Appetitive Assoziative olfaktorischen Lernens in<em> Drosophila</em> Larven

Summary

Drosophila-Larven sind in der Lage, um Geruch Reize mit geschmackliche Belohnung assoziieren. Hier beschreiben wir eine einfache Verhaltensänderungen Paradigma, das die Analyse von appetitive assoziative olfaktorische Lernen ermöglicht.

Abstract

Im Folgenden beschreiben wir die methodischen Einzelheiten der appetitive assoziative olfaktorische Lernen in Drosophila-Larven. Das Setup in Kombination mit genetischen Störungen, bietet ein Handle auf die neuronale und molekularen Grundlagen von speziell assoziativen Lernens in einer einfachen Larven Gehirns zu analysieren.

Organismen können Erfahrungen aus der Vergangenheit zu präsentieren Verhalten anzupassen. Solche Akquisition von Verhaltensstörungen Potential kann als Lernen definiert werden, und die physikalischen Grundlagen dieser Potentiale als Gedächtnisspuren ^1-4. Neurowissenschaftler versuchen zu verstehen, wie diese Prozesse im Hinblick auf die molekularen und neuronalen Veränderungen im Gehirn werden durch eine Vielzahl von Methoden im Modell Organismen von Insekten Wirbeltiere ^5,6 organisiert. Für diese Bemühungen ist es hilfreich, Modellsysteme, die einfach und experimentell zugänglichen verwenden. Die Drosophila Larve hat sich diese Anforderungen auf Basis erfüllen sichdie Verfügbarkeit von robusten Verhaltens-Assays, die Existenz einer Vielzahl von transgenen Techniken und der elementaren Organisation des Nervensystems, die nur etwa 10.000 Neuronen (wenn auch mit einigen Zugeständnissen: kognitive Einschränkungen, nur wenige Handlungsoptionen, und den Reichtum der Erfahrungen fraglich) ^7-10 .

Drosophila-Larven bilden können Assoziationen zwischen Gerüchen und appetitive geschmackliche Verstärkung wie Zucker ^11-14. In einem Standardtest, gegründet im Labor von B. Gerber, erhalten Tiere eine zwei-Geruch gegenseitige Ausbildung: Eine erste Gruppe von Larven zu einer Geruchs A zusammen mit einer geschmacklichen Verstärker (Zucker Belohnung) ausgesetzt und anschließend zu einem Geruch ausgesetzt B ohne Verstärkung ^9. Unterdessen eine zweite Gruppe von Larven empfängt reziproken Ausbildung aber gleichzeitig mit Geruch A ohne Verstärkung und nachfolgend um Geruch B mit Verstärkung (Zucker Belohnung) ausgesetzt. In den folgenden beiden Gruppen sind tesTed für ihre Präferenz zwischen den beiden Gerüche. Relativ höhere Präferenzen für den belohnten Duft spiegelt assoziativen Lernens – präsentiert als Performance-Index (PI). Die Schlussfolgerung in Bezug auf die assoziative Natur des Performance-Index ist überzeugend, denn abgesehen von der Kontingenz zwischen Gerüche und Geschmacksstoffe auch andere Parameter, wie Geruch und Belohnung Belichtung Laufe der Zeit und Handhabung nicht zwischen den beiden Gruppen ⁹ unterscheiden.

Protocol

Ein. Vorbereitung Drosophila Wildtyp-Larven werden bei 25 ° C erhöht und 60% -80% Luftfeuchtigkeit in einem 14/10 Licht / Dunkel-Zyklus. Für die Steuerung das genaue Alter der Larven immer 20 Frauen sind mit 10 Männern in einem Fläschchen (6 cm Höhe und 2,5 cm Durchmesser), die etwa 6 ml Standard fly Essen beinhaltet setzen. Fliegen werden dürfen Eier für 12 h lag und in ein neues Fläschchen am zweiten Tag übertragen. 5-6 Tage nach der Eiablage Larven erreichen die Fütterung 3 rd</sup…

Representative Results

1A zeigt einen Überblick über die experimentellen Verfahren für die Larven olfaktorischen assoziativen Lernens. Durch Koppeln eines der beiden vorgestellten Gerüche mit einem Zucker Belohnung Larven erfassen das Verhalten Potential, um ein attraktives Verhalten gegenüber dem belohnten Duft im Vergleich zum unbelohnt Geruch abzugeben. Zwei Gruppen von Larven sind immer entweder durch Paarung der Verstärker mit dem Geruch Oktober oder AM geschult. Die Leistung (PI) misst die assoziativen Funktion al…

Discussion

Die beschriebene Einrichtung in Drosophila-Larven erlaubt die Untersuchung von assoziativen Lernen olfaktorischen innerhalb eines vergleichsweise elementaren Gehirn. Der Ansatz ist einfach, billig, einfach, in einem Labor zu etablieren und benötigt keine High-Tech-Ausrüstung ^9. Wir präsentieren eine Variante des Experiments, um appetitive assoziativen Lernens durch Fructose Belohnung ¹¹ verstärkt zu studieren. Die beschriebene Setup basiert auf einer Reihe von parametrischen Stud…

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