Appetitive Associativ olfaktorisk læring i<em> Drosophila</em> Larver

Summary

Drosophila larver er i stand til at knytte lugt stimuli med gustatoriske belønning. Her beskriver vi en simpel adfærdsmæssige paradigme, der tillader analyse af appetitive associativ olfaktoriske læring.

Abstract

I det følgende beskriver vi de metodemæssige enkeltheder i appetitive associative olfaktoriske læring i Drosophila larver. Opsætningen, i kombination med genetiske forstyrrelser, giver et håndtag til at analysere de neuronale og molekylær grundlæggende elementer specifikt associative læring i en simpel larve hjerne.

Organismer kan bruge tidligere erfaringer til at justere nuværende adfærd. En sådan erhvervelse af adfærdsmæssige potentiale kan defineres som læring, og de ​​fysiske baser af disse potentialer som hukommelses spor ^1-4. Neuroforskere forsøger at forstå, hvordan disse processer er organiseret i form af molekylære og neuronale ændringer i hjernen ved hjælp af en række fremgangsmåder i modelorganismer lige fra insekter til vertebrater ^5,6. For sådanne bestræbelser er det nyttigt at anvende modelsystemer, der er enkle og eksperimentelt tilgængelige. Drosophila Larven har vist sig at opfylde disse krav er baseret påtilgængeligheden af robuste adfærdsmæssige assays, eksistensen af en bred vifte af transgene teknikker og den elementære organisation af nervesystemet, der kun omfatter omkring 10.000 neuroner (om end med nogle indrømmelser: kognitive begrænsninger, få adfærdsmæssige muligheder, og rigdom af erfaringer tvivlsom) ^7-10 .

Drosophila larver kan danne associationer mellem lugte og appetitive gustatoriske forstærkning ligesom sukker ^11-14. I et standardassay, der er etableret i laboratoriet af B. Gerber dyrene får en to-lugt gensidig træning: En første gruppe af larver udsættes for en lugt A sammen med en gustatoriske forstærker (sukker belønning) og efterfølgende udsat for en lugt B uden armering ^9. Imens en anden gruppe af larver modtager gensidig træning mens du oplever lugt A uden forstærkning og efterfølgende blive udsat for lugt B med forstærkning (sukker belønning). I det følgende begge grupper er tesTed for deres præference mellem de to lugte. Relativt højere præferencer for det belønnet lugt afspejler associative læring – præsenteret som en performance index (PI). Konklusionen vedrørende associative karakter af ydeevne indeks er overbevisende, fordi bortset fra til uforudsete mellem lugte og tastants, andre parametre, såsom lugt og belønning eksponering, passage af tid og håndtering ikke adskiller mellem de to grupper ^9.

Protocol

1. Forberedelse Drosophila vildtype-larver er rejst på 25 ° C og 60% -80% fugtighed i en 14/10 lys / mørkecyklus. Til styring af nøjagtige alder af larverne altid 20 hunner sættes med 10 hanner i et hætteglas (6 cm højde og 2,5 cm i diameter), der omfatter omkring 6 ml standard flue fødevarer. Fluer får lov til at lægge æg i 12 timer og overføres til et nyt hætteglas på den anden dag. 5-6 dage efter æglægning larver nå fodring 3. instar stadium hvis de tilvejebringes ved 2…

Representative Results

Figur 1A viser en oversigt over de eksperimentelle procedurer for larvestadiet lugtesansen associativ læring. Ved at parre en af ​​de to præsenterede lugte med en sukker belønning larver erhverve adfærd potentialet til at udtrykke et attraktivt respons mod belønnet lugt i forhold til den ubelønnet lugt. To grupper af larver er altid trænet af enten parre forstærker med lugt OLT eller AM. Udførelsen (PI) måler associative funktion som forskellen frem mellem de gensidigt uddannede grupper. <…

Discussion

Den beskrevne setup i Drosophila larver giver mulighed for undersøgelse af associative olfaktoriske læring inden et sammenligneligt elementær hjerne. Fremgangsmåden er simpel, billig, let at etablere sig i et laboratorium og ikke kræver højteknologisk udstyr ^9. Vi præsenterer en version af eksperimentet for at undersøge appetitive associativ indlæring forstærket af fructose belønning ^11. Den beskrevne setup er baseret på en række parametriske undersøgelser, omfattende u…

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