制作昆虫脑结构的实体模型,不仅对昆虫脑解剖结构及功能的研究有重要意义,也为教学工作者提供一种很好的教具。本项研究以棉铃虫成虫为对象,利用免疫组织化学染色的方法,使用神经突触蛋白抗体对棉铃虫成虫的脑及脑内各结构进行荧光染色,通过共聚焦激光扫描显微镜扫描获得脑及脑内各结构的扫描图像,用AMIRA 5.3软件对脑扫描图像进行分析,构建了脑以及脑内各结构的三维结构模型,并在此基础上运用3D打印技术,制作了棉铃虫脑的实体模型。本研究结果如下:(1)依据染色标记结果分析和构建了包括视叶、蕈形体、中央复合体、前视结节和触角叶等边界清晰的神经髓,并精确计算了其体积和相对体积,其他边界模糊的神经髓则与咽下神经节一起标记为中间脑。视叶、蕈形体、前视结节、触角叶都以左右对称的方式成对存于脑中线的两侧,而中央复合体则是处于脑中线左右对称的单一脑结构。(2)棉铃虫成虫脑与咽下神经节愈合在一起,中间有一个食道孔。棉铃虫成虫脑是拥有左右对称结构的神经节,主要分为3个部分:前脑、中脑和后脑。前脑占据脑的大部分区域,在前脑内较易识别的结构有:视叶、蕈形体、中央复合体、前视结节。中脑主要包含触角叶。后脑相对前脑和中脑最不发达,向后与咽下神经节相连,未发现存在任何组织结构。(3)将构建的棉铃虫成虫脑三维模型转化为实体模型这一构思是可以实现的。采用PLA材料打印出棉铃虫成虫脑的3D模型,且视叶、触角叶、蕈形体叶、蕈形体冠、前视结节和中心体等结构由不同颜色的PLA材料打印而成,其整脑长为15 cm,高7.8 cm,宽5.3 cm。在触角叶、视叶、蕈形体冠、前视结节和中间脑连接的部位嵌入磁铁,中间脑由两个体积相等的空心结构组成且连接部位嵌有磁铁,蕈形体叶镶嵌于中间脑内,中心体被包围在中间脑的中心位置,这样脑模型的各个部分都可以轻松拆装。本研究首次明确了棉铃虫成虫的脑解剖结构,并构建了其三维数字化模型,结合3D打印技术将数字化模型转化为实体模型,为进一步研究棉铃虫脑结构发育和行为调控的机制奠定了解剖学基础,为棉铃虫脑的科研和教学工作提供了一个新的教具,也为其他昆虫脑实体模型的制作指明了新的方向。