.

Читайте также: создание букетов из фруктов

Для украшения жилища часто используют злаки и кукурузу. Еще наши деды-прадеды считали, что пшеница является символом плодородия и достатка. Поэтому прекрасная композиция, изготовленная из пшеничных колосков и прочих злаков, станет неотъемлемым атрибутом осеннего стола. Входную дверь можно украсить венком из осенних листьев и злаков.

Отличным материалом для приготовления поделок является кукуруза. Ниже представлены популярные вещицы, которые можно смастерить из нее:

Подсвечник из кукурузы. Для его изготовления нужно взять большую толстую свечу, резинку, несколько кочанов и декоративную ленту или бечевку. Вокруг свечи необходимо натянуть резинку, а затем вставить кочаны кукурузы между ними. Когда свеча будет полностью опоясана кукурузой, на месте резинки необходимо плотно завязать ленту. Можно также применить горячий клей, чтобы приклеить кочаны к свече, однако он испортит материал, поэтому ее не получится использовать в иных поделках.
Украшение для пристройки на даче. Для изготовления понадобится несколько початков кукурузы. Необходимо взять вилы и надеть на зубцы початки. Затем вилы подвешивают рукояткой вниз.

Тыкву применяют не только на празднование Хэллоуина. Когда дома необходимо спланировать детскую вечеринку, тыква станет отличным украшением. К примеру, маленькие тыквочки с именами можно расставить на тарелках гостей. Лучше всего брать плоды одинаковой формы или купить в магазине декоративные тыквы. Сначала их нужно покрасить в серебристый, золотистый или другой нравящийся вам цвет. Имя гостя пишут вручную или распечатывают на специальной клейкой бумаге, прикрепляя к корешку овоща.

Аппликации для детей в школу и детсад

Аппликация – это то, с чем сталкивались практически все, будучи в детском саду или школе. Для ее изготовления можно использовать различные материалы – листья, цветную бумагу, лоскутки ткани, солому, блестки и прочее.

В сети можно встретить много инструкций и схем, которые помогут сделать замечательные аппликации. Их мастерят как взрослые, так и дети. Вот несколько интересных вариантов:

Бабочки из ярких осенних листочков. Чтобы сделать аппликацию, пригодятся листья (желательно два желтых и два красных), два желудя, черный горошек и украшения на свой вкус (ягоды рябины и т.п.), клей и картон. К картону клеим 2 желудя, которые будут туловищем бабочки. Далее приклеиваем листья-крылышки: вверху красные, а внизу желтые. Также нужно приклеить два черных горошка, которые будут глазками. Остается только на свое усмотрение украсить бабочку. Таким образом можно создать аппликации других животных, предварительно сделав заготовку.

Листья из фетра. Найдите в интернете или сделайте самостоятельно несколько заготовок и вырежьте из фетра листочки одинаковой формы разных цветов. Затем необходимо обозначить место, где будут проходить жилки. При помощи ножниц нужно вырезать жилки в одном листочке. Затем один целый и один прорезанный листья соединяют и прошивают вдоль каждого разветвления.

Украшение для окна. Чтобы сотворить интересную аппликацию, необходимо взять много осенних листьев разной формы и цвета, а также клей и большой лист бумаги. Из бумаги вырезают разные формы – сердечки, капельку, цветы. Затем на эти фигурки клеят разные осенние листья. После того как аппликация высохнет, ею декорируют стекло.

«Паучок». Для изготовления композиции понадобится взять 8 ровных тонких веточек, белую нить, осенние листья, каштан, картон и клей. На картон необходимо приклеить 8 веточек, соединяя в центре, это будет основа нашей паутины. Далее с помощью нитки сделать саму паутинку и приклеить к ней в произвольных местах листочки. По центру нужно поместить листочек, а к нему прикрепить половинку каштана. Это и будет паучок, к которому надо приклеить маленькие ножки, то есть тонкие и короткие веточки. Эта поделка очень простая, но смотрится довольно оригинально.

Процесс создания интересной аппликации не занимает очень много времени и не составляет большого труда. Но она станет изюминкой в интерьере любого дома или дачи.

Изготовление поделки из физалиса

Физалис является многолетним растением из семейства Паслёновых. Он имеет диковинную форму, а свое название получил от греческого слова «физо», которое означает «вздутый». Именно во вздутых чашечках созревают сочные огненно-оранжевые ягоды.

Поскольку физалис может долго обходиться без воды, его используют в качестве украшения дома. Ниже представлено несколько интересных вариантов поделок из плодов этого растения:

Гирлянда из физалиса. Чтобы создать аксессуар, нужно аккуратно удалить плод острыми ножницами, а также вырезать плодоножку. При этом отверстие делают маленьким, чтоб цветы не падали во время эксплуатации гирлянды. Затем цветки надевают на «точечные» лампочки покупной гирлянды.

Осенний эльф. Чтобы изготовить такое маленькое чудо, нужны высушенные цветки физалиса, шерсть либо войлок (два разных цвета), ленты, деревянные бусины, кисти, акриловые краски, клеевой пистолет и ножницы. Из первого лоскутка шерсти (войлока) необходимо вырезать круг – это будет воротничок. Из второго лоскутка получится шляпа, для которой вырезают треугольник с двумя сторонами по 7 см. Затем треугольник соединяют конусом и склеивают. Вверху конуса нужно закрепить и приклеить ленточку. К внутренней стороне колпачка необходимо приклеить заранее оформленные волосы из ниток или шерсти. Далее нужно проверить, подходит ли по диаметру деревянная бусина к отверстию шляпы. Все остальные детали собирают при помощи клеевого пистолета. Осенний человечек – это конструкция, которая состоит из шляпы-колпачка на ленте, бусины, волос, воротничка и физалиса. Для оформления глаз, рта и носика используют кисть и акрил.

Венок из физалиса. Этот предмет станет отличным украшением входной двери. Для изготовления пригодятся его плоды, а также деревянные веточки, ягоды рябины и другие элементы, которые вы пожелаете. Все детали нужно оформить в веночек и повесить на двери.

Это растение отлично выглядит на стене, поскольку имеет красные и желтые плоды, напоминающие о золотой поре года. Его используют в качестве элемента сервировки, а прицветник применяют для декорирования высоких свечей. Дайте волю своей фантазии и сами удивитесь, какие творения можно сделать из привычных растений и плодов.

Оформление «дерева из листьев»

Популярными поделками в нынешнее время являются «деревья из листьев», хотя для их изготовления используются всевозможные элементы – желуди, ягодки, веточки и прочие украшения природы.

Чтобы сделать деревце, которое подарит вашему дому отличное настроение, понадобятся следующие материалы:

красные, зеленые и желтые листья разной формы;
несколько тонких веточек и одна ветка потолще;
емкость – основание дерева;
ягоды рябины;
суперклей либо клеевой пистолет;
украшения на свое усмотрение.

Сначала необходимо сделать маленькие пучки из листьев и рябины, при этом ягоды должны быть окутаны листьями, которые складывают «гармошкой». Такие заготовки пригодятся для украшения основания кроны деревца. Пучки закрепляют нитками, понадобится около 7-8 заготовок.

Идея! Композиция будет интереснее, если пучки будут разного цвета – желтые, красные или зеленые.

Для основания используется большой стакан, обклеенный тканью при помощи клеевого пистолета или суперклея, которая украшается ягодами и листьями. Затем в стакан ставят скомканный комок газеты, который должен занять половину емкости. При этом его смазывают клеем, чтобы он плотно держался в стакане. Далее делают небольшое отверстие ножницами и вставляют предварительно смазанную клеем толстую веточку (основание).

Оставшуюся пустоту в стакане заполняют желудями. Каждый желудь тщательно обмазывают клеевым составом и прикрепляют к стеклянной стенке стакана и газете. Когда емкость заполнится, поверх желудей можно прикрепить ягоды рябины или другие понравившиеся украшения.

Снова нужно приготовить газету, которая сминается в шарик. Далее его обматывают ниткой, чтобы сохранить шарообразную форму. Ножницами в шарике проделывают небольшое углубление, смазывают хорошенько клеем и закрепляют ветку. Если веточка является слишком толстой, ее можно слегка заточить. Изделие на небольшое время оставляют для того, чтобы клей полностью не высох.

Затем листья приклеивают к шарику. Лучше начинать с макушки, а потом симметрично наклеивать заготовки по бокам шарика. Нельзя оставлять пустые места, деревце должно быть пышным. Если не хватает пучков, лучше сделать еще несколько заготовок. Для придания блеска можно слегка побрызгать лаком для волос.

С наступлением осени много людей проводят большую часть времени дома. И чтобы не скучать осенними вечерами, можно придумывать и создавать интересные поделки из листьев, желудей, шишек, каштанов и прочих даров природы. Сам процесс приготовления подарит уйму положительных эмоций и красивый аксессуар для дома.

Присоединяйтесь к обсуждению!

Нам было бы интересно узнать вашу точку зрения, оставьте свое мнение в комментариях 😼

Мастер-класс “Цветы и букеты из шишек” – Семейный портал Омской области

Середина лета и золотая осень с теплыми солнечными деньками – замечательные времена года. Пора собираться на прогулку с детьми и заняться сбором природных материалов для разных поделок. Сосновые, еловые, можжевеловые, шишки лиственницы – это потрясающее разнообразие пригодится вам для интересных вечеров с малышами. Выделите немного времени и создайте шедевр для детского сада, школы или просто для дома.

Изготовление цветов из таких материалов очень увлекательно. Взрослые и дети получат массу положительных эмоций!

Шишечные цветы вы можете прикрепить к шпажке или наклеить на панно. Добавляйте листики из бумаги и картона, засушенные листья деревьев, различный декор – ограничений нет! Ваша фантазия и немного терпения – и красивый букет будет готов!

Какие инструменты и материалы понадобятся

Применяя различные шишки, вы можете сделать что угодно!

Существует множество декоративных композиций, придающих уютную атмосферу интерьеру и освежающих его. Отнесем сюда декоративные новогодние венки, топиарии, осенние плоды, букеты из шишек и осенних листьев. Поделки могут быть любыми, вплоть до фигурок зверей – мишки, ежики, пингвины, совы. Ни один ребенок не сможет остаться равнодушным и наблюдать за процессом со стороны!

Для работы соберите весь необходимый материал и подготовьте инструменты:

Несколько шишек различного размера.
Веточки деревьев.
Желуди, орехи, веточки засушенных злаков.
Листья.
Плоскогубцы.
Проволоку.
Клей-пистолет.
Акриловые краски.
Кисточки.
Емкость для установки букета.
Лак для покрытия шишек (можно обойтись и без него).

Подготовка шишек и листьев для работы.

Предварительно осмотрите все собранные трофеи для создания букета из шишек своими руками – поделка не может быть неряшливой. Возможно, природным материалам потребуется дополнительная обработка.

Если шишки очень грязные, необходимо хорошо их вымыть, а затем просушить на открытом воздухе. Те, что чище, просто тщательно высушите и смахните пыль кисточкой.

Каждую недозрелую и нераскрытую шишечку надо будет поместить в духовой шкаф, нагретый до 200 градусов. Не закрывайте дверцу – шишки раскроются.

Если нужны как раз нераскрытые чешуйки – смажьте шишку клеем и высушите.

Воспользуйтесь спреями с красителями, блестками. Пригодится и искусственный снег.

Собранные листья надо будет тоже подготовить, иначе они высохнут и покоробятся, а потом рассыплются на мелкие кусочки.

“Законсервируйте” их в растворе глицерина. Для состава придерживаются соотношения частей 1 к 2 – глицерин и вода соответственно. Листики укладывают в раствор на 4-6 дней, а затем сушат на воздухе. Результат – красивые глянцевые листья.

Быстрый способ подготовить их также существует. Для этого вам надо будет растопить воск или парафин и каждый листик окунуть в него, тут же вынуть и высушить. Уложите подсохшие листья на фольге или газете.

На рисунках ниже, примеры, получившихся букетов.

Букет из шишек и листьев

Эта красивая и недорогая поделка выглядит очень эффектно. Помимо шишек, все остальные материалы можно найти дома. Некоторые из них можно заменить на свой вкус, например, здесь использовались искусственные листья, вы можете использовать опавшие листья, так будет даже красивее. Или, как вариант, заполнить промежутки между шишками сухоцветами или сухим мхом. Вместо декоративной корзинки, можно взять вазу или даже обычную банку и красиво оформить мешковиной или другим материалом.

Ниже пошаговые фото, как сделать этот прекрасный букет из шишек и листьев своими руками.

На рисунке материалы, которые могут понадобиться для изготовления букета из шишек.

При помощи красок и кисточки шишки нужно преобразить в красивые разноцветные цветы.

Ватной палочкой и желтой краской рисуем серединку нашего цветочка.

Подобным образом поступаем со всеми шишками.

Прикрепляем проволоку к шишкам и втыкаем их в подготовленную пенопластовую основу. Можно также использовать деревянные шпажки или зубочистки и клеевой пистолет.

В итоге красивый букет из природного материала – готов!

Как сделать из еловых шишек цветы циннии

А вам не кажется, что перевернутые сосновые шишки походят на циннии? Давайте изготовим несколько таких соцветий!

Особо сложных действий совершать не нужно – природа уже все сделала за нас!

При помощи плоскогубцев отщипните центральную верхнюю часть и аккуратно приклейте к ней палочку от дерева либо шпажку, которую можно обернуть тейп-лентой или гофрированной бумагой зеленого цвета.

После высыхания клея надо покрасить наши цветы. Для этого воспользуйтесь акриловой краской. Заменить ее можно чем угодно – краской из баллончиков, лаком для ногтей и т. п. Если вы хотите получить яркие оттенки, вначале прокрасьте шишку белой краской – она будет играть роль грунтовки, а уже на нее нанесите цвет.

Не отрезайте центр, если запланирован компактный букетик, выполненный на какой-либо основе (пенопласте или пластилине) – острая часть вам пригодится для фиксации “цветка”.

Вот такие красочные циннии у нас получились! Осталось подобрать вазочку либо корзинку и сформировать букет из шишек – поделку в школу или детский сад.

Роза из шишки

Вам нравится роза – королева цветов? Пусть будут розочки! Такой букет из шишек, поделка в школу – не сможет завянуть!

Осенние поделки. Мастерим сами.

Осенний лес – настоящая кладовая чудес. После прогулки по нему в доме появляется много несметных сокровищ: разноцветные опавшие листья, шишки, желуди, кусочки мха, палочки и веточки. Не спешите выбрасывать эти детские трофеи, они помогут вам скоротать будни и развить творческие способности малыша. Идеи самых разных поделок из осеннего природного материала вы найдете в этой статье.

Что может понадобиться?

Для домашнего творчества вам понадобится разнообразный природный материал: шишки, желуди, каштаны, сухие листья, цветы и плоды, веточки, мох, лишайники. А также: клей БФ или простой канцелярский, ножницы, цветная бумага, картон, краски, кисточки, пластилин, нитки, иголки, лак для волос (опрыскивать листья для лучшей сохранности и блеска).

Поделки из шишек.

Наблюдать, как обычная серая шишка превращается в забавного мишку или гномика – настоящая радость для малыша!

Поделки из желудей.

Много сказочных персонажей можно соорудить и из желудей. А потом устроить веселый кукольный спектакль и чаепитие из самодельной кукольной посуды!

Поделки из листьев.

Разноцветные опавшие листья – безграничное поле для фантазии. Из них можно склеить аппликации или составить красивые осенние букеты.

Поделки из семян клена и ясеня.

Вертолетики семян клена и ясеня тоже пойдут в дело! Из них можно сделать целую коллекцию насекомых. Но особенно красивыми получаются букеты «ромашек».

Веселые полянки.

Фигурки из шишек и желудей можно объединить в одну большую композицию с использованием других природных материалов: мха, веточек и т.д.

Декор для дома.

Помимо детских поделок, можно смастерить и настоящие авторские украшения для дома: венки из листьев на стену, гирлянды, светильники, букеты и композиции.

Рябиновые бусы!

Маленькие модницы могут сделать себе из плодов рябины, боярышника и шиповника волшебные осенние украшения: бусы, браслетики, ожерелья. Или сплести венок их кленовых листьев.

Творите и вытворяйте! Солнечной вам осени и полета фантазии!

Другие статьи колонки «Коллекция идей»:

Ловцы снов и музыка ветра.
Ночные фонарики.

Птицы из шишек: собираем поделки своими руками пошагово с фото

Выполненные из шишек игрушки всегда отличаются оригинальным внешним видом. Иной раз сходство поделки с оригиналом удивляет и радует одновременно. В прошлой статье мы делали сову, а сегодняшняя статья расскажет вам, как делаются другие птицы из шишек. Вас снова ждет пошаговый мастер-класс по созданию несложной птички, которую вы без труда сможете сделать своими руками. Не будем затягивать вступление и скорее начнем заниматься творчеством.

Белые птички из шишек сосны

Небольшими стараниями мы превратим наши сосновые шишки в несколько красивых белых птичек. Они очень забавные и довольно просты в изготовлении. Нам понадобятся окрашенные сосновые шишки, деревянные бусины или шар и немного войлока. Мы уже рассказывали в одной из статей о том, как красить шишки, поэтому в данный момент заострять на этом внимание не будем.

Нарисуйте на бумаге шаблон для крыльев и хвоста в зависимости от размера имеющихся шишек. После перенесите подобранные размеры на войлок и вырежьте заготовки. С помощью клеевого пистолета приклейте войлочные детали птички к шишке. Сделайте небольшой клюв путем складывания цветной бумаги в крошечный треугольник и нарисуйте черным маркером две точки, обозначающие глаза. Если вы хотите сделать птицу из шишки елочным украшением, как на фотографии, то прикрепите петельку необходимой длины к верхней части спины птички.

Источник: https://liagriffith.com/pinecone-bird-ornament

Если вы ищите больше поделок из этого прекрасного материала, то загляните на страницы с забавными фигурками и большой подборкой новогодних поделок.

Фотогалерея поделок птицы из шишек

Прокрутите немного вниз и вы увидите нашу подборку поделок разнообразных птичек из сосновых и еловых шишек. Тут собраны поделки с использованием пластилина, листьев, перьев, войлока, картона, веточек и прочих вещиц. Птички тоже разные: страус, индейка, лебедь, жар-птица, воробей, пингвины, вороны, воронята, индюки, попугаи. Посмотрите и определитесь, какую птицу из шишек вы хотите сделать. Или позвольте выбрать ребёнку. Сделайте это вместе с ним!

Осенние поделки из природных материалов своими руками +75 фото

Осень – «золотая» пора сбора урожая, время отправления в детский сад, школу, где на уроках труда и изобразительного искусства дети учатся мастерить всякие осенние поделки. Разнообразие осенних «даров природы» позволяет создавать необычайные игрушки, панно, лесные композиции, веночки. Природные материалы очень разные, это наилучший вариант развития творческих способностей, возможность создания оригинальных предметов декора с минимальными затратами.

Чем богата осень: разнообразие природных материалов для поделок

В сентябре-октябре созревает урожай на многих видах культурных и диких растений, с деревьев опадают красно-багряные, золотисто-желтые, ярко-оранжевые листочки, которые используются для изготовления поделок. Все это осеннее богатство отлично подходит для создания лесных пейзажей из ягод (рябины, калины, боярышника), икебан из сухоцветов (бессмертника, лаванды, бархатцев, садовых роз, рогоза), сувениров из каштанов, мха, орехов, семечек, еловых, сосновых, кедровых шишек. Применяются овощи (декоративная тыква, красный перец, чеснок, кукурузные початки), пряные растения (кардамон, мускатный орех, бадьян, гвоздика, перец-горошек) крупы, бобовые (горох, фасоль, кофейные зерна), а также палочки, веточки, коряги. Как дополнение используется пластилин, тесто из муки и соли, нитки, ленты, бумага, ткань, пенопласт.

Как подготовить материал

Чтобы изделия из лесных материалов были долговечными, а не рассыпались через пару дней, их следует правильно подготовить, высушить. «Сырая» листва, цветки, плоды быстро начнут деформироваться, гнить, плесневеть.

Осенние листики для гербария проще всего высушить, положив в толстую книгу, плотно придавив сверху другими книгами – дней через десять они будут готовы, а колер практически не изменится. Есть более быстрый вариант сушки – при помощи утюга. Листья укладываются между двумя слоями бумаги, проглаживаются утюгом, но не слишком горячим. Красные, желтые листики деревьев при этом цвет не меняют, зеленые – темнеют, приобретают бурый оттенок.

Каштаны, желуди, декоративные тыковки сушат примерно месяц на открытом воздухе в тени. Высохшая тыква становится похожей на погремушку, так как мякоть сильно усыхает, семечки свободно болтаются внутри. Желуди, орехи, каштаны просто слегка теряют в весе. В духовке осенние дары сушатся при температуре около 60 градусов, время от времени перемешиваясь.

Цветочные бутоны сушат, нанизав на нитку, которая продевается через стебли, подвесить нужно лепестками вниз. Другой способ – закопать в очень сухой мелкий песок, который достаточно быстро вытянет лишнюю влагу. Для этих же целей можно использовать соль.

Приступаем к мастер-классам из природных материалов

Из «даров леса», дачных сухоцветов, злаков, плодов делаются как самые простые поделки, которые под силу даже ребенку пяти-шести лет, так и настоящие шедевры для украшения интерьера.

Что можно сделать:

сюжетное панно из листьев, цветов;
топиарий;
объемные розы, букеты из листьев;
вазочки из тыквы;
веночки на стену;
рамку для зеркала;
фигурки животных, птичек.

Декоративное панно из осенних листьев

Панно из разноцветной листвы – одно из самых простых, но достаточно эффектных украшений. Для его изготовления понадобится:

красные, желтые, рыжие кленовые листья;
кусок фанеры или ДСП;
лак в баллончике;
морилка;
веточка дерева;
простой карандаш;
клей ПВА;
сухие колоски любого злака;
декоративные тыквы, желуди;
плетеная корзинка.

Что нужно делать:

досочку слегка неравномерно покрывают морилкой в несколько слоев, высушивают;
рисуют на ней большой контур листа клена;
от краев к середине внахлест на нарисованный клен приклеивают сухие листики;
в центре наклеивают веточку-ствол;
всю конструкцию покрывают лаком из баллона;
рядом ставят корзинку с тыковками, стаканчик с колосками.

Изготовление топиария из сухоцветов, каштанов, других осенних материалов

Топиарий или «дерево счастья» – оригинальное украшение из сухих цветов, семян, веток, шишек, ягодок, с добавлением бисера, ленточек, по форме напоминающее настоящее деревце.

Для работы нужны:

глиняный горшок;
прямая ветка;
клей в пистолете;
шарик из пенопласта, флористической пены;
рябина, высушенный мох, камушки, листочки, сухоцветы;
сухой гипс.

Как это делается пошагово:

шарик надевается на ветку, закрепляется на ней клеем;
«ствол» при помощи клея закрепляется в горшке;
сухой гипс разводится водой, заливается в горшочек, не доходя два-три см. до края;
в шар втыкают сухоцветы, желуди, предварительно надетые на проволочки;
поверхность гипса в горшке декорируют мхом, рябиной, скорлупками грецких орехов.

При создании топиария из каштанов, их крепят на шарик с помощью клея-пистолета, перемежая с шишками, декоративными коконами из пеньковой веревки, шпагата. Ствол дерева также обматывается шнуром.

Букеты роз из кленовых листьев

Розы из красных, желтых листьев клена – интереснейшая дизайнерская находка. Букет или лукошко с розочками выглядит так правдоподобно, что не всегда можно догадаться, из чего именно это сделано. Чтобы создать такую композицию, нужны невысушенные листья клена, тонкая проволока, прозрачный лак для волос.

Поэтапно работа выглядит так:

кленовый лист складывается пополам, скручивается в трубочку – получается средняя часть бутона;
следующий элемент также складывается пополам, накручивается на предыдущий, но немного свободнее;
таким же образом добавляется еще два-четыре листа, после чего основание розы туго связывается нитками или проволокой, закрепляется на «подушке» из сухих листьев, опрыскивается лаком.
Совет: чем больше таких розочек в букете, тем роскошнее, солиднее он выглядит.

Поделки из декоративной тыквы

Изделия из обычной, декоративной тыквы также легко сделать своими руками. Техник украшения существует много – это декоративная роспись, резьба, требующая создания сложной схемы. Из большой тыквы, с выбранной серединой, прорезями для глаз, носа, рта, изготавливается «фонарь Джека» на празднование Хэллоуина, домик для куклы Барби или живого хомяка – в последнем случае «жилище» утепляют изнутри ватой и можно надеяться, что оно не будет съедено слишком быстро.

Из вытянутой лагенарии создается оригинальная вазочка, фигурка гуся, а удивительные подсвечники выходят из бородавчатых, мандариновидных тыковок, украшенных пышными сухоцветами. Несколько видов мелких тыкв разной формы, окраса складывают в плетеную корзину, с боков крепят небольшие букетики из колосьев – простейшая композиция готова. Из тыковок, разрезанных напополам, наклеенных на кусочек фанеры, выйдет отличное панно. Золушкина карета получится из тыковки правильной формы – в ней придется вырезать окошки и двери, приделать колеса из картона или пенопласта, окрашенного в подходящий цвет.

Изготовление осенних венков

Для венка на стенку или дверь требуется круглая основа из дерева, пластика, металла, на которую при помощи проволоки крепятся цветные тыковки, веточки рябины, боярышника, желуди, листья, скорлупки грецких орехов. Дополняется эта композиция ленточками подходящего колера.

Основу венка делают и из пенопласта, в который втыкают стебельки сухоцветов, шишки и каштаны наклеивают при помощи клея-пистолета, двухстороннего скотча. Интересно выглядит конструкция из сосновых веток и цветов физалиса – стебли и ветки просто скручиваются друг с другом проволокой, чтобы получился круг, аккуратно расправляются, для придания красивого внешнего вида.

Венок можно украсить не только колосьями, шишками, цветами, но и перьями лесных либо домашних птиц.

Обрамление для зеркал, фоторамок

Для создания оригинальной рамы под зеркало, картину, фотографию, понадобится самая простая рамочка из дерева, пенопласта, гофрированного картона. Украшать ее можно чем угодно – оклеивать зернышками люпина, мака, семечками тыквы, подсолнечника, желудями, лесными орехами, шишками ольхи, сосны, дубовыми, кленовыми, осиновыми листиками.

Желуди, каштаны рекомендуется клеить при помощи не клея, а обычного пластилина – если обрамление надоест, его легко можно снять, заменив другим.

Виноградные грозди из желудей

Желуди-виноградинки – весьма интересная поделка, для работы нужны:

12-18 желудей без шляпок;
проволока темной расцветки;
пистолет с клеем;
сине-фиолетовая или зеленая акриловая краска;
толстая игла либо шило;
листья клена или винограда.

Как сделать:

проволока нарезается кусочками по восемь-десять сантиметров;
на тупом конце каждого желудя протыкается дырочка;
с помощью клея, проволочки закрепляются внутри желудей;
желуди окрашиваются акрилом подходящего цвета, собираются в грозди, путем скручивания кусков проволоки между собой;
на основание грозди крепятся листья – виноградные, кленовые, смородиновые.

Из нескольких таких «виноградных» гроздей разного колера, легко сделать полноценный венок, панно, топиарий.

Ваза из кленовых листьев

Чтобы самостоятельно создать красивую вазочку для цветов, фруктов, понадобятся большие, яркие кленовые листья, немного клея ПВА, кисточка, ножницы, воздушный шарик.

Ход работы:

нужно надуть шарик, отрезать черешки у листьев;
листики приклеить на шарик примерно до его середины в несколько слоев;
шарик протыкают, удаляют из вазы;
хорошо просушенная конструкция готова к использованию.

Вместо шарика можно использовать пластиковый салатник, большую банку, любую другую емкость. Листва также допускается разная – кленовая, дубовая, липовая и др.

Эффектные поделки из прочих материалов

Интересные вещицы на осеннюю тематику выполняются из ткани, лент, шнуров, бумаги, соленого теста, вязаных элементов, синтепона, с использованием фоамирана, полимерной глины. Изо всех этих материалов вылепливаются, вырезаются, формируются другими способами листики, веточки, осенние плоды, букеты. Такими поделками легко украсить любое место в доме, рабочий офис, группу в детском саду, школьный класс.

Проще всего сделать осенний декор из разноцветной бумаги в технике оригами. Для изготовления бумажных кленовых листьев, стороны цветных квадратов сгибают к центру таким образом, чтобы получились ромбы. Таких фигурок на каждый листик потребуется от семи до одиннадцати. В качестве украшения на получившихся листочках рисуют прожилки, народные орнаменты, полоски, крапинки, волны, смешные рожицы или снежинки. Оригинально смотрятся изделия, выполненные из нотной бумаги, книжных или газетных страниц, пропитанных чаем. Еще один вариант кленового листочка: взять бумагу, гофрировать ее, но края перед этим нарезать в виде елочки. Конструкция складывается пополам, склеивается посредине.

Поделки из фетра

Чтобы сделать гирлянду или венок, понадобится несколько кусков фетра трех и более цветов. Далее берутся разные листики, обводятся на картоне, после по этим шаблонам вырезаются детали из фетра. У каждого фетрового элемента должен быть длинный черешок – его замыкают в виде петельки, нанизывают на шнурок, создавая гирлянду. Несколько таких веревочек с листьями крепят на горизонтальную перекладину – получается настоящая занавеска.

Чтобы сделать панно, замечательный лоскутный пледик, текстильные листья нашиваются на подходящий кусок ткани. Также из фетра можно вырезать цветы, в том числе объемные, желуди, грибы, колосья злаков, яблоки и груши. Фетровый венок выполняется в виде мягкого кольца, набитого синтепоном. На нем вышивают надписи, связанные с осенью, а также пришивают цветные текстильные листики, грибочки, фигурки животных.

Поделки из соленого теста

Соленое тесто делается из одной части соли, одной части муки, двух частей воды – масса должна выйти пластичной. Чтобы раскатать тесто, понадобится скалка, для окрашивания – восковые мелки. Теперь нужно взять любой листик, предпочтительно самый фактурный, раскатать кусочек теста и прижать листик изнанкой к нему. Потом листок удаляют, пластинку высушивают, раскрашивают мелками.

Другой интересный вариант – изготовление гирлянды. Здесь берется несколько шариков теста, окрашенного при помощи гуаши, пищевых красок в разные тона. После все комочки смешиваются в один, раскатываются скалкой – получается пестрое многоцветие. Далее применяются контурные формочки для теста в форме листиков, цветов, вырезаются соответствующие фигурки, в каждой из которых проделывается небольшое отверстие для продевания шнура, тесьмы.

Если из теста вырезать несколько фигурок в форме звезды или солнца, из них легко собрать ежика, глазки и нос которого выполняются из бусин, семян люпина. Спинка ежа, в зависимости от его размера, украшается ягодами рябины или маленькими яблоками.

Чтобы изготовить подсвечник, из теста при помощи стакана вырезается кружок, на один-два сантиметра больше диаметра будущей свечи. После из теста раскатывается колбаска, в центр кружка помещается свеча, а колбаска аккуратно огибается вокруг в два-три слоя, в последнем ряду стыки разглаживаются. Далее при помощи острых ножниц или стека на подсвечнике нарезаются еловые иголки, конструкция просушивается на открытом воздухе в течение суток или около часа в духовке – при самой низкой температуре. Готовое изделие окрашивается в зеленый цвет, украшается бусинами, блестками, бантами.

Плетем косу из чеснока, жгучего перца

Связки, составленные из головок лука, чеснока, красного стручкового перца когда-то украшали каждое деревенское жилище. Хранить такие овощи связками в современных квартирах не всегда удобно, потому они изготавливаются из искусственных материалов.

Для работы берут:

плотный белый капроновый чулок;
клей-пистолет;
немного синтепона;
белые или бежевые нитки;
гречневая крупа;
красная или бордовая атласная ткань.

Вначале изготавливаются чесночные головки – капрон нарезается на квадратики, размером примерно восемь на восемь см. Внутрь кладется шарик синтепона, при помощи ниток чесночинка делится на восемь-десять «долек». Место, где у чеснока будет корешок, оформляется гречкой, кусочком распушенного льняного шпагата.

Перчики шьются из треугольников красной ткани, лепятся из теста, раскрашиваются, покрываются лаком. Из коричневого чулка легко сделать луковицы, а из теста – морковку или грибы. Все элементы нанизываются на толстую нитку, шпагат, сплетаются в виде косы.

Примерно таким же образом из лука, перца, чеснока делают венки, объемные настенные панно.

Заключение

Бусы и аппликации, букеты и деревца, корзинки и фантазийные коллажи из лесных даров, ежики из шишек, черепашки из орехов, других подручных материалов, легко делаются своими руками вместе с детьми. Здесь дозволяется использование практически чего угодно – желудей, каштанов, листьев, шишек, тыквенных семян, ягод рябины, сухой кукурузы, разных веточек. Пошаговые мастер-классы, подробнейшие инструкции различных видов легко найти на страницах «бумажных» журналов, а также в интернете.

Поделки из шишек своими руками

Поделки из шишек – это отличный вариант для тех, кто желает создать нечто необычное для своего дома.

Еловые и сосновые шишки раздобыть совсем несложно, достаточно сходить в лес или парк, где есть аналогичные деревья, а они, как правило, встречаются даже в самых крупных городах.

Поделки из такого природного материала смогут не только украсить ваш дом, но и отлично подойдут для выставки в детском саду.

Поделки из шишек

Конечно, из одних только шишек сложно что-то сделать, тем более, достойное и интересное. Поэтому сразу стоит запастись такими материалами:

шишки для поделки;
маркер;
пластилин;
листья;
желуди;
перья;
веточки.

На самом деле все будет ограничиваться лишь тем, что придумает ваша фантазия, потому наличие всего комплекса вышеперечисленных материалов совсем не обязательно.

Интересные поделки из шишек, желудей и еловых листьев делать проще всего, для этого можно просто прикрепить желудь к шишке, зафиксировав его клеем.

У вас получится симпатичная композиция, напоминающая сказочного человечка, у которого есть своя голова с надетой на нее шапкой.

Такой вариант будет особенно интересным для малыша, которому уже исполнилось три года (можно и меньше, но следует следить, чтобы ребенок не проглотил подготовленные детали).

Как сделать поделку из шишек

Поделки из шишек лучше всего делать вместе с пластилином. Он отлично подходит для создания одежды для шишечных человечков, аксессуаров, вспомогательных элементов.

С помощью шишек можно сделать целую экспозицию, которая будет полностью отражать лес. Так, возьмите несколько шишек разных размеров и покрасьте их зелеными красками (лучше всего акварелью).

После этого шишки нужно приклеить на заранее подготовленную поверхность.

В качестве поверхности можно взять коробку конфет, точнее ее крышку. Тут будут и бортики, и ровная и белая поверхность, которую легко можно разрисовать красками и фломастерами.

Среди шишечной экспозиции отлично смотрятся поделки из фольги, из которых могут быть сделаны животные, человечки, одежда для них.

Тут основной компонент – краски, с помощью которых и будет создаваться вся картина цветовой гаммы.

Особенно интересной поделкой будет большой ежик, оформленный из нескольких шишек. Чтобы придать ему форму, можно взять большой клубок пластилина, к которому и будут прикреплены шишки.

В данном случае следует особенно внимательно относиться к форме клубка, ведь у ежа должна быть зауженная мордочка, носик.

Кстати, нос можно сделать из крышки от обычной бутылки, глазки из пуговок, а в качестве базы, на которую вы разместите своего ежика, послужит мох, собранный вместе с небольшим слоем земли где-то в лесу. Декоративный мох сумеет скрыть недостатки, если таковые будут в уже готовой поделке.

Поделки из шишек своими руками

Особенно оригинально выглядят поделки из шишек своими руками, когда они окрашиваются разными цветами. Так, несколько шишек, сделанных в форме птичек, можно покрасить в желтый, коричневый, черный, серый цвета.

А некоторые птички могут быть особенно экзотичными и включать в себе сине-желтые, красно-зеленые краски. Глазки для птиц тоже делаются из шишек, для этого можно просто взять сломанную или испорченную шишку и разобрать ее зубчики.

Каждый зубчик может стать глазом, носом, клювом – смотря? что вы делаете. Именно тут и важны краски, ведь окрашивая поделку, сложно догадаться незнающему человеку, из него сделаны ее детали.

Так, снеговик, который едет по заснеженному полю, тоже может быть сделан из шишек. Тут будет особо уместен тряпичный шарф, который придаст эстетики и особой изюминки композиции.

Кроме изделий из шишек, связанных с фигурками и композициями, шишки применяются для декорирования интерьера. Поделки из круп, фольги, бумаги могут применяться в комплексе, ими украшают окна, мебель, кухонные принадлежности.

Особенно необычный вариант украшения гостиной – нанизать шишки на веревку и повесить ее над окном.

Конечно, такое оформление подойдет не для любого интерьера, однако в большинстве случаев оно будет уместным, оригинальным, а главное – привнесет кое-что природное в дом, что особенно актуально для тех, кто дома не выращивает комнатные цветы.

Если же ваша цель – украсить полку, которой не хватает определенных аксессуаров, отличное решение – разместить на ней коробку, крышка которой будет обвязана шишками вместо банта. Тут-то пригодятся и еловые ветви, закрепленные обычным клеем.

Очередное оригинальное решение – покрасить шишки в разные цвета (для каждой шишки будет выделен свой цвет) и разместить их в прозрачной вазе.

Такая ваза подойдет для украшения любого интерьера, а если в ней будет помещена веточка, с которой убраны листья, а вместо них приклеены такие же шишки, интерьер заиграет новыми красками.

Впрочем, существует масса вариантов, как сделать поделку из шишек собственными руками, и какой из них бы вы не выбрали, главный компонент – это ваша душа, частичку которой обязательно нужно вложить в изделие.

Самые лучшие посты

7 поделок из шишек своими руками – в садик, школу и для дома

Декоративные элементы для дома, украшения и детские игрушки из натуральных материалов не выходят из моды. Создать сувенир, сделать поделку, украшение или игрушку для детей под силу каждому.

Много поделок можно сделать из еловых, кедровых или сосновых шишек. Если приложить старание и проявить фантазию, то из шишек могут получится разные зверушки, елочные игрушки, венки и стильные элементы интерьера.

Подготовка шишек

Прежде, чем делать поделки из шишек своими руками, подготовьте сырье. Собранные шишки очистите от пыли и грязи сухой кистью, либо промойте и просушите.

В тепле шишки раскрываются, поэтому не стоит стразу после сбора шишек использовать их для дела. Отсыревший материал просушите в печке около 10 минут, либо выдержите в помещении сутки.

Если для поделки нужны нераскрывшиеся шишки, то форму можно зафиксировать: опустить шишку в столярный клей на 2-3 минуты и дать клею застыть. Когда шишки приведены в порядок, можно начинать работать.

Поделка «Новогодняя елка»

Оригинально и безопасно украсить дом на Новый год помогут поделки из шишек. Главное, заготовить материал осенью. Из шишек можно создать небольшую новогоднюю елку.

Вам понадобятся:

шишки;
плотная бумага или картон;
клеевой пистолет и клей;
акриловые краски – в классическом исполнении – это серебряная или золотая;
бусины, блестки, маленькие игрушки и пуговки.

Начинаем создавать:

Сделайте каркас изделия. Картон или бумагу сложите в виде конуса.
Начинаем приклеивать шишки. Начинайте с основания конуса. Прикрепляйте последовательно, раскрывшейся стороной наружу.
Когда шишки надежно закрепятся на конусе, можно приступать к покраске.
Когда акриловое покрытие высохнет, елку украсить элементами декора.

Поделка «Рождественский венок»

Беспроигрышный вариант для украшения дома на Новогодние праздники – венок из шишек, листьев, плодов рябины и бусин. Такое украшение смотрится богато и подходит под любой стиль интерьера.

Венком издавна украшают входные двери, он считается символом благополучия и удачи.

Вам потребуются:

гнущиеся ветки деревьев;
трава;
плотная веревка или проволока;
еловые, сосновые или кедровые шишки;
клей и пистолет;
акриловая краска – цвет на выбор;
лента;
гроздья рябины, листья, бусины и желуди.

Венок выполняется в несколько этапов:

Из веток и травы сделайте каркас: скрутите их в венок и закрепите проволокой или веревкой.
На каркас приклейте шишки.
Шишки можете покрасить в любой цвет, можете вскрыть только их наконечники, либо оставить в естественной форме.
Композицию выгодно дополнят элементы декора: рябина, листья, желуди или бусины.
К обратной стороне венка прикрепите ленту, где будет держаться изделие.

Топиарий из шишек

Для тех, кого не интересуют простенькие поделки, есть сложные композиции. Шедевром декора станет топиарий из шишек.

Изделие может даже покрасоваться на выставке и стать необычным подарком.

Приготовьте:

шишки;
пластиковый цветочный горшок, диаметром 10-15 см или любая пластиковая емкость –ведро из-под майонеза или капусты;
ветки деревьев;
шар из пенопласта;
декоративная или белая бумага, ткань или декоративные салфетки;
клей и пистолет;
гипс;
баллончик краски и гуашь;
ленты, бусины, блестки, маленькие фигурки или игрушки;
природные материалы: несколько орехов и желудей.

С топиарием придется повозиться:

Декорируйте пластиковую емкость, где будет размещаться дерево. Внешнюю сторону цветочного горшка или пластикового ведра обклейте бумагой, салфеткой или тканью и украсьте элементами декора.
Следующий этап – изготовление каркаса дерева. В пенопластовом шаре проделайте несквозное отверстие, куда вставьте ветку и 2 элемента скрепите клеем.
Когда шар и ветка прочно закрепились в одну конструкцию, можете приступать к отделке «кроны» будущего дерева. На пенопластовый шар с помощью клеевого пистолета поочередно закрепите шишки.
Полученное дерево прочно закрепите в вазоне: ствол поместите в центр емкости, залейте гипсом и дождитесь схватывания материала.
Топиарий можно считать оконченной композицией, а можно завершить образ, взбрызнув кончики шишек белой или серебристой краской. Дерево станет выглядеть еще богаче, если к кроне прикрепить бусины, маленькие фигурки, желуди, мох, орехи или бантики из ленточек.

Лисенок из шишек

Нет родителей, которым бы не пришлось делать с ребенком поделки в садик или в школу. Делать поделки с ребенком – увлекательный и полезный процесс, который развивает творческие навыки и доставляет удовольствие. Из шишек можно смастерить забавного лисенка.

Для этого понадобятся:

3 шишки;
пластилин трех цветов: оранжевого, белого и черного.

Что делать:

Оформите голову зверька. Для головы понадобится половинка шишки. Из оранжевого пластилина вылепите ушки в виде 2-х треугольников, мордочку в форме капельки и слепите «блинчик», который послужит шеей. Мордочку крепите у основания шишки, в обратном направлении раскрытию лепестков шишки.
К мордочке прикрепите глазки и носик из белого и черного пластилина.
Полученную голову скрепите с туловищем с помощью шеи.
К туловищу прилепите ручки и ножки лисенка, вылепленные в форме маленьких колбасок и прикрепите сзади ещё одну шишку, которая послужит хвостиком.

Подсвечник из шишек

Для декора праздничного стола одним из лучших элементов станет свеча в подсвечнике из шишек. Чем крупнее свеча, тем эффектнее смотрится украшение.

Вам понадобится:

шишки;
плотный картон;
баллончик с краской;
клеевой пистолет и клей;
елочные игрушки, бусы, ветки ели.

Приступайте к работе:

Украсьте шишки: покрасьте их с баллончика, посыпьте блестками и высушите.
Когда шишки готовы, из картона вырежьте круг.
В центр полученного круга закрепите свечу, а по периферии еловые шишки.
Добавьте к шишкам бусы, ветви ели и игрушки.

Лебедь из шишек и листьев

Оригинальная поделка из листьев и шишек – лебедь. Он делается быстро и просто, а смотрится впечатляюще.

Для одного лебедя понадобится:

шишка – лучше еловая;
листья дуба;
пластилин: белый, красный и черный.

На работу уйдет не более 15 минут:

По отдельности вылепите элементы лебедя: шею из белого пластилина в виде изогнутой «колбаски», глазки из черного пластилина и носик в форме 2-х зубцов.
Детали скрепите друг с другом, а затем к основанию шишки.
Пластилином по бокам шишки прикрепите листья, которые станут для птицы крыльями.

Гирлянда из шишек

Для создания атмосферы праздника в доме недостаточно одной елки, потребуется украсить каждую комнату. Углы, окна и зеркала – все, начиная с порога, должно пестрить и светится.

Ни одно украшение не сможет так заполнить комнату, как гирлянда, особенно, если она оригинальная и сделана своими руками.

Для гирлянды из шишек возьмите:

шишки ели, кедра и сосны;
прочная веревка;
ленточки;
клей;
краски любых цветов;
лак;
блестки.

Что делать:

К основанию каждой шишки привяжите нитки.
Каждую шишку разукрасьте, и покройте блестками и лаком.
Из ленточек завяжите бантики, в центр можете поместить пуговки или бусины. Бантики с помощью клея закрепите у основания шишек.
Когда готова каждая шишечка, их можно нанизать на веревку и связать нити шишки с верёвкой так, чтобы шишки получились на одинаковом расстоянии.

Интересные факты о сосновых шишках

Помимо украшения, сосновые шишки играют важную роль в природе. Как и все части растений, они выполняют очень специфическую функцию в растительном мире.

Сосновые шишки в это время года повсюду. Мы видим их на венках, в корзинах, дверных полотнищах и, конечно же, на деревьях и земле. Я начал думать обо всех способах украшения сосновых шишек и о том, как привнести их в дом — это увлекательный способ добавить немного природы в нашу внутреннюю среду.

Сосновые шишки не только используются для украшения, но и играют важную роль в природе. Как и все части растений, они выполняют очень специфическую функцию в растительном мире.

Вот несколько забавных фактов о сосновых шишках из расширения Мичиганского государственного университета:

Сосновые шишки получают только из сосен, хотя шишки растут на всех хвойных деревьях.
Сосновые шишки и сосны относятся к группе растений, называемых голосеменными, и восходят к доисторическим временам.
Голосеменные — это группа растений с голыми семенами, не заключенными в завязь.
Основная функция сосновой шишки — сохранять семена сосны в безопасности.
Сосновые шишки закрывают чешую, чтобы защитить семена от холода, ветра и даже животных, которые могут попытаться их съесть.
Сосновые шишки раскрываются и высвобождают семена, когда тепло, и семенам легче прорасти.
Некоторым сосновым шишкам, например шишкам Джека Пайна, нужен быстрый горячий огонь, чтобы открыться и высвободить семена.Это называется экосистемой Джека Пайна.
Сосновые шишки могут оставаться на дереве более 10 лет, прежде чем упадут на землю.
Все хвойные породы дают мужские и женские шишки. Иногда на одном дереве, иногда нет. Сосновые шишки, которые мы видим, — это только женские шишки. Мужские шишки намного меньше по размеру и не бросаются в глаза. Возможно, вы никогда их не замечали. Мужские шишки выделяют пыльцу, которая поднимается в воздух и в конечном итоге находит и оплодотворяет женские шишки.
Кедровые орехи получают из кедровых шишек.
Только 20 сортов сосны во всем мире дают шишки с кедровыми орешками достаточно большого размера для сбора урожая.
Pinyon Pines, Pinus edulis (которые растут только на высоте от 6000 до 9000 футов), предлагают лучшие кедровые орехи в Северной Америке. Сосны пиньон произрастают в пустынных горах Калифорнии, к востоку от Нью-Мексико и Техаса и к северу от Вайоминга.
Вторая часть ботанического названия Pinyon Pine, edulis, на латыни означает «съедобный». Это вкусные семена, которые образуются в его 2-дюймовых округлых светло-коричневых шишках, которые растут гроздьями на очень зрелых деревьях.
Кедровые орехи — хороший источник тиамина (B1), витамина К, магния и белка. Они также являются одним из лучших природных источников марганца, фосфора и цинка.
Шишковидная железа головного мозга названа в честь сосновых шишек из-за своей формы. Шишковидная железа контролирует восприятие света нашим телом, а также режим бодрствования и сна. Его издавна считали нашим биологическим «третьим глазом» и «эпицентром просветления».
Сосновые шишки были символом религиозных образов на протяжении тысячелетий.
Древние римляне также связывали сосновые шишки с Венерой, богиней любви и плодородия.

Наслаждайтесь сезоном сосновых шишек!

Вы нашли эту статью полезной?

Расскажите, пожалуйста, почему

Представлять на рассмотрение

История и символизм

— Шишки третьего глаза

В самой Библии несколько раз упоминаются сосновые шишки и шишковидная железа, иногда весьма конкретно.Начиная с Книги Бытия, Иаков всю ночь борется с Богом, и ему велено изменить свое имя на Израиль. Далее в Библии говорится следующее:

Иаков назвал это место Пениэлем: «Ибо я видел Бога лицом к лицу, и моя жизнь сохранилась. И когда он проходил над Пениэлем, над ним взошло солнце.

— Бытие 32: 30-31

(Дословный библейский перевод слова «Пениэль» означает «Лик Бога»)

В другом интересном отрывке Матфей, кажется, дает удивительно похожее описание Третьего Глаза на тексты йогических и индуистских духовных традиций.Этот стих интересен еще и тем, что шишковидная железа — единственная «единичная» часть мозга, не имеющая левого и правого полушария.

Свет тела есть око: итак, если око ваш один, то все тело ваше будет полно света.

— Матфея 6:22

Описание Мэтью также имеет отношение к недавним экспериментам с шишковидной железой, проведенным на земноводных. Добавление шишковидной железы лягушкам, которые обладают более выраженной шишковидной железой, приводит к физическому «осветлению» всей пигментации их кожи.Шишковидная железа некоторых рептилий на самом деле все еще содержит «палочки» и «колбочки», как в нашей сетчатке, и способна непосредственно воспринимать свет.

Этот последний стих из Осии, кажется, более прямо касается связи между духовностью и Сосновой / Сосной:

О Ефрем! Что еще мне до идолов?

Я отвечу ему и позабочусь о нем.

Я как зеленая сосна;

плодотворность твоя исходит от меня.

— Оси 14: 8

В дополнение к критическим теориям, касающимся христианства и католической церкви, сторонники теории заговора также указывают на присутствие сосновых шишек в масонской архитектуре и символике как еще один пример организованного духовного угнетения.Они верят, что масоны полностью понимают духовное значение Третьего Глаза и регулярно отдают ему культовую дань, продолжая умиротворять массы доктриной религиозных и культурных догм.

Сосновые шишки регулярно появляются в обрамлении масонских восьмиугольников на потолках масонских лож, а большие скульптуры масонов на стороне здания Уайтхолл в финансовом районе Нью-Йорка зашли так далеко, что изображают двух огромных переплетающихся змей, поднимающихся по спирали к сосновой шишке с видом на Батарейную площадь (что поразительно похоже на Посох Осириса).

Психоделическая наука

Психофармаколог Рик Страсман считает, что третий глаз / шишковидная железа является источником психоделического диметилтриптамина (ДМТ) в нашем организме. Страссман выдвинул гипотезу, что большое количество ДМТ высвобождается в наших телах во время повышенных состояний духовного сознания, таких как рождение, смерть и околосмертный опыт, или, возможно, во время пробуждения нашей Кундалини в момент Просветления.

Синтезированный ДМТ или растения, содержащие ДМТ, часто используются в качестве развлекательных психоделиков или в шаманских церемониях, таких как церемония Аяуаски, происходящая в Южной Америке.Пользователи ДМТ и / или аяуаски часто сообщают об интенсивном энтеогенном опыте духовного пробуждения, контакте с сущностями сверхъестественного или духовного происхождения, а также о расширении или сжатии времени.

Стоит отметить, что среди сообщений о тысячах пользователей, испытавших аяхуаску, Змей задокументирован как наиболее часто встречающийся архетип в их духовных / психоделических видениях.

Сходства, связанные с сосновыми шишками, также обнаруживаются в кругах на полях. Хотя круги на полях обычно представляют широкий спектр предметов и идей, два представленных здесь отражают заслуживающие внимания параллели Сосновая шишка / Третий глаз…

Современный символизм

Как и многие знаковые символы на протяжении всей истории (свастика, христианский крест, всевидящее око на долларовой банкноте), тотемная сила шишки использовалась широким спектром как положительных, так и отрицательных культурных сил на протяжении всей истории. для ссылки и ссылки на Духовное Просветление и Третий Глаз.

Современные организации, похоже, несут символическую власть сосновой шишки над массами, одновременно скрывая ее истинное значение — и, возможно, даже пытаются химически заблокировать или отравить наш третий глаз с помощью фторированной питьевой воды для общественного пользования.

Талисманы из сосновой шишки «Третий глаз» представляют собой воссоздание символической силы и естественной красоты сосновой шишки, шишковидной железы и древнего исторического наследия, сопровождающего один из самых убедительных органических символов матери-природы.

Ожерелья из сосновой шишки третьего глаза и талисманы сделаны из полированного поперечного сечения живой сосновой шишки, выращенной в уникальном микроклимате, специально вырезанной, высушенной, обработанной и заключенной в защитную смолу. Они элегантны, естественны, уникальны и символизируют эволюцию коллективного сознания, используя мощную духовную энергию шишковидной железы и третьего глаза.

Благодарим вас за интерес к Pinecones. Если вы хотите поддержать распространение этой информации, посетите нашу страницу продуктов, чтобы приобрести собственный уникальный талисман или ожерелье из шишек.

Сосна, ель и ель (изображения)

На первый взгляд, многие виды хвойных деревьев могут выглядеть одинаково, и их трудно идентифицировать. Один из лучших способов отличить сосну, ель и ель — по игольчатым листьям. Вы также можете заметить различия в этих вечнозеленых деревьях, посмотрев на их шишки, ветви и кору. Имея несколько фактов о хвойных деревьях, вы сможете легко определить различные виды этих выносливых деревьев.

Хвойные — это вид древесных растений, принадлежащих к ботаническому отделу Pinophyta и классу Pinopsida .Помимо елей, елей и сосен, к другим деревьям, принадлежащим к семейству хвойных, относятся кедр, кипарис, тис и можжевельник. Известно, что большинство видов хвойных деревьев остаются зелеными в течение всего года, производят древесные шишки и имеют игольчатые листья.

Хвойные деревья — это также быстрорастущие деревья, которые растут во многих странах Северного полушария. Многие виды хвойных растений холодостойки и хорошо переносят заморозки. Другие виды сосен и елей лучше подходят для более теплого климата.Подобно лиственным деревьям, ели, сосны и пихты теряют игольчатые листья. Однако происходит это постепенно, и благодаря этому хвойные деревья сохраняют листву и зеленый цвет круглый год.

Из этой статьи вы узнаете, как определить многие виды хвойных пород. Изображения, описания и отличительные особенности сосен, елей и елей помогут идентифицировать хвойные деревья.

Ель против ели против сосны: как их отличить

Самый простой способ отличить сосну от ели или ели — это посмотреть на иголки.

В качестве краткого руководства по определению вида хвойных деревьев возьмите ветку и внимательно посмотрите, как прикреплены иголки. На соснах иголки прикрепляют группами по 2, 3, 4, 5 и более штук. Если на побеге или ветке растут только одиночные иголки, это, вероятно, ель или ель.

Чем отличается ель от ели? Опять же, типы игл являются ключом к идентификации. Хвоя ели имеет четыре стороны и легко катится между пальцами.Хвоя у пихты плоская, и если она плохо катится, скорее всего, это ель, а не сосна или ель.

Определение ели, сосны или пихты по иглам

Давайте подробнее рассмотрим, как определить самые популярные виды хвойных деревьев, исследуя их хвою.

Идентификация сосны по иглам (с изображениями)

Лучший способ идентифицировать сосны (род Pinus ) — это посмотреть на их игольчатые листья.

Хвоя сосны растет группами на ветке, что помогает отличить эти вечнозеленые растения от других хвойных пород.Если вы внимательно посмотрите на изображения, вы заметите, что к веточке прикреплено от 2 до 7 игл в небольшом пучке. Эти скопления или пучки называются пучками.

Очень часто эти пучки хвои расположены на ветке по спирали. Вы заметите, что пучки игл скреплены на ветке с помощью чего-то похожего на черную ленту, обернутую вокруг основы. Этот пучок игл прикреплен к веткам дерева в одной точке.

Еще одной особенностью хвои сосны является то, что она, как правило, длиннее хвои еловых или пихтовых листьев.У некоторых видов сосен хвоя достигает 16 дюймов (40 см) в длину. Это делает их самыми длинными листьями на всех типах хвойных деревьев.

Когда у хвойных пород, таких как сосна и ель, опадают листья, образуется слой хвои, называемый даффом. Когда листья распадаются, они выделяют питательные вещества, которые питают деревья, и это увеличивает экосистему вечнозеленого леса.

Хвоя сосны растет группами по 2-5 или более на ветке

Хвоя сосны обычно длиннее, чем хвоя ели или пихты

Идентификация елки (с изображениями)

Способ определения елей (род Abies ) по их иглам — это посмотреть на их форму и на то, насколько они мягкие.

Подобно иглам ели, иглы пихты растут по-разному из одной точки на ветке. Посмотрев на фотографии еловых веток и хвои, вы увидите, что они прикрепляются к ветке чем-то вроде присоски.

Вы также заметите, что иглы ели отличаются тем, что они плоские и имеют почти сплющенный вид. Вы обнаружите, что, в отличие от хвои сосны и ели, хвоя пихты не перекатывается между пальцами.

Другой способ отличить хвою пихты от других хвойных — это две беловатые линии на нижней стороне.Эти серебристо-белые устьичные полосы могут придавать некоторым деревьям голубоватый или серебристый оттенок. Это часто контрастирует с темно-зеленым цветом верхней части листвы ели.

У некоторых видов елей иглы растут с обеих сторон ветки, а у других хвои растут как гребешок.

Ель после спиления долго сохраняет свою хвою. По этой причине ели являются одними из самых популярных видов новогодних елок.

Хвоя пихты единично растет на ветке, плоская и короткая

Нижняя сторона хвои имеет 2 серебристо-белые линии

Идентификация ели (с изображениями)

Лучший способ идентифицировать ели (род Picea ) — по форме игл и по тому, как они растут на ветке.

Как и у всех видов хвойных деревьев, у елей игольчатые листья. В отличие от пихты, хвоя ели имеет 4 стороны, поэтому они не плоские. Их также прикрепляют к веточкам деревянистым швом или колышком. Если на еловых ветках нет иголок, вы обнаружите, что они имеют колючий или зазубренный вид, в отличие от более гладких сосновых и еловых веток.

Их четырехугольная форма означает, что еловые иголки легко катать между пальцами. Поскольку хвоя сосны также легко катится, вы можете определить сорт хвойных пород по особенностям роста хвои.Ель растет отдельно от ветки, тогда как хвоя сосны собирается в пучки.

Хвоя ели единично растет на ветке (в отличие от хвои сосны) и имеет округлую форму (в отличие от хвои пихты)

Определение ели, сосны или пихты по шишкам и ветвям

Идентификация хвойных деревьев также возможна по шишкам и ветвям, чтобы обнаружить некоторые тонкие различия. Шишки хвойных деревьев состоят из чешуек, вырастающих из центрального стебля.

Все хвойные деревья имеют 2 типа шишек — пыльцевые шишки и семенные шишки.Мужские шишки (пыльцевые шишки) похожи на все виды хвойных и меньше женских (семенные шишки). Семенные шишки обычно деревянистые и коричневые и могут быть полезны при идентификации хвойных пород.

Идентификация сосны по шишкам и ветвям (с изображениями)

Сосновые шишки (сосновые шишки) могут быть от больших до мелких, для них характерны толстые твердые древесные чешуи. Из всех хвойных пород сосновые шишки негибкие и самые твердые. Сосны также дают самые большие шишки из всех видов хвойных пород.

Шишки из семян сосны могут быть большими и маленькими и иметь разную форму. Некоторые сосновые шишки имеют овальную форму, как яйцо, тогда как у других видов сосен конические шишки. Одной из отличительных черт сосновых шишек от еловых шишек является то, что сосновые шишки свисают с ветвей.

Шишки сосны обычно растут вниз (слева), а шишки пихты (справа) растут вверх

Просматривая изображения сосен, елей и елей, вы также заметите, что ветви сосны менее густые.Если вы сравните количество ветвей между 3 типами хвойных деревьев, вы также увидите, что у сосен меньше ветвей.

Сосновые ветки (слева) менее густые, чем у ели или пихты (справа)

Еще один способ отличить многие виды сосен от елей — это сосновые ветви, как правило, перевернутые вверх. Однако у некоторых видов сосен есть длинные свисающие ветви, которые придают дереву стройный тощий вид.

Идентификация елки (с изображениями)

Ели сразу можно отличить по шишкам на ветвях.Ель — единственный вид хвойных деревьев, у которого шишки растут вверх, а не поникли. Еловые и сосновые шишки свисают с веток.

Глядя на еловые шишки и сосновые шишки рядом, можно заметить еловые шишки, потому что они, как правило, имеют цилиндрическую форму. Сосновые шишки обычно имеют овальную или треугольную форму. Даже некоторые сосновые шишки, длинные и конические, отличаются от елей тем, как они растут на дереве. Некоторые еловые шишки могут вырасти до 10 дюймов (25 см) и напоминают коричневые свечи, стоящие прямо на ветвях.

Из елей также образуются одни из самых ярких видов хвойных шишек. Зрелые шишки имеют мягкую коричневую чешую. Однако до того, как они достигнут этой стадии, они могут быть фиолетовыми, белыми, зелеными или очень темно-синими.

Шишки еловые цилиндрические, растут вверх, красочные

Еловые ветки имеют более опущенную форму по сравнению с еловыми или сосновыми ветками.

Идентификация ели (с изображениями)

Еловые шишки свисают вниз, как шишки сосны.Способ идентифицировать ели по шишкам заключается в том, что они намного мягче, гибче и имеют более тонкую чешуйку. Если вы возьмете в руку длинную еловую шишку, вы обнаружите, что ее можно согнуть, что невозможно сделать с жесткими сосновыми шишками.

Еловые шишки растут вниз, как сосновые шишки, но более мягкие и гибкие

Трудно отличить ель от сосны только по росту ветвей. Ключ идентификации — плотность ветвей. У елей густые вечнозеленые ветви, а у сосен они более редкие.

Большинство хвойных пород сосны и ели имеют склонность к вздернутым ветвям. Этот рост ветвей помогает отличить их от хвойных деревьев, таких как ели, поскольку их ветви обычно обращены вниз.

Поскольку хвоя ели растет из небольших деревянистых колышков, еловые ветви грубые и неровные. В отличие от сосновых и еловых веток, которые имеют тенденцию быть гладкими.

Еловые ветки грубые по сравнению с соснами и пихтами

Определение ели, сосны или пихты на основе их коры и особенностей роста

Другие советы по идентификации хвойных пород — внимательно присмотреться к типу коры и тому, как дерево растет.

Иногда бывает трудно отличить сосну, пихту и ель только по коре. Однако отметка о типе шишек, типах игл и цвете коры — все это хорошо для целей идентификации.

Идентификационная карта сосны (с изображениями)

Кора, растущая на большинстве сосен, гладкая и незрелая, постепенно становится оранжево-красной.

В зависимости от породы сосны кора взрослых деревьев может оставаться относительно гладкой. Вы можете заметить, что кора этого типа остается тонкой и отслаивается по мере роста.Однако у многих видов сосен толстая чешуйчатая кора от оранжево-коричневой до серой. На самом деле, у некоторых видов сосен нет ничего необычного в том, чтобы иметь двухцветные стволы, которые кажутся серыми и красными.

У некоторых сосен серая и красная относительно гладкая кора (слева), у других — толстая чешуйчатая кора.

Вы заметите, что большинство видов сосен имеют А-образную или коническую форму. Обычно между ветвями есть пространство, а это значит, что сосновые леса не такие темные, как еловые или пихтовые.Однако есть и исключения. Листва некоторых видов сосны разрастается, образуя большой широкий полог, похожий на зонтик.

Многие виды сосен можно идентифицировать также по тому факту, что большинство ветвей растут около вершины дерева.

Сосновая древесина — это также высококачественная древесина хвойных пород, которая ценится в деревообрабатывающей промышленности. Из длинных прямых и высоких стволов сосны получаются отличные пиломатериалы. Другие сосны отличаются искривленным видом с неравномерно растущими стволами и ветвями.

Сосновый бор. Часто ветви растут возле верхушки сосны

Идентификация елки (с изображениями)

Кора елей в молодом возрасте обычно гладкая и серая. По мере взросления дерева кора становится толстой и чешуйчатой с вертикальными бороздами или гребнями. Как правило, кора елей имеет более глубокие борозды, чем у других видов хвойных пород.

Ели, похожие на ели, также можно отличить по пирамидальной конической форме.Многие называют это классической формой елки. Пихты обычно сохраняют А-образную форму, когда из небольших елей превращаются в величественные остроконечные хвойные деревья.

Еловый лес. Листва обычно более густая, чем у сосны

Идентификация ели (с изображениями)

У большинства елей грубая кора, рыхлая, бороздчатая и чешуйчатая. Пятнистая кора у большинства видов елей обычно серая; однако некоторые виды имеют красновато-коричневый, серо-коричневый или темно-зелено-коричневый цвета.

Возможно, вы обнаружите, что с живых елей легко отрывать куски коры.

Ель имеет форму, похожую на форму ели, и ее трудно определить по одной только форме. Идеальная пирамидальная форма елей — одна из причин, почему эти елки так популярны. Чтобы отличить ель от ели, нужно нащупать иголки. У елей острые колючие круглые иголки, а у елей — плоские мягкие игольчатые листья.

Кора ели рыхлая и чешуйчатая (слева).Еловый лес (справа)

Ель против сосны

Самый простой способ отличить ели от сосны — это их иголки и шишки.

Хвоя сосны относительно длинная, мягкая, растет пучками. Хвоя ели короче и острее и не растет группами.

Сосновые шишки и еловые шишки отличаются тем, что сосновые шишки жесткие, а шишки из ели мягкие и гибкие.

Ель против ели

Ель и ель схожи по внешнему виду, и их трудно отличить друг от друга, просто взглянув на фотографии.Если вы видите изображения шишек, растущих на хвойных деревьях, ели — это те деревья, у которых шишки растут прямо, а не свисают.

Самый простой способ отличить ель от ели — это нащупать иголки. Мягкая плоская форма еловых листьев делает невозможным катание между пальцами. В этом отличие от еловой хвои, которая округлая, жесткая и острая.

Как определить другие хвойные деревья

Помимо трех основных типов хвойных деревьев, описанных в этом руководстве, есть несколько простых способов определить другие типы вечнозеленых хвойных растений.

Тис (

Taxus )

Топиарий из тиса (слева). Листва и ягоды тиса (справа)

Тис имеет темно-зеленые блестящие игольчатые листья, мягкие, приплюснутые, ланцетной формы. Шишки на тисе маленькие и круглые, содержат только одно семя. Кора этих вечнозеленых хвойных пород красновато-коричневая с глубокими трещинами, которые могут отслаиваться.

Болиголов (

Цуга )

Ветки болиголова опущенные

Болиголовы — это разновидность вечнозеленых хвойных деревьев, которые имеют коническую форму и имеют поникшие или плакучие ветви.Иголки глянцево-зеленые, короткие и мягкие, расположены по спирали на веточках. У большинства видов болиголовы шишки имеют яйцевидную и овальную форму, однако у некоторых шишки также длинные и цилиндрические.

Можжевельник (

Juniperus )

Можжевельник (слева) и шишки (справа)

Отличительные признаки вечнозеленых хвойных растений можжевельника — короткие, острые, колючие листья, растущие на многих видах. У некоторых видов можжевельника по мере созревания появляются чешуйчатые листья. Еще одна уникальная особенность шишек можжевельника в том, что они мягкие и мясистые, на вид и на ощупь напоминающие маленькие синие ягоды.Можжевельники тоже родственны кедрам, хотя это не настоящий сорт кедра.

Кедр (

Cedrus )

Кедр и шишки

Настоящие кедры — это разновидность хвойных деревьев с игольчатыми листьями, которые растут спиральными гроздьями и имеют голубовато-зеленый цвет. Типы кедров также известны своей твердой, трещиноватой корой, бочкообразными шишками и ароматной мягкой листвой, которая растет на коротких стеблях.

Кипарисовик (

Cupressus )

Кипарисы и шишки

Кипарис — это разновидность вечнозеленых деревьев или кустарников с мягкими чешуевидными листьями, плоскими, как ели, и придающими растению ощущение перистости.Как и большинство хвойных пород, кипарисы дают коричневые древесные шишки, которые имеют форму шарика или продолговатую.

Туя (

Туя )

Туя и шишки

Туи относятся к кипарисовым и кедровым деревьям и имеют коническую форму с мягкими перистыми чешуйчатыми листьями. Эти вечнозеленые хвойные деревья имеют маленькие мягкие шишки, гладкую серую кору и густую густую зеленую листву. Некоторые виды туй еще называют кедрами.

Статьи по теме:

замечательных ботанических рисунков шишки в общественном достоянии

Поделиться — это забота!

Каждый раз, когда я иду гулять в лес, я невольно беру в карман несколько сосновых шишек с лесной подстилки.Мне просто нравится сосновая шишка, и я подумал, что было бы весело создать коллекцию замечательных ботанических рисунков и принтов в виде сосновых шишек.

Сосновые шишки очень распространены и бывают самых разных форм и размеров. Их традиционно собирают и используют в декоративно-прикладном искусстве. Например, с сезонными венками и украшениями. Я сама сделала расписанное валентинское цветочное сердце из сосновых шишек и использовала их для украшения осенних банок Мейсон.

Я уже разместил коллекцию отпечатков лесных ботанических листьев, которые вы также можете посмотреть.

Сосны тесно связаны с Рождеством, поскольку их используют для украшения наших домов. С Рождеством связаны и другие растения, такие как пуансеттия, здесь больше винтажных рождественских цветочных принтов.

Интересные факты о сосновых шишках

Шишки сосновые — репродуктивная часть сосны. Есть как мужские, так и женские шишки. К семейству сосновых относятся сосны, ели, ели, кедры, хвойные породы и лиственницы.
На всех этих деревьях сосновые шишки в форме черепах (то есть с чешуей, перекрывающей друг друга, как чешуя рыбы).
Мужские шишки сосны мягкие и мелкие. Сосновые шишки, которые вы найдете на земле, — это женские шишки, которые завершили свой репродуктивный процесс.
Женские шишки растут в течение нескольких лет, пока семена созревают, затем они раскрываются, позволяя ветру разносить семена.
Название «конус» происходит от того факта, что форма у некоторых видов напоминает геометрический конус.Отдельные пластины конуса известны как шкала .
Сосновые шишки открываются в сухом состоянии, но закрываются во влажном состоянии. Это поможет с распространением семян. Однако работники лесного хозяйства используют это как показатель риска возникновения пожара. Открытые сосновые шишки на лесной подстилке говорят о том, что она сухая.
Сосновые шишки также использовались в некоторых климатических условиях для предсказания сухой и влажной погоды. С помощью подвешенной на веревке сосновой шишки снаружи измерить влажность воздуха.

Винтажные рисунки и иллюстрации сосновой шишки

Щелкните заголовок над желаемым рисунком шишки.Изображение с более высоким разрешением должно открыться в вашем браузере в новом окне.

Если вы щелкните изображение правой кнопкой мыши, у вас будет возможность сохранить изображение на вашем устройстве.

Все эти старинные рисунки сосновых шишек находятся в общественном достоянии, поэтому вы можете использовать их по своему усмотрению.

1. Pinus Elliottii

Эта замечательная иллюстрация сосновых шишек входит в «Ревизию рода Pinus, и описание Pinus Elliottii».доктора Джорджа Энгельмана (1880 г.).

Эта сосновая шишка более известна как сосна рубленая или болотная сосна от хвойного дерева, произрастающего на юго-востоке Соединенных Штатов. Сосновую сосну выращивают для получения древесины, скипидара и смолы.

Следующие рисунки сосновой шишки, 2-6, взяты из « Описание рода Pinus: иллюстрировано рисунками, указаниями относительно выращивания и примечаниями к использованию нескольких видов » (1803) Эйлмера Бурка Ламберта.

2. Pinus Pinea

Более известен как кедр. Сосновые шишки произрастают в Средиземноморье. Их выращивают ради съедобных кедровых орехов, а также используют в качестве декоративных деревьев, высаживают в садах и парках по всему миру.

3. Рисунок сосновой шишки Pinus Maritima

Это еще одна шишка средиземноморской сосны, также чаще называемая приморской сосной или кустовой сосной.

4.Pinus Cembra

Сосновые шишки на этой иллюстрации взяты из очень медленно растущей сосны, также известной как швейцарская сосна. Сосна растет в Альпах и Карпатах в центральной Европе. Известно, что деревья живут от 500 до 1000 лет.

5. Pinus Orientalis

Эта иллюстрация сосновой шишки на самом деле сделана из большой ели, называемой восточной елью или кавказской елью, которая родом из Северного Ирана.

Это популярное декоративное дерево в больших садах, которое ценится в Северной Европе и США за привлекательную листву и способность расти на самых разных почвах.Его также в небольшой степени выращивают в лесном хозяйстве для производства рождественских елок, древесины и бумаги.

6. Pinus Larix

Дерево, на котором растет эта сосновая шишка, — это лиственница, известная как американская лиственница. Родом из Канады.

7. Pinus Armandii

Это также известное как китайская белая сосна, произрастающая в Китае. Картина «Сосновая шишка» взята из ботанического журнала Curtis’s Botanical Magazine (1910 г.).

8. Pinus Rubra — Иллюстрации сосновой шишки

Более известная как красная сосна или норвежская сосна.Что немного сбивает с толку, так как это североамериканская сосна.

Это дерево штата Миннесота. В Миннесоте название «Норвегия» может быть связано с ранними скандинавскими иммигрантами, которые на родине сравнивали красные сосны с лесами.

9. Pinus Rigida

Более известная как сосна смоляная. Свое название он получил потому, что в прошлом он был основным источником смолы и древесины для судостроения, шахтной древесины и железнодорожных шпал, поскольку высокое содержание смол в древесине предохраняет ее от гниения.

10. Сосна кубинская

Кубинская сосна — это сосна, эндемичная для восточного высокогорья острова Куба.

11. Pinus Flexilis

Этот черно-белый рисунок сосновой шишки взят из книги Садворта « Сосны в районе Скалистых гор (1917) ».

Дерево также называют белой сосной Скалистых гор. Документально подтверждено, что одной из этих сосен в Орегоне более 2000 лет.

12. Pinus Halepensis

Одна из прекрасных иллюстраций из Dictionnaire Universel d’histoire Naturelle.Есть также коллекция пинт с животными из той же энциклопедии на Pictureboxblue.

Это еще одна средиземноморская сосна, известная как сосна Алеппо. Смола сосны Алеппо используется для ароматизации греческого вина рецина.

13. Pinus Monticola

Это замечательный черно-белый рисунок сосновой шишки калифорнийской горной сосны, произрастающей в горах на западе США.

Это государственное дерево штата Айдахо, иногда его называют сосной Айдахо.

14. Pinus Nigra

Сосна черная или австрийская сосна. В Соединенном Королевстве Pinus nigra важен как для древесного дерева, так и для выращивания на плантациях. Часто сажают как декоративное и уличное дерево.

15. Pinus Palustris Шишка сосновая

Это замечательный рисунок открытой сосновой шишки Pinus Palustris. Также известная как длиннолистная сосна, она произрастает на юго-востоке США и является государственным деревом Алабамы.

16. Pinus Strobus

Известная как белая сосна, произрастает в Северной Америке.

Старые белые сосны очень ценят в Соединенных Штатах. Американский национальный природный памятник, парк штата Кук-Форест, содержит самое высокое известное дерево на северо-востоке США — белую сосну по имени Лонгфелло-Пайн.

17. Pinus Sylvestris

Сосна обыкновенная — это вид сосны, произрастающий в Евразии. Сосна обыкновенная сформировала большую часть Каледонского леса, который когда-то покрывал большую часть Шотландского нагорья.

18. Иллюстрации трех сосновых шишек

Pinus Serotina — сосна прудовая

Pinus Taeda — Сосна лоблольская

Pinus Australis — другое название сосны длиннолистной.

Надеюсь, вам понравились эти замечательные старинные рисунки и иллюстрации шишек. Наряду с желудями в этой коллекции лесных ботанических гравюр можно найти еще несколько отпечатков сосновых шишек.

Не забудьте взглянуть на полный спектр винтажных изображений растений на Pictureboxblue.

MA8 Nature: 2-D спирали

MA8 Nature: 2-D спирали
Растения: 2-х мерные спирали: {3-х мерные спирали}

Семена подсолнечника образуют двойной спиральный узор на существенно
двумерная поверхность. Подобный узор покрывает трехмерный
поверхности артишоков, ананасов и сосновых шишек. Весы
или листья артишоков образуют два набора спиралей, одну по часовой стрелке и одну против часовой стрелки.
Число спиралей в каждом направлении — это смежные числа Фибоначчи,
обычно 3 и 5 или 5 и 8.

Чешуйки, покрывающие поверхность сосновых шишек, образуют два набора спиралей,
иногда даже три набора спиралей. Количество спиралей в каждом наборе:
часто соседние числа Фибоначчи .

Точно так же ананасы покрыты примерно шестиугольными чешуйками, расположенными
в трех наборах спиралей.Число спиралей в каждом наборе стремится быть рядом.
Числа Фибоначчи.

Для двойных спиралей на цветной капусте,
попробуйте эту внешнюю ссылку.

Продолжайте движение вверх по дереву: {3-D
спирали}
Вниз по дереву: {Растения}

(Источники для этой страницы: Koshy, Thomas. Artichoke image, ;
изображение сосновой шишки, ;
вид сверху на шишку, ;
изображение ананаса, . См. Библиографию. )

Это не шишки

Гусеницы мешочницы на кедре (фото Стива Тирона)

Когда Стив Тироне узнал, кем являются эти двойники сосновой шишки, ему пришлось вырезать для него свою работу.

В начале этого месяца он прислал мне эту фотографию (ниже) и спросил: «Есть идеи, что это? Несколько штук было у меня дома в прошлом году.Они рядом с моим кедровым деревом ».

Гусеница мешочницы (фото Стива Тирона)

Я написал Монике Миллер по электронной почте, и она ответила: «Гусеница мешочницы».

Сумчатые черви украшают себя маскирующей растительностью, которая со временем становится их окукливающейся сумкой. А до тех пор гусеницы мешочницы поедают свою любимую пищу.

Стив внимательно посмотрел на свой кедр и обнаружил, что оно было покрыто гусеницами, которые ели его живьем. Неудивительно, что это выглядело ужасно! Он также узнал, что пестициды не действуют на этих закрытых мешками насекомых.Единственный способ спасти его дерево — это снять каждое дерево вручную, как в…

[Я сорвал их] сегодня на 2 часа, а также вырубил большие части дерева. Уродливая работа, уродливые результаты, а остались еще тонны. Каждый раз, когда я подхожу к дереву, я говорю: «Как я пропустил то и то?» Легко, потому что они похожи на сосновые шишки!
— Стив Тироне, июль 2013 г.

Если что-то останется на дереве, что будет дальше?

Моника не указала виды мешочников — их около 1350 Psychidae во всем мире — но я расскажу вам историю о вечнозеленой мешочковой совке ( Thyridopteryx ephemeraeformis (Haworth) ), потому что это особый вредитель кедров ( Juniperus). virginiana ) и туя западная ( Thuja occidentalis ).

С мая по август гусеницы питаются и созревают через семь возрастов. В августе взрослые гусеницы готовятся к окукливанию, подвешивая свои мешочки к растениям-хозяевам на прочной шелковой нити. Затем они поворачиваются внутри сумки лицом вниз.

Четыре недели спустя, в сентябре и начале октября, появляются самцы. Они около дюйма в длину, и их легко не заметить, потому что они маленькие и черные. Они ничего не едят.

Самец мешочницы (фото Lacy L.Хич, Обернский университет через bugwood.org)

Самки никогда не появляются. Они бескрылые, безногие, у них нет ни глаз, ни функционирующих частей рта. Это просто мешок с яйцами и феромонами, ожидающий, пока самец приземлится на их сумку и спаривается с ними.

Как только самки спариваются, они отключают свои феромоны, откладывают 500-1000 яиц, затем умирают и мумифицируются внутри мешка. Самцов давно нет, они умерли в течение дня или двух после появления на свет.

Зимой мешок висит на дереве с от 500 до 1000 потенциальных гусениц, ожидающих вылупления из туши своей матери.

Если вы снимете эти мешки со своих кедров до того, как они вылупятся в апреле, вы избавите свои деревья от многих проблем.

Для получения дополнительной информации см. Этот информационный бюллетень от Penn State.

(первые две фотографии — Стивен Тирон. Фото мотылька (5462023) Лейси Л. Хич, Обернский университет через bugwood.org. Фото мешков (UGA1860096) Марка Дрейлинга через bugwood.org )

Праймер для микроскопии молекулярных выражений

: специализированные методы микроскопии — галерея цифровых изображений флуоресценции

Галерея цифровых изображений флуоресценции

Шишки сосновые женские

Сосна — это общее название любого вида, принадлежащего к Pinus , роду семейства Pinaceae , которое состоит из хвойных деревьев с игольчатыми листьями. Pinaceae — самое большое семейство хвойных деревьев, состоящее примерно из 262 видов и включающее пихту, лиственницу, ель, болиголов и кедр.

Сосны — это голосеменные , нецветковые растения, дающие открытые семена, не заключенные в завязь. Это также однодомных , несущих гаметы обоих полов на одном дереве. Эти гаметы размещены в структуре, называемой стробилом , или конусом. Женские сосновые шишки обычно находятся в верхних ветвях кроны дерева, над мужской шишкой.Это снижает возможность самооплодотворения переносимыми ветром мужских гамет.

Женская шишка сосны, или megastrobilus , дает семяпочек, или неоплодотворенные семена. Чешуйки (видоизмененные листья) на женской шишке открываются для приема пыльцы, затем закрываются. Оплодотворение происходит поздно весной следующего года. Через два-три года после оплодотворения развивается древесная самка сосновой шишки. У некоторых видов шишки раскрываются по мере созревания и высвобождаются семена.В других случаях шишки остаются закрытыми в течение нескольких лет, пока не откроются гниением, животными, ищущими пищу, или огнем. У некоторых сосен чешуя, несущая орехоподобное семя, может расширяться, образуя крыло для распространения по воздуху.

Некоторые сосны дают семена и кедровые орехи (пиньоны, пиньоны, пиньоли), которые популярны в человеческой кухне. Хотя большинство орехов технически являются фруктами, кедровые орехи таковыми не являются, потому что они не образуются цветущими растениями. Пиньоны из сосны на западе США исторически были важным источником пищи для коренных американцев.Кедровая сосна ( P. Pinea ) в Италии ценилась со времен Древнего Рима за свои пиньоли, которые до сих пор используются в пищу.

Сосны встречаются по всему миру, в основном в северных регионах с умеренным климатом. Обычно у них древесные стебли, покрытые корой, которая защищает ткани, которые проводят питательные вещества и воду. При сборе урожая они дают такие материалы, как древесина, скипидар, канифоль, бумага и целлюлоза, топливо.

Представленный здесь образец был получен с помощью микроскопа Nikon Eclipse E600 с флюоритовыми и / или апохроматическими объективами и вертикальным осветителем, оснащенным ртутной дуговой лампой.Образцы освещались через блоки дихроматических фильтров Nikon, содержащие интерференционные фильтры и дихроичное зеркало, и отображались с помощью стандартных методов эпифлуоресценции. Комбинация фильтров, использованная для изображения женской сосновой шишки, представляла собой тройной куб, специфичный для DAPI, FITC и Texas Red. Микрофотографии были сделаны с помощью цифровой камеры Optronics MagnaFire, соединенной с микроскопом с помощью безобъективного адаптера C-mount.

НАЗАД К ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ГАЛЕРЕЯ ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.

Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды.
Все права защищены. Никакие изображения, графика, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.

Этот веб-сайт поддерживается командой

Graphics & Web Programming Team
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.

Последнее изменение: пятница, 13 ноября 2015 г., 14:19

Счетчик доступа с 15 сентября 2000 г .: 57865

Для получения дополнительной информации о производителях микроскопов,

используйте кнопки ниже для перехода на их веб-сайты:

Архивы Поделки из природных материалов

Поделки из природного материала особенно актуальны осенью, когда в школах и детских садах начинаются выставки и конкурсы, посвященные этому времени года. Поделки можно делать из любых подручных и подножных даров природы: листьев, веток, шишек, ракушек, травы, а также овощей и фруктов. Из любого материала можно сделать очень красивые и оригинальные работы. В этом разделе вы найдете много идей: фотографии и мастер-классы разной степени сложности. Также вы можете присылать свои фото и выигрывать призы и дипломы.

Продолжаем делиться идеями обустройства дома. Сейчас в моде эко-стиль, когда элементы интерьера делаются из всевозможных природных материалов. Василий Моисей покажет нам, как просто сделать вешалку из веток…

06. 07. 2020 524 0 02.12.2018
Осенняя пора щедра дарами. Обычная семейная прогулка в парке или лесу может закончиться сбором красивых листьев, шишек, орехов и прочих природных богатств. Подключив воображение и умелые руки, из этих запасов…
18. 10. 2018 545 3 03.02.2019
Поделки из шишек и пластилина Интересные поделки можно сделать, если совместить природный материал (шишки, желуди, ракушки, веточки) и разноцветный пластилин. Какие только фантазии можно воплотить в жизнь!…
25. 09. 2018 485 0 09.08.2018
Многие любители природы мечтают иметь в доме бонсай, но после того, как узнают стоимость этого миниатюрного деревца, желание быстро угасает. Как воплотить давнюю мечту в жизнь? Не экономить же на обедах! Есть…
09. 08. 2018 454 1 10.11.2018
Многие из нас привозят с моря морские камушки, однако после поездки зачастую эти камни пылятся где-нибудь в шкафах, мало кому нужные. В этой небольшой статье мы предлагаем способ использования данных морских…
06. 07. 2018 306 1 04.06.2018
Осень – та самая пора, когда многие дети и взрослые занимаются поделками из природного материала. Ведь в это время можно найти яркие листья, цветы, травы и, конечно же, шишки. Из них можно делать различные игрушки…
25. 10. 2017 315 1 29.03.2021
Поделки из природных материалов Сейчас вы тоже делаете поделки на тему «Дары осени» в школу или для детского сада? Ведь скоро в школах и детсадах начнутся конкурсы и выставки поделок из природного материала…
16. 09. 2017 425923 42 11.03.2018
Автор мастер-класса на весенний конкурс — Вилявина Татьяна Сергеевна, г.Москва. Народная кукла «Кострома (Масленица)» Для изготовления куклы понадобится (фото 1): 2 деревянные березовые полочки (одна…
25. 02. 2017 20 0 07.02.2019
Наверно, наши читатели помнят, что каждую зиму воспитатели МБДОУ № 267 г.Ижевска вооружаются лопатами, ведрами, кистями, красками, а главное — фантазией, и творят для своих подопечных снежную сказку. В 2015 году…
13. 02. 2017 17 1
Лисичка Наумова Анастасия, руководитель Золотая В.А. В прошлом году я представила лисичку из луковой шелухи. Первой своей объёмной поделкой я решила сделать тоже лисичку, но не простую, а степную. Корсак –…
31. 10. 2016 240 0 03.02.2019
ПАННО ИЗ БЕРЕСТЫ «ЦВЕТОЧНОЕ» Автор работы — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д ст. Клявлино Самарской области СП «Прометей». Бывает так,…
31. 10. 2016 243 0 03.02.2019
Сова из природного материала Конкурсная работа — мастер-класс. Автор Золотая Виктория Анатольевна. Осень одновременно радует нас яркими красками и заставляет грустить, когда идёт дождь. Но совершенно точно,…
31. 10. 2016 299 0
«Картина из тыквенных семечек» Автор: Мартынова Анастасия, 8 лет. Руководитель: Рожкова Алла Александровна, учитель начальных классов МБОУ «СШ № 9» города Смоленска. Назначение: данное панно может служить как…
29. 10. 2016 262 0 22.09.2020
Поделки из природного материала Фотографии работ на конкурс «Наша осень золотая, урожайная« Приглашаем принять участие в конкурсах на нашем сайте . Даже простые и легкие поделки могут быть красивыми,…
22. 09. 2016 72869 5 03.02.2019
Автор работы, как сделать шкатулку из бересты своими руками, — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д ст.Клявлино Самарской области. Шкатулка из…
17. 09. 2016 300 2 03.02.2019
Автор работы — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д ст. Клявлино Самарской области, СП «Прометей». После работы с берестой иногда остаются…
26. 04. 2016 265 0 03.02.2019
МАСТЕР-КЛАСС «КУЛОН — АРОМАТНИЦА ИЗ БЕРЕСТЫ» Автор работы — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д ст. Клявлино Самарской области. Береста —…
13. 04. 2016 219 0 03.02.2019
КРУЖЕЧКА ИЗ БЕРЕСТЫ (на пасхальный конкурс) Автор работы — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д ст. Клявлино Самарской области. Берестяные изделия…
09. 04. 2016 279 0 03.02.2019
ПТИЧКА ИЗ БЕРЕСТЫ (работа на пасхальный конкурс) Автор работы — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д ст. Клявлино, Самарской области, СП…
30. 03. 2016 208 0 17.08.2020
Еще один мастер-класс от Марии и ее дочки, на этот раз — поделка из природного материала. Сорока из сосновых шишек Все дети умеют материть поделки из природных материалов. Из шишек, каштанов, плодов дуба и…
18. 03. 2016 270 1 03.02.2019
Начинаем публиковать мастер-классы по поделкам, посвященным празднику Пасхи. Ильина Елена Сергеевна, 5 лет (МБДОУ детский сад «Аленький цветочек», Россия Ростовская обл., город Волгодонск) и преподаватель…
14. 03. 2016 308 1 03.02.2019
Автор работы — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д ст. Клявлино Самарской области, СП «Прометей». Подарок своими руками на Масленицу. «Лишь…
11. 03. 2016 272 1 03.02.2019
Автор работы — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д ст. Клявлино Самарской области, СП «Прометей». Мастер-класс на конкурс «Подарки к 8 марта…
02. 03. 2016 285 3 03.02.2019
ПАННО ИЗ БЕРЕСТЫ ИЛИ КОЖИ НА ВИНИЛЕ Автор работы на наш конкурс — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д ст. Клявлино Самарской области, СП…
23. 02. 2016 276 7 03.02.2019
Автор работы на конкурс «Подарки своими руками» — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д ст. Клявлино Самарской области, СП…
23. 02. 2016 228 1 03.02.2019
КОРЗИНОЧКА ИЗ БЕРЕСТЫ Автор конкурсной работы — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им.В.Маскина ж-д ст. Клявлино Самарской области, СП «Прометей». Сложно…
17. 02. 2016 250 0 03.02.2019
Мастер-класс на конкурс «Подарки своими руками» к 23 февраля — «Кораблик из бересты». Автор работы — Колмогорова Наталья Ивановна, педагог дополнительного образования ГБОУ СОШ №2 им. В. Маскина ж-д…
16. 02. 2016 324 0 06.07.2020
Дорогие читатели, вы, конечно, помните фотографии снежных фигур, сделанных руками воспитателей детского сада № 267 г.Ижевска. В прошлом году скульптуры были в стиле расписных народных игрушек. И вот новые…
12. 02. 2016 26 0 25.10.2017
До Нового года остается все меньше времени, а забот и хлопот — все больше. И тем, кто не успел сделать сложные елочные игрушки, на помощь придет конкурсный мастер-класс Екатерины Несмирной. Кто сказал, что…
25. 12. 2015 234 0 26.12.2016
Целая серия мастер-классов Екатерины Несмирной пришла на наш конкурс. Часть первая: Елочные игрушки из деревянных спилов Елочные игрушки мастерят практически из чего угодно! Гуляя с коляской, я наткнулась…
24. 12. 2015 282 0 02.01.2016
Кочетова Надежда Ивановна, педагог дополнительного образования МБУ ДО «Станция юных натуралистов» города Губкина Белгородской области, прислала на наш конкурс мастер-класс по выжиганию на дереве. Мастер-класс…
24. 12. 2015 238 1 30.08.2017
Детский мастер-класс на наш конкурс подготовила Ильина Елена Сергеевна (4,9 года, город Волгодонск). Преподаватель Недбаева Елена Владимировна. МБДОУ детский сад «Аленький цветочек». Год новый, скорей открой…
12. 12. 2015 193 3 24.12.2015
Еще одна работа на наш новогодний конкурс в номинацию «Чудеса своими руками» — «Новогодний букет роз«. Мастер-класс подготовили: Ильина Елена Сергеевна, 4,9 года, город Волгодонск. Преподаватель…
05. 12. 2015 247 4 02.11.2015
Дубровкин Матвей, 5 лет. Город Орёл, МБУ «ГОСППМСП», творческая мастерская «Карамельки». Руководитель: Головина Марина Викторовна. Для изготовления топиария «Ореховое деревце» нам понадобится следующий…
02. 11. 2015 191 1 30.08.2017
Я Яшин Ярослав. Мне 9 лет. Я выполнил картину «Осенний лес» на конкурс «Осенний калейдоскоп«. Картина «Осенний лес» (аппликация из листьев) Основные этапы работы: 1. Набрал в парке разноцветных…
01. 11. 2015 274 2 12.05.2020
Виктория Золотая и ее ученицы продолжают удивлять нас необычными конкурсными работами. На этот раз — аппликация из природного материала, мастер-класс подготовила Наумова Анастасия, 15 лет. Педагог: Золотая…
29. 10. 2015 423 4
Вторая конкурсная работа Ксении Грачевой называется «Дом лешего и его друзей». Для этой работы нам понадобится: веточки ели, прутья, шишки, мох, пластилин. С помощью секатора нарезаем ровно прутья, затем…
26. 10. 2015 250 0 10.10.2015
Еще одна работа на осенний конкурс от наших постоянных участников, Ольга с сыном покажут, как они сделали красивые аппликации из цветов и листьев. Здравствуйте! Меня зовут Ольга Шевцова, я жена и мама 2 детей. Наша…
10. 10. 2015 215 0
Пока подводятся итоги конкурса поделок из природного материала, предлагаю перейти к мастер-классам нового конкурса «Осенний калейдоскоп«. Мастер-класс по изготовлению осенний композиции с вазой из тыквы…
06. 10. 2015 248 3 03.10.2015
Последний мастер-класс нашего конкурса «Поделки из природного материала«, присланный Панкрац Светланой Александровной (с.Новопервомайское Татарского района Новосибирской области) — поделка из овощей…
03. 10. 2015 269 1 Страница 1 из 41234»
Поделки из ПРИРОДНОГО материала (148 идей).
Всем привет! Сегодняшнюю статью хочу посвятить поделкам из природных материалов, у нас уже есть статья про поделки из бумаги, многим она понравилась, и сегодня тема не менее увлекательная, поэтому оставайтесь с нами!
Сколько же всего красивого и интересного можно придумать из доступных всем материалов, причем даны нам Богом они абсолютно бесплатно. В окружающей нас среде есть все для плодотворного искусства.
Заниматься рукоделием любят как взрослые так и дети. Хотя изначально идеи поделок из природных материалов я начала искать для школы, чтобы дочка могла для урока сделать, что то интересное и оригинальное. Но когда искала, сама так вдохновилась и столько всего красивого и креативного нашла, что хочу поделиться всеми находками, а подойдут они и для больших и для маленьких. Усаживайтесь поудобнее и вдохновляйтесь идеями.
Популярные природные материалы
Обычно изготовлением самодельных украшений из природного материала принято заниматься в летние и осенние месяцы. Именно эти сезоны представляют максимум весьма полезных мелочей, которые можно использовать для создания поделок. Но не стоит смахивать со счетов ни зиму, ни весну, ведь отдельные материалы доступны в течение всего года.
Как видно на фото поделок из природного материала, самый распространённый декор изготавливают из:
Дерева.
Камушков.
Семян и плодов.
Цветков и листиков.
Ракушек.
Перьев.
Темы поделок из природных материалов могут быть самыми различными. Выбор за вами.
Идеи поделок для начальной школы
Изделия для школьной выставки а-ля «Здравствуй, осень!» легко и просто сделать вместе с детьми. Сказочный мир в миниатюре, расположится на доске, крупном древесном спиле. Здесь устроят чаепитие баба-яга и леший. Их туловища выполняются из сосновых шишек, головы – из орехов, волосы, борода – из соломы, руки-ноги – из проволоки, головные уборы – из лоскутков ткани, льняных ниток, намотанных на пробку от бутылки. Стол, за которым сидят персонажи, выполняется из небольшого среза дерева, посуда – из шляпок желудей разного размера. Окружающий ландшафт оформляется мхом, из тонких палочек сооружается избушка.
Лебеди выполняются из полимерной глины белого или черного колера, птичьих перьев небольшого размера. Тело лебедя изготавливается из еловой шишки, окрашенной белой краской, куриного яйца, с приклеенными к нему перышками, скорлупками фисташек.
Панно с белочкой создается из рыжей сосновой коры – поочередно вырезаются голова, лапки, бедра, спина, хвост. Все детали наклеиваются на гофрокартон, плоскую деревяшку, тонируются акрилом, морилкой, когти делаются из семечек фенхеля, глазки, нос – из семян люпина.
Лисичка, волк, другой похожий зверь, наклеиваются из листочков ясеня, рога оленя выполняются из листьев дуба. Маленькая гусеница создается из крупных горошин, нанизанных на проволоку, леску, нитку.
Кукушка, тетерев, делаются из двух крупных, но не полностью развернувшихся сосновых шишек, листочков, раскрашенных гуашью, тушью. Также кукушечку выполняют из пестрых черно-белых перышек некоторых пород куриц, попугаев.
Объемная фигура лесовичка выполняется из перевернутой еловой шишки либо маленькой тыковки. Его шляпа сооружается из кленовых листьев, более крупные фигуры украшаются шляпками, плетенными из соломы, лозы, текстильных материалов.
Кроме «школьных» поделок, из лесных материалов можно создать оригинальные украшения интерьера: старый зонтик оклеивают кленовыми, дубовыми листочками, обрызгав лаком для прочности конструкции, стеклянные бутылки красивой формы обмазывают клеем, после чего обваливают в гречке, овсянке, манке.
Деревянные поделочные украшения
Дерево в поделках может быть представлено в разных вариантах. Наиболее доступны ветки и прутики. Из такого материала получаются красивые фигурки животных.
Кроме того, им можно декорировать фоторамку или раму для коридорного зеркала. Помимо этого, веточки разных размеров можно использовать для оформления панно или создания необычного кашпо.
Различные «пни» и спилы тоже дают широкие возможности для фантазии. Поделки из них будут иметь более крупный размер. Самые популярные варианты – шкатулки, часы, подставки под канцтовары.
Ещё одной вариацией дерева являются кора и береста. Работать с ними намного сложнее, зато в результате получится шедевр.
Яичная скорлупа
Яичная скорлупа считается доступным и простым в использовании материалом.
Пошаговое оформление поделки из данного сырья:
Подготовить твердую оболочку из сырых яиц (помыть и высушить), после чего раскрасить ее акварелью, акриловыми красками или пищевым красителем. Стоит учесть, что такой материал не прокрашивается равномерно.
Высохшее сырье измельчить пинцетом или скалкой. Чтобы яичная оболочка не прилипла к валику, следует положить ее между бумажными листами. Шкурку желательно измельчить до средних размеров. Если материал покрашен в разные цвета, то его нужно предварительно рассортировать по оттенкам.
Лицевую сторону пластмассовой тарелки покрыть черной краской.
Затем сделать желаемый трафарет и перевернуть его изображением вниз.
Натереть мелом видимую сторону листа, получится белая копирка. Поместить ее на темной поверхности тарелки и зафиксировать скотчем по краям.
Рисунок перевести карандашом. Чтобы он не стерся, необходимо его по контурам обвести гелиевой ручкой.
Когда все изображение будет четко видно, мел следует стереть сухой тряпкой.
После этого скотч отклеить, снять шаблон и будет виден легкий набросок.
Теперь нужно выдавить клей на определенный участок и выложить на него измельченную скорлупу, в этом поможет пинцет или скальпель. В первую очередь желательно выкладывать большие элементы.
Постепенно заполнить все фрагменты рисунка.
После заклеивания всего изображения фон стоит раскрасить красками.
Когда работа высохнет, покрыть ее прозрачным строительным лаком.
Декор из камушков
Неплохие украшения можно выполнить из обыкновенных камней. Это может быть мозаика, небольшой коврик, подставка под горячее или какая-нибудь необыкновенная композиция из камушков разных оттенков и форм.
Обязательно привлечёт взгляды гостей такая оригинальная интерьерная деталь, как статуэтка, созданная из простых раскрашенных камешков.
Картина из крупы
Из круп можно сделать очень эффектную объемную картину. Для начала карандашом делаем набросок.

Делаем набросок картины
Затем наносим на лист бумаги клей и посыпаем разными крупами. Дополняем образ веточками зелени, цветами и корой.

Картина из круп
Аксессуары из опавших листьев и высушенных цветов
Яркие, многообразные оттенки позволяют создавать довольно интересные вещи из засушенных листьев и цветков. Вместе со своим ребёнком вы можете выполнить красивые аппликации, собрать букетики или сделать венки.
Мастер-класс по поделкам из таких природных материалов можно найти в Интернете. Полученными изделиями будет уместно украсить детскую комнату.
Поделки на «Золотую осень» для самых маленьких (2-3 года)
Малыши могут самостоятельно или с помощью взрослых сделать следующие поделки своими руками про осень:
аппликации из листьев и/или семечек;
наливные свечи с предварительным закладыванием в емкость листьев, шишек, засохших цветов и трав;
простые раскраски на осеннюю тему;
бусы из рябины, шиповника, желудей;
кораблики из грецкого ореха с парусом-листиком;
человечки и животные из плодов фруктов, сделанные насаживанием на них глазок-шляпок от желудей, ручек и ножек-палочек (здесь отлично помогут зубочистки).
Неординарные вещички из ракушек
Ракушки удивительны сами по себе. Они имеют довольно красивый внешний вид и могут быть самой разнообразной формы. Если ваша комната выдержана в морском дизайне, то без ракушечного декора вам точно не обойтись.
Из ракушек можно сложить панно, облицевать ими подсвечник, цветочный горшок или рамку для фотографий. Ловец снов – это ещё одна красивая идея поделок из данного природного материала.
Поделки в садик из овощей в домашних условиях
Давайте вместе придумаем что-нибудь на тему сказок! Пусть ребята познакомятся с героями и поучительными историями нашего детства.
Какие сказочки вы помните? Может быть, начнем с репки? Там, где маленькой мышке дана самая важная роль, ведь ее действие было решающим!
Вспомните ли вы сейчас историю крокодила Гены и Чебурашки?
Не хватает только небольшой картонной коробки с апельсинами. Ведь именно с ними наш ушастый герой появился в городке.
А рассказы про Чипполино! Это же целая детективная история!
Приключения Золушки учат терпению и пунктуальности.
Про царевну-лягушку, которую заколдовал злой Кощей. Она умела творить чудеса!
Сочинять самим — разрешается! Почувствуйте себя сказочниками и придумывайте своих героев с их необычными, но обязательно поучительными историями. Для детей такое времяпрепровождение уже само по себе интригующее, и поверьте, они вам еще помогут приукрасить сказочные события.
Вперед за приключениями!
Следующая остановка станция Ромашково?
Читайте своим детям добрые сказки на ночь. Благодаря подобным теплым вечерам, просыпается детское любопытство к буквам. Интересно же, какие истории еще скрываются за этими переплетами! Это произведет толчок к тому, чтобы ребенок захочет научиться складывать буквы в слова.
Вы уже познакомились с моей предыдущей статьей, которая описывает, как правильно учить детей чтению? Если нет, то обязательно посмотрите! Ведь там собраны не только мнения специалистов по поводу раннего обучения, также описаны различные техники работы с малышами всех возрастов.
Мастер-класс панно
Первые поделки из природных материалов нас учат делать в школе. Они довольно простые. Но, если приложить достаточно усилий, то можно изготовить настоящий шедевр.
Поделки из бумаги и картона — 110 фото лучших простых схем для детей и начинающих мастеров
Поделки для девочек: простые, красивые и интересные поделки. Лучшие идеи с пояснениями и пошаговой инструкцией по созданию (70 фото)
Кофейные поделки: пошаговые инструкции по созданию объемных фигурок из кофе (90 фото)
Вот подробная инструкция, как сделать такую поделку, как красивое живописное панно:
Делаем рамку. Материалом может выступать необычная коряга, связанные между собой ветки или лоза.
Подготавливаем основание. В качестве него можно использовать бумагу или мешковину.
Создаём композицию, применяя цветы, листья, перья и т. п.
Изготавливаем проволочное или верёвочное крепление. Так мы сможем повесить панно на стену.
Игрушки и сувениры из шишек: быстро и красиво
Ну, а теперь представляю вашему вниманию все самое интересное из желудей, шишек и наверное пластилина. Потому что именно этот компонент поможет воссоздать новые игрушки и сувениры.
Перед вами картина, которая выполнена с помощью красок, нарисован фон и разноцветных шишек, которые тоже раскрашены акриловыми красками.
Следующая работа, это вот такой милый топиарий, из всего того, что было в лесу. Здесь и веточки елочки, шишечки, ягодки даже желуди.
Любите Машу и Мишу из мультфильма, тогда вам следующая задумка понравится.
На эту тему я нашла для вас новинки этого года в этом ролике с канала ютуб. Так, что не пропустите!
Ну и еще пара идеек, которые вы можете воплотить в реальность.
Это могут быть птицы, такие как сова или лебедь, а также корзиночка из шишек.
Легко сделать ангелочка в виде куколки, или подвеску.
Делают даже белочек, но также кроме пластилина используется фетровая ткань.
Ну, и в заключении еще хочу поделиться вот такими наработками.
Кроме всего этого, вы можете также взять любые фрукты и овощи и оформить любую композицию с использованием природного материала.
Мастер-класс ожерелье
Для создания ожерелья из каштанов потребуются каштаны (примерно 28 шт.) и бусины (30 шт.), а также прочная нитка. В каштанах надо просверлить отверстия.
К дальнейшим действиям можно привлечь ребёнка. Попросите его нанизать каштаны на нитку, чередуя их с бусинами. Затем останется завязать концы и обрезать лишнюю нить.
Вариант поделки своими руками во 2 классе
Таких совят ребенок сможет сделать абсолютно самостоятельно. Мне очень понравилась такая идея. Все просто и весело!
Разберем схему изготовления этого чуда пошагово, чтобы дети легко могли сориентироваться в своих действиях.
У нас под рукой должны быть:
цветная бумага;
разноцветные листья;
ножницы;
клей-карандаш;
клей-пистолет;
файл;
нитки (бечевка).
Начнем с глазок. Надо вырезать 4 крупных кружочка, по 2 на каждый цвет. Еще 4 — поменьше, которые должны быть черного цвета (зрачки).
Оживим взгляд бликами. Для этого понадобится 4 белых кружочка, из которых вырезаем треугольник.
Собираем полноценные глазки. Воспользуемся для этого клеящим карандашом. Посмотрите на фото, чтобы все сделать правильно.
На очереди у нас — лапки. Возьмите лист бумаги красного цвета и сложите в 4 раза, чтобы вырезать сразу 4 детали.
Файлы заполняем разноцветными листьями.
Делаем прикольные ушки. Для этого собираем концы наших пакетов.
Каждый уголок перевязываем веревочкой.
Приклеиваем пистолетом оставшиеся детали. Клювик сделаем в виде треугольника.
Если в пакете останется воздух, это не беда. Зачем утрамбовывать листья, если совушки-подушечки будут смотреться намного привлекательнее.
К сожалению, яркой поделка будет недолго, ведь листья высыхают и теряют свой насыщенный цвет.
Ну что, справятся ваши дети с такой работой? А, может быть, придумают, кого еще можно сделать подобным образом?
Мастер-класс подсвечник из пня
Более сложной поделкой является подсвечник из пенька. Для его изготовления надо выполнить следующее:
Нанести на все элементы из дерева специальную пропитку, препятствующую гниению.
Высверлить в любой части пня отверстие, размер которого соответствует размеру классической плоской свечи.
Тщательно обработать края отверстия при помощи наждачной бумаги.
Для большей декоративности изделие можно покрыть лаком.
Обвязать низ подсвечника мешковиной или обмотать верёвкой.
Чтобы сделать цветочную вазу в стиле эко, обклейте старую стеклянную вазу обычными ветками, причём вовсе не обязательно, чтобы они располагались параллельно друг другу. Украсьте ее джутовым шнуром.
Идеи для детского сада
При изготовлении панно, следует учитывать окраску листьев, цветов, трав и прочего – на темном фоне хорошо смотрятся светлые детали и наоборот. Вот несколько простых идей, описанных пошагово, для самых маленьких:
сова из фасоли – на листе цветного картона рисуется контур совы, его внутренняя часть обклеивается фасолью. Из сухих ромашек делаются глазки, с одной стороны приклеивается кусок коры – это будет дерево, к нему приделывают веточки с листьями дуба, рябины. Крылья и лапки совушки также делаются из листиков;
ежик – изготавливается из еловой шишки, к которой приделываются пластилиновые ножки, глазки, нос, грибы;
ромашки – нужно взять стебельки тростника, семечки тыквы. Из пластилина делаются желтые серединки, по бокам вставляются семечки-лепестки, потом головка крепится на стебель;
матрешка – для работы понадобится камушек, по форме напоминающий матрешку, гуашевые краски, которыми рисуется лицо, ручки, платок куколки;
лес в коробке – берется коробка подходящего размера, на дно приклеивается мох, камушки, из веточек делаются деревья, которые крепят при помощи пластилина. Из большой, средней и маленькой «распушившихся» шишек делают трех медведей, наклеив пластилиновые глаза, носы, ушки из половинок шляпок желудей;
осенний букет – понадобится банка с крышкой. На внутреннюю часть крышечки приклеивается коряга, веточка, к которой крепят разноцветные листья клена, березы, дуба, всевозможные сухоцветы, сверху аккуратно накрывают банкой, закручивают;
лошадки и ослики – их туловища, головы выполняются из желудей, ножки – из спичек, которые крепятся в дырочки, проделанные шилом. Ушки делаются из «сережек» ясеня, глазки-носики – из семян люпина;
паучки – выполняются из каштанов, шляпок желудей, согнутых посредине зубочисток. При желании на восемь паучьих ножек вылепливаются сапожки из пластилина или пластики;
стрекоза – крылышки создаются из кленовых «вертолетов», глазки из люпина, само тело из пластилина либо подходящей палочки;
черепаха – для изготовления поделки нужна скорлупка грецкого ореха, пластилин, из которого выполняется тело, глазки из мелких семян.
Готовые к выставке плоские работы, чтобы сохранить их надолго, помещают в рамку под стекло, объемные – обрабатывают лаком для волос или акриловым из баллона.
Фото поделок из природного материала

Читайте здесь: Кофейные поделки: пошаговые инструкции по созданию объемных фигурок из кофе (90 фото)
Черепашка из гороха и чечевицы
Смастерим мы этого забавного жителя пустыни при помощи клея из круглого или дробленого гороха, черной или зеленой чечевицы, цветной бумаги и одноразовой чашки. Оклеиваем чашку зернами бобовых так, чтобы на ней получился рисунок, как на панцире черепахи. Сначала выкладываем рисунок на дне перевернутой чашки.

Оклеиваем дно
Затем оклеиваем бока.

Оклеиваем бока
Из плотной цветной бумаги или картона вырезаем голову, лапки и хвост черепашки. Делаем глазки и носик. Соединяем детали в одно целое, и наша поделка готова!

Черепашка из гороха и чечевицы
Каштаны
Строго говоря, каштан не является орехом. Блестящая и гладкая поверхность каштана делает его очень привлекательным материалом для творчества. С каштанами любят работать и дети, и мастера со стажем.
Кожица свежего каштана не толстая, легко протыкается. Из каштанов можно делать разнообразные детские игрушки: забавных гусениц, паучков, птичек, сказочных персонажей.
Каштаны активно применяют в качестве элементов декора при создании венков, корзин, оригинальных композиций для украшения интерьера.
Веточки и прутья
Использование прутьев, веток и сучков позволяет создать очень интересные варианты разных оригинальных изделий. Этот материал активно применяется не только в детском творчестве, но и при создании дизайнерских вещей.
Птичье гнездо
Интересной темой для декорирования интерьера загородного дома является изготовление птичьих гнезд. Это может быть имитация гнезда аиста или небольшой птички.
Пошаговая инструкция в любом случае одинаковая.
Вырезать из картона или выпилить из фанеры круг, диаметр которого равен диаметру будущего гнезда.
Скручивать прутики или веточки, скреплять и проволокой и слоями укладывать по краю основы.
Слои фиксировать проволокой или шнуром.
Дополнить изделие мхом, шишками, фигурками птиц, перьями.
Перья для рукоделия
Перья птиц — используются мастерицами для создания мягких подушек, теплых перин, украшений для шляп, игрушек, необычных сувениров.
Ими также украшают интерьер, дополняя поделки пайеткиами, блестками, маленькими бантиками из лент и прочим декором.
Окрасив кончики перьев в розовый цвет и объединив их в один букет, вы получите великолепное украшение для вашего интерьера
Несмотря на то что перо — очень капризный материал, работать с ним достаточно просто и легко
Ловец снов — магический талисман притягивающий удачу
Создать невероятно романтическую обстановку можно с помощью декоративных подсвечников, выполненных из стеклянных стаканов и красивых перьев
Чтобы создать подобную красоту понадобится целый набор уникальных широко- и узкоконечных перьев
Важно! Перья птиц могут стать причиной сильной аллергической реакции у человека, поэтому будьте осторожны используя их в качестве декоративного украшение для дома.
осенние поделки с листьями и с каштанами своими руками в школу и в детский сад для детей, другие поделки из шишек и желудей
Поделки из шишек
Природа очень щедра на материалы, из которых можно изготовить огромное разнообразие поделок для школьных и детсадовских конкурсов или просто для домашнего декора. Наиболее востребованными являются шишки и жёлуди, именно за ними родители охотятся каждый сентябрь, в надежде собрать как можно больше, чтобы именно их поделка выделялась на общем фоне. В этой статье мы рассмотрим интересные варианты поделок, которые можно легко сделать из шишек, желудей и других подручных материалов.
Как сделать панно?
При помощи осенних панно можно со вкусом декорировать дом. Для любой поделки вам обязательно понадобится клеевой пистолет, которым можно быстро и качественно зафиксировать все элементы.
Цветочное панно из желудей
Соберите жёлуди, сухие листья и небольшие шишки. От желудей отделите шляпки – они станут отдельным штрихом на рисунке. В качестве основы можно взять плотный картон, и придать ему овальную форму. По шаблону вырежьте бумагу или белый картон, и наклейте поверх основы.
Для начала лучше расположить рисунок без клея, чтобы была возможность исправить недочёты.

Возьмите три жёлудя и приклейте их к панно чуть в отдалении друг от друга. Вокруг них зафиксируйте ещё шесть плодов, чтобы сформировать бутон. Для стеблей можно использовать тонкие веточки деревьев либо ножки листьев. Прикрепите их к цветам. Ещё три веточки расположите диагонально в правом верхнем углу. На конце и вдоль веток приклейте шляпки от желудей. От шишек отрежьте верхушки и приклейте их в случайном порядке. Панно готово, его можно повесить на стену или положить на подставку, чтобы украсить им полку на кухне или в гостиной.
Панно для входной двери
Небольшой мастер-класс по изготовлению дверного панно, как в американских фильмах. Для изготовления вам понадобятся:
мелкие шишки;

жёлуди;

арахис в скорлупе;

сухоцветы;

картон;

пенопласт или губка;

бусинки и тонкая веревка для декора.

Из картона вырежьте круг и наклейте сверху пенопласт либо губку. Они придадут объём панно и сделают его визуально больше. Если дома не нашлось ни того, ни другого материала, основу можно изготовить самостоятельно, разрезав на мелкие кусочки газету и замочив ее в клее ПВА. Далее при помощи клеевого пистолета зафиксируйте шишки и жёлуди в случайном порядке, они должны заполнить большую часть панно.
Пропуски заполните арахисом, старайтесь делать все аккуратно, так как у них хрупкая скорлупа. Между природными материалами останутся небольшие зазоры, в них следует вставить сухоцветы. По кругу расположите бусинки и завяжите банты из верёвок, их также следует зафиксировать при помощи клея. Панно готово, осталось лишь сделать сзади петельку.
Изготовление корзинки «Дары осени»
Эта поделка станет прекрасным подарком на День учителя или другой праздник. Она выглядит очень богато и будет долго украшать интерьер комнаты.
Из каштанов
В данном случае понадобится небольшая корзинка или ненужная миска, желательно без ручки. Запаситесь большим количеством каштанов, самые крупные отложите для держателя. Промойте хорошенько плоды, высушите и начинайте фиксировать их по всему корпусу миски при помощи клеевого пистолета. Приклеивая один каштан к другому соорудите ручку. Таким образом у вас получится настоящая каштановая корзинка. При желании каштаны можно заменить шишками.
Для объёма наполните корзинку комком бумаги, газеты или положите внутрь губку. Оптимальным вариантом станет специальная губка для цветов, которую используют флористы для создания цветочных корзин и инсталляций. Начинайте наполнять тару осенними дарами. По краям вставьте еловые веточки, в середину положите пару гроздей рябины, крыжовника, не забудьте про жёлуди. Для красоты можно предварительно вставить крупные кленовые листья.
С грибами
Если в вашей семье есть настоящие грибники, они смогут помочь с этой поделкой. Возьмите плетёную корзину, положите внутрь наполнитель для объёма и начинайте декорировать. По бокам вставьте кленовые листья, внутреннюю часть заполните шишками и белыми грибами. Дополните все ягодками рябины и бусинками, разбросанными в случайном порядке. Ручку корзинки украсьте бантиками, жёлтыми листьями и желудями. Получится очень красивая корзинка с настоящими дарами осени.
Из желудей
За основу, опять же, берётся любая имеющаяся в доме корзинка, можно взять обычную картонную коробку. В данном случае понадобится очень много желудей. Начинайте оклеивать корпус дубовыми плодами снизу вверх при помощи клеевого пистолета. Внутрь корзины положите основу, начинайте наполнение. Насадите груши и яблоки на шпажки, и вставляйте по одной. Пропуски заполните бутонами цветов, а края украсьте гроздьями рябины с листиками.
Другие идеи
Наиболее востребованы поделки из еловых шишек и желудей для осенних конкурсов в учебных заведениях. Их можно дополнить и другими природными материалами, например, листьями, каштанами, мхом, орехами. Рассмотрим несколько простых мастер-классов на тему осени, которые дети смогут сделать своими руками.
В детский сад
Для ребятишек дошкольного возраста существует масса вариантов легких поделок, с которыми они смогут быстро справиться.
Ежики
Дети любят лепить животных. Наиболее простой поделкой из шишек являются ёжики. Вам понадобятся:
шишка;

пластилин;

глазки;

золотой спрей.

Скатайте из бежевого или светло-коричневого пластилина шарик. Слегка вытяните его с одной стороны, сформировав мордочку. Скатайте мелкий чёрный шарик, и прикрепите его к кончику, получается носик. Приложите глазки к лицу и слегка надавите. Скатайте четыре колбаски для лапок и соедините все детали воедино. Для более нарядного вида окрасьте шишку золотистой краской или спреем.
Индюшка
Ещё одна интересная фигурка, для которой понадобятся:
шишка;

клей ПВА;

цветной картон;

листья;

глазки.

Из коричневого картона вырежьте круг на короткой ножке, из желтого – треугольник. Приклейте нос к лицу, сверху – глазки, если их нет, можно нарисовать их фломастером. Вставьте круг в шишку ножкой вниз, предварительно смазав клеем. Сзади приклейте листья начиная с самых мелких и заканчивая большим кленовым листом.
Лесная поляна
Детям из старшей группы будет интересно смастерить что-нибудь посложнее. Такая полянка станет прекрасным украшением конкурсного стола. Для этого вам понадобятся:
крышка от коробки из-под обуви;

листья;

белая бумага;

ветки с листьями;

гроздья рябины;

шишки;

жёлуди;

белые и красные нитки мулине;

белый картон.

Для начала следует смастерить гриб. Картон разрежьте поперёк на две части. Одну скрутите в рулон и заклейте, это будет ножка. Из второй вырежьте большой круг, сделайте надрез до середины, на одну сторону нанесите клей, а другую наложите сверху, получается шляпка. На ребра ножки нанесите пластилин, это действие поможет установить готовый грибочек на поляну и зафиксировать шляпку.
Клеем заклейте кончик белой нитки у основания ножки, нанесите немного состава полосками в нескольких местах, и начинайте обматывать нить по кругу, продвигаясь вверх. Аналогичные действия проведите со шляпкой, обмотав ее красной нитью. Ножку украсьте глазками и улыбкой, шляпку – белыми кружочками и ягодками рябины. Соедините обе части воедино, и центральная фигура поделки готова.
Застелите крышку от обувной коробки листьями, оставив немного места для грибочка. Установите его в левом верхнем углу. На передний план выставьте еловую ветвь, у основания гриба положите немного мха, и закрепите кленовый лист на ножке. Грозди рябины разложите с левой стороны, в углу поставьте ветку с листьями, а в середине расположите шишки и жёлуди.
В школу
Для школьников можно подобрать варианты посложнее.
Ананас
Сочный ананас можно изготовить не только из пластилина или нарисовать на бумаге, но и при помощи шишки. Вам понадобятся:
шишка;

зелёная бумага;

жёлтая краска и кисточка;

ножницы;

клей ПВА.

Для начала покрасьте кончик шишки желтой краской, поставьте ее сохнуть. Тем временем вырежьте толстую полоску из бумаги, сделайте на ней поперечные надрезы, придавая каждой листообразную форму. Слегка подкрутите полоски и заверните фигуру в рулон, закрепив кончик клеем. Вставьте полученную фигуру в шишку и зафиксируйте. Получается оригинальный тропический плод.
Олень
Очень интересная поделка, которая приведёт в восторг любого школьника. Для ее создания вам понадобятся:
две шишки;

жёлудь;

ветки;

пластилин;

клеевой пистолет;

подставка;

мох.

Понадобятся большая шишка для тела и маленькая для шеи. Склейте их друг с другом, сформировав букву «Г». Для изготовления головы возьмите жёлудь, из пластилина скатайте носик и глазки, прикрепите их к лицу. Рожки сделайте из веток и также приклейте их с помощью клеевого пистолета. Водрузите голову на шею, в туловище вставьте ноги из веток с кружками из пластилина на конце для большей устойчивости.
Подготовьте подставку. Для этого возьмите толстый картон, поделите на 2-3 части и склейте их друг с другом. На верхнюю сторону наклейте белую бумагу, боковины украсьте корой дерева. Когда все высохнет, при помощи мха сделайте имитацию травы, а поверх неё установите готового оленя.
Еловый лес
Главной особенностью этой поделки является то, что в качестве основы здесь используется настоящая кора дерева. Необходимые составляющие:
три большие шишки;

клей ПВА;

зелёная краска;

большой кусок коры;

мох;

пластилин;

семечки;

ягоды рябины.

Смажьте поверхность коры тонким слоем клея и наложите сверху мох, имитирующий траву. Шишки переверните шляпками вниз и раскрасьте зелёной краской. Оставьте все подсыхать, тем временем займитесь поделками из пластилина. Из белой массы скатайте две короткие колбаски, из красной сделайте шляпки мухоморов, украсьте их белыми точками.
Сделаем ежика. Из коричневого пластилина скатайте овал и слегка вытяните один конец. На кончик прилепите маленький чёрный кружок, а на лицо глазки. Туловище заполните семечками. Остаётся лишь распределить все полученные фигуры по периметру основы.
Далее смотрите мастер-класс по изготолению елочки из шишек и желудей.
Панно Дерево — делаем из веток и засушенных цветочков, описание, фото / Поделки из природного материала своими руками для детей — из шишек, из спичек, из ракушек
Поделки из природного материала.
Когда на улице зима, так хочется видеть хоть частичку лета. Для тех, кто хочет всю зиму любоваться пышным букетом, предлагаю сделать вот такое панно «Дерево». Из высушенных цветков получится отличное весеннее дерево. Эта поделка не представляет трудностей даже для маленьких мастеров.
Необходимые материалы и инструменты:
тонкие разветвлённые веточки, 4 прямых веточки средней толщины, нитки или проволока для цветов, клей, газеты, маленькие высушенные цветы, если есть- прозрачные маленькие бусинки – бисер.
Процесс работы:
1.Найдём несколько тонких веточек с многочисленными ответвлениями приблизительно одной длины. Сложим их вместе в букет и обломаем ответвления в нижней трети. Обвяжем получившийся ствол нитками или проволокой для цветов.
2.Обломаем ветки, которые чересчур выступают спереди и сзади, сделав дерево более плоским. С той же целью размягчим наше дерево, поместив в оду на 1 час, а затем прижмём тяжёлым предметом, положив между 2-х газет, и оставив в таком положении на ночь.
3.Теперь изготовим рамку по возможности из 4-х прямых веточек, сложенных в прямоугольник. Дерево должно во все стороны выступать за пределы рамки. Веточки, составляющие прямоугольник рамки, склеим или свяжем.
4.Закрепим дерево в рамке, приклеив веточки, которые опираются на рамку.
5.Приклеим на дерево маленькие высушенные цветы. Очень здорово здесь будет смотреться гипсофила. Прикрепим прозрачные бусинки, они создадут эффект росинок.
Можно создать и осеннее дерево: вместо цветочков прикрепить высушенные маленькие желтые, красные листья.
Еще на тему — природные поделки для детей своими руками – детские поделки из природного материала:
Интересные темы о поделках из природного материала:
Поделки из ракушек своими руками
Поделки из шишек своими руками — Крокодил Гена, Чебурашка и другие — занятия с природным материалом с детьми
перенаправление, необходимое техническое обслуживание, иллюстрация для интернет-сайта в Интернете. Фотография, картинки, изображения и сток-фотография без роялти. Изображение 969038.
перенаправление должного обслуживания, иллюстрация для интернет-сайта в Интернете Фотография, картинки, изображения и сток-фотография без роялти. Изображение 969038.
перенаправление должного обслуживания, иллюстрация для интернет-сайта в обслуживании, панели и изолированные конусы строительной площадки,
M L XL
Таблица размеров
Размер изображения Идеально подходит для
Ю Интернет и блоги, социальные сети и мобильные приложения.
м Брошюры и каталоги, журналы и открытки.
л Плакаты и баннеры для дома и улицы.
XL Фоны, рекламные щиты и цифровые экраны.
Используете это изображение на предмете перепродажи или шаблоне?
Распечатать Электронный Всесторонний
4000 x 2500 пикселей | 33.9 см x 21,2 см | 300 точек на дюйм | JPG
Масштабирование до любого размера • EPS
4000 x 2500 пикселей | 33,9 см x 21,2 см | 300 точек на дюйм | JPG
Скачать
Купить одно изображение
6 кредитов
Самая низкая цена
с планом подписки
Попробуйте 1 месяц на 2209 pyб
Загрузите 10 фотографий или векторов.
Нет дневного лимита загрузок, неиспользованные загрузки переносятся на следующий месяц
221 ру
за изображение любой размер
Цена денег
Ключевые слова
Похожие изображения
Нужна помощь? Свяжитесь с вашим персональным менеджером по работе с клиентами
@ +7 499 938-68-54
Мы используем файлы cookie, чтобы вам было удобнее работать.Используя наш веб-сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie, как описано в нашей Политике использования файлов cookie
. Принимать
Функциональная визуализация in vivo фоторецепторов колбочек человека
Abstract
Мы оцениваем новый неинвазивный оптический метод для наблюдения быстрых физиологических процессов, в частности фототрансдукции, в отдельных фоторецепторных клетках живого человеческого глаза. В этом методе используется интерференция множественных отражений внутри внешних сегментов (OS) конусов.Это явление самоинтерференции очень чувствительно к изменениям фазы, например, вызванным вариациями показателя преломления и рассеянием в фоторецепторной ячейке. Высокоскоростная (192 Гц) камера сетчатки с потоком света, оснащенная адаптивной оптикой (АО), используется для наблюдения за отдельными фоторецепторами и отслеживания изменений их отражательной способности в ответ на видимые стимулы («мерцание»). AO и высокая частота кадров необходимы для разрешения отдельных конусов и их быстрой временной динамики соответственно.Сцинтилляция начинается в течение 5–10 мс после начала стимулирующей вспышки, длится от 300 до 400 мс, наблюдается в видимой и ближней инфракрасной (БИК) длинах волн и очень чувствительна к длине когерентности формируемого источника света. Насколько нам известно, это первая демонстрация оптического изображения in vivo быстрых физиологических процессов, сопровождающих фототрансдукцию в отдельных фоторецепторах.
1. Введение
Человеческое зрение начинается, когда фоторецепторы собирают свет и реагируют на него — сложный биохимический каскад событий, называемый фототрансдукцией.Нормальная функция фоторецепторов важна для нормального зрения, но теряется при дегенерации фоторецепторов, что происходит при многих заболеваниях, вызывающих слепоту, включая дегенерацию желтого пятна и пигментный ретинит. Процесс фототрансдукции был широко изучен in vitro , что привело к детальным моделям биохимического каскада (см., Например, [1]). Однако методы оценки этих процессов in vivo ограничены. Это в первую очередь связано с тем, что современные оптические и электрофизиологические методы имеют ограниченное пространственное разрешение и чувствительность и нацелены только на определенные функциональные процессы.Прямое наблюдение за живым человеческим глазом ограничивалось начальной кинетикой поглощения фотонов (измеренной с помощью фотопигментной денситометрии [2]) и конечной гиперполяризацией мембраны (измеренной с помощью электрофизиологии [3, 4]). Хотя эти методы позволили макроскопически исследовать большие участки сетчатки, они не позволили исследовать функцию отдельных фоторецепторов.
Альтернативой электрофизиологии является оптическая визуализация в ближнем ИК-диапазоне. Ближний ИК-диапазон позволяет неинвазивным образом исследовать изменения рассеяния в ткани сетчатки без инициирования самой фототрансдукции из-за нечувствительности фоторецепторов к этим более длинным волнам.Последние 30 лет определили вызванное светом ИК-рассеяние в качестве ключевой наблюдаемой при исследовании in vitro процесса фототрансдукции (особенно промежуточных стадий) в палочковых фоторецепторах (см., Например, [5, 6, 7]). Совсем недавно визуализация в ближнем инфракрасном диапазоне с освещением в сочетании с методами темного поля и поляризации показала вызванное стимулом разброс в рассеченной и изолированной сетчатке лягушки и саламандары наряду с визуализацией клеточного разрешения [8]. Однако обычные методы визуализации, используемые для измерения этого рассеяния, не передаются живому глазу, где их влияние может быть реализовано в полной мере.Для этого есть несколько основных причин.
Во-первых, осевое разрешение традиционных методов оставляет желать лучшего. В некоторых случаях глубина расположения рассеяния определяется путем измерения общего рассеяния в объеме сетчатки и тщательного манипулирования реакцией сетчатки с помощью инвазивных физиологических растворов. Во-вторых, инструменты были разработаны для зондирования сетчатки при передаче. Это хорошо работает для изолированной сетчатки с удаленными пигментным эпителием сетчатки (RPE) и сосудистой оболочкой, но не применимо для живой сетчатки, где измерения должны проводиться в отражении.В-третьих, эти методы не были разработаны для получения изображений через неповрежденную оптику глаза, где числовая апертура ограничена, а глазные аберрации размывают сигналы рассеяния, снижая чувствительность и специфичность измерений. Наконец, инструменты не были предназначены для обработки движений сетчатки, которые могут заметно размывать сигналы рассеяния в клеточном масштабе.
Последние достижения в области оптической когерентной томографии (ОКТ) успешно преодолели первые две проблемы: плохое осевое разрешение и отображение в отражении.Яо и др. [9] использовали стандартное разрешение (19 мкм м по оси), несканирующую ОКТ с фиксированной глубиной выделения, чтобы зарегистрировать вызванное светом быстрое уменьшение отраженного ИК-рассеяния от фоторецепторного слоя в перевернутой сетчатке лягушки с удаленным РПЭ. . Бижева и др. [10] использовали ОКТ сверхвысокого разрешения (3,5 мкм м по оси) для визуализации изолированной сетчатки кролика (без РПЭ). В отличие от Yao и др., Они зафиксировали вызванное светом медленное (секунды) увеличение ОС и медленное (секунды) уменьшение внутреннего сегмента фоторецепторов.Однако эта технология не была передана живому человеческому глазу. Источник света прибора 1,3 мкм м легко поглощается тканью глаза, а низкая скорость сканирования прибора, составляющая 222 А-скана / с, подвергнет изображение недопустимому движению глаз. Srinivasan et al. [11] обратились к обоим ограничениям с помощью спектральной ОКТ (SD-OCT) (2,8 90 · 102 мкм, 90 · 103 м осевое разрешение) для измерения вызванного светом ИК-рассеяния в сетчатке живой крысы. Изображения получали со скоростью 24000 А-сканирований / с и на длине волны 890 нм, которая легко проходит через ткань глаза.Было обнаружено, что вызванное светом ИК-рассеяние увеличивает ОС стержневых фоторецепторов, что согласуется с более ранними открытиями Bizheva и соавт.
Несмотря на то, что эти исследования ОКТ были успешными, они были ограничены глазами животных (не человека), функциональной визуализацией палочек (не колбочек, которые более важны для зрения человека и, вероятно, имеют разные характеристики рассеяния) и коллективным ответом многих клеток (не отдельные клетки). Последнее было связано с необходимостью усреднения А-сканов для преодоления недостаточной чувствительности и размытости изображения, вызванной оптикой глаза и дифракцией.В этой статье мы предлагаем альтернативный подход к визуализации, который направлен на преодоление этих препятствий, позволяя обнаруживать индивидуальные реакции колбочек у людей. Для достижения этой цели прибор основан на обычном прожекторном освещении с получением изображения 192 Гц и AO. Высокая скорость позволяет отслеживать переходные изменения разброса в миллисекундах и устранять артефакты движения сетчатки. Такая высокая скорость, вероятно, требуется, поскольку исследования ERG показывают, что a-волна колбочки человека инициируется в течение нескольких миллисекунд после начала стимула, и что ее время до пика составляет примерно 15 мс [3].АО позволяет получать изображения, близкие к дифракционным, через расширенный зрачок, что позволяет разрешить отдельные клетки колбочек. Камера превосходит SD-OCT по поперечному разрешению (<3 мкм, м) и скорости (192 кадра в секунду при частоте пикселей 100 МГц), оба из которых могут иметь решающее значение для выявления характеристик вызванного светом ИК-рассеяния. Важным компромиссом является значительно более низкое осевое разрешение. Тем не менее, камеры с наводящим освещением AO оказались весьма успешными для изучения конических фоторецепторов и, в частности, для обнаружения волноводного света, выходящего из конусов [12, 13, 14, 15, 16].Поскольку этот свет проходит через колбочки, на него должны непосредственно влиять оптические изменения, происходящие внутри этих клеток.
Рассеяние света слабое. Чтобы увеличить отношение сигнал / шум (SNR), мы увеличили временную когерентность визуализирующего источника света, так что свет рассеивается по всей протяженности OS конуса, в том числе на соединительных ресничках (CC) и задних концах (PT) OS. , связно мешает. В результате обнаруженный сигнал представляет собой сумму комплексных амплитуд, а не сумму интенсивностей отражающих слоев.Когерентная интерференция рассеянного света должна усиливать сигнал и делать контраст изображения очень чувствительным к небольшим оптическим изменениям, гораздо более чувствительным, чем некогерентное освещение. Для удобства мы называем этот когерентный эффект «самоинтерференцией», поскольку он соответствует интерференции отражений внутри фоторецептора. Точно так же вызванное стимулом изменение самоинтерференции называется «мерцанием», поскольку оно отражает ярко выраженный колебательный характер отражения конуса после стимула.Самоинтерференция прямо аналогична эффекту когерентности, который является фундаментальным в оптических интерферометрах и делает эти инструменты очень чувствительными к субволновым изменениям длины оптического пути. Точно так же визуализация с помощью когерентного света использовалась для измерения кровотока в подповерхностных капиллярах, слабо отражающий свет которых когерентно интерферирует, создавая высококонтрастные спеклы [17].
В этой статье мы проверяем методологию освещения потоком, с помощью которого мы вызываем и наблюдаем мерцание в отдельных конусах.Мы характеризуем временные свойства сцинтилляции конуса с точки зрения его отклика, продолжительности, частоты, среднеквадратичного значения времени и зависимости от длины волны и длины когерентности источника изображения. Основываясь на этих выводах, мы предлагаем оптическую модель того, как отражение на сетчатке глаза влияет на это явление. Самое простое объяснение объясняет это когерентной интерференцией двух ярких отражений, которые в осевом направлении разграничивают внешний сегмент конуса. Эта упрощенная модель предсказывает колебания отражательной способности после стимула, очень похожие на чирпированные синусоидальные колебания, наблюдаемые в экспериментах.Включено сравнение конической сцинтилляции с общими характеристиками электроретинограмм (ЭРГ), которые измеряют изменения напряжений. Однако следует предупредить, что, хотя сцинтилляция и ERG могут передавать дополнительную информацию о физиологических процессах в фоторецепторах, их внешний вид может сильно отличаться, поскольку они генерируются принципиально разными механизмами, одним оптическим и другим электрическим. В частности, предполагаемая роль интерференции и случайной начальной фазы в сцинтилляции предполагает, что начальные изменения отражательной способности конуса могут быть положительными или отрицательными, что не относится к сигналам ERG.
Ранние отчеты об этой работе были представлены на встрече Оптического общества Америки в 2004 году [18] и на встречах Ассоциации исследований в области зрения и офтальмологии (ARVO) в 2005, 2006 и 2007 годах [19, 20, 21]. Предварительные результаты были представлены в Rha et al. [16] и в [22].
(слева) AO-OCT B-сканирование показывает пространственно-разрешенные яркие отражения в CC, PT и RPE (определенные в тексте). Слой нервного волокна, яркая полоса в верхней части B-сканирования, показан для справки.(в центре) Также показан увеличенный вид основных отражающих слоев в линейном масштабе. Регулярная картина ярких отражений очевидна в слоях CC и PT, причем каждое отражение соответствует отдельному фоторецептору конуса [28]. Длину ОС можно измерить непосредственно по B-сканам. В то время как у большинства конусов есть только два ярких отражения, на CC и PT, у некоторых есть дополнительные отражения внутри ОС. Изображение было получено с эксцентриситетом 2 градуса от одного из участвующих субъектов.(справа) Показана модель отражения сетчатки, изображающая потенциальные источники самоинтерференции. Аэрофотоснимок сетчатки с фокусом на колбочках, таких как описанные в экспериментах 1, 2 и 3, представляет собой сложную сумму отражений на большей части сетчатки. Однако можно сделать упрощающие предположения, если предполагается, что видимый стимул изменяет только длину оптического пути ОС (Λ = nL ), а длина когерентности источника изображения ( L _c ) немного больше, чем Λ.Эти предположения приводят к формуле. 4. Подробности см. В тексте.
2. Методы
2.1. Аппаратура и протокол
2.1.1. Камера сетчатки с адаптивной оптикой
Высокоскоростная камера с потоком света была разработана для получения аэрофотоснимков микроскопических структур сетчатки глаза живого человека. Камера состояла из четырех подсистем: (1) АО для компенсации волновых аберраций глаза, (2) ретросветовой канал зрачка и канал фиксации для выравнивания глаза субъекта с камерой, (3) визуализация сетчатки с использованием одного из трех волоконно-оптические источники света и два прибора с зарядовой связью (ПЗС) научного уровня и (4) доставка видимого стимула с использованием волоконного источника света.Схема камеры представлена на рис.
Схема АО retina камеры. Камера состоит из четырех подсистем, описанных в тексте. Изготовленные на заказ диэлектрические светоделители были разработаны для отражения и передачи различных источников света, что позволяет одновременно получать изображения сетчатки, коррекцию волнового фронта и стимуляцию без потери или смешивания света.
Система AO подробно описана в [23, 16]. Короче говоря, система состоит из датчика волнового фронта Шака-Гартмана (SHWS) и 37 приводных деформируемых зеркал (Xinξtics, Inc.), которые управляются в замкнутом контуре с частотой 15 Гц через настольный компьютер. Матрица линз 17 × 17, помещенная сопряженно со зрачком глаза, измеряет выходящий волновой фронт через зрачок 6,8 мм. Деформируемое зеркало расположено перед решеткой линз в плоскости, сопряженной со зрачком глаза. Средний горизонтальный ряд приводов зеркал пересекает зрачок глаза на 6,8 мм. Мощность светового луча 788 нм на роговице составляла 5,0 90 · 102 мк · 90 · 103 Вт, что примерно в 100 раз ниже предела ANSI [24].
Канал освещения для визуализации сетчатки состоит из трех источников света, двух лазерных диодов (LD) и суперлюминесцентного диода (SLD).Эти источники показаны вместе с их средней длиной волны (λ), спектральной шириной полосы (Δλ) и длиной когерентности внутри конических фоторецепторов ( L _c ). Длина когерентности была рассчитана с использованием Lc = 2ln2 λ2nπΔλ, где n — показатель преломления ОС, и была установлена на 1,43, согласно Снайдеру [25]. Каждый из этих источников был подключен к отрезку многомодового волокна, которое использовалось для уменьшения пространственной когерентности света и обеспечения квазиоднородного освещения. Длины многомодовых волокон также указаны в.Методы расчета адекватной длины многомодового волокна приведены в Rha, et. al [16]. Индивидуальный спектральный полосовой фильтр был размещен сразу после 835 нм SLD, что позволило изменять ширину полосы и длину когерентности, как указано в. Для оптимизации эффективности фильтр был спроектирован таким образом, чтобы его спектр передачи был сосредоточен на спектре выходного сигнала SLD. Как указано в, несколько разных размеров пятна на сетчатке освещались в зависимости от эксперимента и ограничений мощности источников.Также приводится типичный уровень мощности, попадающей в глаз для каждого источника. При использовании в качестве источника стимула ЛД с длиной волны 670 нм доставляет до 169 миллионов троландов (Td) в импульсах от 250, мкм, м до 32 мс. Он освещал участок сетчатки с углом обзора 1,8 градуса, концентрический с участками изображения с углом обзора 1,7 градуса и 1,0 градус.
Таблица 1
Технические характеристики различных источников света, используемых для освещения и стимулирования. Характеристики SLD без полосового фильтра обозначены
тип λ (нм) Δλ (нм) L _c ( μ м) волокно (м) патч (град.) мощность на глаз (мВт)
LD 670 0.97 144 300 1,8 6,0, 2,0, 3,0 ^*
SLD 835 18,7 ^† / 5,0 ^‡ 11,5 ^{† ^{‡ 43}} 25 1,0 0,250
LD 915 3 88 400 1,7 3,0
Две 12-битные CCD-камеры научного уровня с задней подсветкой (Quantix 57, Ropier Scientific, Inc., и Cam1M100-SFT, Sarnoff Imaging) получали аэрофотоснимки сетчатки и синхронизировались с источниками света и заслонками для тщательного контроля доставки и обнаружения света.
Камеры с кадровой передачей и светочувствительными матрицами 512 × 530 (Quantix) и 1000 × 500 (Sarnoff) пикселей. Шум чтения составляет 18 е-RMS (Quantix) и 28 e-RMS (Sarnoff). Частота полнокадрового захвата для камер составляла 10 Гц (Quantix) и 192 Гц (Sarnoff) при времени экспозиции 2-4 мс и 5 мс соответственно.Частота кадров Quantix была увеличена до 30 Гц за счет уменьшения поля зрения до 256 × 256 пикселей. Данные собирали при 30 Гц (Quantix) и 192 Гц (Sarnoff).
Хотя все эксперименты (описанные ниже) могли быть проведены с использованием камеры Sarnoff, эта камера была недоступна для последних двух экспериментов, в которых использовался Quantix. Цели экспериментов не были поставлены под угрозу из-за ее более медленного обнаружения и фактически выиграли от того факта, что эта камера ранее была строго проверена для получения изображений мозаики конуса с частотой видеосигнала [16].
2.1.2. Протокол визуализации
Изображения конуса были получены у двух субъектов (33 и 40 лет), у которых не было глазных заболеваний и у них было нормальное скорректированное зрение. Очковая сфера и цилиндр, полученные с помощью профессиональной субъективной рефракции, имели диапазон от -1,5 до -2,5 диоптрий и от 0,0 до -0,25 диоптрий соответственно. Глаз стабилизировали с помощью прикусной балки, а затем циклополировали и расширяли с помощью двух капель тропикамида 1% вначале и однократных капель каждый час. Капли фенилэфрина гидрохлорида 2.При необходимости дополнительной дилатации применялось 5%.
Расфокусировка и астигматизм были минимизированы путем установки соответствующих пробных линз в плоскости очков при отслеживании ошибки волнового фронта SHWS. Остаточный дефокус и астигматизм, связанные с квантованием силы очковых линз (0,25 D) и аберрации более высокого порядка, были скорректированы с помощью системы AO. Субъекты были адаптированы к темноте в течение 20 минут перед каждым измерением.
Все видео с конусной мозаикой были получены во время динамической коррекции АО с замкнутым контуром, с ошибкой волнового фронта, исправленной до 0.12 — 0,15 мкм м RMS.
2.1.3. Коррекция фона и регистрация изображений
После получения видео с конусом была исправлена фоновая коррекция (с вычитанием темноты и с плоским полем) и зарегистрированы. Как правило, корректировка фона изображений была признана необходимой. Боковое движение глаза в сочетании с неоднородностями по всей ПЗС-матрице и источнику освещения создают паразитный шум, который может маскировать желаемые изменения отражательной способности сетчатки.
Изображения, полученные с помощью камеры Sarnoff и лазера 915 нм, особенно подвержены появлению двух типов артефактов ПЗС.Источник с длинной когерентностью создавал значительные помехи в тонкой ПЗС-матрице с задней подсветкой в камере, которые проявлялись в виде полос на ПЗС-матрице, иногда называемых «эталонированием». Эталонирование приводит к неоднородности усиления на ПЗС-матрице. Когда глаз перемещается в боковом направлении во время получения изображения, интересующие структуры сетчатки переходят из областей ПЗС с высоким усилением в области с низким усилением, что приводит к артефактическим колебаниям измеренной отражательной способности. Полосы, генерируемые лазером с длиной волны 915 нм, по измерениям имели контраст до 30%.Поскольку кремний ПЗС-матрицы более прозрачен при 915 нм, чем при 835 или 670 нм, эталонирование, по прогнозам, будет менее значительным на последних длинах волн; Контраст полос на 835 нм составил примерно 10% и незначительный при 670 нм.
Пропускная способность кремния и многопанельная конструкция ПЗС-матрицы Sarnoff способствуют появлению второго существенного артефакта: различия в коэффициенте усиления между панелями ПЗС, на интерфейсах между панелями и в местах расположения схем на передней части ПЗС-матрицы.Эти артефакты приводят к уменьшению, высокой пространственной частоте, вариациям усиления и в сочетании с эталонированием низкой пространственной частоты усложняют попытки фильтрации изображений с плоским полем.
Процедура плоского поля была разработана для эффективного исправления этих артефактов. Темное изображение было создано путем усреднения 100 изображений, полученных с помощью световой ловушки вместо глаза. Процедура плоского поля состояла из вычитания темного изображения из каждого полученного изображения и деления полученных изображений на изображение с плоским полем («плоское»).Плоскость была вычислена путем усреднения незарегистрированных изображений с вычитанием темноты из видео. Мотивом для этого подхода было предположение, что движение глаз между изображениями будет декоррелировать информацию об объекте (то есть сетчатку глаза) от одного изображения к другому. Таким образом, в среднем 400 изображений могут дать точную оценку неоднородностей освещения и ПЗС, уникальных для конкретных условий визуализации сетчатки и не требующих априорных знаний о структуре объекта (сетчатки).Допустим, что V ( x , y , t ) будет кубом данных, содержащим T изображений из одного видео, с пространственными координатами x и y и временной координатой t , и разрешив D ( x , y ) представляют темное изображение, плоский F :
F (x, y) = 1T∑t = 1T [V (x, y, t) −D (x, y)]. (x, y) = [I (x, y) −D (x, y)] / F (x, y).
2
При регистрации изображения использовался набор инструментов обработки изображения: передискретизация, фильтрация нижних частот в области Фурье, морфологическое открытие, кросс-корреляция, сплайн-интерполяция кросс-корреляции и последующая регистрация субпикселей. Выбор процедуры регистрации варьировался среди наборов данных в зависимости, например, от степени мерцания и количества движения глаз внутри и между кадрами. Наконец, регистрационные координаты использовались для выравнивания исходных изображений с коррекцией фона, обрезки общей области и объединения их в стеки данных для количественного анализа и создания изображений и видео.(x, y, t)) 2] 1/2.
3
Каждый пиксель на изображении со среднеквадратичным значением времени представляет собой стандартное отклонение интенсивности в определенном (x, y) месте в мозаике конуса и за определенный интервал времени. Другими словами, среднеквадратичное временное изображение показывает, какие части мозаики конуса претерпели изменение отражательной способности, а какие — нет.
2.2. Эксперимент 1. Определите временные характеристики сцинтилляции конуса после однократной стимулирующей вспышки различной силы
Отражение отдельных колбочек измеряли до и после подачи однократной короткой вспышки света 670 нм (вверху).Освещение изображения обеспечивалось лазерным диодом 915 нм. Конические фоторецепторы имеют световую отдачу ниже 7 × 10 ^-7 для длин волн более 830 нм. Таким образом, визуализация в ближнем инфракрасном диапазоне (например, 915 нм) должна вызывать незначительное обесцвечивание фотопигмента, позволяя исследовать рассеивающие свойства колбочек без возникновения сцинтилляции [27]. Видео с конуса было получено с частотой 192 Гц с помощью камеры Sarnoff и состояло из 400 кадров длительностью примерно 2 с. Высокая частота кадров и почти непрерывная экспозиция камеры Sarnoff требовали непрерывного освещения в течение 2-секундных видеороликов с использованием мощности 3 мВт, поступающей в глаз.Этот уровень мощности более чем в 10 раз ниже предела ANSI MPE для продолжительности воздействия 2 с при длине волны 915 нм для участка сетчатки 1,7 градуса [24]. Стимулирующие вспышки производились через 0,44 секунды после начала получения изображения, давая 84 изображения нестимулированной мозаики колбочек и 316 изображений (1,56 с) стимулированной сетчатки. Лазер с длиной волны 670 нм доставлял импульсные вспышки с освещенностью сетчатки 169 × 10 ⁶ Тд и длительностью импульса от 250 мкм с до 32 мс. Последние соответствуют энергии стимула 4.23 × 10 ⁴ Тд · с до 5,41 × 10 ⁷ Тд · с. показывает процент обесцвеченного фотопигмента для каждого уровня энергии стимула, использованного в эксперименте 1, как для L-, так и для M-конусов. Стимулируемый участок сетчатки располагался с эксцентриситетом на 2,5 градуса выше ямки. В этом месте наличие сосудистой сети сетчатки было минимальным, колбочки были легко видны с помощью камеры сетчатки АО, а их длина ОС была измерена с помощью ОКТ и составила 28 мкм м (при условии, что показатель преломления ОС равен 1.43). Это заметно меньше, чем длина когерентности (88 мкм м) источника изображения 915 нм. Это гарантировало когерентную интерференцию отраженного света по всей длине ОС, включая два ярких отражения, которые ограничивают ОС и, как полагают, происходят от точек CC и PT [28, 29].
Временные диаграммы для экспериментов. На диаграмме для эксперимента 1 (вверху) показан одиночный видимый импульс стимула, непрерывное освещение в ближнем инфракрасном диапазоне для визуализации и экспозиции высокоскоростной камеры.Эксперимент 2 (в центре) показывает непрерывное освещение в ближнем инфракрасном диапазоне для визуализации вместе с чередующимися импульсами стимула и экспозициями камеры. Эксперимент 3 (внизу) показывает единственный видимый источник, используемый в качестве стимула и освещения, синхронизированный с экспозициями камеры.
(Эксперимент 1) Прогнозируемые проценты обесцвечивания для используемых энергий стимула.
В качестве контроля маска была вставлена в канал стимула в плоскости, сопряженной с сетчаткой, так что только носовая половина отображаемой сетчатки стимулировалась вспышкой 670 нм (см.).Маскирование половины стимулирующего луча позволило напрямую сравнить стимулированные и нестимулированные участки сетчатки в практически идентичных условиях. Подача стимула через 0,43 секунды после запуска видео устанавливает дополнительную базовую линию, соответствующую коэффициенту отражения перед стимулом всех колбочек в изображенной мозаике. Видео были проанализированы, чтобы охарактеризовать мерцание конуса.
(Эксперимент 1) Изображенный участок сетчатки вместе со схематическим изображением местоположения стимула, обозначенный красным прямоугольником.Стимул был доставлен в правую (носовую) часть показанного пластыря. Изображение растягивается на один градус.
2.3. Эксперимент 2: Проверка зависимости мерцания колбочек от наличия стимула и когерентности источника изображения
Этот эксперимент дополнительно проверяет две основные гипотезы в эксперименте 1. Во-первых, необходима световая стимуляция колбочек, чтобы вызвать изменение рассеяния на длинах волн ближнего инфракрасного диапазона. Во-вторых, увеличение длины когерентности источника изображения увеличивает силу сцинтилляции.В качестве первого шага при проверке этих гипотез были собраны видеозаписи примерно одного и того же участка сетчатки с эксцентриситетом 1,25 градуса у одного испытуемого в четырех экспериментальных условиях: (1) без стимула и с короткой длиной когерентности источника изображения, (2) без стимул и большая длина когерентности, (3) со стимулом и короткой длиной когерентности и (4) со стимулом и большой длиной когерентности.
Для единообразия здесь также использовался источник стимула 670 нм из эксперимента 1. Одно отличие заключалось в том, что источник с длиной волны 670 нм давал серию импульсов (а не один), которые чередовались с экспозициями ПЗС (см. Середину).Мы выбрали серию импульсов, поскольку это был наихудший сценарий, при котором сетчатка почти непрерывно освещалась стимулами в течение всей длительности видео. Если мерцание действительно зависит от наличия стимула, оно должно легче проявляться в этом состоянии, чем при однократной вспышке. Освещенность сетчатки для стимула с длиной волны 670 нм составляла 5,64 × 10 ⁷ Тд, подаваемых импульсами 2 мс, давая энергию стимула 1,13 × 10 ⁵ Тд · с.
Проверка второй гипотезы потребовала регулировки длины когерентности источника изображения.Для этого были выбраны две длины когерентности: одна длиннее ОС колбочек, а другая заметно короче. Лазерный диод с длиной волны 915 нм, использованный в эксперименте 1, мог обеспечить необходимую большую длину когерентности, но не более короткую. Для последнего требовалась более широкая спектральная полоса, чем у источника 915 нм. Из-за этого мы прибегли к 835 нм SLD, перечисленному в, который имел более широкую полосу пропускания. Измерения ОКТ в области сетчатки, отображенной для этого эксперимента, показали, что длина OS конуса составляет около 37 мкм м.Длина нативной когерентности SLD 835 нм в ткани сетчатки составляет 11,5 мкм м, что удовлетворяет более короткому условию когерентности, то есть значительно короче, чем OS 37 мкм м. Чтобы реализовать большую длину когерентности, специальный спектральный полосовой фильтр (λ = 835 нм, Δλ = 5 нм) был временно вставлен в канал освещения SLD. Этот фильтр увеличил длину когерентности до 43 мкм м, что немного больше, чем у ОС. Хотя можно было бы предпочесть еще более длительную когерентность, существует очевидный компромисс между длиной когерентности и доступной мощностью.С настраиваемым фильтром уровень мощности на глазу составлял 0,25 мВт, что приводило к несколько зашумленным изображениям колбочек, но, тем не менее, с достаточным SNR для проверки гипотез. Чтобы избежать разницы в мощности между двумя условиями когерентности, которая в противном случае могла бы повлиять на результаты, для измерений низкой когерентности использовался фильтр нейтральной плотности, который имитировал общее затухание полосового фильтра (пропускание 22,2% и 22,5% для спектральной и нейтральной плотности. фильтры соответственно).
Видео с конуса было получено с частотой 30 Гц с помощью камеры Quantix и состояло из 90 кадров длительностью примерно 3 с. Камера Сарноффа была недоступна для этого эксперимента, но более низкая скорость Quantix (основная разница между двумя камерами) была более чем достаточной для определения того, происходило ли сцинтилляция конуса для каждого из четырех условий.
2.4. Эксперимент 3: Тест на наличие сцинтилляции конусов в видимой области спектра
Эксперименты 1 и 2 исследуют вызванное светом рассеяние конусов на длинах волн ближнего ИК диапазона (835 нм и 915 нм).Этот эксперимент расширяет исследование до возможного рассеяния в видимом диапазоне длин волн (670 нм). Для тестирования в видимом диапазоне видеоизображения мозаики конусов были собраны у двух субъектов с использованием одного и того же лазерного диода с длиной волны 670 нм ( L _c = 143 мкм м), чтобы одновременно стимулировать и отображать мозаику фоторецепторов (см. Временную диаграмму в , Нижний). Изображения были получены с частотой 30 Гц с помощью камеры Quantix, при этом каждое видео состояло из 60 изображений, собранных за 2 с. Камера и лазер были синхронизированы таким образом, что лазер был импульсным в течение 2 мс в течение каждых 2 мс экспозиции Quantix.Освещенность сетчатки составляла 8,46 × 10 ⁷ Тд, давая энергию стимула 1,69 × 10 ⁵ Тд · с. Мощность на роговице была в 10 раз ниже, чем ANSI MPE [24]. В этих условиях 99% фотопигмента в L-конусах обесцвечиваются за 730 мс или за 22 экспозиции. Поле зрения (FOV) составляло 0,8 градуса. Изображения были получены при эксцентриситете сетчатки 1,4 градуса. Видео были проверены на предмет возможного сцинтилляции конуса.
3. Результаты
3.1. Эксперимент 1. Определите временные характеристики сцинтилляции конуса после однократной импульсной вспышки различной силы.
Видео с конуса (192 Гц) собирали на длине волны 915 нм до и после однократной короткой вспышки света 670 нм.Репрезентативное видео дано в. На видео показано полноэкранное изображение мозаики колбочек, а также увеличенные изображения десяти нестимулированных колбочек и десяти стимулированных колбочек. Каждый набор из десяти конусов показал наивысшее среднеквадратичное значение времени на соответствующих половинах видеокадра. Визуальное сравнение как полноэкранного видео, так и увеличенного видео отдельных конусов ясно показывает, что сцинтилляция ограничивается стимулированной частью сетчатки и происходит только после появления стимула. Полученные дополнительные видео (не показаны) также показали те же самые сцинтилляционные свойства.
(Эксперимент 1) Типичное видео, показывающее мерцание конуса после однократного короткого стимула длительностью 8 мс (или 1:35 × 10 ⁶ Тд · с). Центральная панель показывает видео с зарегистрированной конической мозаикой из 90 кадров (0,45 с), с 20 кадрами до стимула и 70 кадрами после стимула. Подача стимулирующей вспышки в правую половину пятна (см.) Изображается белой вспышкой на фоне правой половины видео. Левая панель отображает десять конусов с наибольшим среднеквадратичным значением времени из нестимулированной левой половины видео.На правой панели показаны десять колбочек с наивысшим среднеквадратичным значением времени в стимулированной правой половине. На центральной панели показано, что мерцание конуса присутствует после вспышки в стимулированной половине и в значительной степени отсутствует в нестимулированной половине. Объективный выбор колбочек с наивысшим среднеквадратичным значением времени (левая и правая панели) еще раз подчеркивает эту разницу. Обратите внимание, что некоторые из мерцающих конусов сначала становятся ярче, а другие — темнее, что подтверждает гипотезу о том, что интерференция со случайной начальной фазой может лежать в основе явления мерцания.(Видео в формате AVI, рисунок_05.avi, 2,9 МБ).
Среднеквадратичные изображения по времени, вычисленные на основе видео конуса, показаны (внизу) для четырех различных уровней стимула. Среднеквадратичное значение времени рассчитывали по формуле. 3 с t ₁ и t ₂, установленным на начало стимула и на 0,5 с позже, соответственно. Качественно изображения со временным среднеквадратичным отклонением показывают различия между стимулированными и нестимулированными областями сетчатки. Количественно анализ изображений RMS по времени показывает статистически значимые различия между стимулированными и нестимулированными колбочками, как показано на столбчатой диаграмме (вверху).Интересно, что изображения со временным среднеквадратичным отклонением (например,) кажутся похожими, несмотря на большие различия в силе стимула. Более того, не было обнаружено статистической корреляции между среднеквадратичным значением мерцания и силой стимула ( p > 0,1).
(Эксперимент 1) (внизу) Среднеквадратичные временные изображения мозаичных видео конусов для четырех уровней стимула. Стимул доставляется к правой половине (приблизительно) каждого изображения. Левая половина не стимулировалась. Для всех уровней стимула разница во временном RMS между стимулированной и нестимулированной сетчаткой очевидна по большему количеству ярких конусов в правой половине каждого временного RMS-изображения.(вверху) Среднее время — RMS колбочек показано на гистограмме; планки погрешностей показывают ± одну стандартную ошибку. Для каждого условия стимула были выбраны подобласти видео, которые, как известно, лежат в нестимулированной (левой) части пятна и стимулированной (правой) части пятна. Субрегионы были одинакового размера и равных размеров. Все колбочки в каждой подобласти (около 100 конусов в каждой) были проанализированы, и их среднеквадратичные значения времени были усреднены. Для каждого условия стимула среднее значение времени-RMS показано для четырех случаев: предварительный стимул, замаскированный; постстимульный, замаскированный; предварительный стимул, без маски; и пост-стимул разоблачен.Первые три случая обеспечивают контрольные условия, показывая базовое среднеквадратичное значение времени нестимулированных колбочек. Последний показывает экспериментальные условия, показывая среднеквадратичное значение времени стимулированных колбочек. Во всех четырех условиях стимула среднеквадратичное значение времени стимулированных колбочек значительно выше, чем среднеквадратичное значение времени контрольных колбочек.
Затем мы оценили влияние силы стимула на временные характеристики мерцаний, в частности продолжительность и частоту мерцаний. показывает репрезентативные следы сцинтилляционной реакции одного и того же конуса для трех различных уровней стимула.Для этих участков был выбран репрезентативный конус. В то время как ответ с самым слабым стимулом (0,04 × 10 ⁶ Тд · с) трудно оценить, поскольку он возникает около шумового порога, визуальная оценка двух оставшихся предполагает длительность мерцания примерно от 300 до 400 мс. Более количественная оценка была выполнена путем оценки конечной точки сцинтилляции как времени, когда интенсивность попадает в диапазон значений, принимаемых за минимальный уровень шума после сцинтилляции. Этот подход дал сопоставимые значения.Как и в случае со средним среднеквадратичным значением времени, продолжительность мерцания не зависит от силы стимула. Интересно, что обратное верно для частоты мерцания, которая сильно зависит от силы стимула. Из этих графиков видно, что увеличение силы стимула увеличивает количество циклов сцинтилляции.
(Эксперимент 1) Отражение одного и того же конуса до и после одиночной вспышки света 670 нм различной силы. Уровень стимула показан на каждом графике в единицах Td · s, а также соответствующая длительность стимула в мс.Красная линия отмечает начало вспышки стимула. Амплитуда мерцания показана как доля плоского поля, см. П. 2.1.3. Изменение начального направления мерцания подтверждает гипотезу о том, что интерференция со случайной начальной фазой лежит в основе явления мерцания. На вставке к каждому графику показано увеличенное изображение отражательной способности конуса непосредственно до и после стимуляции. В случае самого яркого стимула (справа) видно, что мерцание начинается через 5-10 мс после стимула.
Наконец, при измерениях с использованием более сильных стимулов было обнаружено, что мерцание заметно начинается не более чем через 5-10 мс после начала стимула, как показано на рисунке (справа). Этот эффект трудно обнаружить в случае более диммерных стимулов, когда небольшие начальные изменения отражательной способности могут быть замаскированы шумом, как показано на рисунке (слева).
3.2. Эксперимент 2: Тестовая зависимость мерцания конуса от наличия стимула и длины когерентности источника изображения
Видео с конуса (30 Гц) собирали при 835 нм на одном испытуемом при четырех условиях, которые представляют четыре возможные комбинации стимула (с и без ) и длина когерентности источника изображения (короткая и длинная).Стимул был на 670 нм и стробирован на 30 Гц. Результирующие видео с конусом, скорректированным по фону и зарегистрированным для четырех условий, показаны на (слева) как видеоколлаж 2 × 2. Видео обрезаются до 0,31 градуса и 0,34 градуса в направлениях x и y. Качество изображений конуса нехарактерно для того, о чем часто сообщается в литературе с использованием аналогичных аналогово-оптических камер исследовательского класса. Ухудшение качества происходит из-за низкого отношения сигнал / шум и частого присутствия артефактов глобальных и региональных колебаний интенсивности.Первое вызвано требованиями использовать один и тот же источник света и мощность освещения во всех четырех видео (подробности см. В методах). Последние объясняются коррекцией фона и регистрацией беспорядочно движущейся сетчатки, которая освещается несколько гауссовым лучом. Как и ожидалось, эти артефакты сильно коррелировали с движением глаз. Хотя качество этих видео оставляет желать лучшего, его, тем не менее, было достаточно для определения того, сверкают ли отдельные колбочки в четырех условиях, что и является целью.
(Эксперимент 2) (слева) Конические видео (30 Гц) одного и того же участка сетчатки в четырех различных условиях визуализации: короткая когерентность и отсутствие стимула (вверху слева), короткая когерентность и стимул (вверху справа), длинная когерентность и отсутствие стимула (внизу слева) и длинная связность и стимул (внизу справа). Длинное видео о когерентности / стимуле показывает наибольшее количество мерцаний — почти каждый конус мерцает. Несколько колбочек мерцают в случае короткой когерентности / стимула. Видео имеют 0,3 градуса в каждом измерении.(Видео в формате AVI, figure_08.avi, 0,95 МБ). (справа) Графики отражения всех конусов (примерно 65 конусов) в подобластях каждого видео. Отражательная способность каждого конуса нормирована на его исходную отражательную способность. На каждом графике показано среднее среднеквадратичное значение времени для конусов в этом состоянии. Колбочки в состоянии стимула / длительной когерентности имеют среднее время-RMS значительно выше, чем в других случаях, и это также видно из графиков отражательной способности — коэффициенты отражения этих колбочек, по-видимому, распределяются во времени из-за их случайного распределения. начальный и конечный этапы.Колбочки в состоянии стимула / короткой когерентности имеют среднее время-RMS немного выше, чем в любом нестимулированном случае.
Видео без стимула (верхняя левая и нижняя левая панели) показывают локальные группы колбочек (в отличие от отдельных колбочек), которые колеблются около края области освещения, но это артефакты, как описано выше, а не мерцание конусов. Два видео в правом столбце (со стимулом) показывают мерцание, но количество колбочек, которые это делают, значительно различается.При короткой когерентности (11,5 мкм м) мерцает только несколько конусов, тогда как при длинной когерентности (43 мкм м) мерцают почти все конусы. Обратите внимание, что сцинтилляция наиболее заметна в начале видео, когда колбочки содержат наиболее неотбеленный фотопигмент. В случае большой когерентности мерцание во многих конусах прекращается примерно через 1 с. Это соответствует времени, в течение которого фотопигмент L-конуса должен быть полностью обесцвечен при уровне освещенности 670 нм.Согласно прогнозам, в этих условиях 99% фотопигмента L-колбочки будут обесцвечены в течение 34 экспозиций, или 1,125 секунды.
Справа показаны графики отражательной способности всех конусов (примерно 65 конусов) в эквивалентных областях каждого из видео. На каждом графике напечатано среднее среднеквадратичное значение времени для конусов в этом состоянии. Условием, приводящим к наивысшему среднему среднеквадратичному значению времени (0,035 ± 0,002), является условие длительного когерентного освещения с присутствующим стимулом, что значительно выше, чем в трех других случаях (0.017 ± 0,001, 0,021 ± 0,001 и 0,022 ± 0,001). Этот вывод подтверждается видимым большим количеством мерцающих конусов в правой нижней части видео. Остальные три условия имеют значительно более низкие среднеквадратичные значения времени, что свидетельствует о значительно меньшем сцинтилляционном воздействии. Отсутствие мерцания очевидно на двух панелях видео без стимула. Условие короткого когерентного освещения при наличии стимула дает среднеквадратичное значение времени незначительно выше, чем в двух условиях без стимула, вероятно, из-за нескольких мерцающих конусов в верхней правой части видео.
3.3. Эксперимент 3: Тест на наличие мерцания конуса в видимых длинах волн
Видео, полученные с частотой 30 Гц с использованием единственного источника видимого света (670 нм) для одновременного воздействия и визуализации, выявили четкое мерцание для большинства колбочек. В этом эксперименте измерение базового уровня невозможно, поскольку источник освещения, используемый для визуализации, также стимулирует колбочки. Контраст мерцания часто составлял от 15% до 20%. Типичный образец мерцания одного конуса и средний коэффициент отражения многих конусов в одном кадре показаны на (справа).Контрастность конуса 19,5%. В верхнем левом углу того же рисунка показано среднее количество зарегистрированных изображений, которые демонстрируют мозаичный узор конуса. Внизу показано изображение того же набора видеоданных со среднеквадратичным значением времени. Анализ двух изображений показывает значительную корреляцию ( r = 0,60), которая предполагает перекрытие между структурой фоторецепторов колбочки и поведением сцинтилляции.
(Эксперимент 3) Результаты визуализации конуса с использованием того же лазерного диода с длиной волны 670 нм ( L _c = 144 мкм м) для стимуляции и визуализации сетчатки в течение 3 секунд.Верхнее левое изображение представляет собой регистрацию и совместное добавление 90 изображений, полученных с частотой 30 Гц одного и того же участка сетчатки. На нижнем левом изображении показано среднеквадратичное значение времени для того же набора данных. Правый график показывает мерцание одиночного конуса (сплошная синяя линия), положение которого в мозаике конусов (слева) указано синими прямоугольниками. Также показана средняя интенсивность всего изображения (пунктирная линия).
В этих условиях визуализации фотопигменты L- и M-конусов будут обесцвечиваться на 99% в течение 730 мс (22 экспозиции) и 9.6 с (287 экспозиций) соответственно. Для конуса, показанного на, большие изменения амплитудной характеристики мерцания, похоже, заканчиваются примерно там, где начинает изменяться среднее значение изображения. Большая часть шишек обладала этой характеристикой, но многие не имели. Возможно, это различие связано с различиями в свойствах конуса, таких как спектральное поглощение.
Несмотря на структурное сходство, те колбочки, которые отражают больше света, не обязательно больше мерцают.В частности, яркие конусы на изображении интенсивности не обязательно являются яркими конусами на изображении со среднеквадратичным временным отклонением. Колбочка, график которой показан, например, на изображении среднеквадратичного времени является ярким, что говорит о том, что его интенсивность колебалась больше, чем у других колбочек, в то время как изображение средней интенсивности показывает, что это не один из самых ярких конусов в мозаике.
Существует также заметная разница между контрастами двух изображений. Контрастность изображения средней интенсивности составляет 0,39, тогда как контрастность изображения RMS равна 0.91. Этот результат предполагает, что в дополнение к функциональной визуализации другим ключевым применением самоинтерференции фоторецепторов может быть усиление контраста мозаики колбочек.
4. Обсуждение
4.1. Функция визуализации конуса
Было проведено три эксперимента, чтобы (1) проверить полезность высокоскоростной камеры с наводящим освещением AO для визуализации клеточной сетчатки и (2) изучить оптическое поведение отдельных фоторецепторов колбочек при воздействии световых стимулов. Было обнаружено, что камера имеет достаточное пространственное разрешение, временное разрешение и чувствительность для обнаружения и отслеживания паттернов быстрых мерцаний, генерируемых отдельными колбочками при воздействии стимула.
Эксперимент 1 исследовал сцинтилляцию конуса до и после одиночной короткой вспышки видимого света. Видео с конуса получали при 192 Гц и длине волны 915 нм. Длина когерентности источника 915 нм составляла 88 мкм м и обеспечивала самоинтерференцию по всей длине OS конусов длиной 28 мкм м. Мы обнаружили, что сцинтилляция отсутствовала до вспышки, а также отсутствовала в контрольном участке сетчатки, который не получал стимула. Это подтвердило наши ожидания, что свет с длиной волны 915 нм не вызывает оптических изменений в колбочках.После вспышки сцинтилляция постоянно присутствовала, что наблюдалось как на исходных видео конуса, так и на соответствующих изображениях с временным RMS.
Интересно, что мерцание часто проявляется как зашумленное, чирпированное синусоидальное колебание с более быстрыми колебаниями в начале. Среднеквадратичное значение времени для немаскированных колбочек после стимула было значительно выше, чем у (1) предварительно стимулов, замаскированных, (2) постстимульных, замаскированных и (3) перед стимулом, немаскированных колбочек. Последние представляют собой три отдельные базовые линии со стабильно схожими среднеквадратичными значениями времени.Когда сила стимула была высокой, сцинтилляция возникала быстро после ее начала, через 5-10 мс после стимула. Сцинтилляция длилась примерно от 300 до 400 мс. Инициирование сцинтилляции, по-видимому, согласуется с данными ERG колбочек человека [3], подтверждающими утверждение, что сцинтилляция связана с фототрансдукцией колбочек. С другой стороны, длительность от 300 до 400 мс заметно короче, чем 1–3 с, измеренные другими методами ОКТ [9, 10], за исключением интервала 0,5 с, описанного Srinivasan et al.[11]. Тем не менее, сравнение с исследованиями ОКТ затруднено из-за существенных различий в экспериментах, подробно описанных во введении.
Продолжительность времени (от 300 до 400 мс) и среднеквадратичное время сцинтилляции не зависели от силы стимула. Амплитуда мерцания, вероятно, также независима, учитывая общее соотношение, согласно которому амплитуда синусоиды приблизительно пропорциональна квадрату среднеквадратичного значения той же синусоиды. Это справедливо (в пределах ± 10%) для расчетов среднеквадратичных значений в течение как минимум полного цикла.Синусоидальные колебания мерцания были намного выше этого. В отличие от этих независимых параметров, частота мерцания оказалась зависимой. В частности, увеличение силы света увеличивало количество циклов сцинтилляции. Это можно объяснить, если сцинтилляция представляет собой (фазовую) интерференцию, как, например, между двумя яркими отражениями, разделенными средой, в которой изменяется длина оптического пути.
В эксперименте 2 дополнительно исследовалось влияние стимула на мерцание конуса, а также изучалось влияние длины когерентности источника изображения.Были рассмотрены четыре возможных комбинации стимула (присутствующего и отсутствующего) и длины когерентности (короткой и длинной). Видео с конуса получали с частотой 30 Гц и длиной волны 835 нм. Стимул стробировался с частотой 30 Гц при длине волны 670 нм. Видео, снятые со стимулом (670 нм) и без него, подтвердили наши выводы в Эксперименте 1 о том, что сцинтилляция — это вызванное стимулом явление. Тот факт, что невидимый источник изображения (на этот раз 835 нм) сам по себе не генерирует сцинтилляции, в то время как добавление видимого стимула создает, предполагает, что сцинтилляция зависит от физиологических процессов в колбочках, которые спектрально настроены на видимый свет, таких как фотоизомеризация фотопигмента конуса и последующие биохимические реакции фототрансдукции.
Две длины когерентности (11,5 мкм м и 43 мкм м), исследованные в эксперименте 2, стратегически пересекали длину OS конусов. В присутствии видимого стимула почти каждая колбочка сверкала большей длиной когерентности, в то время как лишь немногие светились меньшей длиной. Один из возможных источников этой резкой разницы может быть обнаружен на B-сканах сетчатки, таких как показанный на. B-сканирование, полученное с помощью АО-ОКТ, представляет собой тот же участок сетчатки, который исследовался в этом эксперименте.В, многие колбочки имеют два отчетливых ярких отражения, которые разграничивают ОС, которые, как полагают, соответствуют CC и PT [28]. Расстояние между этими яркими отражениями составляет примерно 37 90 · 102 мкм 90 · 103 м в испытуемом эксперименте 2. Поскольку CC- и PT-отражения являются преобладающими волноводными отражениями от конусов (см., Например, [28, 30], они, по-видимому, должны вносить значительный вклад в Если это так, то расстояние 37 мкм м предотвратило бы интерференцию этих двух ярких отражений с источником короткой когерентности, но не с длинным.Это предсказание согласуется с нашими экспериментальными данными. Тот факт, что несколько конусов мерцают с короткой длиной когерентности, предполагает случайную интерференцию между слоями в конусе, которые разделены менее чем на 11,5 мкм м. В некоторых конусах действительно есть дополнительные отражения между CC и PT. Небольшие расстояния между этими дополнительными отражениями и CC или PT могут привести к сильной интерференции даже при коротком когерентном освещении. Короче говоря, эксперимент 2 показал, что мерцание критически зависит как от наличия видимого стимула, так и от длины когерентности источника изображения.
Эксперименты 1 и 2 исследовали вызванное светом рассеяние колбочек на длинах волн ближнего инфракрасного диапазона (835 нм и 915 нм). Эксперимент 3 расширил это до видимых длин волн (670 нм), где снова было обнаружено сцинтилляция. Этот результат не был удивительным, но и не предполагался, учитывая огромные различия в поглощении колбочков в видимом и ближнем ИК диапазонах, а также тот факт, что колбочки оптимизированы для захвата, а не отражения видимого света. Другой ключевой вывод — высокая корреляция (r = 0,60) между положением конуса на усредненном изображении и максимумами на соответствующем среднеквадратичном изображении по времени.Это говорит о том, что сцинтилляция возникает из-за света, который проходит через колбочки, а не во внеклеточное пространство между колбочками. Подобные результаты были получены в экспериментах 1 и 2, хотя корреляция не была определена количественно.
4.2. Моделирование сцинтилляции конуса
Наши экспериментальные данные о сцинтилляции конуса приводят к довольно простой (хотя и чрезмерно упрощенной) модели того, как отражение на сетчатке глаза влияет на это явление. Мы предполагаем, что причиной сцинтилляции является интерференция между светом, отраженным от слоев в и около OS конического фоторецептора, в сочетании с изменениями в оптическом пути между этими отражениями.изображает модель отражения сетчатки, показывая основные отражения, которые вносят вклад в залитое потоком изображение с фокусом на мозаике конуса. Используя упрощающие предположения, описанные в подписи, изображение, освещенное наводнением, может быть выражено как
I (t) = I0 + 2 | Ψ1 || Ψ2 | cos⁡ (2 × πλ2Λ (t)).
4
В уравнении. 4, ₁ и Ψ ₂ — это амплитуды отраженного света от CC и PT, соответственно, 2Λ — двухпроходное расстояние между оптическими путями между CC и PT, а λ — длина волны формирующего изображения источника света. I ₀ — некогерентная сумма всех отражений сетчатки. Ключевым предположением в этой модели является то, что единственная значимая длина оптического пути, которая изменяется в ответ на стимул, — это длина ОС. Это разумное предположение, учитывая временной ход сцинтилляции и ее ограниченность отверстиями конуса, как указано здесь.
Ур. 4 подчеркивает необходимость разрешения одиночных колбочек для обнаружения сцинтилляции — другими словами, необходимость АО. Начальная фаза сцинтилляции, которая определяется Λ ( t ), должна быть в высшей степени случайной от одного конуса к другому, учитывая, что длины OS, вероятно, не являются однородными с точностью до малой доли микрона.Таким образом, усреднение мерцаний по нескольким конусам уменьшит второй член в уравнении. 4 и в пределе приблизится к нулю. Остается только некогерентный член I ₀, который не содержит информации о мерцаниях. Результат усреднения легко оценить в том случае, когда коэффициент отражения одного конуса (сплошной синий) показывает четкое мерцание, в то время как среднее значение по изображению (пунктирная черная линия) не показывает мерцания. Отчасти это может быть причиной того, что о сцинтилляции не сообщалось в предыдущих исследованиях вызванного светом рассеяния в фоторецепторах.
Длина двухпроходного оптического пути (2Λ = 2 nL ) через ОС является произведением показателя преломления ( n ) и физической длины ( L ). Вызванная светом биологическая активность, которая изменяет либо n , либо L , поэтому будет непосредственно влиять на картину мерцания, как определено уравнением. 4. Длина оптического пути должна изменяться только на длину волны изображения (<1 мкм м), чтобы получить полный цикл 2 π сцинтилляции.Для более полной пояснительной модели требуется математическое выражение для Δ, или, в частности, n или L , которое связывает оптические изменения в ОС с вызванной светом биологической активностью. Происхождение этих оптических изменений остается неясным, однако было рассмотрено несколько возможных объяснений:
Рассеяние . Установлено, что стимуляция изолированной сетчатки лягушки, жабы и коровы приводит к изменению рассеивающих свойств сетчатки [5, 6, 7] и временного масштаба этих изменений, а также недавних результатов ОКТ [10]. предполагают, что эти изменения в основном происходят в ОС фоторецепторов палочек.Действительно, аналогичные эффекты рассеяния наблюдались в суспензиях компонентов ОС стержней, таких как фосфлипиды, липопротеины, G-белки [31]. Анализ таких результатов показывает, что активация протеинфосфодиэстеразы мембраны периферического диска (PDE * / трансдуцин) может быть основной причиной вызванного светом рассеяния [32]. Такие изменения могут эффективно изменить вклад Ψ _os, показанный на, который изменит сумму комплексных амплитуд, составляющих сцинтилляционный сигнал.Для учета этого условия потребуется более сложная модель, которая нарушит упрощающие допущения, используемые в формуле. 4. Однако при наличии сцинтилляции, столь сильно зависящей от длины когерентности источника освещения, кажется маловероятным, что повышенный вклад _os, который в принципе будет мешать Ψ ₁ и Ψ ₂ при освещении коротким источником когерентности является основным механизмом.
Вздутие .Также было высказано предположение, что физические изменения размеров фоторецепторных клеток, а именно набухание или сокращение клеток, могут сопровождать фазу гиперполяризации мембраны каскада зрительной трансдукции, поскольку вызванные стимулом осмотические градиенты вызывают быстрый приток и отток воды [9, 10 ]. Такие изменения в объеме ячейки могут сопровождаться изменениями л в формуле. 4.
Показатель преломления . Хорошо известно, что изменение концентрации биомолекул может изменять показатели преломления суспензий.Каскад биохимических реакций после стимуляции фоторецептора может привести к изменению показателя преломления n и последующим изменениям OPL Λ [33, 34]. Возможно, что некоторые из биохимических процессов, которые, как считается, лежат в основе вызванного светом рассеяния, могут слишком влиять на показатель преломления ОС.
Анализ сцинтилляционных сигналов показывает, что изменение Λ, лежащего в основе мерцаний, может быть нелинейным, то есть колебания отражательной способности часто имеют разные частоты.Если это открытие подтвердится, можно предположить, что сцинтилляция не является прямым следствием изменений концентрации активированного опсина, активированного G-белка или фосфодиэстеразы, поскольку известно, что они изменяются линейно в ответ на стимуляцию [35], независимо от того, сцинтилляционный эффект опосредуется показателем рассеяния или преломления. Также ясно, что сцинтилляция не является следствием изменений концентраций фотопигмента, хотя, как известно, они имеют экспоненциальный характер. Фотопигментная активация молекулы родопсина завершается менее чем за одну миллисекунду [36], что намного короче, чем 300–400 мс, в течение которых наблюдалась сцинтилляция.Регенерация фотопигмента происходит слишком медленно (минуты), чтобы учесть относительно большие и быстрые изменения Λ, связанные со сцинтилляцией. Ведущими кандидатами на основную причину сцинтилляции являются нелинейные процессы, происходящие внутри фоторецептора колбочки сразу после стимуляции, например изменение концентрации cG, гиперполяризация или другие изменения свойств мембраны OS или изменения физического размера OS из-за набухания клеток. Очевидно, необходимы дальнейшие исследования, чтобы сформулировать математическое выражение для Λ, которое связывает оптические изменения в ОС с вызванной светом биологической активностью.
Современные рентгеноскопические системы визуализации | Image Wisely
Сводка
Рентгеноскопия, или проекционная рентгеновская визуализация в реальном времени, стала использоваться в клинической практике вскоре после открытия рентгеновских лучей Рентгеном. Ранние флюороскопы состояли просто из источника рентгеновского излучения и флуоресцентного экрана, между которыми помещался пациент. Пройдя через пациента, остаточный луч падал на флуоресцентный экран и производил видимое свечение, которое непосредственно наблюдал практикующий врач.
В современных системах флуоресцентный экран соединен с электронным устройством, которое усиливает и преобразует светящийся свет в видеосигнал, пригодный для представления на электронном дисплее. Одно из преимуществ современной системы по сравнению с более ранним подходом состоит в том, что флюороскописту не нужно находиться в непосредственной близости от флуоресцентного экрана, чтобы наблюдать за живым изображением. Это приводит к значительному снижению дозы облучения флюороскописта. Пациенты также получают меньшую дозу облучения благодаря усилению и общей эффективности системы визуализации.
Рентгеноскопия отличается от большинства других рентгеновских снимков тем, что получаемые изображения появляются в реальном времени, что позволяет оценивать динамические биологические процессы и направлять вмешательства. Электронные рентгеноскопические системы создают это восприятие путем захвата и отображения изображений с высокой частотой кадров, обычно 25 или 30 кадров в секунду. При такой частоте кадров человеческая зрительная система не может различать изменения от кадра к кадру, и движение кажется непрерывным без видимого мерцания. Чтобы достичь высокой частоты кадров при сохранении кумулятивной дозы облучения на разумном уровне, доза облучения рецептора изображения на изображение (т.е., на кадр) должно быть достаточно низким, около 0,1% от дозы, используемой в рентгенографии.
Флюороскопические изображения отображаются с перевернутой шкалой серого (черный / белый инвертирован) по сравнению со стандартными рентгенограммами. Это соглашение является производным от появления ранних неинтенсивных флюороскопических экранов, и оно было сохранено в цифровую эпоху, даже несмотря на то, что теперь существует возможность цифрового обращения шкалы серого.
Введение
Схема рентгеноскопической системы с усилением изображения показана на рисунке 1.Ключевые компоненты включают в себя рентгеновскую трубку, фильтры формирования спектра, устройство ограничения поля (также называемое коллиматором), сетку предотвращения рассеяния, приемник изображения, компьютер для обработки изображений и устройство отображения. Вспомогательные, но необходимые компоненты включают в себя высоковольтный генератор, устройство для поддержки пациента (стол или кушетку) и оборудование, позволяющее позиционировать узел источника рентгеновского излучения и узел приемника изображения относительно пациента.
Рис. 1. Принципиальная схема рентгеноскопической системы с усилителем рентгеновского изображения (XRII) и видеокамерой

Перепечатано из RadioGraphics; 20 (4), Schueler BA, Учебник по физике AAPM / RSNA для жителей, общий обзор рентгеноскопической визуализации — рис. 2, p1117, 2000 г., с разрешения RSNA.
Источник рентгеновского излучения
Генератор высокого напряжения и рентгеновская трубка, используемые в большинстве рентгеноскопических систем, аналогичны по конструкции и конструкции трубкам, используемым для общих радиографических применений. Для комнат специального назначения, таких как те, которые используются для визуализации сердечно-сосудистой системы, необходима дополнительная теплоемкость, чтобы позволить ангиографические «прогоны», последовательности рентгенографических изображений с более высокой дозой, полученных в быстрой последовательности для визуализации помутненных сосудов. Эти прогоны часто перемежаются с рентгеноскопическими изображениями в диагностических или интервенционных процедурах, и их сочетание может привести к большому спросу на рентгеновскую трубку.В таких системах обычно используются специальные рентгеновские трубки.
Размер фокусного пятна во флюороскопических трубках может быть от 0,3 мм (когда требуется высокое пространственное разрешение, но допускается низкий уровень излучения) и от 1,0 до 1,2 мм, когда требуется более высокая мощность. Выходное излучение может быть как непрерывным, так и импульсным, причем импульсный более распространен в современных системах. Автоматический контроль мощности экспозиции поддерживает дозу облучения на кадр на заданном уровне, адаптируясь к характеристикам ослабления анатомии пациента и поддерживая постоянный уровень качества изображения на протяжении всего исследования.
Фильтрация луча
Обычно рентгеноскопические системы визуализации оснащаются фильтрами, упрочняющими пучок, между выходным портом рентгеновской трубки и коллиматором. Дополнительная фильтрация алюминия и / или меди может снизить дозу облучения кожи на входной поверхности пациента, в то время как низкое kVp создает спектральную форму, которая хорошо согласуется с k-краем бария или йода для высокого контраста в интересующей анатомии.
Добавление этой дополнительной фильтрации в путь луча может выбираться пользователем, что дает оператору возможность переключаться между режимами низкой и высокой дозы в зависимости от условий во время рентгеноскопической процедуры.В других системах дополнительная фильтрация является автоматической, основанной на условиях ослабления луча, для достижения желаемого уровня качества изображения и экономии дозы.
В дополнение к фильтрам формирования луча многие рентгеноскопические системы имеют «клиновидные» фильтры, которые частично прозрачны для рентгеновского луча. Эти подвижные фильтры ослабляют луч в областях, выбранных оператором, чтобы уменьшить входную дозу и чрезмерную яркость изображения.
Коллимация
Жалюзи, ограничивающие геометрическую протяженность рентгеновского поля, присутствуют во всем рентгеновском оборудовании.При рентгеноскопии коллимация может быть круглой или прямоугольной по форме, соответствующей форме приемника изображения.
Когда оператор выбирает поле обзора, положения лопастей коллиматора автоматически перемещаются под управлением двигателя, чтобы быть немного больше, чем видимое поле. Когда расстояние от источника до изображения (SID) изменяется, лезвия коллиматора регулируются, чтобы сохранить поле зрения и минимизировать «побочное» излучение за пределами видимой области. Эта автоматическая коллимация существует как в системах с круглым, так и в прямоугольном поле зрения.
Столик пациента и подушка
Столы для пациентов должны обеспечивать прочность для поддержки пациентов и рассчитаны производителем на определенный предел веса. Важно, чтобы стол не поглощал много излучения, чтобы избежать появления теней, потери сигнала и потери контрастности изображения.
Технология углеродного волокна предлагает хорошее сочетание высокой прочности и минимального поглощения излучения, что делает его идеальным материалом для стола. Между пациентом и столом часто помещают поролоновые прокладки для дополнительного комфорта, но с минимальным поглощением излучения.
Сетка против рассеивания
Решетки, предотвращающие рассеяние, являются стандартными компонентами рентгеноскопических систем, поскольку большой процент рентгеноскопических исследований выполняется в условиях высокого рассеяния, например, в брюшной полости. Типичное соотношение сетки составляет от 6: 1 до 10: 1. Решетки могут быть круглыми (системы XRII) или прямоугольными (системы FPD) и часто снимаются оператором.
Приемник изображения — усилитель рентгеновского изображения (XRII)
Усилитель рентгеновского изображения (рис. 2) — это электронное устройство, которое преобразует диаграмму интенсивности рентгеновского луча (также известную как «остаточный луч») в видимое изображение, подходящее для захвата видеокамерой и отображения на видеодисплее монитор.Ключевыми компонентами XRII являются входной слой люминофора, фотокатод, электронная оптика и выходной люминофор.
Входной люминофор с иодидом цезия (CsI) преобразует рентгеновское изображение в изображение в видимом свете, как и оригинальный флюороскоп. Фотокатод помещается в непосредственной близости от входного люминофора, и он высвобождает электроны прямо пропорционально видимому свету входного люминофора, который падает на его поверхность. Электроны управляются, ускоряются и умножаются в количестве электронно-оптическими компонентами и, наконец, сталкиваются с поверхностью, покрытой люминофорным материалом, который заметно светится при ударе электронов высокой энергии.Это выходной люминофор XRII.
В принципе, можно было непосредственно наблюдать усиленное изображение на небольшом (диаметром 1 дюйм) выходном люминофоре, но на практике видеокамера оптически связана с этим люминофорным экраном через регулируемую диафрагму и объектив. Затем видеосигнал отображается напрямую (или оцифровывается), подвергается постобработке на компьютере и визуализируется для отображения.
Рисунок 2. Компоненты усилителя рентгеновского изображения
Перепечатано из RadioGraphics; 20 (4), Schueler BA, Учебник по физике AAPM / RSNA для жителей Общий обзор флюороскопической визуализации — Рис. 5, p1120, 2000 , с разрешения RSNA.
XRII излучает на порядки больше света на рентгеновский фотон, чем простой флуоресцентный экран. Это происходит за счет электронного усиления (усиление электронной оптикой) и минимального усиления (концентрирование информации с большой площади входной поверхности на небольшой выходной площади люминофора), как показано на рисунке 2. Это обеспечивает относительно высокое качество изображения (отношение сигнал-шум. соотношение) при умеренных дозах по сравнению с неинтенсивной рентгеноскопией.
Использование видеотехнологии добавило важный фактор удобства — она позволяет нескольким людям одновременно наблюдать за изображением и дает возможность записывать и обрабатывать последовательности рентгеноскопических изображений.
Доступны усилители изображения с различными входными диаметрами от 10–15 до 40 см. Входная поверхность всегда круглая и изогнутая, конструктивная характеристика технологии электронных ламп, из которой она построена.
Видеокамеры, используемые в системах XRII, изначально были аналоговыми устройствами vidicon или plumbicon, заимствованными из индустрии телевещания. В более поздних системах стали широко использоваться цифровые камеры, основанные на датчиках изображения устройства с зарядовой связью (CCD) или технологии комплементарных металлооксидных полупроводников (CMOS).
Приемник изображения — плоскопанельный детектор (FPD)
В последние годы мы стали свидетелями появления рентгеноскопических систем, в которых компоненты XRII и видеокамеры заменены сборкой «детектор с плоской панелью» (FPD). Когда плоские детекторы рентгеновского излучения впервые появились в радиографии, они предлагали преимущества «цифровой камеры» по сравнению с существующими технологиями.
В рентгеноскопических приложениях проблемой для FPD было требование низкой дозы на кадр изображения, что означает, что собственный электронный шум детектора должен быть чрезвычайно низким, а требуемый динамический диапазон высоким.Оказалось, что довольно сложно изготовить FPD с достаточно низкими характеристиками электронного шума для достижения хорошего отношения сигнал / шум (SNR) в условиях низкой экспозиции, однако такие устройства в настоящее время существуют.
Детекторы
с плоской панелью физически более компактны, чем системы XRII / видеосистемы, что обеспечивает большую гибкость в перемещении и позиционировании пациента. Однако наиболее важным преимуществом FPD является то, что он не страдает от многих присущих XRII ограничений, включая геометрическое искажение типа «подушечка булавки», искажение «S», вуалирующие блики (блики, выходящие из очень ярких областей) и виньетирование. (потеря яркости на периферии).Эти явления просто не происходят в FPDs. FPD часто имеют более широкий динамический диапазон, чем некоторые системы XRII / видео.
Еще одно преимущество FPD состоит в том, что пространственное разрешение рецептора изображения определяется в первую очередь размером элемента детектора и, в отличие от XRII / видео, не зависит от поля зрения. В системах XRII усиление минимизации требует, чтобы входная доза изменялась обратно пропорционально полю зрения для поддержания постоянной яркости выходного люминофора. Для FPD такого ограничения не существует; доза входного детектора не зависит от поля зрения.
Детекторы с плоской панелью состоят из набора отдельных детекторных элементов. Элементы имеют квадратную форму, 140–200 микрон на каждую сторону и изготовлены с использованием технологии тонкопленочного аморфного кремния на стеклянных подложках.
Диапазон детекторов
, используемых для рентгеноскопии, составляет от 20 x 20 см до 40 x 30 см. Один детектор может содержать до 5 миллионов отдельных детекторных элементов. Сцинтилляционный слой иодида цезия (CsI) наносится на аморфный кремний с тонкопленочными фотодиодами и транзисторами, улавливающими сигнал видимого света от сцинтиллятора для формирования цифрового изображения, которое затем передается в компьютер с частотой кадров, выбранной пользователя (рисунок 3).Частота кадров может достигать 30 кадров в секунду.
Рисунок 3. Поперечное сечение плоскопанельного детектора для рентгеноскопии

Перепечатано из радиологии; 234 (2), Pisano ED, Yaffe MJ, State of the Art: Digital Mammography — Fig 1, p355, 2005, с разрешения RSNA.
Отображение изображений
Для рентгеноскопии требуются высококачественные видеодисплеи, которые позволяют пользователям различать мелкие детали и тонкие различия контрастности в интересующей анатомии.Технологии отображения медицинских изображений за последние несколько лет оказались «на хвосте» телеиндустрии.
Современные системы оснащены плоскими ЖК-дисплеями высокого разрешения с высокой максимальной яркостью и высокой контрастностью. Эти дисплеи должны быть откалиброваны по стандартной функции отклика яркости (такой как стандартная функция отображения оттенков серого, часть 14 DICOM), чтобы обеспечить видимость самого широкого диапазона уровней серого.
Новейшие интервенционные / ангиографические системы оснащены дисплеями высокой четкости с диагональю 60 дюймов, поддерживающими до 24 различных источников видеовхода, которые можно расположить различными способами на одном большом мониторе.Макеты дисплеев могут быть индивидуально настроены и сохранены для индивидуальных предпочтений врача.
Конфигурации системы
Рентгеноскопические системы производятся в различных конфигурациях, чтобы оптимизировать использование для решения клинических задач, для которых они предназначены. «Обычные» системы рентгенографии / рентгеноскопии состоят из стола пациента, который часто полностью наклоняется в вертикальное положение, что позволяет проводить рентгеноскопию, когда пациент стоит вертикально. В этих системах рентгеновская трубка расположена под столешницей, а приемник изображения — над столом, и чаще всего используются для визуализации желудочно-кишечного тракта (исследования с усилением бария в верхнем и нижнем ЖКТ).
Возможность наклона стола пациента позволяет оператору использовать силу тяжести для облегчения движения контрастного вещества с барием по пищеводу, желудку и кишечнику. Старые системы могут содержать устройство «точечной пленки», которое позволяет размещать рентгеновскую кассету перед приемником рентгеноскопических изображений, облегчая получение рентгенограмм с использованием рентгеноскопического источника рентгеновского излучения. В современных системах статические изображения обычно получаются с использованием того же цифрового приемника изображения, который используется для рентгеноскопии, поэтому точечная пленка исчезает.
Вариантом этой традиционной конфигурации R / F является система с дистанционным управлением, в которой положения рентгеновской трубки и приемника изображения меняются местами: трубка находится над столом пациента, а приемник изображения — ниже. Этими системами можно полностью управлять, включая движения стола, с пульта оператора с контроллером типа джойстика в экранированной кабине управления. Это защищает персонал от вторичного радиационного воздействия.
В ангиографических системах
используется геометрия «С-образной дуги» для облегчения доступа пациента, так как рентгеноскопия позволяет проводить выборочное размещение артериального и венозного катетера.Эти системы включают расширенные функции, такие как цифровое вычитание и отображение дорог.
Новейшие системы имеют возможность получения трехмерных изображений, что достигается путем вращения С-дуги вокруг пациента и выполнения томографической реконструкции для получения набора данных объемного изображения. Иногда это называют КТ с коническим лучом (КЛКТ), а в ангиографическом режиме — трехмерной ротационной ангиографией. Системы, разработанные для сосудистой / интервенционной радиологии и кардиологии / электрофизиологии, имеют сложные рентгеноскопические возможности, включая переменную частоту кадров, автоматическую фильтрацию луча и расширенную постобработку изображений.Наконец, мобильная конфигурация С-дуги популярна в хирургическом кабинете и для офисных процедур в опорно-двигательной радиологии, ортопедии, урологии, гастроэнтерологии и лечении боли. Мобильные С-образные дуги часто представляют собой небольшие недорогие системы, но некоторые из них доступны с более мощными источниками рентгеновского излучения, способными производить значительные уровни излучения.
Сводка
Рентгеноскопия превратилась из самых простых из неинвазивных методов визуализации в очень сложную технологию с расширенными возможностями трехмерного изображения, способную управлять жизненно важными интервенционными процедурами, часто с минимальным дискомфортом пациента.Многие из этих минимально инвазивных процедур под визуальным контролем пришли на смену высокоинвазивным открытым хирургическим процедурам. С каждым прогрессом в технологии все более мелкие сосуды и более тонкие различия контрастности можно визуализировать в режиме реального времени, часто с низкой дозой облучения.
Список литературы
Schueler BA. Учебное пособие по физике AAPM / RSNA для резидентов, общий обзор флюороскопической визуализации. RadioGraphics, 2000. 20 (4): p1115-1126. Доступно по адресу: http://pubs.rsna.org/doi/full/10.1148 / радиография.20.4.g00jl301115. По состоянию на 23 октября 2014 г.
Бушберг Дж. Т., Зайберт Дж. А., Лейдхольдт Е. М., Бун Дж. М.. Основы физики медицинской визуализации. Филадельфия, Пенсильвания, Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 3-е изд, 2012 г. Доступно по адресу: http://books.google.com/books?id=RKcTgTqeniwC&printsec=frontcover&dq=The+Essential+Physics+of+Medical+Imaging,+3rd+Edition&hl=en&sa=X&ei=L-tIVLbCIs6zy&ASEioK4 = 0CDIQ6AEwAA # v = onepage & q = Основы физики медицинской визуализации, 3-е издание & f = false.По состоянию на 23 октября 2014 г.
Николофф ЭЛ. Физика плоскопанельных рентгеноскопических систем. RadioGraphics, 2011. 31 (2): p591-602. Доступно по адресу: http://pubs.rsna.org/doi/pdf/10.1148/rg.312105185. По состоянию на 23 октября 2014 г.
Pisano ED, Yaffe MJ. Состояние дел: цифровая маммография. Радиология, 2005. 234 (2): p353-362. Доступно по адресу: http://pubs.rsna.org/doi/full/10.1148/radiol.2342030897. По состоянию на 23 октября 2014 г.
Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie
Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Палочки-колбочки и меланопсин обнаруживают свет и темноту для модуляции сна независимо от формирования изображения
Абстрактное
Свет, обнаруживаемый в сетчатке, модулирует несколько физиологических процессов, включая циркадный световой захват и световой рефлекс зрачка. По своей природе светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки (ipRGC) передают в мозг входящий в мозг световой поток, управляемый палочкой-конусом и меланопсином. Используя ЭЭГ и электромиограммы, мы показываем, что острый свет вызывает сон у мышей во время их активной ночной фазы, тогда как острая темнота пробуждает мышей во время их дневной фазы сна.Мы использовали линии мутантных мышей сетчатки, у которых отсутствуют ( i ) ipRGC, ( ii ) пути фототрансдукции палочек и колбочек или ( iii ) белок меланопсина, и показали, что влияние света и темноты на сон требует передачи сигналов как палочки-колбочки, так и меланопсина через ipRGCs и не зависит от формирования изображения. Мы также показываем, что, хотя острые световые импульсы преодолевают циркадные и гомеостатические стимулы для сна, при многократном воздействии света с использованием цикла свет / темнота 3,5 часа / 3,5 часа циркадные и гомеостатические стимулы перекрывают поступление света.Таким образом, в дополнение к их известной роли в согласовании циркадной физиологии с днем и ночью, ipRGC также передают световую и темную информацию как от палочкообразных, так и основанных на меланопсине путей для модуляции сна и бодрствования.
Сон контролируется двумя механизмами: гомеостатическим и циркадным (1). В гомеостатическом механизме длительное бодрствование увеличивает влечение ко сну, тогда как циркадный осциллятор разделяет сон в рамках цикла день-ночь. Для оптимального сна необходимо синхронизировать как гомеостатические, так и циркадные механизмы (2).Известно, что свет влияет на сон, главным образом за счет модуляции фазы циркадного осциллятора в процессе, известном как фотоувлечение (3). Однако свет также влияет на бдительность у людей, что указывает на возможную прямую роль света в состоянии сна и бодрствования (4). Кроме того, у крыс-альбиносов темные импульсы увеличивают количество быстрых движений глаз (REM) (5). В то время как регуляция сна с помощью циркадного осциллятора хорошо изучена, существует ограниченное количество исследований острого воздействия света и темноты на сон или пути сетчатки, ответственные за передачу этих сигналов в мозг.
У млекопитающих глаз является единственным светочувствительным органом для зрительных функций, формирующих и не формирующих изображение, таких как циркадное фото-увлечение, зрачковый световой рефлекс и ингибирование высвобождения мелатонина. Три типа фоторецептивных клеток: палочки, колбочки и меланопсин-экспрессирующие внутренне светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки (ipRGC) отвечают за обнаружение света в сетчатке (6). Палочки и колбочки необходимы для формирования зрительных образов, тогда как ipRGC необходимы для зрительных функций, не формирующих изображение (7, 8).Световой ответ в ipRGC происходит как из собственного фотопигмент-зависимого ответа меланопсина, так и из световых сигналов, исходящих от палочек и колбочек (9, 10). Подобно другим RGC, присутствие света и темноты может сигнализироваться стержнями и конусами для ipRGC через пути включения или выключения (11). Путь включения активируется при переходах от темноты к свету, тогда как путь ВЫКЛЮЧЕНИЯ активируется при переходах от света к темноте. Либо палочкообразные фоторецепторы, либо ipRGCs достаточны для фото-увлечения, сужения зрачка или управления прямым воздействием света на поведение (12–18).У грызунов прямой путь сетчатки к вентролатеральному преоптическому ядру, происходящий по крайней мере частично из ipRGCs, предоставляет морфологические доказательства того, что сон может напрямую регулироваться светом (19, 20). В настоящее время неизвестно, как палочки-колбочки и ipRGC влияют на сон в ответ на световые и темные сигналы.
Здесь мы показываем, что у мышей, ведущих ночной образ жизни, световые импульсы вызывают сон, а темные — бодрствование. Используя несколько линий мутантных мышей, мы показываем, что, как и при циркадном фотоувлечении, формирование изображения не требуется для модуляции сна.В отличие от циркадного фотоувлечения, которое может быть вызвано либо внутренней светочувствительностью ipRGC, либо палочками-колбочками, передающими сигналы через ipRGC, животные, у которых отсутствует функциональная фоторецепция на основе палочки-колбочки или меланопсина, проявляют значительный дефицит в остром свете. -зависимые реакции во сне. Таким образом, пути на основе палочки-колбочки и меланопсина необходимы для модуляции эффектов света и темноты на сон независимо от формирования изображения.
Результаты
Стержневой конус и фоторецепция на основе меланопсина достаточны для фото-увлечения ритмов сна и бодрствования.
Чтобы исследовать влияние циркадного фото-увлечения на сон, мы записали ЭЭГ и электромиограммы (ЭМГ) для определения состояния сна (бодрствование, низковольтная, высокочастотная ЭЭГ с высокоамплитудной ЭМГ; не-REM [NREM], высокая -напряжение, низкочастотная ЭЭГ с низкоамплитудной ЭМГ; или REM, заметная тета-активность в каналах ЭЭГ и низкая ЭМГ) взрослых мышей в условиях 12-часового цикла света / 12-часового темного цикла. Свет включался от ZT0–12 и выключался от ZT12–24. Мы использовали мышей смешанного фона C57Bl6 (B6) и 129.Ранее было показано, что линии B6 и 129 не различаются по общей продолжительности сна ни в светлый, ни в темный периоды (21). Чтобы определить вклад фоторецепции палочки-колбочки в сон, мы использовали мышей меланопсин-КО ( Opn4, ^{taulacZ / taulacZ} , называемые здесь MKO), у которых обнаружение света в виде палочки-колбочки не нарушено и внутренняя светочувствительность ipRGC. исключается (14). Чтобы определить индивидуальный вклад фоторецепции на основе меланопсина в сон, мы использовали мышей «только меланопсин» ( Gnat1 ^{— / —}; Cnga3 ^{— / —}, называемые здесь MO), которые все еще сохраняют Фоторецепция на основе меланопсина, но и палочки, и колбочки не обладают способностью обнаруживать свет в результате мутаций в гене палочковидного трансдуцина ( Gnat1 ) и гене канала, закрытого циклическими нуклеотидами колбочки ( Cnga3 ) (6).В среднем, мыши WT спали 71,5% ± 1,9% светлой части цикла 12:12 свет-темнота (LD) и 32,2% ± 2,7% темной части (рис. 1 A и C ). подтверждая, что фото-увлеченные ритмы сна цикла LD 12:12 ( n = 5; P = 0,001). Продолжительность сна была аналогична показанной на разных линиях мышей, что указывает на то, что наша смешанная линия B6 / 129 не ведет себя иначе, чем одна линия B6 или 129 (21). ANOVA смешанной модели между разными генотипами показывает, что мыши MKO и MO световозвращают свои ритмы сна и бодрствования, аналогичные животным WT (WT, n = 5; MKO, n = 4; MO, n = 4 ; P = 0.18; Рис.1 A ). Мыши MKO спали 67,6% ± 3,2% на свету и 37,1% ± 1,7% в темноте ( n = 4, P = 0,002; Рис.1 C ), а мыши MO спали 67,5% ± 4,1%. на свету и 37,1% ± 2,2% в темноте ( n = 4; P = 0,02; рис.1 C ), что указывает на то, что общее количество сна для всех генотипов одинаково и приближается к 50%. В соответствии с предыдущими сообщениями о том, что фоторецепция на основе палочки-колбочки или меланопсина достаточна для передачи световой информации на циркадный осциллятор, эти данные показывают, что любой из этих путей также может вызывать фото-увлечение во сне.
Рисунок 1.
Палочка-колбочка и фоторецепция меланопсина увлекают ритмы сна через ipRGC ( A ). Процент времени, в течение которого мыши спят (сумма NREM и REM / общее время для процента сна) отображается в зависимости от дневного времени, определяемого как «время Цайтгебера». дающий »время (ZT). Данные разбиты на интервалы в 1 час. Мыши WT ( n = 5, черный), MKO ( n = 4, красный) и MO ( n = 4, синий) способны ограничивать сон легкой частью периода 12 часов / 12 часов. ч LD цикл.Серый фон указывает на то, что свет выключен; белый фон указывает на то, что индикаторы включены. ( B ) Процент сна у четырех мышей aDTA (оранжевый) выровнен и нанесен на график в зависимости от циркадного времени, определенного началом фазы сна (CT0). WT из A нанесен для справки (черный пунктир). ( C ) Процент сна в светлую и темную части дня у животных WT, MKO и MO показывает, что все три генотипа способны ограничивать свой сон светлой частью дня. Мышей aDTA нанесен график времени КТ, чтобы показать, что они разделяют сон и бодрствование на отдельные части дня (**, P <0.01). Все точки представляют собой среднее значение ± SEM.
ipRGC опосредуют циркадное фото-увлечение сна.
Чтобы проверить, влияют ли пути формирования изображений на ритмы сна и бодрствования независимо от циркадного фотоувлечения, мы использовали мышей «меланопсин aDTA» (7). У этих животных ipRGC избирательно удаляются путем специфической экспрессии ослабленной версии субъединицы дифтерийного токсина A (aDTA) под контролем локуса меланопсина ( Opn4 ^{aDTA / aDTA} ). Ранее мы обнаружили, что мыши с aDTA имеют нормальное формирование изображения и интактные циркадные ритмы, но эти ритмы не соответствуют циклу LD (7).В соответствии с выводом о том, что животные с aDTA не обладают фотоинтенсивным движением колеса, ритмы сна мышей с aDTA также являются свободными на протяжении всего цикла LD [вспомогательная информация (SI) Рис. S1 A и B ]. Чтобы сравнить ритмы сна aDTA с ритмами сна животных WT, мы выровняли записи сна животных aDTA с началом фазы сна каждой мыши, которая была определена путем определения самой продолжительной части дня с количеством сна более 60%. (Рисунок.1 В ). Первая 1-часовая «ячейка» была обозначена циркадным временем (то есть CT 0). Мышей WT и aDTA сравнивали путем выравнивания CT0 в aDTA с ZT0 у мышей WT. ANOVA смешанной модели показал, что у мышей aDTA были ритмы сна, подобные мышам WT (WT, n = 5; aDTA, n = 4; P = 0,75; Фиг.1 B ). Далее мы сравнили количество сна во время CT0–12 с CT 12–24 и обнаружили, что активная и неактивная фазы присутствовали в aDTA, как и у других мутантных мышей (aDTA, n = 4; P = 0.006; Рис.1 C ). Таким образом, эти данные указывают на то, что путь изображения, который остается неизменным у мышей aDTA, не влияет на фото-увлечение во время сна.
Для острой световой индукции сна требуется палочкообразный конус и фоторецепция на основе меланопсина.
Резкое воздействие света в темную фазу цикла день-ночь подавляет активность мышей в движении колеса — эффект, известный как маскировка (22). Чтобы проверить, как острое воздействие света влияет на сон, мышей подвергали фотоувовлечению на цикл LD 12:12, а затем подвергали 3-часовому световому импульсу от ZT14 до ZT17 (рис.2 А ). Это период, когда гомеостатические и циркадные импульсы повышены для бодрствования. Различные используемые линии мутантных мышей (WT, MKO и MO) в это время имеют схожий исходный сон (WT, n = 5; MKO, n = 4; MO, n = 4; P = 0,18). У животных WT 3-часовой световой импульс значительно увеличивал продолжительность сна (NREM и REM вместе для расчета общего сна) с 35,65% ± 4,4% в течение базовой ночи до 65,36% ± 4,66% во время представления 3-часового периода. световой импульс ( n = 5; P = 0.006; Рис.2 B ). Процент сна во время светового импульса сопоставим с процентом времени, в течение которого мыши обычно спят в течение дня (рис. 1 C и рис. 2 B ). Это наблюдение показывает, что острый свет ночью может вызывать уровни сна, аналогичные дневным, возможно, за счет подавления как гомеостатических, так и циркадных импульсов.
Рис. 2.
Палочка-колбочка и фоторецепция меланопсина необходимы для поддержания индукции сна с помощью светового импульса ( A ) Схема световой парадигмы, используемая в B – F .Серый контур обозначает контрольный период базовой ночи, а оранжевый прямоугольник указывает время появления света. Для B – F серый цвет представляет данные контрольной ночи, а желтый цвет представляет данные светового импульса. ( B ) Изменения общего сна во время светового импульса в WT ( n = 5), aDTA ( n = 3), MKO ( n = 5) и MO ( n = 4) мышей. Значительное увеличение сна наблюдалось только у животных WT. ( C – F ) Данные из B разделены на 30-минутные интервалы.( C ) Животные WT демонстрируют устойчивую индукцию сна. ( D ) Мыши aDTA не демонстрируют индукции сна световым импульсом. ( E и F ) Животные MKO и MO демонстрируют временную индукцию сна в начале светового импульса (*, P <0,05; **, P <0,01; и +, P <0,05, тест Стьюдента t только для 30-минутного бина). Все точки представляют собой среднее значение ± SEM.
Чтобы выявить проводящие пути сетчатки, участвующие в этой острой световой индукции сна, мы аналогичным образом протестировали мышей MKO, MO и aDTA.При учете свободного бега животных с aDTA, они показывают количество сна, аналогичное другим мутантам между CT14 и CT17 (WT, n = 5; MKO, n = 5; MO, n = 4; и aDTA, n = 3, P = 0,28; фиг.2 B ). Поскольку животные с aDTA свободно бегают, и мы можем точно оценить их период с помощью бега с колесом (рис. S1 A ), мы смогли заранее предсказать дни начала их сна и представить световой импульс только в тот день, когда их цикл сна соответствует циклу 12:12 LD (т.е., CT0 произошел в 7 утра при включении света). Мы обнаружили, что свет не вызывает увеличения сна у мышей aDTA, демонстрируя, что путь формирования изображения не играет роли в индукции сна светом ( n = 3, P = 0,36; рис. 2 B и D ). Предыдущие сообщения показали, что световых импульсов на ZT14 достаточно для подавления активности бега колеса у животных, у которых отсутствуют либо палочка-конус, либо пути фоторецепции меланопсина (15, 18).Удивительно, но подобное световое воздействие не смогло вызвать сон ни у животных MKO, ни у MO (MO, n = 4, P = 0,052; MKO, n = 5, P = 0,79; Рис.2 B ). Мы также исследовали изменения в REM-сне на протяжении световых импульсов и обнаружили, что REM-фаза изменяется пропорционально общему сну, так что не было значительных избирательных улучшений в REM-сне (рис. S2 A ).
Чтобы изучить изменения общего сна (т.е. NREM и REM вместе) как функцию времени, мы разделили данные на 30-минутные интервалы.У животных WT свет индуцировал значительное увеличение сна в течение 3-часового светового импульса ( n = 5; P = 0,021; фиг. 2 C ). Напротив, свет лишь временно способствовал сну у МО животных в начале импульса (30 мин, n = 4; P = 0,02; рис. 2 F ). Хотя мы не обнаружили общих изменений в индукции сна светом у животных MKO, в литературе появляется все больше доказательств того, что палочки и колбочки изначально вносят вклад в световую реакцию (23).Чтобы определить, оказывают ли палочки и колбочки какое-либо влияние на начальную реакцию, мы проанализировали животных MKO для первой 30-минутной временной точки с помощью парного теста Стьюдента t и обнаружили, что свет первоначально вызывал значительное увеличение сна ( n = 5, P = 0,04; рис.2 E ). Этот анализ показывает, что собственный фотоотклик ipRGCs может играть большую роль в индукции сна, чем вход палочки-конуса через ipRGCs. Наконец, мы выполнили t сравнений тестов между животными WT и животными MKO, MO и aDTA для всего светового импульса и обнаружили, что свет индуцировал сон значительно больше у мышей WT по сравнению с другими мутантными линиями (WT, n = 5; МКО, n = 5, P = 0.03; МО, n = 4, P = 0,04; и aDTA, n = 3, P = 0,02; Рис.2 B ). Эти результаты демонстрируют, что устойчивый эффект света на сон зависит от комбинации фоторецепции на основе палочки-конуса и меланопсина.
Острое воздействие темноты вызывает бодрствование и требует наличия стержневидного конуса и путей на основе меланопсина.
Используя активность с бегом на колесах, было показано, что мыши WT не увеличивают значительно активность во время темного пульса, представленного в дневное время (24).Однако запись ЭЭГ / ЭМГ является прямым показателем состояния сна и, следовательно, более точным представлением поведенческих изменений. Поскольку мы обнаружили, что свет вызывает сон у мышей, мы хотели исследовать, вызывает ли, наоборот, темнота бодрствование. Мы представили 3-часовой темный импульс от ZT2 до ZT5, когда и циркадный, и гомеостатический приводы мыши высоки для сна (рис. 3 A ). Мы обнаружили, что исходное время сна в течение дня одинаково для используемых нами мутантных линий (WT, n = 5; MKO, n = 4; MO, n = 4; и aDTA, n = 3; P = 0.12). Темный импульс вызывал бодрствование у мышей WT, вызывая значительное сокращение сна с 68,2% ± 8,1% в 3-часовой период контрольного дня до 42,1% ± 5,2% во время темного пульса ( n = 5, P = 0,006; рис.3 B ). Мыши MO также показали значительное изменение общего сна, но с меньшей величиной (69,5% ± 3,8% против 53,8% ± 2,5%, n = 4; P = 0,023). Однако тот же темный импульс не оказал сколько-нибудь значительного влияния на бодрствование в aDTA и MKO (aDTA, n = 3, P = 0.88; МКО, n = 4, P = 0,21; Рис.3 B ). Мы также проанализировали быстрый сон и не обнаружили значительных изменений пропорций быстрого сна во время темного пульса любого генотипа (рис. S2 B ). Эти результаты показывают, что и палочко-конусный, и меланопсин-зависимый пути ipRGC также необходимы для повышения уровня бодрствования WT в ответ на темный импульс.
Рис. 3.
Темный импульс вызывает бодрствование через ipRGC ( A ) Диаграмма воздействия темноты, используемая в B – F .Серый контур обозначает контрольный период базового дня, а синий прямоугольник указывает время темного представления. Для всех панелей в B – F серый цвет представляет данные контрольного дня, а синий цвет представляет данные темного пульса. ( B ) Изменения общего сна во время темного импульса в WT ( n = 5), aDTA ( n = 3), MKO ( n = 4) и MO ( n = 4) мышей. Значительное усиление бодрствования за счет темного пульса наблюдалось у животных WT и MO.( C – F ) Данные из B разделены на 30-минутные интервалы. Все WT ( C ), MKO ( E ) и MO ( F ) демонстрируют временную индукцию бодрствования, тогда как мыши aDTA ( D ) не реагируют на темное представление (*, P ). <0,05; **, P <0,01). Все точки представляют собой среднее значение ± SEM.
Чтобы оценить, присутствуют ли какие-либо переходные реакции в темновом импульсе, мы разделили данные на рис. 3 B на 30-минутные интервалы.Этот анализ выявил значительный начальный эффект темного пульса на пробуждение у животных WT, MKO и MO (30 мин, WT, n = 5, P = 0,006; MKO, n = 4, P = 0,03; и MO, n = 4, P = 0,03; Фиг.3 C , E и F ). Однако темнота не вызвала бодрствования у животных с aDTA (рис.3 D ), что указывает на то, что, как и световой сигнал, темный сигнал также проходит через ipRGC (рис.2 D и рис.3 D ). Подобно световым импульсам, мы обнаружили с помощью анализа теста Стьюдента t , что животные WT значительно отличались от животных MKO, MO и aDTA, несмотря на тот факт, что все генотипы значительно индуцировали временное бодрствование (WT, n = 5; MKO , n = 4, P = 0,007; MO, n = 4, P = 0,002; aDTA, n = 3, P = 0,009). Темный сигнал был эффективным для пробуждения животных как MO, так и MKO.Эти результаты показывают, что ipRGC передают легкую реакцию выключения от стержней-колбочек, что является первым поведенческим свидетельством того, что ipRGC переносят функциональный сигнал выключения. Вместе отключение реакции палочки-колбочки и отключение передачи сигналов меланопсина вызывает более выраженную темновую реакцию у животных WT.
Хронические световые импульсы оказывают различное влияние на сон по сравнению с активностью при беге на колесах.
Чтобы исследовать влияние многократного воздействия световых импульсов на сон независимо от циркадного фотоувлечения, мы подвергали животных WT воздействию ультрадиана (т.например, короткий день) 7-часовой цикл LD (т.е. 3,5 ч / 3,5 ч LD). Мыши WT были выбраны для этого эксперимента, потому что они продемонстрировали единственную надежную индукцию сна одним световым импульсом, что сделало их лучшими кандидатами для определения эффекта хронического воздействия. Мыши неспособны к фотоувлечению в этот более короткий цикл, поэтому светлая и темная части попадают во все фазы циркадного цикла (25). Это повторяющееся представление света и темноты позволяет определить влияние хронических световых импульсов на сон.Было обнаружено, что свет вызывает сон в первом ультрадианном цикле; однако свет не вызывал сон постоянно в последующих циклах (рис. 4 A ). Кроме того, количественная оценка сна в ультрадианном цикле выявила очевидный циркадный ритм, который немного длиннее 24 часов (рис. 4 A и C ). В соответствии с идеей о том, что гомеостатический драйв не нарушен в ультрадианном цикле, количество полного сна (45,3% ± 3,7% против 48,6% ± 2,1%; n = 3, P = 0.25) и быстрый сон (5,22 ± 0,7 против 5,2 ± 1,24; n = 3, P = 0,98) сопоставимы в ультрадиановом и 24-часовом световых циклах (рис. 4 D ).
Рис. 4.
Хронические световые импульсы постоянно препятствуют движению колеса, но не способны вызывать сон постоянно. ( A и B ) Мыши WT, которых содержали при ультрадианских циклах LD 3,5 / 3,5 часа (светлый, белый фон; темный, серый фон), показали, что свет не всегда вызывает сон ( A ) ( n = 4), но постоянно подавляет активность бега с колесами, измеренную у второй группы животных ( B ) ( n = 10).Нижняя ось x указывает номер цикла и условия освещения. Верхняя ось отображает часы с начала цикла 1. Синие столбцы показывают приблизительную область зон поддержания бодрствования в A и фазы, в которых циркадный ритм должен быть активным, в B . ( C ) Типичная двойная диаграмма активности сна для одной мыши в 12 h / 12 h LD (циркадный, d 1–10) и ультрадианский (d 11-18) парадигмы (белый фон, свет; серый фон, темнота. ).Черные отметки обозначают сон, а быстрый сон обозначается более высокими отметками. Красная стрелка показывает начало первого цикла ультрадианы. ( D ) Уровни общего сна и быстрого сна аналогичны между 12/12 LD (черный) и ультрадиановым (красный) световыми циклами ( n = 3). *, P <0,05.
Поскольку бег колеса является хорошо известной мерой влияния света на активность, мы исследовали, подавляют ли хронические световые импульсы ультрадианного цикла активность у второй группы мышей WT.Последовательное снижение активности вращения колеса наблюдалось при переходе от темноты к свету в ультрадианном цикле (10 из 12 переходов от темноты к свету показали значительное снижение, P <0,05; рис. 4 B ), что указывает на то, что свет способен многократно подавлять активность в течение нескольких дней. Даже в те фазы, когда циркадный инстинкт активности мышей высок (рис.4 B , синие столбцы), свет подавлял активность колеса (циклы 4, 5, 7, 8, 11 и 12, рис.4 В ). Напротив, очень немногие переходы из темноты в свет показали значительное увеличение сна (четыре из 12 показали значительное увеличение, P <0,05; Рис. 4 A ). Свет был особенно неэффективен в фазах, когда у животных, по-видимому, есть зона поддержания бодрствования (рис. 4 A , синие полосы). В отличие от простого бинарного управления активностью, связанной с движением колеса, эти результаты показывают, что порог для того, чтобы вызвать сон с помощью света, выше, чем порог для подавления активности, связанной с движением колеса, возможно, потому, что свет должен преодолевать как циркадные, так и гомеостатические механизмы.
Обсуждение
Сетчатка измеряет световую и темную информацию с помощью палочко-конусных фоторецепторных клеток и сигнализирует об этих ответах в мозг через ВКЛЮЧЕННЫЕ и ВЫКЛЮЧЕННЫЕ ганглиозные клетки сетчатки (RGC). RGC, которые экспрессируют фотопигмент меланопсин (ipRGC), представляют собой третий тип фоторецептивных клеток в сетчатке млекопитающих. Подобно традиционным ганглиозным клеткам сетчатки, ipRGC также получают световые сигналы включения и выключения от палочек и колбочек (9, 10). В дополнение к формированию изображения сетчатка также сигнализирует о свете и темноте для нескольких физиологических функций, включая циркадное фото-увлечение.Здесь мы показываем на мышах, что острые световые и темные импульсы вызывают сон и бодрствование соответственно. Кроме того, фоторецепция на основе палочки-колбочки и меланопсина необходимы для полного воздействия света на состояние сна. Кроме того, сигнал палочки-конуса для сна и бодрствования маршрутизируется через ipRGC, что указывает на то, что формирование изображения не влияет на сон.
Поскольку мыши ведут ночной образ жизни, они в основном спят светлой частью дня. Поэтому мы решили подвергнуть мышей воздействию световых импульсов вскоре после наступления темноты, когда циркадный импульс к бодрствованию высок, а гомеостатическое стремление ко сну низкое.Чтобы вызвать сон в это время, световой сигнал должен преодолеть два сильных внутренних побуждения к бодрствованию. Наши результаты на мышах дикого типа показывают, что острый световой импульс вызывает сон до уровня, сопоставимого с дневным, тогда как мыши, у которых отсутствуют ipRGC, не реагируют ни на одну часть светового импульса. Этот результат показывает, что ipRGC необходимы для передачи светового сигнала центрам сна в головном мозге. Кроме того, ни палочка-колбочка, ни фоторецепция меланопсина сами по себе не смогли выдержать ответ на полный 3-часовой световой импульс.Необходимость совместной фоторецепции палочки-колбочки и меланопсина для опосредования острых реакций во сне контрастирует с циркадным фотоувлечением и световым ингибированием активности вращения колеса, которые требуют только фоторецепции палочки-конуса или меланопсина (12-17). Таким образом, система сна оказывается более чувствительной к потере фоторецепции на основе палочки-конуса или меланопсина.
Мы также продемонстрировали, что темный импульс во время светлой части дня вызывал бодрствование у животных WT.Эта реакция удивительна, потому что темные импульсы не вызывают активности вращения колеса (24). Мы также показали, что не было общего эффекта у животных, лишенных ipRGC (т.е. aDTA). Даже когда данные анализировались в 30-минутных ячейках, животные с aDTA не проявляли реакции на какую-либо часть темного пульса, тогда как мыши WT имели значительную реакцию бодрствования в течение 3-часового пульса. Это указывает на то, что ipRGC передают темный сигнал центрам сна / бодрствования в головном мозге. Удивительно, что клетки меланопсина передают темный сигнал, чтобы вызвать бодрствование, поскольку клетки меланопсина получают только слабый сигнал от пути выключения палочки-колбочки в сетчатке (11).Чтобы определить, какие фоторецептивные пути вносят вклад в этот темновой сигнал, мы проанализировали реакцию мышей MKO и MO на темновой импульс. Мы обнаружили, что оба генотипа имели значительные временные ответы в первые 30 мин. Это указывает на то, что фоторецепция как палочки-колбочки, так и фоторецепция меланопсина способствуют обнаружению темноты для индукции бодрствования и что обе системы необходимы, чтобы вызвать реакцию после первых 30 минут. Хотя все животные WT, MKO и MO имели значительную временную индукцию бодрствования темным импульсом (рис.3 C , E и F ), величина ответа дикого типа в течение полных 3 часов была больше и значительно отличалась от других генотипов (рис. 3 B ). Более сильный ответ WT указывает на то, что системы палочек-колбочек и меланопсина должны работать сообща, чтобы сигнализировать о темных ответах в мозг. Это указывает не только на то, что ipRGC передают темную информацию от палочек и колбочек в мозг, но также на то, что белка меланопсина достаточно для обнаружения этой информации.Эти результаты являются функциональным доказательством того, что обнаружение темноты и передача сигналов с помощью ipRGC влияют на поведение.
Дифференциальное влияние света на сон и активность при беге на колесах было выявлено с помощью ультрадианового цикла LD 3,5 ч / 3,5 ч. В этой парадигме свет подавлял работу колеса почти во всех переходах от темного к светлому. В то время как свет индуцировал сон в первом ультрадиановом цикле, он не смог вызвать сон последовательно в последующих циклах. Таким образом, свет оказывает более слабое влияние на сон, чем на работу колеса.Одно из возможных объяснений этого различия состоит в том, что центры сна, такие как вентролатеральное преоптическое ядро, получают более слабый вход от ipRGC, чем циркадные центры, такие как супрахиазматическое ядро (20).
Здесь мы представляем пороговую модель, объясняющую, как свет по-разному влияет на быстрое засыпание по сравнению с ингибированием активности при движении колеса. Свет, обнаруживаемый палочками и колбочками (т. Е. Внешний) или путем фототрансдукции меланопсина (т. Е. Внутренний), передается в мозг через ipRGC, чтобы влиять на несколько функций, не формирующих изображение, в том числе циркадное фото-увлечение, зрачковый световой рефлекс. , маскировка (7) и быстрое засыпание (рис.2) В сетчатке, стимулированной светом, ipRGCs могут быть активированы эксклюзивным внешним входом палочка-колбочка, только внутренним входом меланопсина или их комбинацией. Учитывая более высокую чувствительность адаптированной к темноте системы стержень-конус к свету, можно было бы предсказать, что первоначальная реакция ipRGC обычно будет включать вход от стержней-колбочек. Однако стержни и колбочки адаптируются к свету, что со временем приводит к уменьшению поступления от стержней и колбочек. Стоит отметить, что в электрических записях даже реакция меланопсина показывает световую адаптацию, но в меньшей степени по сравнению с палочками-колбочками (11).
Как эти базовые клеточные механизмы способствуют различному влиянию света на это поведение? Для животных WT ультрадиановый цикл показал, что свет вызывает изменения в активности бега с колесом быстрее, чем сон, указывая на то, что порог для индукции сна выше, чем порог активности бега с колесом. Этот более высокий порог для индукции сна позволил нам использовать лечение импульсами острого света в различных мутантных линиях, чтобы выявить различия в силе воздействия и продемонстрировать новые взаимодействия между системами палочки-колбочки и меланопсина.Как и ожидалось, у животных MKO палочки-колбочки вначале увеличивают сон, но затем система палочки-колбочки адаптируется и перестает поддерживать реакцию на свет. Это аналогично результатам, полученным с животными MKO для ингибирования активности бега на колесах с использованием аналогичной интенсивности света (15). Однако свет препятствует вращению колеса в течение первых 100 минут трехчасового светового импульса, тогда как свет вызывает сон только в первые 30 минут (рис. 2 E ).
Что касается бега на колесах, MO животные поддерживают подавляющую реакцию на свет, аналогичную WT-животным (26).Однако, в соответствии с нашей пороговой моделью, свет сначала вызывает сон у МО животных, но не поддерживает ответ (рис. 2 F ). Это первое различие в поведении между WT и MO при интенсивности света, которая активирует собственный световой ответ в ipRGC. Следовательно, хотя внешние и собственные световые реакции также адаптированы у животных WT, комбинации передачи сигналов через палочку-колбочку и системы меланопсина может быть достаточно для преодоления порога индукции сна на время светового импульса (рис.S3).
Во время представления этой работы было опубликовано исследование, посвященное изучению воздействия света на животных WT, животных с меланопсином-КО и животных, у которых отсутствуют палочки и колбочки в результате дегенерации внешней сетчатки (26). Между двумя исследованиями есть схожие результаты, но есть и некоторые фундаментальные различия; особенно те, которые касаются роли палочек-колбочек в индукции сна. Во-первых, в обоих исследованиях представлены острые световые импульсы в темной части 24-часового цикла LD. Однако длительность и время предъявления светового импульса различаются.Мы представили 3-часовой световой импульс через 2 часа после наступления темноты (ZT14), когда гомеостатический драйв для сна низкий. Однако Lupi et al. (26) представил 1-часовой световой импульс, начинающийся через 4 часа после наступления темноты (ZT16). На ZT16 животные бодрствовали на 2 дополнительных часа, и, следовательно, их гомеостатическое влечение ко сну было бы выше, чем на ZT14. Более высокое гомеостатическое влечение ко сну может вызвать снижение порога индукции сна светом.
Во-вторых, у животных MKO оба исследования не обнаружили существенной разницы в индукции сна светом в течение продолжительности светового импульса.Однако наш 30-минутный интервальный анализ показал, что свет в значительной степени вызывает сон у животных MKO только на начальном этапе, что указывает на то, что палочки-колбочки вносят значительный вклад в индукцию сна светом.
В-третьих, как Lupi et al. (26) использовали 1-часовые световые импульсы, мы «разбили» час 1 наших 3-часовых экспериментов с световыми импульсами, чтобы провести прямое сравнение с их результатами. Даже несмотря на то, что наши 1-часовые данные для животных с МО показали значительную индукцию сна (от 29,9% ± 9,7% контрольного дня до 50,25% ± 15%).3% импульсный день; P = 0,0069), что согласуется с данными Lupi et al. (26), есть важные различия в амплитуде и уровне поддержки светового отклика. Мы обнаружили, что количество индукции сна у МО животных было значительно меньше, чем у животных дикого типа в течение первого часа ( P = 0,022), что свидетельствует о важном вкладе палочек-колбочек для индукции сна. Напротив, результаты Lupi et al. (26) не выявили различий в индукции сна между животными MO и WT.Наиболее экономным объяснением этого несоответствия может быть более высокое гомеостатическое стремление ко сну, когда они вводили световой импульс на ZT16. Другая возможность — различные мутации, используемые для исключения попадания стержней и колбочек. Мы использовали мутации, которые функционально устраняют пути фототрансдукции палочки и колбочки, тогда как Lupi et al. (26) использовали мутации, приводящие к дегенерации палочек и колбочек. Несмотря на эти различия, наш 3-часовой световой импульс показал неспособность света поддерживать индукцию сна у животных с МО по сравнению с животными дикого типа.Эти результаты, в сочетании со способностью света вызывать сон у животных MKO, показывают, что и палочки-колбочки, и меланопсин способствуют индукции сна светом.
Это исследование показывает, что сон и бодрствование модулируются взаимодействием между световыми и темными сигналами через палочко-конусные и основанные на меланопсине фоторецептивные пути. Наши результаты убедительно показывают, что на сон не влияет сознательное зрительное восприятие дня и ночи. Решающая роль как палочко-конусной, так и меланопсиновой систем в опосредовании воздействия света на сон означает, что люди с дефицитом любого из путей сетчатки могут быть особенно уязвимы к острым эффектам света и темноты на сон и бодрствование.
Методы
Животные.
Использовали взрослых мышей-самцов смешанного фона B6 и 129. Все эксперименты на животных проводились в соответствии с институциональными правилами Университета Джона Хопкинса (Балтимор, Мэриленд).
записей сна.
записей сна выполняли, как описано (27). Вкратце, мы прикрепили имплантат 2-канальной ЭЭГ и 1-канальной ЭМГ (Pinnacle Technology) к черепу мышей в возрасте от 4 до 12 месяцев под наркозом, индуцированным кетамином / ксилазином.Мышам давали 10 дней для восстановления в 12-часовом цикле LD перед переводом в клетку для записи сна. Затем мышей привязывали к предусилителю и давали 3 дня для акклиматизации к новой клетке и привязи перед началом записи. ЭЭГ и ЭМГ регистрировались 10-секундными сериями с частотой 200 Гц. Настройка фильтра высоких частот для обоих каналов ЭЭГ была установлена на 0,5 Гц, а фильтрация низких частот была установлена на 40 Гц. Сигналы ЭМГ подвергались высокочастотной фильтрации с частотой 10 Гц и подвергались отсечке нижних частот с частотой 100 Гц.Сигналы ЭЭГ и ЭМГ были усилены в 5000 раз и оцифрованы с точностью до 14 бит перед отправкой в записывающее программное обеспечение. Регистрация сигнала производилась с использованием пакета сбора данных Sirena (Pinnacle Technology). Состояние сна было субъективно определено исследователем, слепым к лечению, на основе частоты и амплитуды волн ЭЭГ и ЭМГ с использованием Neuroscore (DSI). Поведенческое состояние было определено как бодрствование (низковольтная высокочастотная ЭЭГ с высокоамплитудной ЭМГ), NREM (высоковольтная низкочастотная ЭЭГ с низкоамплитудной ЭМГ) или REM (выраженная θ-активность в каналах ЭЭГ и низкая ЭМГ).
Общий сон, показанный на рис. 1 A – C был определен путем анализа 48 последовательных часов активности ЭЭГ и ЭМГ у каждой мыши и объединения 1-часовых интервалов между днями для всех генотипов. Животных с aDTA выровняли относительно друг друга для фиг. 1 B , обнаружив, что наибольшее время сна превышает 60%, что было названо неактивной фазой. Начало неактивной фазы (CT0) было просто первым 1-часовым интервалом этого периода.
Световые (рис. 2) и темные (рис. 3) импульсы подавались на фоне 12-часового / 12-часового цикла LD 1000 люкс.Люминесцентные лампы Sylvania 23-W Super mini Daylight использовались для всех световых циклов и световых импульсов в экспериментах со сном, показанных на всех рисунках. Для WT, MKO и MO световой импульс мощностью 1000 люкс вводился через 2 часа после наступления темноты (ZT14) и длился 3 часа. ZT 14–17 предыдущего дня использовался как контрольный период для светового импульса. Темновой импульс подавался через 2 часа после появления света на ZT 2 и длился также в течение 3 часов. Предыдущий день аналогично использовался в качестве контрольного периода для темного пульса.
Чтобы выполнить аналогичные световые импульсы на животных с aDTA, мы контролировали период свободного бега каждой мыши в течение нескольких дней или недель, пока начало пробуждения (CT12) не совпало с выключенным светом (ZT12).Затем в ZT14–17 подавали световой импульс. Таким образом, мы смогли управлять световым импульсом таким образом, чтобы контролировать циркадное время и световую среду. Точно так же темный импульс вводили в день, когда начало сна (CT0) совпадало с включенным светом (ZT0). Затем через 2 часа вводили темновой импульс от ZT2 до ZT5.
Среда с хроническим световым импульсом моделировалась путем воздействия на мышей светового цикла Т7 (ультрадиана, 3,5 часа; 1000 люкс свет; 3,5 часа темнота) в течение 8 дней подряд.Регистрацию сна проводили у мышей в течение 10 дней в цикле LD 12 ч / 12 ч, а затем переключили на цикл ультрадианы и записывали непрерывно в течение 8 дней. Чтобы определить общие изменения сна в этом цикле, 72 часа последовательных данных были подсчитаны для трех мышей и усреднены для NREM, REM, общего сна и бодрствования.
Колесо-ходовая деятельность.
Упражнение «бег на всех колесах» выполняли на самцах мышей-самцов гибридов B6 / 129 в возрасте от 4 до 12 месяцев. Мышей содержали индивидуально в клетках с колесом на время эксперимента.Все условия освещения составляли ≈700 люкс, обеспечиваемые люминесцентными лампами General Electric Ecolux UltraMax Starcoat T8. Активность при беге колес отслеживали с помощью программного обеспечения VitalView (MiniMitter; Respironics) и анализировали с помощью ClockLab (Actimetrics).
У мышей aDTA активность бега на колесе (рис. S1 A ) использовалась для измерения их периода свободного бега на фоне 12-часового / 12-часового цикла свет / темнота. Эти мыши были оснащены 9-дюймовым колесом (MiniMitter; Respironics). Мыши WT в ультрадиане (3.Цикл 5 ч / 3,5 ч LD) помещали в клетки с 4,5-дюймовым ходовым колесом.
Статистический анализ.
Сравнения общего сна у мышей WT, MKO, MO и DTA (рис. 1 A и B ) проводили с помощью GraphPad Prism с использованием смешанной модели ANOVA. Для сравнения количества сна в светлые и темные периоды использовали тест Стьюдента t с Microsoft Excel для сравнения между WT и другими мутантными линиями. Для Рис.2 B , Рис.3 B и Рис.Общий контроль S6 по сравнению с общим временем импульса в процентах сравнивался с использованием теста Стьюдента t в Microsoft Excel. На рис. 2 C – E и рис. 3 C – E в SigmaStat были выполнены двухфакторные повторные измерения ANOVA с положительным анализом Тьюки для определения общих изменений с течением времени и определения конкретных периодов изменений. Общий процент сна и REM сравнивали на рис. 4 D с использованием теста Стьюдента t в Microsoft Excel.
Благодарности
Мы хотели бы искренне поблагодарить докторов наук.Стивену Локли, Марни Халперн, Реджи Курувилле и Хайцину Чжао за критический научный вклад в рукопись. Мы благодарим отдел биостатистики Университета Джона Хопкинса за помощь со статистикой. Наконец, мы хотели бы поблагодарить членов Mouse Tri-Lab на факультете биологии Университета Джонса Хопкинса за ценные обсуждения и советы. Эта работа была поддержана премией для молодых исследователей от Фонда Дэвида и Люсиль Паккард (S.H.).
Сноски
¹ Кому следует направлять корреспонденцию.Эл. Почта: shattar {at} jhu.edu
Вклад авторов: C.M.A., A.D.G., K.L.V. и S.H. спланированное исследование; C.M.A. и К.Л.В. проведенное исследование; C.M.A. внесены новые реагенты / аналитические инструменты; C.M.A., A.D.G., K.L.V., D.S.M., T.A.L. и S.H. проанализированные данные; и C.M.A., D.S.M. и S.H. написал газету.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.
Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/cgi/content/full/0808312105/DCSupplemental.
© 2008 Национальная академия наук США
Frontiers | Обнаружение света, не образующего изображения, с помощью меланопсина, родопсина и длинно-средневолнового (L / W) конического опсина у подземной слепой кротовой крысы, Spalax Ehrenbergi: иммуногистохимическая характеристика, распределение и связь
Введение
Слепыш Spalax ehrenbergi (семейство муроидов Spalacidae) — слепое подземное млекопитающее с рудиментарными глазами, расположенными под кожей.Будучи полностью слепым (Cernuda-Cernuda et al., 2002), Spalax реагирует на световую стимуляцию и способен адаптировать поведение и физиологию к 24-часовому солнечному циклу, а также к сезонным изменениям (David-Gray et al., 1998). ; Нево и др., 2001). Несмотря на то, что эмбриональное развитие кажется нормальным, взрослый глаз Spalax имеет дегенеративную переднюю камеру, радужно-ресничный комплекс и хрусталик, в то время как сетчатка сохраняет свою морфологическую целостность с хорошо организованными слоями, но менее организованными, чем у зрячих млекопитающих ( Cernuda-Cernuda et al., 2002). Глаза <1 мм в диаметре, а регрессированный зрительный нерв содержит <900 аксонов. Функциональные исследования подтвердили, что Spalax не обладает зрением, формирующим изображение (Cooper et al., 1993a), и было высказано предположение, что глаз Spalax функционирует как люксметр, соответствующий обнаруженной системе, не формирующей изображения (NIF). в зрячем глазу (Cooper et al., 1993b; Hannibal et al., 2002b). Это мнение подтверждается отслеживанием тракта сетчатки, показывающим, что мозг, участвующий в основном в зрительном восприятии, получает заметно уменьшенные проекции сетчатки, в то время как области, участвующие в функциях NIF (циркадный ритм), такие как супрахиазматическое ядро (SCN) и вентрально-коленчатое ядро (VGL), иннервируются аналогичным образом к зрячим животным (Bronchti et al., 1991; Купер и др., 1993b). В течение последнего десятилетия понимание системы NIF зрячего глаза заметно расширилось за счет анатомических и функциональных наблюдений. Главным открытием была идентификация фотопигмента меланопсина, обнаруженного в субнаборе внутренне светочувствительных ганглиозных клеток сетчатки (ipRGC) (Hattar et al., 2002; Hannibal et al., 2002a). Первоначальные исследования показали, что свет через ipRGC захватывает циркадный ритм независимо от палочек и колбочек (Hattar et al., 2003). Однако стало ясно, что меланопсин, экспрессирующий RGCs (mRGCs) в дополнение к входу от палочек и колбочек, регулирует циркадный ритм. Кроме того, несколько подтипов мРГК (у мышей M1-M5), соединенных проволокой из палочек и колбочек, способствовали легкому захвату циркадной системы (Hattar et al., 2003; Lucas et al., 2003; Schmidt and Kofuji, 2010; Schmidt et al., др., 2011а). Эти наблюдения показали, что система, не формирующая изображения в зрячих глазах, была более сложной, чем предполагалось ранее (Schmidt et al., 2011а; Джаганнатх и др., 2015). В свете этого стало интересно повторно изучить сетчатку Spalax , которая, несмотря на меланопсин (Hannibal et al., 2002b), как было показано, экспрессирует функциональный родопсин и колбочку длинной / средней волны (L / M). опсин (Janssen et al., 2000, 2003). Более подробное понимание анатомии сетчатки Spalax может предоставить информацию о сложности системы NIF у этого животного и, кроме того, быть использовано для понимания системы NIF зрячего глаза.
Настоящее исследование обеспечивает с использованием иммуногистохимии и маркеров сетчатки для мРГК, палочек, колбочек, амакринов и биполярных клеток в сочетании с синаптическими маркерами подробное исследование ганглиозных клеток сетчатки, несущих меланопсин, и их синаптических контактов с другими клетками сетчатки.
Материалы и методы
Животные
Шесть слепых слепышей-самцов, Spalax Judaei , принадлежащих к надвиду Spalax Ehrenbergi (Nevo et al., 2001) из популяции анза в Самарии, которых содержали в цикле свет / темнота 12:12 ч. Всех животных анестезировали трибромэтанолом (250 мг / кг, внутрибрюшинно) и проводили транскардиальную перфузию фиксатором Стефанини (2% параформальдегид, 0,2% пикриновая кислота в 0,1 М натрий-фосфатном буфере, pH 7,2). Глаза, расположенные в железе Хардера, удаляли, затем фиксировали в течение ночи в том же фиксирующем растворе, подвергали криопротекции в 30% сахарозе и хранили при –20 ° C до иммуногистохимической обработки.Эксперименты проводились в соответствии с этическими принципами ухода за лабораторными животными (Закон об экспериментах на животных в Дании, публикация 1306, 23 ноября 2007 г.) и Dyreforsoegstilsynet, Министерство юстиции Дании. Все животные были убиты между Zeitgeber (ZT) 4-8 (ZT0 = свет включен).
Антитела и иммуногистохимия
Все антитела, использованные в исследовании, перечислены в таблицах 1, 2. С-концевые кроличьи поликлональные антитела против меланопсина (код 41k9, разведенные 1: 5000), охарактеризованные ранее (Hannibal et al., 2002a) использовался для окрашивания всех меланопсинов.
Таблица 1. Первичные антитела .
Таблица 2. Вторичные антитела .
Антитело против меланопсина использовали в комбинации с рядом других антител (таблица 1). Чтобы идентифицировать тела клеток сетчатки, мы установили срезы в глицерине / воде с добавлением ДНК-связывающего AT-специфического флуорохром 4′-6-диамино-2-фенилиндола (DAPI).
Использованные вторичные антитела представлены в таблице 2.В случаях, когда два первичных антитела были продуцированы у одного и того же вида, мы использовали комбинацию биотинилированного тирамида (амплификация тирамидной системы; DuPon NEN, Бостон, Массачусетс) и конъюгированных со стрептавидином красителей AlexaFluor или Envision (Dako, ChemMate, Glostrup, Дания) и красители Alexa, конъюгированные с тирамидом (таблица 2).
Для срезов сетчатки, глазных яблок, залитых тканью Tissue-Tek ^® O.C.T. (Sakura Finetek INC, США) были разрезаны на срезы толщиной 12 мкм последовательно по три в криостате. Срезы помещали на предметные стекла Superfrost, сушили и замораживали при –20 ° C до обработки для иммуногистохимии (IHC).Некоторые срезы были предварительно обработаны раствором для поиска антигена в течение 24 часов при 40 ° C (Dako ChemMate, Glostrup, Дания; код № S 203120 в дистиллированной воде, pH 6) перед обработкой для ИГХ. Одну сетчатку с плоским креплением получали из одного животного путем удаления роговицы и хрусталика, сетчатку отделяли от сосудистой оболочки и обрабатывали раствором для поиска антигена в течение 1,5 ч при 80 ° C (Dako ChemMate, Glostrup, Дания; код No. S 203120 в дистиллированной воде, pH 6).
Иммуногистохимия выполнялась, как подробно описано ранее, с некоторыми небольшими модификациями (Hannibal et al., 2014). Срезы и плоские сетчатки инкубировали в 5% нормальной ослиной сыворотке в течение 20 минут, чтобы избежать неспецифического окрашивания. Двойные или тройные иммуноокрашенные срезы инкубировали в течение ночи, в то время как плоское крепление инкубировали в течение 3 дней при 4 ° C. Срезы промывали и инкубировали со вторичными антителами в течение 60 минут при комнатной температуре или в течение ночи при 4 ° C, в то время как плоское крепление инкубировали в течение ночи при 4 ° C. Контрольные эксперименты выполняли путем предварительной абсорбции первичных антител с их соответствующим антигеном или путем удаления первичного антитела, которое устраняло все специфические окрашивания.
Микрофотография, подсчет клеток и морфологический анализ
Изображения были получены с использованием конфокального микроскопа iMIC (Till Photonics, FEI, Германия), оснащенного соответствующими настройками фильтров для обнаружения DAPI, CY2 / Alexa488, Texas Red / Alexa561 / 594 и CY5 / Alexa647. IMIC был оснащен следующими объективами: X20, числовая апертура (NA) = 0,75; X40, NA = 1,3 и X60, NA = 1,46. Используя X60, самое высокое разрешение [( r = λ / NA), где λ — длина волны изображения] было для X60 = 174 нм.Разрешение по оси Z составляло X60 0,2 мкм. Все изображения в z-стеках были сфотографированы с использованием объектива X40 или X60, и все были деконволютированы в AutoQuantX, версия 3.04 (Media Cybernetics, Inc., Роквилл, США), а затем проанализированы в IMARIS ^® vers. 7.6 и 8.1 от Bitplane, Швейцария (http://www.bitplane.com). Для определения совместной локализации двух маркеров на трехмерных изображениях использовался модуль совместной локализации в IMARIS ^®. Определение совместной локализации между меланопсином и RBPMS в одной клетке (2D) было выполнено с помощью подключаемого модуля совместной локализации в программном обеспечении ImageJ / Fiji (версия.1.47q, NIH, USA), в котором точки двух 8-битных изображений с обоими антигенами оказались белыми (мы использовали значение по умолчанию = 255). Считалось, что пиксели отражают совместную локализацию антигенов, если их интенсивности были выше, чем порог соответствующих каналов (мы используем порог, установленный на 50-100 в зависимости от фонового шума), и если отношение их интенсивности было выше, чем отношение значение настройки (мы использовали значение по умолчанию, равное 50%).
Меланопсин и РНК-связывающий белок с множественным сплайсингом (RBPMS) подсчет клеток проводился на каждом третьем срезе последовательной серии срезов одного глаза от двух животных, которые были сфотографированы с помощью конфокального микроскопа iMIC с использованием объектива X20, создавая Z-стеки, покрывающие толщина (12 микрон, каждое сечение = 1 микрон) (Рисунки 1D – F).Каждый z-стек, взятый из сетчатки, был сшит вместе с использованием плагина LA Stitch в программном обеспечении Fiji (версия 1.47q, NIH, США) для создания изображения всей сетчатки. Затем каждое из этих изображений было проанализировано, как описано выше. У одного животного плотность клеток меланопсина / RBPMS также подсчитывалась в срезах, разрезанных горизонтально через большую площадь слоя ганглиозных клеток (GCL) (рисунки 1G – I), и плотность сравнивалась с плотностью клеток меланопсина, полученными из срезов и рассчитанное общее количество клеток (см. ниже).Сетчатка сетчатки с плоским креплением была сделана микрофотография в IMIC, а трехмерная реконструкция Z-стопок (ось Z = 40 микрон) была создана и проанализирована в IMARIS ^® (после сшивания всех Z-стопок вместе с использованием плагина LA Stitch в Программное обеспечение Фиджи (версия 1.47q, NIH, США)). Скорее всего, из-за сильного прикрепления GCL и дегенерированного хрусталика большая часть GCL была потеряна. Однако информация о плотности смещенных RGC меланопсина и дендритной сети меланопсина в IPL и OPL была подтверждена и расширила наблюдения из срезов сетчатки, и можно было оценить плотность смещенных RGC меланопсина (см. Ниже и см. Рисунок 2).Чтобы измерить дендритные области отдельных mRGC, мы проследили минимальный выпуклый многоугольник, охватывающий дендритное поле, на трехмерных изображениях каждой помеченной клетки и измерили каждый дендритный профиль с помощью программного обеспечения Fiji. Подтипы RGC, экспрессирующие меланопсин, были исследованы и сравнены с подтипами, ранее определенными для сетчатки мыши (Schmidt et al., 2011a; Cui et al., 2015), а смещенные клетки меланопсина были подсчитаны с использованием модуля подсчета клеток 3D на Фиджи. Общее количество клеток меланопсина и RBPMS было представлено с поправкой Аберкромби (1946) и без нее (Guillery, 2002).Для поправочного коэффициента мы умножили количество отсчетов в каждой секции на T / T + h, где T — толщина секции (12 мкм), а h — средняя высота диаметра ядра. Все изображения были скорректированы по яркости и контрастности либо в Фиджи, либо в Photoshop CS5 (Adobe, Сан-Хосе, Калифорния) и установлены на пластины в Adobe Illustrator CS5 (Adobe, Сан-Хосе, Калифорния).
Рис. 1. Конфокальные микрофотографии RGC (mRGC) меланопсина (зеленый) и ядерного контрастного окрашивания DAPI (красный) в Spalax сетчатке (A – C) .RGC меланопсина были локализованы в слое ганглиозных клеток (GCL), и несколько смещенных RGC были обнаружены во внутреннем слое ядерных клеток (INL) (указано стрелкой). mRGCs проецируются в основном в IPL, но также и во внешний плексиформный слой (OPL) (на примере открытой стрелки), где они формируют внешнее сплетение (указано одиночными стрелками в A – C ). Немногочисленные процессы наблюдались также во внешнем ядерном слое (ONL) (обозначены двойными стрелками в A, B ). (D – I) Маркер ганглиозных клеток RBPMS (красный) в сочетании с меланопсином (зеленый) и ядерным контрастированием DAPI (синий) в сагиттальных срезах (D – F) и горизонтальных срезах через GCL (G – I) .Масштабные линейки: (A) ; 40 мкм, (B, C) ; 15 мкм, (D – F) ; 100 мкм, (G – I) ; 50 мкм.
Рисунок 2. Дендритное разветвление mRGC в сетчатке Spalax . (A) Репрезентативное изображение области сетчатки целиком на спалаксе было реконструировано в 3D после мечения антителом против меланопсина. (B) Репрезентативные рисунки дендритного поля и сомы mRGC из изображения трехмерной реконструкции в (A) . (C) Минимальные многоугольники, расположенные вокруг дендритного профиля каждой реконструированной mRGC в (B) . Обратите внимание на сложность дендритного сплетения mRGC. Масштабная линейка: 100 мкм.
Результаты
RGC меланопсина расслаиваются как во внутреннем, так и во внешнем плексиформном слое
Вертикальные срезы глаза Spalax показали, что сетчатка Spalax содержит слой фоторецепторов (ONL), внешний плексиформный слой (OPL), внутренний ядерный слой (INL), внутренний плексиформный слой (IPL) и слой ганглиозных клеток ( GCL).Эти слои были менее организованы, чем у зрячих млекопитающих (рис. 1А), и были обнаружены примеры клеток, смещенных из своей локализации в видимой сетчатке почти всех проверенных типов клеток (см. Ниже).
Примерно 95% всех клеток меланопсина были локализованы в GCL, и эти мРГК проецировались в основном в IPL, хотя дендритные отростки были обнаружены во всех подслоях IPL, формируя сложное дендритное поле (Рисунки 1A, 2). Почти все mRGCs в GCL посылают дендриты в OPL, формируя внешнее сплетение (Figures 1A-C).Самая высокая плотность дендритов была обнаружена вблизи INL, как в зрячих сетчатках (Рисунки 1A – C, 3). Клетки меланопсина, расположенные в INL, проецируются либо на IPL, либо во внешнее сплетение в OPL (Рисунки 1B, C, 3C). Некоторые меланопсиновые отростки также были обнаружены в ONL (Рисунки 1A – C). Несмотря на локализацию, не было обнаружено очевидных различий между mRGCs в отношении размера сомы, ветвления дендритов или морфологии, хотя плотность клеток в GCL затрудняет четкое различение профиля дендритов (Рисунки 1G, 3A).Тело клетки обычно имело диаметр 12,2 ± 0,4 мкм и дендритное поле 0,072 ± 0,006 мм ² с 3-4 главными дендритными ветвями (Фигуры 2, 3B).
Рисунок 3. Меланопсин (зеленый) RGC (mRGC) и ядерное контрастное окрашивание DAPI (красный) в плоском корпусе Spalax retina . XYZ-изображения слоя ганглиозных клеток (GCL) (A) , внутреннего плексиформного / внутреннего слоя ядерных клеток (IPL / INL) (B) и внешнего плексиформного слоя (OPL) (C) , демонстрирующие иммунореактивность меланопсина в незначительный остаток GCL (стрелки в A ) и смещенный mRGC в INL (стрелка в B ) и сплетение меланопсина в OPL в (C) (указано стрелками).Обратите внимание на проекции X-Z и Y-Z, показывающие разные подслои. Масштабные линейки: (A – C) ; 30 мкм.
Меланопсин экспрессируется почти в 90% всех RGC
Используя маркер ганглиозных клеток RBPMS (Rodriguez et al., 2014) в сочетании с меланопсином, мы обнаружили, что общее количество mRGC от двух животных составляет 890 ± 62 клеток на сетчатку. Из них 87% (752 ± 40) содержат меланопсин (плотность клеток меланопсина 788 RGCs / мм ²). Мы также подсчитали RBPMS и меланопсин-положительные клетки в горизонтальном срезе GCL (Рисунки 1G – I) с площадью 0.077 мм ². Используя этот препарат, мы обнаружили в общей сложности 115 клеток, содержащих RBPMS. Из них 73 RGC совместно хранят меланопсин, что соответствует плотности клеток RGC меланопсина 949 клеток / мм ², что выше, но согласуется с количеством клеток, полученным на срезах сетчатки. Однако популяция немеланопсиновых RBPMS-положительных клеток была немного выше в этом участке сетчатки, что дает общую оценку RGC в Spalax , составляющую 1495 RGC / мм ².В целом подсчет клеток RBPMS и меланопсина варьировал в зависимости от используемых методов и ткани, но, по-видимому, согласуется с количеством RGC, обнаруженным (Cooper et al., 1993a). Он обнаружил ~ 900 RGC в сетчатке Spalax , идентифицированных с помощью ретроградного отслеживания тракта от обнаженного зрительного нерва (Cooper et al., 1993a). Подсчет клеток, произведенный путем подсчета RGC в каждом третьем отделе двух глаз, мог привести к «завышенному подсчету» (см. Guillery, 2002). Поэтому мы также скорректировали количество клеток, используя поправку Аберкромби (Guillery, 2002), используя средний диаметр ядра, как описано недавно (La Morgia et al., 2015). Используя рассчитанный поправочный коэффициент Аберкромби [ T / T + h , где T = 12 мкм, среднее ядерное значение ( h ) = 8,69 мкм] 0,57, общее количество RGC уменьшилось до 507 RGC / сетчатка. Для сравнения, количество ячеек в секции через GCL «Flatmount» было меньше и может быть занижено поправкой.
Мы также подсчитали смещенные клетки меланопсина в сетчатке с одним плоским держателем и обнаружили 19 клеток / 0,49 мм ².Если размер сетчатки составляет ~ 1,3 мм ² (Cooper et al., 1993a), это соответствует ~ 50 смещенным меланопсиновым клеткам во всей сетчатке Spalax . Это дает соотношение ~ 5% от общего числа mRGC, смещенных в INL. Как сообщалось ранее (Hannibal et al., 2002b), мы обнаружили PACAP во всех экспрессирующих меланопсин RGCs и в дендритах, локализованных как в IPL, так и в OPL, и в нескольких отростках меланопсина в ONL (Figures 4A-F).
Рисунок 4. Репрезентативный срез сетчатки PACAP (красный) и меланопсина (зеленый), коэкспрессируемый в mRGC (A – C) .Обратите внимание, что PACAP и меланопсин были обнаружены в RGC (обозначены тонкими стрелками в B, C ) и в дистальных дендритах во внутреннем ядерном слое (INL) и внешнем плексиформном позже (OPL) (обозначены двойными стрелками в A – C). ). Кальретинин (красный) был обнаружен в субпопуляции немеланопсиновых RGC и в амакриновых клетках в INL. Brn3a (синий) был обнаружен во всех немеланопсиновых RGC, совместно хранящих кальретинин (D – F) (ядерное контрастное окрашивание с DAPI серым цветом в D ).Панель (E), показывает рамку, обозначенную в позиции (D) , зрительного нерва, содержащего меланопсин и кальретинин-положительные аксоны. Панель (F) Показывает Brn3a в не-mRGC при большом увеличении. Масштабные линейки: (A – C) ; 30 мкм, (D) ; 50 мкм, (E, F) ; 15 мкм. GCL; слой ганглиозных клеток, IPL; внутренний плексиформный слой, INL; внутренний ядерный слой.
Немеланопсиновые RGC экспрессируют Brn3a и кальретинин
Мы исследовали, можно ли классифицировать оставшиеся немеланопсиновые RGC по известным маркерам ганглиозных клеток (Lee et al., 2010; Jain et al., 2012; Надаль-Николас и др., 2012). Мы обнаружили, что все немеланопсиновые RGC (138 ± 22) потребляли Brn3a и кальретинин (Рисунки 4D-F). В то время как Brn3a имел ядерную локализацию, кальретинин был обнаружен в цитоплазме и в отростках нейронов, включая аксоны. В срезах, на которых зрительный нерв выходит из глаза, могут быть продемонстрированы аксоны, содержащие меланопсин и кальретинин (Рисунки 4D, E).
Дендриты меланопсина обнаружены в тесном сопоставлении с ножками стержней и колбочек, что указывает на синаптические контакты
Сетчатка Spalax , как было показано, богата экспрессирующими родопсин клетками, расположенными в ONL, но также и в INL (Janssen et al., 2000). Напротив, только функциональные исследования показали наличие длинноволновых чувствительных клеток, несущих фоторецепторы, в сетчатке Spalax (David-Gray et al., 1999; Janssen et al., 2003). Мы обнаружили сильное мечение родопсином в клетках ONL (Фигуры 5A, D). Наиболее интенсивное окрашивание было локализовано в дегенерированном наружном сегменте, но окрашивание также было обнаружено в мембране сомы фоторецепторных клеток (Фигуры 5A, D, E, 6). Иммунореактивные клетки к родопсину также были обнаружены в INL, что, по-видимому, находится в смещенных фоторецепторных клетках (Рисунки 5, 6).Иммунореактивность к опсину колбочек L / M была продемонстрирована в другой популяции фоторецепторных клеток, преимущественно расположенных в ONL, но также и в нескольких смещенных клетках в INL (Фигуры 5A, C, E, 6A, C, D). По сравнению с клетками родопсина количество клеток, экспрессирующих опсин колбочек L / M, было меньше как в ONL, так и в INL (Фигуры 5, 6). Клетки фоторецепторов опсина колбочек L / M показали наиболее интенсивную иммунореактивность во внешнем сегменте (Фигуры 6C, D), но L / M опсин также был замечен в клеточной мембране сомы и во внутреннем сегменте (Фигуры 6D).L / M-позитивные по опсину клетки колбочек, расположенные в INL, по-видимому, лишены внешнего сегмента и проецируются в IPL или GCL (Фигуры 5C, E, 6A). Все меланопсинсодержащие дендриты, проникающие в OPL, были обнаружены в непосредственной оппозиции как стержневым, так и коническим ножкам (Рисунки 6B-D, 7). 3D-реконструкция дендритов меланопсина продемонстрировала большие дендритные терминальные синаптические бутоны до 3-4 мкм в диаметре (Рисунок 6). Терминалы были обнаружены в тесном контакте с ножками стержня (рис. 6В). Анализ совместной локализации продемонстрировал перекрытие пикселей двух антигенов, что указывает на прямой синаптический контакт между ножками стержня и дистальными отростками меланопсина в OPL (рис. 6B).Дистальные дендриты меланопсина также были обнаружены в непосредственной близости к ножкам конуса L / M (Рисунки 6C, D). Внутри ножек конуса был обнаружен маркер синаптической ленты Ctbp2 (рис. 6D). Анализ совместной локализации после трехмерной реконструкции выявил прямой синаптический контакт между меланопсин-содержащими отростками, ножками конуса L / M и маркером синаптической ленты Ctbp2 (рис. 6D).
Рис. 5. Меланопсин (зеленый), L / M опсин колбочек (красный) и родопсин (синий) и контр-окрашивание DAPI (серый) в Spalax (A – E) .Меланопсин экспрессировался в RGC, расположенных в GCL и INL (B) . Опсин колбочек L / M экспрессируется в фоторецепторных клетках в ONL и замещается в INL (A, C, E) . Родопсин экспрессировался в фоторецепторных клетках, расположенных в ONL, и в смещенных клетках в INL (A, D, E) . Наиболее сильное иммуноокрашивание как в палочках, так и в колбочках было обнаружено в дегенерированном наружном сегменте (стрелки на C – E ). Масштабные линейки: (A) ; 70 мкм, (B – E) ; 35 мкм.GCL; слой ганглиозных клеток, IPL; внутренний плексиформный слой, INL; внутренний слой ядерной клетки, OPL; внешний плексиформный слой, ONL; внешний слой ядерной клетки, ОС; наружный (фоторецепторный) сегмент.
Рис. 6. Дендриты меланопсина были обнаружены в тесном сопоставлении со стержнями и колбочками, указывающими на синаптический контакт . Окрашивание меланопсином (зеленый), L / M конусным опсином (красный) и родопсином (синий / серый) в Spalax (A) . Опсины палочек и колбочек экспрессировались в клеточной мембране сомы, во внутреннем и внешнем сегментах (B – D) .В OPL дендритные отростки меланопсина находятся в тесном соприкосновении со стержневыми ножками (область в рамке в A показана с высоким увеличением в B ) и совместной локализацией, указывающей на синаптические контакты (определяется модулем колокализации IMARIS ^®), как показано фиолетовым. Лента, содержащая синапсы, визуализированные с помощью Ctbp2 (белый цвет на C, D можно найти на ножках L / M конуса OPL). Вероятный синаптический контакт между ножками конуса L / M и дистальными отростками меланопсина может быть обнаружен в OPL.В области рамки на C показаны фоторецепторные клетки опсина L / M колбочек, отвечающие за Ctbp2. При использовании модуля колокализации IMARIS перекрытие L / M конического опсина, CtBp2 и меланопсина обозначено стрелками на (D) и на вставке на панели (D) (желтые точки, соответствующие области на C , обозначены от *). Двойные стрелки в (D) показывают дегенерированный внешний сегмент в двух фоторецепторных клетках L / M-конуса. Сетка на панели (B – D) указывает, что изображение было создано в 3D.Масштабные линейки: (A) ; 40 мкм, (B) ; 5 мкм, (C) ; 50 мкм, (D) ; 10 мкм и вставьте в (D) ; 4 мкм. INL; внутренний слой ядерной клетки, OPL; внешний плексиформный слой, ONL; внешний слой ядерной клетки.
Рис. 7. RGC меланопсина (зеленый) иннервируются биполярными клетками, экспрессирующими реэктин (красный), в IPL / GCL (желтая рамка на A и при большем увеличении на H, I) и имеют прямой синаптический контакт с рековерин-содержащими фоторецепторными клетками в OPL, экспрессирующий Ctbp2, маркер для синаптических лент (белый) (белая рамка в A и сверхвысокое увеличение в C, G) .Панели (A – D) и панели (H, I) представляют собой трехмерные реконструкции, представляющие 65 сечений, разделенных расстоянием 0,2 мкм. Для большей наглядности показан одиночный цифровой разрез (E – G) , представляющий xy, xz и yz проекции дистального отростка меланопсина (обозначен стрелкой в E, G ) и контакта с восстанавливающимися ножками фоторецепторов (обозначен двойные стрелки), также содержащий синаптический маркер Ctbp2 (показан белым в F ). Синаптические контакты, в которых меланопсин имеет прямое перекрытие с совместной локализацией recoveryin / Ctbp2, обозначены стрелками синего цвета (C – G) .Синаптический контакт между меланопсином и рековерином, содержащим биполярные терминалы, совместно хранящие Ctbp2, обозначены стрелками синего цвета в I. Масштабные полосы: (A) ; 10 мкм, (B, C) и (H, I) ; 5 мкм, (D) , (E – G) ; 2 мкм.
Рековерин обнаружен в фоторецепторных клетках и в подтипах биполярных клеток колбочек (Euler and Wassle, 1995). В Spalax мы также обнаружили регенерин в клетках, несущих фоторецепторы, как в ONL, так и в INL (рис. 7).3D-анализ подтвердил, что восстановленная положительная иммунореактивность на ножках фоторецепторных клеток costore Ctbp2 (Фигуры 7A, B, F) была обнаружена в тесном сопоставлении с дистальными отростками меланопсина в OPL, что указывает на синаптический контакт (Рисунок 7). Это демонстрируется на стопках цифровых срезов, используемых для трехмерных реконструкций и анализа совместной локализации, как показано на фиг. 7. При окрашивании реэктином INL наиболее вероятно окрашиваются клетки, экспрессирующие опсин смещенных колбочек, и биполярные клетки (фиг. 7). Восстановленные положительные клетки, расположенные во внутренней части INL, имели свои отростки, расположенные в IPL и близкие к соматам и отросткам меланопсина.Трехмерный анализ продемонстрировал четкое расположение иммунореактивности Ctpb2 в биполярных окончаниях в непосредственной близости к процессам меланопсина, что указывает на прямой синаптический контакт с восстановленными биполярными клетками и процессами меланопсина в IPL / GCL (Фигуры 7A, H, I).
Мы также использовали антитело, направленное против S-колбочек млекопитающих (таблица 1). Это антитело не показало какого-либо специфического окрашивания в соответствии с предыдущим исследованием (David-Gray et al., 2002). Ранее было показано, что это антитело иммуно метит S-колбочки у людей (Milam et al., 2002), мыши (Dkhissi-Benyahya et al., 2006), суслики (Sakai et al., 2003), а также у Talpa occidentalis (Carmona et al., 2010).
Кальретинин, экспрессирующие амакриновые клетки, иннервируют RGC меланопсина
Кальретинин обнаружен в различных подтипах клеток сетчатки в сетчатке млекопитающих, включая ганглиозные клетки, амакриновые и горизонтальные клетки (Lee et al., 2010, 2016). Иммуномечение кальретинина было обнаружено в INL, расположенном во внешней части INL, скорее всего, представляя горизонтальные клетки (рис. 8A).Большой контингент клеток, экспрессирующих кальретинин, был обнаружен во внутренней части INL, скорее всего, представляя субпопуляцию амакриновых клеток (Фигуры 8A – D), и в ганглиозных клетках в клетках, которые совместно хранят Brn3a (см. Выше). Кальретинин, расположенный в амакриновых клетках, был обнаружен в цитоплазме клеток и в дендритных отростках IPL и OPL (рис. 8). Многие отростки проникают через INL и заканчиваются в OPL в непосредственной близости к ножкам стержня и конуса L / M (Рисунки 8A, B). В IPL были обнаружены другие процессы без организации подуровня, как это было замечено ранее (Cernuda-Cernuda et al., 2002). Трехмерная реконструкция и анализ показали, что содержащие кальретинин отростки IPL и GCL находятся в близком соприкосновении с дендритами меланопсина и мембраной сомы, скорее всего, устанавливая синаптические контакты (Figures 8E-I).
Рис. 8. РГК меланопсина (зеленый) иннервируются кальретинином, экспрессирующими амакриновые клетки (красный). (A) Иммунореактивность к кальретинину в Spalax была обнаружена в амакриновых клетках во внутренней части INL и в клетках внешней части INL, которые могли быть горизонтальными клетками и в процессах, иннервирующих OPL в тесном контакте. со стержневыми фоторецепторами (синие).В процессах IPL / GCL кальретинин находится в тесном контакте с процессами меланопсина. Использование модуля совместной локализации IMARIS на 73 цифровых срезах, разделенных друг от друга на 0,2 мкм, используемых для трехмерной реконструкции, указывает на совместную локализацию синаптического контакта между сомой меланопсина и проксимальными отростками и аксонами кальретинина. Панели (D, E), представляют собой трехмерные изображения и для лучшей иллюстрации показаны отдельные цифровые секции (F – I) , представляющие изображения x-y, x-z и y-z клетки меланопсина, обозначенные *, а также отдельные каналы.Расчетная совместная локализация меланопсина и кальретинина в I указана стрелками. Масштабные линейки: (A) ; 50 мкм, (B) и (D) ; 20 мкм, (C) ; 15 мкм, (E), и (G), ; 10 мкм., (F – I) ; 5 мкм. GCL; слой ганглиозных клеток, IPL; внутренний плексиформный слой, INL; внутренний слой ядерной клетки, OPL; внешний плексиформный слой, ONL; внешний слой ядерной клетки.
PKC-α, который признан действительным маркером биполярных клеток палочек в видящих глазах (Greferath et al., 1990) не было убедительно продемонстрировано в сетчатке Spalax , несмотря на использование нескольких различных антител, индуцированных против PKC-α, скорее всего, из-за видового различия PKC в Spalax .
Обсуждение
Настоящее исследование расширяет предыдущие наблюдения за Spalax , животным, которое адаптировало анатомию и физиологию к слепой подземной жизни и развило подкожные глаза со способностью ощущать окружающий свет для циркадной и фотопериодической регуляции (Sanyal et al., 1990; Cooper et al., 1993a, b; Дэвид-Грей и др., 1998). Глаза Spalax , хотя и сильно дегенерировали, без зрительной способности и с дегенерированной реорганизованной сетчаткой, экспрессируют три типа фоторецепторов, меланопсин, родопсин и опсин колбочек L / M. Большинство (87%) центральных выступов представляют собой меланопсин, экспрессирующие RGC, тогда как остальные RGC экспрессируют фактор транскрипции Brn3a и кальретинин. Зрячий глаз преобразует световую информацию от палочек и колбочек через биполярные клетки в GCL.Сетчатка Spalax выглядит иначе. В Spalax прямые контакты между палочками, колбочками и меланопсин-содержащими дендритами, скорее всего, представляют собой синаптические контакты, в дополнение к входу от кальретинин-содержащих амакриновых клеток и биполярных клеток колбочек. Эти наблюдения предполагают, что сетчатка Spalax может стать возможной моделью для исследования системы NIF.
Мы использовали большое количество маркеров антител, которые были охарактеризованы на зрячей сетчатке, и обнаружили, что большинство примененных антител имеют такую же специфичность в сетчатке Spalax .Нам не удалось идентифицировать дофаминергические или экспрессирующие VIP-ергические амакриновые клетки, хотя оба антитела окрашивают нейроны и нервные волокна в центральной нервной системе Spalax , что указывает на отсутствие VIP и дофаминергических амакриновых клеток в сетчатке Spalax . Мы также не смогли найти никаких доказательств того, что коротковолновые опсины экспрессируют фоторецепторы в Spalax , как ранее было обнаружено у других подземных видов, таких как Talpa occidentalis (Carmona et al., 2010).Мы не можем исключить существование вышеупомянутых систем ячеек, но вполне вероятно, что эволюционный отбор на системе обнаружения света Spalax может объяснить отсутствие этих систем.
Два различных типа RGC обнаружены в
Spalax Retina
Морфология сетчатки глаза Spalax была исследована как на световом, так и на электронном уровне (Cernuda-Cernuda et al., 2002). Ранее мы идентифицировали меланопсин в большой группе RGC, которые коэкспрессируют нейропептид PACAP, нейромедиатор в ретиногипоталамическом тракте, иннервирующий SCN (Hannibal et al., 2002b). Здесь мы предоставляем более подробный анализ mRGC и демонстрируем, что в сетчатке Spalax mRGC составляют основной тип RGC (87%) с клеточными телами, расположенными как в GCL, так и смещенными в INL, подобно зрячей сетчатке. В Spalax мы не смогли классифицировать мРГК, как в сетчатке мышей и крыс (Schmidt and Kofuji, 2009; Schmidt et al., 2011b; Esquiva et al., 2013; Reifler et al., 2015). Однако подтипы могут существовать, поскольку по-разному расположенные mRGC по-разному связаны с клеточными телами в GCL и INL и с разной стратификацией дендритных процессов.В зрячей сетчатке mRGCs участвуют в регуляции зрачкового светового рефлекса, чего нет у Spalax (Schmidt et al., 2011b). Меланопсин также не участвует в зрительных задачах, как предполагается для зрячей сетчатки (Allen et al., 2014; Storchi et al., 2015).
Общий подсчет клеток с использованием RGC-маркера RBPMS (Rodriguez et al., 2014) показывает, что ~ 900 RGC обнаруживаются в сетчатке Spalax в зависимости от метода, используемого для подсчета клеток. Это очень похоже на результаты предыдущего исследования Cooper et al.(1993a), сделанные на сетчатке с плоским креплением после ретроградного отслеживания от зрительного нерва. Мы провели подсчет центрального профиля (La Morgia et al., 2015) на сагиттальных срезах всего глаза. Мы применили подход «разделения секций», подсчитывая каждую третью секцию, чтобы минимизировать ошибки подсчета. Из-за возможности «перерасчета» в сагиттальных сечениях мы также предоставили исправленное число, используя уравнение Аберкромби (Guillery, 2002). Хотя этот метод должен гарантировать проблемы с перерасчетом, по сравнению с подсчетом клеток, полученным в горизонтальном разрезе, мы могли недооценить общее количество RGC после коррекции Аберкромби.Несмотря на расхождение в количестве mRGC в зависимости от используемого материала, 87% экспрессируют меланопсин, и из этих 5% были перемещены в INL. Количество смещенных мРГК меньше, чем в зрячих глазах, хотя доля смещенных клеток различается у разных видов млекопитающих. У людей замещается около 50% всех клеток меланопсина (Dacey et al., 2005), у ночных грызунов, таких как крысы и мыши (Nadal-Nicolas et al., 2014; Valiente-Soriano et al., 2014) ~ 5– 10% были смещены, в то время как у дневной травяной крысы, Arvicanthis niloticus , 25% RGC меланопсина перемещались в INL (Langel et al., 2015). У Talpa occidentalis , другого слепого землекопа, mRGC также были зарегистрированы как доминирующий тип RGC, хотя информации о количестве смещенных mRGC или о плотности mRGC нет (Carmona et al., 2010). До сих пор различному распределению смещенных мРГК не приписывалась функциональная роль, но вполне вероятно, что эти клетки получают разные синаптические входы от сетчатки, что представляет функциональное различие мРГК (циркадный захват, зрачковый световой рефлекс, ночное подавление мелатонин, маскировочное поведение).
Мы также идентифицировали другую популяцию RGC в сетчатке Spalax . Эта субпопуляция характеризовалась экспрессией Brn3a, кальретинина и RBPMS. Было показано, что Brn3a совместно локализуется с RBPMS у мышей, тогда как субпопуляция mRGC экспрессирует Brn3b, но не Brn3a (Galindo-Romero et al., 2013; Nadal-Nicolas et al., 2014; Rodriguez et al., 2014) . В Spalax Brn3a может представлять субпопуляцию Brn3a-положительных RGC, обнаруженных в зрячем глазу.Центральные выступы сетчатки в Spalax иннервируют несколько областей мозга, наиболее плотные проекции достигают SCN, но несколько областей в переднем и среднем мозге также иннервируются глазами (Bronchti et al., 1991; Cooper et al. , 1993б). Остается показать, действительно ли Brn3a, экспрессирующие RGCs в Spalax , нацелены на SCN и участвуют в циркадном времени, или эти проекции достигают других областей, участвующих в др. Функциях, связанных с NIF. Интересно, что в нескольких исследованиях на зрячих животных были продемонстрированы немеланопсиновые ретинальные проекции в SCN, некоторые из которых могут представлять Brn3a, экспрессирующие RGC (Hannibal and Fahrenkrug, 2004; Hattar et al., 2006; Hannibal et al., 2014).
Организация RGC меланопсина и синаптический контакт с палочками и колбочками
RGC меланопсина в зрячем глазу могут быть охарактеризованы процессами расслоения как внутренние и внешние стратифицирующие клетки (Dacey et al., 2005; Schmidt and Kofuji, 2009), а исследования с помощью электронной микроскопии (ЭМ) показали, что mRGC получают входные данные от биполярных и амакриновые клетки в слое 5 близко к INL и страте 1 близко к GCL (Belenky et al., 2003). В Spalax вход, по-видимому, исходит непосредственно от палочек и колбочек, а также от биполярных и амакриновых клеток.Дендриты меланопсина расслаиваются как в слое IPL, обнаруживаемом в зрячем глазу, так и в OPL, и, по-видимому, имеют прямой контакт с ножками стержня и конуса. Это существенная разница по сравнению с проекциями меланопсина в видимой сетчатке (Schmidt et al., 2011a). Мы использовали конфокальную световую микроскопию с большим увеличением с разрешением ~ 200 нм и идентифицировали потенциальные синапсы между палочками, колбочками и меланопсином, используя маркер синаптической ленты Ctbp2 (Schmitz et al., 2000; Sterling and Matthews, 2005) в сочетании с 3D анализ и компьютерный анализ совместной локализации.Одно ЭМ-исследование показало, что стержневые / конические ножки в Spalax содержат ленточные синапсы, обнаруженные в зрячей сетчатке. Такие синапсы были обнаружены рядом с внутренними сегментами фоторецепторов, а также в OPL (Cernuda-Cernuda et al., 2002). Наш подход обнаруживает тесный контакт между дистальными дендриттами меланопсина и ножками стержня и конуса с совместной локализацией Ctbp2, скорее всего, представляющих синаптические контакты. В исследовании Cernuda-Cernuda et al. (2002) фоторецепторы, экспрессирующие родопсин, были идентифицированы на уровне электронной микроскопии (ЭМ).Многие ножки фоторецепторов, расположенные в OPL, содержат синаптические ленты, а некоторые также расположены в INL. Мы обнаружили, что иммунореактивность родопсина локализована во внешнем (дегенерированном) сегменте и в мембране палочек, несущих фоторецепторные клетки, некоторые из которых были смещены в INL. Это согласуется с наблюдениями Cernuda-Cernuda et al. (2002). Мы впервые идентифицировали фоторецептор, экспрессирующий опсин L / W колбочек. Фоторецепторные клетки колбочек, как и стержни, располагались в основном в ONL, но их было меньше по количеству, чем стержней, и было обнаружено, что несколько клеток, несущих опсин колбочек, смещены в INL.Наши результаты обеспечивают анатомический субстрат для функционального появления зеленого конусообразного пигмента, о котором сообщалось ранее (Janssen et al., 2003). Эта перестройка процессов меланопсина может увеличивать и усиливать световую информацию для RGC меланопсина. S-конус-опсин не был обнаружен с помощью иммуногистохимии в нашей работе, что подтверждает гипотезу о том, что Spalax лишен UVS / VS-фотопигмента конуса (David-Gray et al., 2002). Однако S-опсин встречается у африканского землекопа ( Rodentia Bathyergidae ) (Peichl et al., 2004; Nemec et al., 2008) и у европейских слепышей ( Talpa europaea ) (Glosmann et al., 2008), у обоих были поверхностные глаза по сравнению с подкожным глазом у Spalax .
Меланопсиновые RGC иннервируются кальретинином, экспрессирующими амакриновые клетки и конические биполярные клетки
В дополнение к информации о входе света от внешней сетчатки, mRGC также получают вход через амакриновые и биполярные клетки в Spalax . Предыдущие ЭМ-исследования зрячей сетчатки предоставили доказательства таких входов, некоторые из которых осуществляются через ленточный синапс (Belenky et al., 2003). Используя ленточный маркер и 3D-анализ с высоким разрешением, мы обнаружили ленточные синапсы в восстановившихся биполярных клетках, которые были в тесном контакте с процессами меланопсина в IPL, скорее всего, представляя синаптические контакты. Рековерин обнаружен в фоторецепторных клетках и подтипах биполярных клеток колбочек (Euler and Wassle, 1995). Наши находки подтверждают синаптические контакты между фоторецепторными клетками, экспрессирующими регенерин в OPL. Хотя мы не можем различать разные подтипы биполярных клеток колбочек, похоже, восстановленные положительные биполярные клетки колбочек с ленточными синапсами устанавливают синаптические контакты с дендритами mRGCs в OPL / GCL.Мы не можем исключить, что рекаверин-положительные клетки в INL могут быть смещенными клетками фоторецепторов колбочек, но их локализация делает более вероятными биполярные клетки. Функциональное значение этих входов в RGC меланопсина еще предстоит определить. Недавно было показано, что информация о цвете опосредуется RGC меланопсина (Walmsley et al., 2015). Поскольку глаза Spalax спрятаны за мехом, кожей и погребены в железе Хардера, кажется вероятным, что другие длины волн, кроме синего света 490 нм, через стержни и колбочки L / M могут влиять на вывод системы меланопсина в мозг. .
Мы не обнаружили убедительного окрашивания PKC, который признан достоверным маркером биполярных клеток палочки (Greferath et al., 1990). Мы использовали несколько различных антител и обнаружили только слабое окрашивание в клетках INL, но из-за низкой интенсивности сигнала было невозможно определить тип клеток или проекции (не показаны). Хотя наличие входа в мРГК от палочковых биполярных клеток было продемонстрировано на обезьянах (Jusuf et al., 2007) и у крыс (Ostergaard et al., 2007), еще предстоит доказать, что они существуют в сетчатке Spalax . .
В заключение, наше исследование демонстрирует сложную схему сетчатки, используемую Spalax для обнаружения света с использованием родопсина, L / W колбочки опсина и меланопсина, и предоставляет доказательства того, что основные проекции в мозг (87%) опосредуются через mRGC и немеланопсиновый путь к мозгу существует в Spalax .
Взносы авторов
JH разработал идею исследования. А.А. доставил животных. JH и GE выполнили часть IHC и написали первый черновик.JH и GE сделали рисунки и дополнительные фильмы из изображений, полученных на iMIC. GE провела подсчет клеток и измерила дендритное поле. GE и JH завершили рукопись.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Эта работа была поддержана Датским биотехнологическим центром сотовой связи (JH) и грантом UA2010-48536273 из Университета Аликанте (GE).Благодарим Аниту Хансен за отличную техническую помощь при окрашивании ИГХ.
Дополнительные материалы
Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fnana.2016.00061
Список литературы
Аллен А. Э., Сторчи Р., Марсьяль Ф. П., Петерсен Р. С., Монтемурро М. А., Браун Т. М. и др. (2014). Световая адаптация зрения мышей, управляемая меланопсином. Curr. Биол. 24, 2481–2490.DOI: 10.1016 / j.cub.2014.09.015
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Беленький М. А., Смераски К. А., Провенсио И., Солларс П. Дж. И Пикард Г. Э. (2003). Меланопсиновые ганглиозные клетки сетчатки получают синапсы биполярных и амакриновых клеток. J. Comp. Neurol. 460, 380–393. DOI: 10.1002 / cne.10652
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бронхти, Г., Радо, Р., Теркель, Дж., И Воллберг, З. (1991). Проекции сетчатки у слепого землекопа: исследование естественной дегенерации с отслеживанием WGA-HRP. Brain Res. Dev. Brain Res. 58, 159–170. DOI: 10.1016 / 0165-3806 (91)
-Z
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Кармона, Ф. Д., Глосманн, М., Оу, Дж., Хименес, Р., и Коллинсон, Дж. М. (2010). Развитие и функции сетчатки у «слепой» родинки. Proc. Биол. Sci. 277, 1513–1522. DOI: 10.1098 / rspb.2009.1744
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чернуда-Чернуда, Р., ДеГрип, У. Дж., Купер, Х.М., Нево, Э., и Гарсия-Фернандес, Дж. М. (2002). Сетчатка Spalax ehrenbergi. Новые гистологические особенности, подтверждающие измененную фотосенсорную роль. Инвест. Офтальмол. Vis. Sci. 43, 2374–2383.
Google Scholar
Купер Х. М., Хербин М. и Нево Э. (1993a). Глазная регрессия скрывает адаптивное развитие зрительной системы у слепого подземного млекопитающего. Природа 361, 156–159.
PubMed Аннотация | Google Scholar
Купер, Х.М., Хербин М. и Нево Э. (1993b). Зрительная система микрофтальмологического млекопитающего от природы: слепого землекопа Spalax ehrenbergi. [Рассмотрение]. J. Comp. Neurol. 328, 313–350.
PubMed Аннотация | Google Scholar
Цуй, К., Рен, К., Солларс, П. Дж., Пикард, Г. Э. и Со, К. Ф. (2015). Устойчивость к травмам у собственно светочувствительных ганглиозных клеток сетчатки к экспрессии меланопсина. Неврология 284C, 845–853. DOI: 10.1016 / j.neuroscience.2014.11.002
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дэйси, Д. М., Ляо, Х. В., Петерсон, Б. Б., Робинсон, Ф. Р., Смит, В. К., Покорны, Дж. И др. (2005). Экспрессирующие меланопсин ганглиозные клетки сетчатки приматов сигнализируют о цвете и освещенности и проецируются в LGN. Природа 433, 749–754. DOI: 10.1038 / nature03387
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дэвид-Грей, З.К., Беллингхэм, Дж., Муньос, М., Авиви, А., Нево, Э. и Фостер, Р.Г. (2002). Адаптивная потеря чувствительного к ультрафиолету / ультрафиолетового излучения (UVS / VS) конусного опсина у слепого землекопа (Spalax ehrenbergi). Eur. J. Neurosci. 16, 1186–1194. DOI: 10.1046 / j.1460-9568.2002.02161.x
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дэвид-Грей, З. К., Купер, Х. М., Янссен, Дж. У., Нево, Э. и Фостер, Р. Г. (1999). Спектральная настройка циркадного фотопигмента у подземного «слепого» млекопитающего (Spalax ehrenbergi). FEBS Lett. 461, 343–347. DOI: 10.1016 / S0014-5793 (99) 01455-6
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дэвид-Грей, З. К., Янссен, Дж. У., ДеГрип, У. Дж., Нево, Э. и Фостер, Р. Г. (1998). Обнаружение света у «слепого» млекопитающего. Nat. Neurosci. 1, 655–656. DOI: 10.1038 / 3656
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дхисси-Беняхья, О., Риэ, К., Хат, Р. А., и Купер, Х. М. (2006). Иммуногистохимическое доказательство наличия конуса меланопсина в сетчатке человека. Инвест. Офтальмол. Vis. Sci. 47, 1636–1641. DOI: 10.1167 / iovs.05-1459
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Эскива, Г., Лакс, П., и Куэнка, Н. (2013). Поражение собственно светочувствительных ганглиозных клеток сетчатки, связанное с поздними стадиями дегенерации сетчатки. Инвест. Офтальмол. Vis. Sci. 54, 4605–4618. DOI: 10.1167 / iovs.13-12120
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фаренкруг, Дж., Буль, Т., и Ганнибал, Дж. (1995). Пептиды, производные от PreproPACAP, встречаются в опухолях, продуцирующих VIP, и сосуществуют с VIP. Регул. Pept . 58, 89–98.
PubMed Аннотация | Google Scholar
Галиндо-Ромеро, К., Хименес-Лопес, М., Гарсия-Аюсо, Д., Салинас-Наварро, М., Надаль-Николас, Ф. М., Агудо-Барриузо, М. и др. (2013). Число и пространственное распределение собственно светочувствительных ганглиозных клеток сетчатки у взрослых крыс-альбиносов. Exp. Eye Res. 108, 84–93.DOI: 10.1016 / j.exer.2012.12.010
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Глосманн М., Штайнер М., Пайхл Л. и Анельт П. К. (2008). Конические фоторецепторы и потенциальное ультрафиолетовое зрение у подземного насекомоядного, европейского крота. J. Vis. 8 , 23. 1–12. DOI: 10.1167 / 8.4.23
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Греферат У., Грюнерт У. и Вассл Х. (1990). Стержневые биполярные клетки в сетчатке млекопитающих проявляют иммунореактивность, подобную протеинкиназе С. J. Comp. Neurol. 301, 433–442. DOI: 10.1002 / cne.0308
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ганнибал, Дж., Хиндерссон, П., Кнудсен, С. М., Георг, Б., и Фаренкруг, Дж. (2002a). Фотопигмент меланопсин присутствует исключительно в PACAP, содержащем ганглиозные клетки сетчатки ретиногипоталамического тракта. J. Neurosci. 22: RC191.
PubMed Аннотация
Ганнибал, Дж., Хиндерссон, П., Нево, Э., и Фаренкруг, Дж.(2002b). Циркадный фотопигмент меланопсин экспрессируется у слепого подземного землекопа Spalax. Нейроотчет 13, 1411–1414. DOI: 10.1097 / 00001756-200208070-00013
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ганнибал, Дж., Канкипати, Л., Стренг, К. Э., Петерсон, Б. Б., Дейси, Д., и Гамлин, П. Д. (2014). Центральные проекции собственно светочувствительных ганглиозных клеток сетчатки у макак. J. Comp. Neurol. 522, 2231–2248.DOI: 10.1002 / cne.23555
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Hattar, S., Kumar, M., Park, A., Tong, P., Tung, J., Yau, K. W., et al. (2006). Центральные проекции ганглиозных клеток сетчатки, экспрессирующих меланопсин, у мышей. J. Comp. Neurol. 497, 326–349. DOI: 10.1002 / cne.20970
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хаттар, С., Ляо, Х. В., Такао, М., Берсон, Д. М., и Яу, К. В. (2002). Меланопсин-содержащие ганглиозные клетки сетчатки: архитектура, проекции и внутренняя светочувствительность. Наука 295, 1065–1070. DOI: 10.1126 / science.1069609
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хаттар, С., Лукас, Р. Дж., Мросовский, Н., Томпсон, С., Дуглас, Р. Х., Хэнкинс, М. В. и др. (2003). Меланопсин и фоторецептивные системы палочки-колбочки отвечают за все основные вспомогательные зрительные функции у мышей. Природа 424, 76–81. DOI: 10.1038 / nature01761
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Джаганнатх, А., Hughes, S., Abdelgany, A., Pothecary, C.A., Di Pretoro, S., Pires, S.S, et al. (2015). Изоформы меланопсина опосредуют различные поведенческие реакции на свет. Curr. Биол. 25, 2430–2434. DOI: 10.1016 / j.cub.2015.07.071
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Джайн В., Равиндран Э. и Дхингра Н. К. (2012). Дифференциальная экспрессия факторов транскрипции Brn3 в изначально светочувствительных ганглиозных клетках сетчатки у мышей. J. Comp.Neurol. 520, 742–755. DOI: 10.1002 / cne.22765
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Янссен, Дж. У., Бови-Гертс, П. Х., Петерс, З. П., Боумейкер, Дж. К., Купер, Х. М., Дэвид-Грей, З. К. и др. (2000). Полнофункциональный стержневой зрительный пигмент у слепого млекопитающего. Аргументы в пользу адаптивной функциональной перестройки? J. Biol. Chem. 275, 38674–38679. DOI: 10.1074 / jbc.M008254200
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Янссен, Дж.У., Дэвид-Грей, З. К., Бови-Гертс, П. Х., Нево, Э., Фостер, Р. Г., и ДеГрип, У. Дж. (2003). Зеленый конусообразный пигмент у «слепого» землекопа Spalax ehrenbergi: функциональная экспрессия и фотохимическая характеристика. Photochem. Photobiol. Sci. 2, 1287–1291. DOI: 10.1039 / B300059C
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Юсуф П. Р., Ли С. К., Ганнибал Дж. И Грюнерт У. (2007). Характеристика и синаптическая связь меланопсин-содержащих ганглиозных клеток в сетчатке приматов. Eur. J. Neurosci. 26, 2906–2921. DOI: 10.1111 / j.1460-9568.2007.05924.x
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ла Морджиа, К., Росс-Сиснерос, Ф. Н., Короньо, Ю., Хнибал, Дж., Галласси, Р., Канталупо, Г., и др. (2015). Потеря меланопсина ганглиозных клеток сетчатки при болезни Альцгеймера. Ann. Neurol. 79, 90–109. DOI: 10.1002 / ana.24548
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст
Лангель, Дж. Л., Смейл, Л., Эскива, Г.и Ганнибал Дж. (2015). Центральные проекции меланопсина у дневных грызунов Arvicanthis niloticus. Фронт. Нейроанат. 9:93. DOI: 10.3389 / fnana.2015.00093
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ли, Э. С., Ли, Дж. Й. и Чон, К. Дж. (2010). Типы и плотность калретинин-содержащих ганглиозных клеток сетчатки у мышей. Neurosci. Res. 66, 141–150. DOI: 10.1016 / j.neures.2009.10.008
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ли, С.К., Велтцин, Ф., Мэдиган, М. К., Мартин, П. Р., Грюнерт, У. (2016). Идентификация типов амакриновых, замещенных амакриновых и бистратифицированных ганглиозных клеток в сетчатке человека с помощью антител против кальретинина. J. Comp. Neurol. 524, 39–53. DOI: 10.1002 / cne.23821
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лукас Р. Дж., Хаттар С., Такао М., Берсон Д. М., Фостер Р. Г. и Яу К. В. (2003). Снижение зрачкового светового рефлекса при высокой освещенности у мышей с нокаутом меланопсина. Наука 299, 245–247. DOI: 10.1126 / science.1077293
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Милам, А.Х., Роуз, Л., Сидесиян, А.В., Баракат, М.Р., Тан, В.К., Гупта, Н. и др. (2002). Ядерный рецептор NR2E3 играет роль в дифференцировке и дегенерации фоторецепторов сетчатки человека. Proc. Natl. Акад. Sci. США 99, 473–478. DOI: 10.1073 / pnas.022533099
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст
Надаль-Николя, Ф.M., Jimenez-Lopez, M., Salinas-Navarro, M., Sobrado-Calvo, P., Alburquerque-Bejar, J.J., Vidal-Sanz, M., et al. (2012). Общее количество, распределение и коэкспрессия факторов транскрипции brn3 в ганглиозных клетках сетчатки взрослых крыс-альбиносов и пигментированных крыс. PLoS ONE 7: e49830. DOI: 10.1371 / journal.pone.0049830
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Надаль-Николас, Ф. М., Салинас-Наварро, М., Хименес-Лопес, М., Собрадо-Кальво, П., Вильегас-Перес, М.П., Видаль-Санз М. и др. (2014). Смещенные ганглиозные клетки сетчатки у крыс-альбиносов и пигментированных крыс. Фронт. Нейроанат. 8:99. DOI: 10.3389 / fnana.2014.00099
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Nemec, P., Cvekova, P., Benada, O., Wielkopolska, E., Olkowicz, S., Turlejski, K., et al. (2008). Зрительная система подземных африканских слепышей (Rodentia, Bathyergidae): сетчатка, подкорковые зрительные ядра и первичная зрительная кора. Brain Res.Бык. 75, 356–364. DOI: 10.1016 / j.brainresbull.2007.10.055
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Нево Е., Иваниская И., Бейлс А. (2001). Адаптивное излучение слепых субтерранских кротовых крыс: наименование и пересмотр четырех видов-братьев и сестер надвидов Spalax Ehrenbergi в Израиле: Spalax Gallili (2n = 52), S. Golani (2n = 54), S. Carmeli (2n = 58) и С. Иудей (2n = 60) . Лейден, Нидерланды: Издательство Bachkhuys.
Остергаард, Дж., Ганнибал, Дж., И Фаренкруг, Дж. (2007). Синаптический контакт между меланопсин-содержащими ганглиозными клетками сетчатки и палочковидными биполярными клетками. Инвест. Офтальмол. Vis. Sci. 48, 3812–3820. DOI: 10.1167 / iovs.06-1322
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Пайхл Л., Немек П. и Бурда Х. (2004). Необычные свойства конуса и прута у подземных африканских землекопов (Rodentia, Bathyergidae). Eur. J. Neurosci. 19, 1545–1558. DOI: 10.1111 / j.1460-9568.2004.03263.x
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Райфлер А. Н., Червенак А. П., Доликян М. Э., Бененати Б. А., Мейерс Б. С., Демерцис З. Д. и др. (2015). Сетчатка крысы имеет пять типов фоторецепторов ганглиозных клеток. Exp. Eye Res. 130, 17–28. DOI: 10.1016 / j.exer.2014.11.010
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Родригес, А. Р., Севилья Мюллер, Л. П., и Бреча, Н. К.(2014). РНК-связывающий белок RBPMS является селективным маркером ганглиозных клеток сетчатки млекопитающих. J. Comp. Neurol. 522, 1411–1443. DOI: 10.1002 / cne.23521
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сакаи, Т., Кальдероне, Дж. Б., Льюис, Г. П., Линберг, К. А., Фишер, С. К., и Джейкобс, Г. Х. (2003). Восстановление фоторецепторов конуса после экспериментального отсоединения и повторного прикрепления: иммуноцитохимическое, морфологическое и электрофизиологическое исследование. Инвест. Офтальмол. Vis. Sci. 44, 416–425. DOI: 10.1167 / iovs.02-0633
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Саньял, С., Янсен, Х. Г., Де Грип, В. Дж., Нево, Э., и де Йонг, В. В. (1990). Глаз слепого землекопа, Spalax ehrenbergi. Рудимент со скрытой функцией? Инвест. Офтальмол. Vis. Sci. 31, 1398–1404.
PubMed Аннотация | Google Scholar
Шмидт, Т. М., Чен, С. К., и Хаттар, С. (2011a).По своей природе светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки: множество подтипов, различные функции. Trends Neurosci. 34, 572–580. DOI: 10.1016 / j.tins.2011.07.001
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шмидт, Т. М., До, М. Т., Дейси, Д., Лукас, Р., Хаттар, С., и Матыниа, А. (2011b). Меланопсин-положительные по своей природе светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки: от формы к функции. J. Neurosci. 31, 16094–16101. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.4132-11.2011
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шмидт, Т. М., и Кофуджи, П. (2009). Функциональные и морфологические различия между внутренне светочувствительными ганглиозными клетками сетчатки. J. Neurosci. 29, 476–482. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.4117-08.2009
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шмидт, Т. М., и Кофуджи, П. (2010). Влияние дифференциального пути колбочек на подтипы внутренних светочувствительных ганглиозных клеток сетчатки. J. Neurosci. 30, 16262–16271. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.3656-10.2010
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шмитц Ф., Кенигсторфер А. и Судхоф Т. К. (2000). RIBEYE, компонент синаптических лент: эволюционное путешествие белка дает представление о функции синаптических лент. Нейрон 28, 857–872. DOI: 10.1016 / S0896-6273 (00) 00159-8
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сторчи, р., Милосавлевич, Н., Элефтериу, К. Г., Марсьяль, Ф. П., Орловска-Фейер, П., Бедфорд, Р. А. и др. (2015). Увеличение поддерживаемой активности, вызванное меланопсином, повышает надежность зрительной реакции таламуса на смоделированном рассвете. Proc. Natl. Акад. Sci. США 112, E5734 – E5743. DOI: 10.1073 / pnas.1505274112
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Валиенте-Сориано, Ф. Дж., Гарсия-Аюсо, Д., Ортин-Мартинес, А., Хименес-Лопес, М., Галиндо-Ромеро, К., Виллегас-Перес, М. П. и др. (2014). Распределение меланопсин-положительных нейронов у пигментированных мышей и мышей-альбиносов: данные о интернейронах меланопсина в сетчатке мышей. Фронт. Нейроанат. 8: 131. DOI: 10.3389 / fnana.2014.00131
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Уолмсли, Л., Ханна, Л., Муланд, Дж., Марсьяль, Ф., Уэст, А., Смедли, А. Р. и др. (2015). Цвет как сигнал для включения циркадных часов млекопитающих. PLoS Biol. 13: e1002127.DOI: 10.1371 / journal.pbio.1002127
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
ZFIN Все рисунки, Salbreux et al., 2012
Инжир.S4
Дифференциация фоторецепторов колбочек и разработка апикального отростка. A) Криосрез сетчатки личиночных трансгенных рыб ( mi2009 ) через 4 дня после оплодотворения (dpf), в котором синие и УФ-конусы экспрессируют репортеры mCherry и EGFP (псевдоцветные синие и пурпурные соответственно), которые заполняют цитоплазму клетки. OLM (стрелка) помечен иммуноокрашиванием ZO-1 (желтый).Развивающиеся внутренний и внешний сегменты колбочек апикально выступают за OLM. B) Личинка mi2009 рыбы с 4 dpf, иммуномеченная на Crb2a (желтый). Обратите внимание, что белок Crb2a выходит за пределы OLM (стрелка) на плазматической мембране внутренних сегментов. C) На 10 dpf внутренний и внешний сегменты конуса удлиняются еще больше, а белок Crb2a также распространяется дальше апикально на внутренних сегментах. Стрелка указывает уровень OLM. D) Изображение с помощью дифференциального интерференционного контраста (ДИК) криосреза сетчатки взрослой рыбки данио, иммуномеченного ZO-1 (желтый) для маркировки OLM (стрелка).Внутренний и внешний сегменты колбочек отходят на вершину; УФ-конусы самые короткие, синие (B) конусы длиннее, а красные и зеленые (RG) двойные конусы самые длинные. E) ДИК-изображение с иммунолокализацией белка Crb2a на внутренних сегментах колбочек. Черная стрелка указывает на OLM. На вставке показан белок Crb2a на границе между красными и зелеными двойными конусами (белые стрелки). F) То же изображение, что и на панели E, без канала DIC. G) Изображение с помощью дифференциального интерференционного контраста (ДИК) криосреза сетчатки взрослого трансгенного данио ( mi2002 ), экспрессирующего флуоресцентный репортер в глии Мюллера (голубой) и иммуно меченного Crb2a (желтый).H) То же изображение, что и на панели E, без канала DIC. Отростки мюллеровой глии (белые стрелки) апикально выходят за пределы OLM, но не до Crb2a (желтые). Отростки Мюллера не разделяют границу раздела между внутренними сегментами пар красных и зеленых двойных конусов, которые имеют сильное окрашивание на Crb2a (желтые стрелки). I) Левая половина: ДИК-изображение криосреза сетчатки взрослой трансгенной рыбки данио ( mi2002 ), экспрессирующего флуоресцентный репортер в глии Мюллера (голубой) и иммуноокрашенного с помощью zpr1 , который маркирует красные и зеленые колбочки (пурпурный).Правая половина: то же изображение без канала DIC. Отростки глии Мюллера (белая стрелка) не расположены между внутренними сегментами пар двойных конусов красного и зеленого цветов (пурпурная стрелка). J – L) Отдельные оптические срезы из конфокального изображения z-стека иммунной метки Crb2a рядом с краем сетчатки в плоском креплении сетчатки (обрезанная версия из той же серии изображений, показанной на рисунке 6A). Панель J находится на уровне OLM, панель K — это субапикальная область (SAR) на расстоянии 2,5 мкм от OLM, а панель L — это SAR на расстоянии 5 мкм от OLM.Идентичность подтипов фоторецепторов колбочек обозначена звездочками: красный, зеленый, синий и УФ (пурпурный) соответственно. В SAR Crb2a имеет плоское поляризованное распределение — оно выражается на более высоких уровнях на границах раздела красного, зеленого и синего конусов внутри столбца.
Рубрика
Разное
Добавить комментарий Отменить ответ
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Необходимые поля отмечены*
Рубрики
Ванная
Гостинная
Детская
Дизайн
Дизайнерские советы
Зал
Зонирование
Интерьер
Квартира
Коридор
Кухня
Спальня
Стиль
Разное

ЗАО "Акфен"
8(4012) 79-16-06 Написать сообщение
Калининград, Виллима Фермора, 5
+7(4012) 79 16 06
+7(4012) 73 83 73
2019 © Все права защищены. Карта сайта

Размер изображения	Идеально подходит для
Ю	Интернет и блоги, социальные сети и мобильные приложения.
м	Брошюры и каталоги, журналы и открытки.
л	Плакаты и баннеры для дома и улицы.
XL	Фоны, рекламные щиты и цифровые экраны.

тип	λ (нм)	Δλ (нм)	L _c ( μ м)	волокно (м)	патч (град.)	мощность на глаз (мВт)
LD	670	0.97	144	300	1,8	6,0, 2,0, 3,0 ^*
SLD	835	18,7 ^† / 5,0 ^‡	11,5 ^{† ^{‡ 43}}	25	1,0	0,250
LD	915	3	88	400	1,7	3,0