食物成瘾及其神经环路调控机制

食物成瘾是指人们对某些特定食物(高度加工、可口、高热量的食物)的依赖性达到难以控制的程度,并表现出一系列成瘾样的行为学变化,具有强迫性、长期性和反复性的特点。食物成瘾可引起肥胖症,而且是大部分人不能维持减肥效果或坚持限制性饮食以保持健康体重的核心因素。深入理解食物成瘾及其神经生物学机制,将为干预食物成瘾以改善肥胖提供准确的靶点。食物成瘾的诊断标准是耶鲁大学食物成瘾量表,而食物成瘾的动物模型为小鼠食物自我管理模型。外侧下丘脑-腹侧被盖区-伏隔核神经环路、腹侧被盖区-前边缘皮质-伏隔核神经环路和外侧隔核-结节核神经环路是调控食物成瘾的关键神经环路机制。

缅甸蟒蛇腹鳞表面的摩擦机理及摩擦各向异性研究

采用原子力显微镜观察缅甸蟒蛇腹鳞表面的微观结构,采用UMT-2型摩擦磨损试验机研究不同载荷及运动方向的腹鳞表面的宏观摩擦各向异性,建立了摩擦运动的接触模型,分析了腹鳞表面的磨损机理.结果表明:腹鳞表面的微观结构由指状微突体和板结构部分周期排列而成,其结构可用9个特征参数定量描述;腹鳞表面摩擦力由分子作用力、表面微突体的犁沟力、楔形作用力以及材料弹性滞后共同引起;腹鳞表面的摩擦系数在0.07左右并与运动方向有关,摩擦系数随载荷增加而减小;后向运动及左、右侧向运动时摩擦系数基本相等,比前向运动时高33%左右;腹鳞表面微突体不同方向上倾斜角度的差异是引起摩擦各向异性的主要原因.研究结果对仿生制造摩擦各向异性表面提供实验依据.

蛇腹鳞表面的超微结构及减阻机理

用原子力显微镜观测了竹叶青蛇、短尾蝮蛇和赤链华游蛇腹鳞表面的超微结构,分析了腹鳞表面的减阻机理。结果表明:3种蛇腹鳞表面的超微结构均为微凸体、微孔和凹坑周期排列的规律结构;蛇的栖息环境不同,超微结构的排间距、微凸体长度以及微孔的直径、数量不同。从陆栖到水栖,微凸体长度逐渐减小,微孔数量逐渐增加。微凸体减少了腹鳞和地面间的实际接触面积,从而减小了滑动时的粘着力;腹鳞表面的疏水性,减少了接触面间水的粘附力。

竹叶青蛇腹鳞的超微结构及减阻机理

用原子力显微镜观察了竹叶青蛇腹鳞表面的超微结构;在微观多功能摩擦磨损实验机上,对腹鳞-不锈钢球摩擦副进行了摩擦试验;分析了腹鳞的减阻机理.试验结果表明:竹叶青蛇腹鳞的超微结构由三角形微凸体、微孔和凹坑周期排列而成;腹鳞表面的平均摩擦因数为0.183,且与载荷无关;腹鳞的摩擦阻力主要是粘着力和微凸体变形的滞后阻力.腹鳞的减阻机理是:微凸体减少了腹鳞的实际接触面积,从而降低了粘着力;微孔和凹坑分泌、存储的极性润滑液以及腹鳞表面的疏水性可以减小水的粘附力.

蛇类腹鳞材料的力学性能

利用TA-XT2i型物性测试仪研究了3种蛇(缅甸蟒蛇、红点锦蛇、乌梢蛇)腹鳞的拉伸力学性能、弹性度和松弛特性。测试结果表明:腹鳞材料属于黏弹性材料,材料的平均弹性模量为1.5 GPa左右,断裂强度小于90 MN/m2,其中,蟒蛇腹鳞的弹性模量最高,乌梢蛇的最低;蟒蛇和红点锦蛇腹鳞的强度极限高于乌梢蛇;乌梢蛇的弹性度最高,为92.5%,蟒蛇的最低,为76.5%;麦克斯韦三元模型适合于腹鳞材料的流变特性,3种腹鳞材料中,平衡弹性系数和黏性系数按照乌梢蛇、蟒蛇和红点锦蛇的顺序依次减小。

雄性胎生蜥蜴腹鳞颜色的分化及其影响因素研究

同性间动物体色的变异是一种普遍现象，在自然选择和性选择中起到重要的作用，并与其采用的繁殖策略密切相关。为了检验雄性胎生蜥蜴腹鳞颜色的分化机制和影响因素，于2012年5—6月，选取黑龙江省大兴安岭地区的一个胎生蜥蜴种群进行实验。结果表明：该胎生蜥蜴种群雄性个体的腹鳞主要分为橙红、桔黄和淡黄3种颜色，且在个体形态上（除了前后肢和腹鳞数外）存在明显的差异，推测腹鳞颜色的分化与年龄有关。温度和光照对腹鳞颜色具有间接的影响，在低温或无光条件下，3种颜色的雄性胎生蜥蜴的体重显著下降，腹鳞的颜色变暗。在此基础上，讨论了雄性胎生蜥蜴腹鳞颜色作为一种通讯信号所具有的潜在生态学意义。

腹鳞功能仿生的蛇形机器人仿真研究

受益于独特的冗余脊骨结构及鳞片皮肤,生物蛇具有极强的运动能力。目前受仿生皮肤材料的限制,大多采用双向被动轮实现鳞片的摩擦各向异性。双向被动轮使蛇形机器人能方便的前进后退,但存在驱动能力差、易打滑问题。因此,基于蛇腹鳞片的摩擦各向异性,提出一种基于棘轮结构的单排单向蛇形机器人,并在Solid Works软件中设计了机械模型。然后在ADAMS软件中对该机器人的运动能力进行了仿真研究,实现了蛇形机器人的直线运动和转向运动。仿真结果表明:单排单向蛇形机器人可以在斜坡上进行运动,具有较好的运动稳定性。