JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Protocol
Risultati
Discussion
Divulgazioni
Acknowledgements
Materials
Riferimenti
Traduzione automatica
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Neuroscienze

In iştahlı İlişkilendirilebilir Olfaktör Öğrenme<em> Drosophila</em> Larva

Published: February 18, 2013
doi:
10.3791/4334
, , , ,
1Department of Biology,University of Konstanz, 2Department of Biology,University of Fribourg

Summary

Drosophila larvaları tat ödül ile koku uyaranlara ilişkilendirmek edebiliyoruz. Burada iştahlı çağrışımlı koku öğrenme analizine olanak sağlayan bir basit davranışsal paradigma tarif.

Abstract

Aşağıda biz Drosophila larvaları iştahlı çağrışımlı koku öğrenmenin metodolojik ayrıntılarını anlatacağız. Kurulumu, genetik parazit ile kombinasyon halinde basit bir larva özellikle beyinde birleştirici öğrenme nöronal ve moleküler temelleri analiz etmek için bir tutamak içerir.

Organizmalar mevcut davranışlarını ayarlamak için geçmiş deneyim kullanabilirsiniz. Davranışsal potansiyeliyle ilgili bu tür satın öğrenme olarak tanımlanır ve bellek izleri 1-4 olarak bu potansiyellerin fiziksel temelleri. Edilebilir Sinir bilimciler bu süreçlerin böceklerden omurgalı 5,6 arasında değişen model organizmalarda çeşitli yöntemler kullanarak beyinde moleküler ve nöronal değişiklikleri açısından organize nasıl anlamaya çalışın. Böyle bir çaba için bu basit ve deneysel erişilebilir model sistemlerde kullanılması yardımcı olur. Drosophila larva dayalı bu talepleri karşılamak için ortaya çıktı7-10: Sağlam davranışsal deneyleri, transgenik çeşitli teknikler ve sadece yaklaşık 10.000 nöron (bilişsel sınırlamalar, birkaç davranış seçenekleri ve sorgulanabilir deneyim zenginliği bazı tavizler ile de olsa) oluşan sinir sisteminin temel örgütün varlığının durumu .

Drosophila larvaları kokuları ve şeker 11-14 gibi iştahlı gustatuar donatı arasındaki ilişkileri kurabilir. Standart tahlil, B. Gerber laboratuarda kurulmuş, hayvanlar bir iki karşılıklı koku eğitim almaktadır: larva bir birinci grubu, bir tat güçlendiricidir (şeker ödül) ile bir arada bir koku maruz kalır ve daha sonra bir koku maruz kalır takviye 9 olmadan B. Takviye olmadan koku A yaşıyor ve sonradan takviye (şeker ödül) ile koku B maruz Öte yandan larva ikinci bir grup karşılıklı eğitimi alır. Aşağıda iki grup vardır tesİki kokuları arasında kendi tercihi için ted. Ödüllendirilir koku Nispeten yüksek tercihlerini çağrışımsal öğrenme yansıtır – bir performans indeksi (PI) olarak sunulmuştur. Performans indeksi ilişkisel mahiyeti ile ilgili sonuç ayrı kokular ve tastants gibi koku ve ödül pozlama, zaman ve taşıma geçişi iki grup 9 arasında farklılık yok gibi diğer parametreler arasındaki kontenjan gelen nedeni, zorlayıcı.

Protocol

1. Hazırlık Drosophila vahşi tip larva 25 yetiştirilir ° C ve 14/10 ışık / karanlık döngüsü 60% -80% nem. Her zaman 20 kadın standart sinek gıda yaklaşık 6 ml içeren bir flakon (6 cm yüksekliğinde ve 2.5 cm çapında) içine 10 erkek ile konur larvaların tam yaşı kontrol etmek için. Sinekler 12 saat boyunca yumurtalarını bırakmak için izin verilir ve ikinci gününde yeni bir şişeye aktarılır. 25 ° C yetiştirilen ve hemen davranışsal deney için kullanılıp kullan?…

Representative Results

Şekil 1A larva olfaktör çağrışımsal öğrenme için deneysel prosedürlerin genel bir görünümünü gösterir. Bir şeker ödül larvaları ile iki sunulan kokuların bir eşleştirme ile ödüllendirilmemiş koku ile karşılaştırıldığında, ödül koku doğru çekici bir tepki ifade etmek için potansiyel davranış kazanır. Larva iki grup her zaman ya da koku Ekim veya AM ile pekiştireç eşleştirme tarafından eğitilir. Performans indeksi (Pİ) karşılıklı eğitimli gruplar aras…

Discussion

Drosophila larvaları anlatılan kurulum kıyaslanabilir bir ilköğretim beynin içindeki birleştirici koku öğrenme soruşturma için izin verir. Yaklaşımı bir laboratuvar kurmak için, basit, ucuz, kolay ve yüksek teknoloji ekipman 9 gerektirmez. Biz fruktoz ödül 11 ile takviye iştahlı çağrışımsal öğrenme çalışma deneyi, bir sürümü mevcut. Anlatılan kurulumdan kapsamlı eğitim denemelerinin sayısı varyasyonları, tek tahlil karşı kitle tayini, saklama …

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Biz özellikle deney düzeneği ve el yazması üzerinde yorumlar hakkında teknik talimatlar için Gerber laboratuar üyelerine teşekkür etmek istiyorum. Biz de vahşi tip kantonlar stoklar sinek bakım ve onarım için Lyubov Pankevych ederim. Bu çalışma DFG hibe TH1584/1-1, SNF hibe 31003A_132812 / 1 ve Konstanz Üniversitesi Zukunftskolleg (bütün AST) tarafından desteklenmektedir.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number CAS number
Fructose Sigma 47740 57-48-7
NaCl Fluka 71350 7647-14-5
Agarose Sigma A5093 9012-36-6
1-octanol Sigma 12012 111-87-5
Amylacetate Sigma 46022 628-63-7
Paraffin oil Sigma 18512 8012-95-1
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Riferimenti

  1. Pawlow, I. P. New Researches on Conditioned Reflexes. Science. 58, 359-361 (1923).
  2. Heisenberg, M. Mushroom body memoir: from maps to models. Nat. Rev. Neurosci. 4, 266-275 (2003).
  3. Kandel, E. R. Cellular insights into behavior and learning. Harvey Lect. 73, 19-92 (1979).
  4. Gerber, B., Tanimoto, H., Heisenberg, M. An engram found? Evaluating the evidence from fruit flies. Curr. Opin. Neurobiol. 14, 737-744 (2004).
  5. Milner, B., Squire, L. R., Kandel, E. R. Cognitive neuroscience and the study of memory. Neuron. 20, 445-468 (1998).
  6. Keene, A. C., Waddell, S. Drosophila olfactory memory: single genes to complex neural circuits. Nat. Rev. Neurosci. 8, (2007).
  7. Duffy, J. B. GAL4 system in Drosophila: a fly geneticist’s Swiss army knife. Genesis. 34, 1-15 (2002).
  8. Gerber, B., Stocker, R. F., Tanimura, T., Thum, A. S. Smelling, tasting, learning: Drosophila as a study case. Results Probl. Cell. Differ. 47, 139-185 (2009).
  9. Gerber, B., Stocker, R. F. The Drosophila larva as a model for studying chemosensation and chemosensory learning: a review. Chem. Senses. 32, 65-89 (2007).
  10. Venken, K. J., Simpson, J. H., Bellen, H. J. Genetic manipulation of genes and cells in the nervous system of the fruit fly. Neuron. 72, 202-230 (2011).
  11. Gerber, B., Hendel, T. Outcome expectations drive learned behaviour in larval Drosophila. Proc. Biol. Sci. 273, 2965-2968 (2006).
  12. Schleyer, M., et al. A behavior-based circuit model of how outcome expectations organize learned behavior in larval Drosophila. Learn Mem. 18, 639-653 (2011).
  13. Pauls, D., Selcho, M., Gendre, N., Stocker, R. F., Thum, A. S. Drosophila larvae establish appetitive olfactory memories via mushroom body neurons of embryonic origin. J. Neurosci. 30, 10655-10666 (2010).
  14. Selcho, M., Pauls, D., Han, K. A., Stocker, R. F., Thum, A. S. The role of dopamine in Drosophila larval classical olfactory conditioning. PLoS One. 4, e5897 (2009).
  15. Neuser, K., Husse, J., Stock, P., Gerber, B. Appetitive olfactory learning in Drosophila larvae:effects of repetition, reward strength, age, gender, assay type and memory span. Animal Behaviour. 69, 891-898 (2005).
  16. Scherer, S., Stocker, R. F., Gerber, B. Olfactory learning in individually assayed Drosophila larvae. Learn Mem. 10, 217-225 (2003).
  17. Aceves-Pina, E. O., Quinn, W. G. Learning in normal and mutant Drosophila larvae. Science. 206, 93-96 (1979).
  18. Heisenberg, M., Borst, A., Wagner, S., Byers, D. Drosophila mushroom body mutants are deficient in olfactory learning. J. Neurogenet. 2, 1-30 (1985).
  19. Khurana, S., Abu Baker, M. B., Siddiqi, O. Odour avoidance learning in the larva of Drosophila melanogaster. J. Biosci. 34, 621-631 (2009).
  20. Pauls, D., et al. Electric shock-induced associative olfactory learning in Drosophila larvae. Chem. Senses. 35, 335-346 (2010).
  21. Eschbach, C., et al. Associative learning between odorants and mechanosensory punishment in larval Drosophila. J. Exp. Biol. 214, 3897-3905 (2011).
  22. von Essen, A. M., Pauls, D., Thum, A. S., Sprecher, S. G. Capacity of visual classical conditioning in Drosophila larvae. Behav. Neurosci. 125, 921-929 (2011).
  23. Gerber, B., et al. Visual learning in individually assayed Drosophila larvae. J. Exp. Biol. 207, 179-188 (2004).
  24. Rohwedder, A., et al. Nutritional Value-Dependent and Nutritional Value-Independent Effects on Drosophila melanogaster Larval Behavior. Chem. Senses. , (2012).
  25. Lee, T., Lee, A., Luo, L. Development of the Drosophila mushroom bodies: sequential generation of three distinct types of neurons from a neuroblast. Development. 126, 4065-4076 (1999).
  26. Ito, K., et al. The organization of extrinsic neurons and their implications in the functional roles of the mushroom bodies in Drosophila melanogaster Meigen. Learn Mem. 5, 52-77 (1998).
  27. Wang, J., et al. Transmembrane/juxtamembrane domain-dependent Dscam distribution and function during mushroom body neuronal morphogenesis. Neuron. 43, 663-672 (2004).
  28. Robertson, K., Mergliano, J., Minden, J. S. Dissecting Drosophila embryonic brain development using photoactivated gene expression. Dev. Biol. 260, 124-137 (2003).
  29. Zhou, L., et al. Cooperative functions of the reaper and head involution defective genes in the programmed cell death of Drosophila central nervous system midline cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94, 5131-5136 (1997).
  30. Kitamoto, T. Conditional modification of behavior in Drosophila by targeted expression of a temperature-sensitive shibire allele in defined neurons. J. Neurobiol. 47, 81-92 (2001).
  31. Schroll, C., et al. Light-induced activation of distinct modulatory neurons triggers appetitive or aversive learning in Drosophila larvae. Curr. Biol. 16, 1741-1747 (2006).
  32. Rosenzweig, M., et al. The Drosophila ortholog of vertebrate TRPA1 regulates thermotaxis. Genes Dev. 19, 419-424 (2005).
  33. Baines, R. A., Uhler, J. P., Thompson, A., Sweeney, S. T., Bate, M. Altered electrical properties in Drosophila neurons developing without synaptic transmission. J. Neurosci. 21, 1523-1531 (2001).
  34. Chen, Y. C., Mishra, D., Schmitt, L., Schmuker, M., Gerber, B. A behavioral odor similarity “space” in larval Drosophila. Chem. Senses. 36, 237-249 (2011).
  35. Saumweber, T., Husse, J., Gerber, B. Innate attractiveness and associative learnability of odors can be dissociated in larval Drosophila. Chem. Senses. 36, 223-235 (2011).
  36. von Essen, A. M., Pauls, D., Thum, A. S., Sprecher, S. G. Capacity of visual classical conditioning in Drosophila larvae. Behav. Neurosci. , (2011).
  37. Honjo, K., Furukubo-Tokunaga, K. Induction of cAMP response element-binding protein-dependent medium-term memory by appetitive gustatory reinforcement in Drosophila larvae. J. Neurosci. 25, 7905-7913 (2005).
  38. Honjo, K., Furukubo-Tokunaga, K. Distinctive neuronal networks and biochemical pathways for appetitive and aversive memory in Drosophila larvae. J. Neurosci. 29, 852-862 (2009).
  39. Khurana, S., et al. Olfactory Conditioning in the Third Instar Larvae of Drosophila melanogaster Using Heat Shock Reinforcement. Behav. Genet. 42, 151-161 (2012).
  40. Tully, T., Cambiazo, V., Kruse, L. Memory through metamorphosis in normal and mutant. 14, 68-74 (1994).
  41. Michels, B., et al. Cellular site and molecular mode of synapsin action in associative learning. Learn Mem. 18, 332-344 (2011).
  42. Saumweber, T., et al. Behavioral and synaptic plasticity are impaired upon lack of the synaptic protein SAP47. J. Neurosci. 31, 3508-3518 (2011).
  43. Pfeiffer, B. D., et al. Refinement of tools for targeted gene expression in Drosophila. Genetica. 186, 735-755 (2010).
  44. Rosenzweig, M., Kang, K., Garrity, P. A. Distinct TRP channels are required for warm and cool avoidance in Drosophila melanogaster. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 14668-14673 (2008).

Tags

AppetitiveAssociativeOlfactory LearningDrosophila LarvaeGenetic InterferenceNeuronal ChangesMolecular ChangesMemory TracesModel OrganismsSimpleExperimentally AccessibleBehavioral AssaysTransgenic TechniquesNervous SystemOdorsGustatory ReinforcementSugar

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citazione di questo articolo
Apostolopoulou, A. A., Widmann, A., Rohwedder, A., Pfitzenmaier, J. E., Thum, A. S. Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae. J. Vis. Exp. (72), e4334, doi:10.3791/4334 (2013).
Scarica citazione
Ristampe e autorizzazioni

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image