مشهي التعلم النقابي في الشم<em> ذبابة الفاكهة</em> اليرقات
Summary
ذبابة الفاكهة اليرقات قادرة على ربط المحفزات الرائحة مع مكافأة الذوقية. نحن هنا وصف لنموذج بسيط السلوكية التي تسمح للتحليل التعلم مشهي حاسة الشم النقابي.
Abstract
في ما يلي نحن تصف تفاصيل المنهجية للتعلم مشهي حاسة الشم النقابي في يرقات ذبابة الفاكهة. الإعداد، إلى جانب التدخل الجيني، ويوفر مؤشر إلى تحليل الأسس العصبية والجزيئية للتعلم النقابي على وجه التحديد في مخ اليرقات بسيطة.
يمكن استخدام الكائنات التجارب السابقة لضبط السلوك الحالي. ويمكن تعريف اكتساب مثل هذه الإمكانات السلوكية والتعلم، و. الأسس المادية لهذه الإمكانيات وآثار الذاكرة 1-4 علماء الأعصاب في محاولة لفهم كيفية تنظيم هذه العمليات من حيث التغيرات الجزيئية والخلايا العصبية في الدماغ باستخدام مجموعة متنوعة من الأساليب في الكائنات النموذج تتراوح بين 5،6 الفقاريات الحشرات ل. لهذه المساعي من المفيد استخدام نظم نموذجية التي هي بسيطة ويمكن الوصول إليها تجريبيا. تحول اليرقة إلى ذبابة الفاكهة لتلبية هذه المطالب على أساستوفر فحوصات السلوكية قوية، وجود مجموعة متنوعة من التقنيات المعدلة وراثيا ومنظمة الابتدائية للجهاز العصبي يتألف من حوالي 10000 فقط الخلايا العصبية (ولو مع بعض التنازلات: القيود المعرفية، السلوكية خيارات قليلة، وثراء تجربة مشكوك) 7-10 .
ذبابة الفاكهة يمكن أن اليرقات بين الروائح تكوين الجمعيات وتعزيز ذوقي مشهي مثل السكر 11-14. في مقايسة القياسية، التي أنشئت في المختبر من جربر B.، الحيوانات تلقي اثنين رائحة متبادلة التدريب: يتعرض A المجموعة الأولى من اليرقات لرائحة A إلى جانب معزز الذوقية (مكافأة السكر) ويتعرض بعد ذلك إلى رائحة B دون تعزيز 9. وفي الوقت نفسه مجموعة ثانية من اليرقات يتلقى التدريب المتبادل في الوقت الذي تشهد رائحة A دون تعزيز وبالتالي التعرض لرائحة B مع تعزيز (مكافأة السكر). في ما يلي كلا المجموعتين هي قسم التدريب والامتحاناتتيد لتفضيلها بين الروائح اثنين. تفضيلات أعلى نسبيا لتعكس رائحة مكافأة التعلم النقابي – كما عرضت مؤشر الأداء (PI). اختتام فيما يتعلق بطبيعة النقابي للمؤشر أداء مقنعة، لأن ما عدا الطوارئ بين الروائح وtastants، غيرها من المعالم، مثل رائحة والتعرض مكافأة، ومرور الزمن لا تختلف معالجة بين المجموعتين 9.
Protocol
Representative Results
Discussion
الإعداد وصفها في يرقات ذبابة الفاكهة يسمح للتحقيق في التعلم حاسة الشم النقابي داخل الدماغ الابتدائية نسبيا. هذا النهج هو بسيط، ورخيصة وسهلة لإنشاء مختبر في ولا تتطلب تكنولوجيا عالية 9. نقدم نسخة من التجربة، لدراسة التعلم النقابي مشهي معززة مكافأة الفر?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نحن نريد بصفة خاصة أن أشكر أعضاء مختبر جربر للحصول على إرشادات الإعداد الخاصة بهم على التقنية التجريبية وتعليق على المخطوطة. نشكر أيضا ليوبوف Pankevych للرعاية الطيران وصيانة المخزون نوع كانتونات البرية. ويدعم هذا العمل من قبل TH1584/1-1 منحة DFG، ومنحة SNF 31003A_132812 / 1 وZukunftskolleg من جامعة كونستانز (AST لجميع).
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 |
References
- Pawlow, I. P. New Researches on Conditioned Reflexes. Science. 58, 359-361 (1923).
- Heisenberg, M. Mushroom body memoir: from maps to models. Nat. Rev. Neurosci. 4, 266-275 (2003).
- Kandel, E. R. Cellular insights into behavior and learning. Harvey Lect. 73, 19-92 (1979).
- Gerber, B., Tanimoto, H., Heisenberg, M. An engram found? Evaluating the evidence from fruit flies. Curr. Opin. Neurobiol. 14, 737-744 (2004).
- Milner, B., Squire, L. R., Kandel, E. R. Cognitive neuroscience and the study of memory. Neuron. 20, 445-468 (1998).
- Keene, A. C., Waddell, S. Drosophila olfactory memory: single genes to complex neural circuits. Nat. Rev. Neurosci. 8, (2007).
- Duffy, J. B. GAL4 system in Drosophila: a fly geneticist’s Swiss army knife. Genesis. 34, 1-15 (2002).
- 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).
- 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).
- 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).
- Gerber, B., Hendel, T. Outcome expectations drive learned behaviour in larval Drosophila. Proc. Biol. Sci. 273, 2965-2968 (2006).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Scherer, S., Stocker, R. F., Gerber, B. Olfactory learning in individually assayed Drosophila larvae. Learn Mem. 10, 217-225 (2003).
- Aceves-Pina, E. O., Quinn, W. G. Learning in normal and mutant Drosophila larvae. Science. 206, 93-96 (1979).
- Heisenberg, M., Borst, A., Wagner, S., Byers, D. Drosophila mushroom body mutants are deficient in olfactory learning. J. Neurogenet. 2, 1-30 (1985).
- Khurana, S., Abu Baker, M. B., Siddiqi, O. Odour avoidance learning in the larva of Drosophila melanogaster. J. Biosci. 34, 621-631 (2009).
- Pauls, D., et al. Electric shock-induced associative olfactory learning in Drosophila larvae. Chem. Senses. 35, 335-346 (2010).
- Eschbach, C., et al. Associative learning between odorants and mechanosensory punishment in larval Drosophila. J. Exp. Biol. 214, 3897-3905 (2011).
- 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).
- Gerber, B., et al. Visual learning in individually assayed Drosophila larvae. J. Exp. Biol. 207, 179-188 (2004).
- Rohwedder, A., et al. Nutritional Value-Dependent and Nutritional Value-Independent Effects on Drosophila melanogaster Larval Behavior. Chem. Senses. , (2012).
- 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).
- 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).
- Wang, J., et al. Transmembrane/juxtamembrane domain-dependent Dscam distribution and function during mushroom body neuronal morphogenesis. Neuron. 43, 663-672 (2004).
- Robertson, K., Mergliano, J., Minden, J. S. Dissecting Drosophila embryonic brain development using photoactivated gene expression. Dev. Biol. 260, 124-137 (2003).
- 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).
- 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).
- 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).
- Rosenzweig, M., et al. The Drosophila ortholog of vertebrate TRPA1 regulates thermotaxis. Genes Dev. 19, 419-424 (2005).
- 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).
- 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).
- 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).
- von Essen, A. M., Pauls, D., Thum, A. S., Sprecher, S. G. Capacity of visual classical conditioning in Drosophila larvae. Behav. Neurosci. , (2011).
- 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).
- 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).
- Khurana, S., et al. Olfactory Conditioning in the Third Instar Larvae of Drosophila melanogaster Using Heat Shock Reinforcement. Behav. Genet. 42, 151-161 (2012).
- Tully, T., Cambiazo, V., Kruse, L. Memory through metamorphosis in normal and mutant. 14, 68-74 (1994).
- Michels, B., et al. Cellular site and molecular mode of synapsin action in associative learning. Learn Mem. 18, 332-344 (2011).
- Saumweber, T., et al. Behavioral and synaptic plasticity are impaired upon lack of the synaptic protein SAP47. J. Neurosci. 31, 3508-3518 (2011).
- Pfeiffer, B. D., et al. Refinement of tools for targeted gene expression in Drosophila. Genetics. 186, 735-755 (2010).
- 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).
