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Behavior

Drosophila Passives Vermeidungsverhalten als neues Paradigma zur Untersuchung assoziativen aversiven Lernens

Published: October 15, 2021 doi: 10.3791/63163
Automatic Translation
1, 1
1Department of Physiology, East Carolina University

ERRATUM NOTICE

Summary

Diese Arbeit beschreibt ein einfaches Verhaltensparadigma, das die Analyse des aversiven assoziativen Lernens bei erwachsenen Fruchtfliegen ermöglicht. Die Methode basiert auf der Unterdrückung des angeborenen negativen Geotaxis-Verhaltens aufgrund der Assoziation zwischen einem bestimmten Umweltkontext und einem elektrischen Schlag.

Abstract

Dieses Protokoll beschreibt ein neues Paradigma zur Analyse des aversiven assoziativen Lernens bei erwachsenen Fliegen (Drosophila melanogaster). Das Paradigma ist analog zum passiven Vermeidungsverhalten bei Labornagetieren, bei dem Tiere lernen, ein Kompartiment zu meiden, in dem sie zuvor einen elektrischen Schlag erhalten haben. Der Assay nutzt die negative Geotaxis bei Fliegen, die sich als Drang nach oben manifestiert, wenn sie auf einer vertikalen Oberfläche platziert werden. Das Setup besteht aus vertikal ausgerichteten oberen und unteren Fächern. Beim ersten Versuch wird eine Fliege in ein unteres Fach gelegt, aus dem sie normalerweise innerhalb von 3-15 s austritt, und tritt in das obere Fach, wo sie einen elektrischen Schlag erhält. Während des zweiten Versuchs, 24 h später, wird die Latenz deutlich erhöht. Gleichzeitig ist die Anzahl der Schocks im Vergleich zum ersten Versuch verringert, was darauf hindeutet, dass Fliegen ein Langzeitgedächtnis über das obere Kompartiment bildeten. Die Aufzeichnungen von Latenzen und Anzahl der Schocks könnten mit einem Zähler und einer Stoppuhr oder mit einem Arduino-basierten einfachen Gerät durchgeführt werden. Um zu veranschaulichen, wie der Assay eingesetzt werden kann, wurde hier das passive Vermeidungsverhalten von D. melanogaster und D. simulans männlich und weiblich charakterisiert. Der Vergleich der Latenzen und der Anzahl der Schocks ergab, dass sowohl D. melanogaster als auch D. simulans Fliegen das passive Vermeidungsverhalten effizient erlernten. Es wurden keine statistischen Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Fliegen beobachtet. Die Männchen waren jedoch beim Betreten des oberen Kompartiments im ersten Versuch etwas schneller, während die Weibchen in jedem Retentionsversuch eine etwas höhere Anzahl von Schocks erhielten. Die westliche Ernährung (WD) beeinträchtigte das Lernen und Das Gedächtnis bei männlichen Fliegen signifikant, während Flugübungen diesen Effekt ausgleichten. Zusammengenommen bietet das passive Vermeidungsverhalten bei Fliegen einen einfachen und reproduzierbaren Assay, mit dem grundlegende Mechanismen des Lernens und des Gedächtnisses untersucht werden können.

Introduction

Lernen und Gedächtnis ist ein evolutionär alter Anpassungsmechanismus an die Umwelt, der von Drosophila (D.) bis zum Menschen erhalten bleibt1. Die Fruchtfliege ist ein robuster Modellorganismus zur Untersuchung grundlegender Prinzipien des Lernens und des Gedächtnisses, da sie eine breite Palette leistungsstarker genetischer Werkzeuge zur Verfügung stellt, um intrinsische molekulare Mechanismen zu sezieren2. Die bahnbrechenden genetischen Screening-Studien, die Rutabaga3-, Amnesie4- und Dunce5-Gene identifizierten, die für Lernen und Gedächtnis entscheidend sind2, nutzten die olfaktorische Konditionierung, da die Fruchtfliegen auf ihren scharfen Geruchssinn angewiesen sind, um Nahrung und potenzielle Partner zu finden und Raubtiere zu vermeiden6.

Die olfaktorische Konditionierung ist dank der Einführung des olfaktorischen T-Labyrinths durch Tully und Quinn zu einem beliebten Paradigma geworden, um den Mechanismus des Lernens und des Gedächtnisses zu untersuchen7,8. Anschließend wurden andere Methoden zur Messung verschiedener Arten von Lernen und Gedächtnis vorgeschlagen, darunter visuelle Konditionierung9, Balzkonditionierung10, aversiver Phototaxis-Suppressionsassay11 und Wespenexpositionskonditionierung12. Die meisten dieser Assays haben jedoch ein komplexes Setup, das in einer Universitätswerkstatt speziell angefertigt oder über einen Anbieter erworben werden muss. Das hier beschriebene Paradigma basiert auf einem einfachen Verhaltenstest zur Untersuchung des aversiven assoziativen Lernens bei Fliegen, das mit wenigen verfügbaren Vorräten leicht zusammengesetzt werden kann.

Das beschriebene Paradigma entspricht dem passiven (oder hemmenden) Vermeidungsverhalten bei Labormäusen und Ratten, bei dem Tiere lernen, ein Kompartiment zu meiden, in dem sie zuvor einen elektrischen Fußschock erhalten haben13. Bei Muriden basiert das Verfahren auf ihrer angeborenen Vermeidung von hellem Licht und der Vorliebe für dunklere Bereiche14. Beim ersten Versuch wird das Tier in das helle Kompartiment gebracht, aus dem das Tier schnell austritt und in ein dunkles Kompartiment tritt, wo ein elektrischer Fußschlag abgegeben wird. In der Regel reicht ein einziger Versuch aus, um ein solides Langzeitgedächtnis zu bilden, was 24 Stunden später zu einer deutlich erhöhten Latenz führt. Die Latenz wird dann als Index für die Fähigkeit des Tieres verwendet, sich an den Zusammenhang zwischen dem aversiven Reiz und der spezifischen Umgebung zu erinnern15.

Diese Arbeit beschreibt ein analoges Verfahren unter Verwendung von D. als Modellsystem, das mehrere Vorteile gegenüber Nagetiermodellen bietet, darunter Kosteneffizienz, größere Stichprobengröße, das Fehlen einer regulatorischen Aufsicht und zugang zu leistungsstarken genetischen Werkzeugen16,17. Das Verfahren basiert auf einem negativen Geotaxis-Verhalten, das sich im Drang der Fliegen äußert, nach oben zu klettern, wenn sie auf einer vertikalen Fläche platziert werden18. Der Aufbau besteht aus zwei vertikalen Kammern. Beim ersten Versuch wird eine Fruchtfliege in ein unteres Kompartiment gelegt. Von dort aus tritt es normalerweise innerhalb von 3-15 s aus und tritt in das obere Fach, wo es einen elektrischen Schlag erhält. Während eines 1-minütigen Versuchs können einige Fliegen gelegentlich wieder in das obere Kompartiment eindringen, was zu einem zusätzlichen elektrischen Schlag führt. Während der Testphase, 24 h später, wird die Latenz deutlich erhöht. Gleichzeitig ist die Anzahl der Schocks im Vergleich zum ersten Tag verringert, was darauf hindeutet, dass Fliegen ein aversives assoziatives Gedächtnis über das obere Kompartiment gebildet haben. Die Latenz, die Anzahl der Schocks sowie die Dauer und Häufigkeit der Pflegeanfälle werden dann verwendet, um das Verhalten des Tieres und die Fähigkeit zu analysieren, die Assoziation zwischen dem aversiven Reiz und der spezifischen Umgebung zu bilden und sich daran zu erinnern. Die repräsentativen Ergebnisse zeigen, dass die Exposition gegenüber der westlichen Ernährung (WD) das passive Vermeidungsverhalten bei männlichen Fliegen signifikant beeinträchtigt, was darauf hindeutet, dass die WD das Verhalten und die Kognition der Fliege tiefgreifend beeinflusst. Umgekehrt linderte die Flugübung den negativen Effekt der WD und verbesserte das passive Vermeidungsverhalten.

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Protocol

1. Herstellung eines passiven Vermeidungsapparates

  1. Bohren Sie ein 4-mm-Loch senkrecht zur Wandoberfläche des 14-ml-Polypropylenkulturrohrs und 8 mm vom Rohrboden entfernt.
    HINWEIS: Verwenden Sie eine elektrische Bohrmaschine und einen 5/32-Bohrer für beste Ergebnisse.
  2. Schneiden Sie mit einem Stahlwerkzeug den oberen Teil des 14 ml Polypropylen-Kulturrohrs ab, um ein 45 mm langes Rohrbodenfragment zu erzeugen. Das untere Fragment dient als unteres Fach.
  3. Schneiden Sie die Spitze der 1.000 μL blauen Pipettenspitze mit einer einschneidigen Rasierklinge ab, um die Öffnung breit genug für den Durchgang einer einzelnen Fliege zu machen. Schneiden Sie den verengenden Teil der blauen Spitze ab, um ein 12-mm-Fragment zu erzeugen. Setzen Sie dieses Fragment fest in ein 4 mm großes Loch des unteren Fachs ein. Diese dient als Laderampe für den Transfer der Fliegen.
  4. Schneiden Sie ein 15-mm-Stück transparenten Vinylschlauch 5/8 "ID (siehe Materialtabelle), um eine Kupplung zu erstellen. Setzen Sie das obere und untere Fach von gegenüberliegenden Enden in die Kupplung ein, um das untere Fach sicher am oberen Fach zu befestigen.
  5. Befestigen Sie die Baugruppe mit einer verstellbaren Klemme mit 2 Stiften an einem vertikalen Ständer. Richten Sie die Baugruppe mit dem Stoßdämpferrohr als oberes Fach vertikal aus.
  6. Verbinden Sie die Stoßrohrdrähte mit einem elektrischen Stimulator (siehe Materialtabelle), um elektrische Schläge abzugeben. Die Dauer der Ausbildungszeit beträgt 1 min.
    HINWEIS: Um die Beobachtung zu erleichtern, positionieren Sie ein weißes Blatt Papier hinter dem Schockrohr, das als weißer Hintergrund des Geräts dient. Stellen Sie eine Lampe mit einer 75 W äquivalenten weichen Glühbirne über das Schockfach. Platzieren Sie eine verstellbare Armlupenlampe vor dem Setup. Eine Darstellung der passiven Vermeidungsapparatur ist in Abbildung 1 dargestellt.

2. Vorbereitung der Fliegen auf das passive Vermeidungsverfahren

  1. 3-4 Tage alte D. melanogaster- oder D. simulans-Fliegen mit eiskaltem Block immobilisieren und 24 h vor dem Experiment (1 Fliege pro Durchstechflasche) nach dem zuvor beschriebenen Verfahren in einzelne Fläschchen mit Nahrung überführen19.
    HINWEIS: Die hier beschriebenen Experimente verglichen 3-4 Tage alte Männer vs. weibliche Fliegen in D. melanogaster und D. simulans.
  2. Codieren Sie vor den Verhaltensexperimenten alle Fläschchen. Weisen Sie dazu jeder Gruppe einen Buchstaben zu, zum Beispiel "A", "B", "C" usw., und fliegen Sie jeweils eine Zahl. Zeigen Sie diesen Code erst an, nachdem alle Daten aufgezeichnet und analysiert wurden. Verwenden Sie mindestens 20 Fliegen pro Genotyp oder Behandlung, um individuellen Variationen entgegenzuwirken.
    HINWEIS: Die "blinde" Durchführung der Experimente und Analysen ermöglicht es, eine Verzerrung bei der Beurteilung der Leistung der Fliege und der Datenanalyse auszuschließen.

3. Durchführung des ersten Versuchs

  1. Mit einem zuvor beschriebenen Fliegenmaulsauger (siehe Materialtabelle20) wird eine Fliege vorsichtig von der einzelnen Durchstechflasche über die Laderampe in das untere Fach befördert. Saugen Sie vorsichtig eine Fliege in den Mundsauger, indem Sie Luft ansaugen. Legen Sie die Fliege ab, indem Sie leicht in die Laderampe blasen.
    HINWEIS: Vermeiden Sie es, das Tier beim Fangen und Verladen zu stressen.
  2. Unmittelbar nachdem die Fliege in das untere Fach geladen wurde, starten Sie einen 1-minütigen Timer und eine Stoppuhr.
    HINWEIS: Die Stoppuhr wird verwendet, um Latenzen zu messen und den Zähler zu zählen, um die Anzahl der Schocks zu zählen.
  3. Drücken Sie die Stoppuhr, um die erste Latenz aufzuzeichnen, wenn die Fliege in das Schockrohr eintritt, indem Sie alle Pfoten auf das Gitter legen. Schalten Sie den Stimulator ein, um der Fliege einen elektrischen Schlag zu versetzen. Die Stimulationsparameter sind 120 Volt, 1000 ms Dauer, 1 Puls/s (PPS), Zugdauer 2000 ms.
  4. Liefern Sie zusätzliche Stöße, wenn die Fliege wieder in die Stoßdämpferröhre eintritt. Notieren Sie die Anzahl der erhaltenen Schocks während eines 1-minütigen Versuchs mit einem Zähler oder einem Arduino-basierten Zähler (siehe Materialtabelle). Wenn Sie den Arduino-basierten Zähler verwenden, führen Sie bitte die folgenden Schritte aus.
    HINWEIS: Ein optionales Arduino-basiertes Gerät AKM-007 (siehe Materialtabelle) kann verwendet werden, um Zeit, Latenz, die Anzahl der Stöße sowie die Häufigkeit und Dauer der Pflegekämpfe für jedes Tier zu messen, indem die entsprechenden Tasten auf dem Gerät gedrückt und losgelassen werden. Die Tasten auf dem Gerät sind zugewiesen, um die Latenz zu messen, die Anzahl der Schocks zu verwalten und aufzuzeichnen und die Häufigkeit und Dauer der Pflegekämpfe zu messen.
    1. Drücken Sie die Starttaste in Schritt 3.2. und die Shock-Taste in Schritt 3.3.
    2. Um die Dauer eines Grooming-Kampfes aufzuzeichnen, drücken Sie die Grooming-Taste zu Beginn eines Grooming-Kampfes auf dem Gerät und lassen Sie diese Taste am Ende des Grooming-Kampfes los.
      HINWEIS: Die Pflegeanfälle wurden während der gesamten 1-minütigen Studie gemessen. Umfangreiche Pflege könnte auf Tierstress hinweisen21,22. Das Arduino-basierte Gerät speichert alle Daten als CSV-Datei auf einer Speicherkarte.
  5. Am Ende eines 1-minütigen Versuchs übertragen Sie die Fliege vorsichtig zurück in eine einzelne Durchstechflasche. Notieren Sie sich die Latenz, die Anzahl der empfangenen Schocks und alle bemerkenswerten Änderungen im Verhalten.
  6. Reinigen Sie das untere und Stoßfach mit 70% Ethanol, wischen Sie es mit einem fusselfreien Reinigungstuch ab (siehe Materialtabelle) und trocknen Sie es mit dem Haartrockner ab. Wiederholen Sie den Versuch mit der nächsten Fliege.
  7. Reinigen Sie nach den Verhaltensexperimenten das untere Fach mit Wasser und geruchlosem Reinigungsmittel. Wischen Sie das untere Fach und das Schockfach mit 70% Ethanol ab und trocknen Sie es über Nacht an der Luft.

4. Durchführung des zweiten Versuchs

  1. Führen Sie den zweiten Versuch durch, indem Sie das oben beschriebene Verfahren (Schritt 3) 24 h später wiederholen. Testen Sie die Fliegen in der gleichen Reihenfolge wie am Vortag.

5. Analyse der Ergebnisse

  1. Berechnen Sie die durchschnittliche Latenz, die durchschnittliche Anzahl der Schocks und die Dauer der Pflegekämpfe für Versuch 1 und Versuch 2 für jede Versuchsgruppe von Tieren. Führen Sie einen Schüler-T-Test für den Zwei-Gruppen-Vergleich oder eine ANOVA für mehrfache Vergleiche mit Post-hoc-Analysen mit Tukeys Test23 durch.

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Representative Results

Die passive Vermeidung wurde bei D. melanogaster (Canton-S) und D untersucht. Simulaner. Die Experimente verglichen die Latenzen und die Anzahl der erhaltenen Schocks zwischen aufeinanderfolgenden Versuchen. Zunächst wurden die Experimente mit 3-4 Tage alten männlichen D. melanogaster Fliegen durchgeführt. Fliegen wurden auf der Standard-Bloomington Formulation-Diät in einer klimatisierten Umgebung bei 24 ° C unter einem 12-Stunden-Hell-Dunkel-Zyklus, 70% Luftfeuchtigkeit und kontrollierter Bevölkerungsdichte gehalten. Die Dichte wurde kontrolliert, indem die Brutbedingungen für alle Gruppen konstant gehalten wurden. 15 Männchen und 15 Weibchen wurden 48 h in einer Flasche bei 24 °C, 70% Luftfeuchtigkeit und einem 12 h Lichtzyklus gezüchtet, um den Nachwuchs zu erzeugen. Das passive Vermeidungsverhalten bei einer Fruchtfliege wurde in vier 2-minütigen Versuchen im Abstand von 24 h untersucht. Die Versuche wurden zur gleichen Tageszeit durchgeführt. Eine Fliege wurde während eines Versuchs sanft aus einer einzelnen Durchstechflasche abgesaugt und über eine Laderampe in das untere Fach gebracht (Abbildung 1). Die Experimente zeigten, dass D. melanogaster das passive Vermeidungsverhalten erfolgreich erlernen und auswendig lernen konnte. Im ersten Versuch drang die naive Fliege im Durchschnitt innerhalb von 16 s (16,15±2,64) in das obere Kompartiment ein und trat oft wieder in das obere Kompartiment ein, wobei sie im Durchschnitt 2 Schocks (2,18±0,19) erhielt. Während aufeinanderfolgender Versuche würde die Latenz signifikant zunehmen, während die Anzahl der Schocks abnehmen würde, was darauf hindeutet, dass Fliegen eine Assoziation zwischen dem oberen Kompartiment und einem elektrischen Schlag gelernt haben (Tabelle 1, Abbildung 2 A, B). Die Analyse der Häufigkeitsverteilung zeigte, dass negative Geotaxis eine starke Motivation ist. Während des ersten Versuchs drangen die meisten naiven Fliegen innerhalb von 5-15 s in das obere Kompartiment ein (Behälter 10, Abbildung 2C) und erhielten 1-3 Stöße (Abbildung 2D). Im Gegensatz dazu würden die meisten Fliegen im vierten Versuch nicht in das obere Kompartiment eindringen und dementsprechend keine Schocks erhalten (Abbildung 2E,F).

Um zu überprüfen, ob der passive Vermeidungstest bei anderen Fruchtfliegenarten funktioniert, wurden die Experimente bei männlichen und weiblichen D.simulans-Fliegen wiederholt, die unter den gleichen Haltungsbedingungen wie die oben beschriebenen Melanogasterfliegen gehalten wurden. Die Versuchsdauer wurde auf 1 min reduziert. Die Häufigkeitsverteilung für Latenzen zeigte deutlich, dass die Fliege, wenn sie im ersten Versuch nicht innerhalb von 60 s in das obere Kompartiment eindringt, in der Regel gar nicht eintritt (Abbildung 3C). Die Anzahl der Versuche wurde auf drei reduziert, da die oben beschriebenen Experimente zuverlässig zeigten, dass bereits ein einziger Versuch ausreichte, damit eine Fliege aversive Assoziationen bilden konnte. D. simulans Männchen und Fliegenweibchen waren beide effektiv beim Erlernen des passiven Vermeidungsverhaltens, wie aus den Daten in den Grafiken und Tabellen hervorgeht (Abbildung 3, Abbildung 4; und Tabelle 2, Tabelle 3).

Der Vergleich der Latenzen und der Anzahl der Schocks zwischen Männern und Frauen ergab keine statistisch signifikanten Unterschiede (Abbildung 5 A,B). Männliche Fliegen drangen jedoch im ersten Versuch etwas schneller in das obere Kompartiment ein, während die Weibchen in jeder Studie eine etwas höhere Anzahl von Schocks erhielten (Abbildung 4A, B). Der Unterschied zeigte sich besonders deutlich in den Graphen, die die Häufigkeitsverteilungen veranschaulichen (Abbildung 4C-F). Die Häufigkeitsverteilung der Latenzen in der dritten Studie zeigte, dass die meisten Fliegen innerhalb von 7,5-12,5 s in das obere Kompartiment eintraten (Abbildung 4E). Die Häufigkeitsverteilung für die Anzahl der Schocks in der dritten Studie zeigt, dass weibliche Fliegen im letzten Versuch durchschnittlich 1-2 Schocks erhielten (Abbildung 4F).

Die Gesamtdauer des Grooming-Verhaltens wurde auch während der Studien aufgezeichnet. Das Verhalten der Fliegenpflege besteht aus einer wiederholt koordinierten Bewegung von Vorder- und Hinterbeinen, die über die Flügel, den Kopf und den Körper streichen24. Selbstpflege, auch bekannt als Autopflege, wurde zuvor mit Verhaltensstress bei fliegen24, Labornagetieren25 und Menschen in Verbindung gebracht22. Daher können Studien über selbstpflegendes Verhalten Einblicke in das angstbezogene Verhalten geben26. Die Analyse der Gesamtdauer von Pflegeanfällen während passiver Vermeidungsversuche ergab, dass die Selbstpflege bei weiblichen Fliegen in den Studien zwei und drei signifikant erhöht war (Abbildung 5C, Tabelle 4).

Immer mehr Beweise deuten auf einen Zusammenhang zwischen kalorienreicher WD und beeinträchtigter kognitiver Leistungsfähigkeit hin27. Experimentell erzeugt die WD nachteilige Auswirkungen auf die mitochondriale Gehirnfunktion, die Neurogenese und die synaptische Plastizität28,29,30. Eine kürzlich durchgeführte Studie dokumentierte, dass die WD die Triglyceride erhöht und die Lebensdauer in D. verkürzt, während Flugübungen die schädlichen Auswirkungen des WD31 ausgleichen. Um die Auswirkungen der WD und der Flugübung auf das passive Vermeidungsverhalten zu untersuchen, wurden die männlichen Fliegen von D. simulans 5 Tagen WD, Flugübung oder einer Kombination aus WD und Flugübung gemäß den zuvor beschriebenen Protokollen unterzogen31. Die WD, die 15% Nutiva USDA Certified Organic, Non-GMO, Red Palm Oil, 15% Saccharose und 0,1M NaCl enthält, wurde wie an anderer Stelle veröffentlicht hergestellt31. Die Flugübung wurde an Gruppen von sechzig männlichen Fliegen durchgeführt, die in 1-Gallonen-Plastiktrommeln untergebracht waren, die an einer horizontalen Plattform befestigt waren, die an einem Elektromotor befestigt war und von einem Timer bedient wurde. Die Übung wurde täglich für 7 h für 5 Tage durchgeführt, wie zuvor veröffentlicht31. Am Ende der 5-tägigen Diät und des Trainingsprogramms wurden die Fliegen unter Kaltnarkose in einzelne Fläschchen sortiert und zwei Versuchen mit passivem Vermeidungsverhalten unterzogen. Die Experimente zeigten, dass die WD die Anzahl der in den Studien eins und zwei erhaltenen Schocks erhöht und die Latenz in der zweiten Studie verringert, was darauf hindeutet, dass die WD das aversive assoziative Lernen bei Fliegen signifikant beeinträchtigt (Abbildung 6, Tabelle 5). Es gab auch einen Abwärtstrend bei der Anzahl der Schocks in Studie zwei in einer Gruppe mit der WD- und Übungskombination, was darauf hindeutet, dass Bewegung die Auswirkungen der Kalorienüberlastung mildern kann.

Figure 1
Abbildung 1: Schematische Darstellung des passiven Vermeidungsassays. Die unteren Fachabmessungen betragen 45 mm in der Länge und 17 mm im Außendurchmesser. Die abmessungen des oberen Fachs betragen 80 mm in der Länge und 18 mm im Außendurchmesser. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 2
Abbildung 2: Passives Vermeidungsverhalten bei D. melanogaster Männchen. (A) Durchschnittliche Latenz(en) pro Testversion. Die Grafik zeigt, dass die Latenzen mit der Anzahl der Versuche deutlich zunehmen. Die Anzahl der Fliegen ist auf jedem Balken angegeben. (B) Eine durchschnittliche Anzahl der erhaltenen Schocks pro Versuch. Die Grafik zeigt, dass die Anzahl der Schocks mit der Anzahl der Versuche signifikant abnimmt. (C) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen innerhalb eines Latenzbereichs im ersten Versuch anzeigt. Zahlen auf der x-Achse sind Behälterzentren. Die Behälter sind Intervalle (0-5 s, 5-15 s, 15-25 s usw.). Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen innerhalb von 5-15 s in das obere Kompartiment gelangen. (D) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen innerhalb eines Schockbehälters im ersten Versuch anzeigt. Zahlen auf der x-Achse sind Behälterzentren. Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen im ersten Versuch 1-3 Schocks erhalten. Nur wenige Fliegen gelangten beim ersten Versuch nicht in das Schockfach und erhielten keine Stöße. Sie wurden von den nachfolgenden Prozessen ausgeschlossen. (E) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen innerhalb eines Behälters mit Latenzzeiten im vierten Versuch anzeigt. Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen nicht in das obere Kompartiment gelangen. (F) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen in einem Behälter mit Schocks im vierten Versuch anzeigt. Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen im letzten Versuch 0 Schocks erhalten. Abkürzungen: ns- nicht signifikant, *- P<0.05, **- P<0.01, ***-P<0.001, ****- P<0.0001. Einweg-ANOVA mit tukeys Mehrfachvergleichstest. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 3
Abbildung 3: Passives Vermeidungsverhalten bei D. simulans Männchen . (A) Durchschnittliche Latenz(en) pro Testversion. Die Grafik zeigt, dass die Latenzen mit der Anzahl der Versuche deutlich zunehmen. (B) Eine durchschnittliche Anzahl der erhaltenen Schocks pro Versuch. Die Grafik zeigt, dass die Anzahl der Schocks mit der Anzahl der Versuche signifikant abnimmt. (C) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen innerhalb eines Latenzbereichs im ersten Versuch anzeigt. Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen innerhalb von 2,5-12,5 s in das obere Kompartiment gelangen. Zahlen auf der x-Achse sind die Behälterzentren. (D) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen innerhalb eines Behälters von Schocks im ersten Versuch anzeigt. Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen im ersten Versuch 1-3 Schocks erhalten. (E) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen innerhalb eines Behälters von Latenzen im dritten Versuch anzeigt. Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen nicht in das obere Kompartiment gelangen. (F) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen in einem Behälter mit Schocks im dritten Versuch anzeigt. Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen im letzten Versuch 0 Schocks erhalten. Abkürzungen: *- P<0.05, ****- P<0.0001. Einweg-ANOVA mit tukeys Mehrfachvergleichstest. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 4
Abbildung 4: Passives Vermeidungsverhalten bei D. simulans Weibchen. (A) Durchschnittliche Latenz(en) pro Testversion. Die Grafik zeigt, dass die Latenzen mit der Anzahl der Versuche deutlich zunehmen. (B) Eine durchschnittliche Anzahl der erhaltenen Schocks pro Versuch. Die Grafik zeigt, dass die Anzahl der Schocks mit der Anzahl der Versuche signifikant abnimmt. (C) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen innerhalb eines Latenzbereichs im ersten Versuch anzeigt. Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen innerhalb von 2,5-12,5 s in das obere Kompartiment gelangen. Zahlen auf der x-Achse sind die Behälterzentren. (D) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen innerhalb eines Behälters von Schocks im ersten Versuch anzeigt. Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen im ersten Versuch 2 Schocks erhalten. (E) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen innerhalb eines Behälters von Latenzen im dritten Versuch anzeigt. Die Grafik zeigt, dass die meisten Fliegen innerhalb von 7,5-12,5 s in das obere Kompartiment gelangen. (F) Häufigkeitsverteilung, die die Anzahl der Fliegen in einem Behälter mit Schocks im dritten Versuch anzeigt. Die Grafik zeigt, dass die meisten weiblichen Fliegen im letzten Versuch 1-2 Schocks erhielten. Abkürzungen: **- P<0.01, ***-P<0.001, ****- P<0.0001. Einweg-ANOVA mit tukeys Mehrfachvergleichstest. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 5
Abbildung 5: Vergleich des passiven Vermeidungs- und Pflegeverhaltens bei D. simulans Männchen und Weibchen. (A) Durchschnittliche Latenz(en) pro Testversion. Die Grafik zeigt keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen Männern und Frauen in den Latenzen. (B) Eine durchschnittliche Anzahl der erhaltenen Schocks pro Versuch. Die Grafik zeigt keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen Männern und Frauen in der Anzahl der erhaltenen Schocks. (C) Die Gesamtdauer der Pflegekämpfe in den Studien 1-3. Während es keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen Männchen und Weibchen gab, zeigten die weiblichen Fliegen während der Studien 2 und 3 im Vergleich zu Versuch 1 eine beträchtliche Abnahme des Pflegeverhaltens. Abkürzungen: *- S<0.05. Einweg-ANOVA mit tukeys Mehrfachvergleichstest. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 6
Abbildung 6: Wirkung der WD auf das passive Vermeidungsverhalten von D. simulans Männchen . (A) Durchschnittliche Latenz(en) pro Testversion. Das Diagramm zeigt, dass die WD die Latenz in WD- und WDE-Gruppen signifikant erhöht hat. (B) Eine durchschnittliche Anzahl der erhaltenen Schocks pro Versuch. Die Grafik zeigt einen statistisch signifikanten Anstieg der Anzahl der Schocks, die Fliegen auf der WD in den Studien 1 und 2 erhalten. Interessanterweise negierten Flugübungen signifikant die Wirkung der WD nach dem Student t-Test. Abkürzungen: CD-Kontrolldiät, CDE-Kontrolldiät mit Bewegung, WD- westliche Diät, WDE- westliche Diät mit Bewegung. *- P<0.05, **- P<0.01. Einweg-ANOVA mit tukeys Mehrfachvergleichstest. #- P<0.05, Student t-Test. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Gerichtsverhandlung Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Versuch 4
Latenz (s) 16.15±2.64 Uhr 49.08±6.2 64,72±6,8 102.1±12.1
Schocks 2.18±0.19 1,41±0,29 0,76±0,25 0,33±0,22
Latenz Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Studien Zusammenfassung Angepasster P-Wert
1 gegen 2 **** <0.0001
1 gegen 3 **** <0.0001
1 gegen 4 **** <0.0001
2 gegen 3 Ns 0.2043
2 gegen 4 **** <0.0001
3 gegen 4 ** 0.0099
Schockiert Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Den Studien Zusammenfassung Angepasster P-Wert
1 gegen 2 Ns 0.0646
1 gegen 3 *** 0.0004
1 gegen 4 **** <0.0001
2 gegen 3 Ns 0.2569
2 gegen 4 * 0.0253
3 gegen 4 Ns 0.694

Tabelle 1: Wirkung des Trainings auf die Vermeidung von Elektroschocks bei D. melanogaster Männchen. Die Daten für Latenzen und empfangene Schocks werden als Mittel ± REM dargestellt.

Gerichtsverhandlung Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3
Latenz (s) 10.16±0,78 22.64±2.1 30.63±2.69
Schocks 2.36±0.13 1,84±0,17 1.24±0.14
Latenz Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Studien Zusammenfassung Angepasster P-Wert
1 gegen 2 **** <0.0001
1 gegen 3 **** <0.0001
2 gegen 3 * 0.0229
Schockiert Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Den Studien Zusammenfassung Angepasster P-Wert
1 gegen 2 * 0.0166
1 gegen 3 **** <0.0001
2 gegen 3 * 0.0172

Tabelle 2: Wirkung des Trainings auf die Vermeidung von Elektroschocks bei D. simulans Männchen . Die Daten für Latenzen und empfangene Schocks werden als Mittel ± REM dargestellt.

Gerichtsverhandlung Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3
Latenz (s) 12.07±0,89 20.98±2.63 23.20±2.16 Uhr
Schocks 2,65±0,12 1,98±0,12 1,49±0,11
Latenz Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Studien Zusammenfassung Angepasster P-Wert
1 gegen 2 ** 0.0023
1 gegen 3 **** <0.0001
2 gegen 3 ** 0.0028
Schockiert Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Den Studien Zusammenfassung Angepasster P-Wert
1 gegen 2 **** <0.0001
1 gegen 3 **** <0.0001
2 gegen 3 *** 0.0003

Tabelle 3: Wirkung des Trainings auf die Vermeidung von Elektroschocks bei D. simulans Weibchen. Die Daten für Latenzen und empfangene Schocks werden als Mittel ± REM dargestellt.

Gerichtsverhandlung Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3
Fellpflege (en) 14.42±1.02 Uhr 18.47±2.82 18.23±2,75
Weibliche Pflege (s) 9.15±1.39 Uhr 14.03±2.26 Uhr 15.50±2.38 Uhr
Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Männlichen Zusammenfassung Angepasster P-Wert
1 gegen 2 Ns 0.4384
1 gegen 3 Ns 0.4873
2 gegen 3 Ns 0.9971
Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Trials-Weibchen Zusammenfassung Angepasster P-Wert
1 gegen 2 * 0.0299
1 gegen 3 * 0.0426
2 gegen 3 Ns 0.8481

Tabelle 4: Wirkung der passiven Vermeidung auf das Pflegeverhalten von D. simulans. Die Daten werden als Mittelwerte ± SEM dargestellt. Einweg-ANOVA mit tukeys mehrfachen Vergleichstests.

Wartezeiten Versuch 1 Versuch 2
CD 16.26±2.28 Uhr 45.85±4.09 Uhr
CDE 15.28±2.75 Uhr 33.59±5.19 Uhr
WEIßER ZWERG 13.49±1,58 28.33±3,7
WDE 13.00±1.95 Uhr 30.23±3.79
Latenz Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Gruppen Versuch 1 Zusammenfassung Angepasster P-Wert
CD im Vergleich zu CDE Ns 0.9916
CD im Vergleich zu WD Ns 0.7369
CD im Vergleich zu WDE Ns 0.6475
CDE im Vergleich zu WD Ns 0.9523
CDE im Vergleich zu WDE Ns 0.9122
WD im Vergleich zu WDE Ns 0.9981
Latenz Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Gruppen Versuch 2 Zusammenfassung Angepasster P-Wert
CD im Vergleich zu CDE Ns 0.2785
CD im Vergleich zu WD ** 0.0082
CD im Vergleich zu WDE * 0.0283
CDE im Vergleich zu WD Ns 0.8578
CDE im Vergleich zu WDE Ns 0.9594
WD im Vergleich zu WDE Ns 0.9844
Schocks Versuch 1 Versuch 2
CD 1,95±0,21 0,94±0,4
CDE 2,0±0,28 1,0±0,23
WEIßER ZWERG 3.05±0.26 2,36±0,41
WDE 2,49±0,24 1,36±0,23
Schockiert Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Gruppen Versuch 1 Zusammenfassung Angepasster P-Wert
CD im Vergleich zu CDE Ns 0.9992
CD im Vergleich zu WD ** 0.005
CD im Vergleich zu WDE Ns 0.3765
CDE im Vergleich zu WD Ns 0.0523
CDE im Vergleich zu WDE Ns 0.6446
WD im Vergleich zu WDE Ns 0.3268
Schockiert Tukeys mehrfache Vergleiche zwischen Gruppen Trial 2 Zusammenfassung Angepasster P-Wert
CD im Vergleich zu CDE Ns 0.9996
CD im Vergleich zu WD * 0.0194
CD im Vergleich zu WDE Ns 0.8246
CDE im Vergleich zu WD * 0.0122
CDE im Vergleich zu WDE Ns 0.9306
WD im Vergleich zu WDE Ns 0.1508

Tabelle 5: Wirkung der WD und Übung auf die Vermeidung von Elektroschock bei D. simulans Männchen . Die Daten für Latenzen und empfangene Schocks werden als Mittel ± REM dargestellt. Abkürzungen: CD-Kontrolldiät, CDE-Kontrolldiät mit Bewegung, WD- westliche Diät, WDE- westliche Diät mit Bewegung.

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Discussion

Die Vermeidung bedrohlicher Reize ist ein entscheidendes Merkmal des adaptiven Verhaltens bei verschiedenen Arten von C. elegance bis human32. Vermeidungslernverfahren, die typischerweise die Flucht vor einem aversiven Ereignis beinhalten, sind seit den 1970er Jahren häufig verwendete Verhaltensaufgaben, um Lern- und Gedächtnisprozesse bei Labornagetieren zu untersuchen13. Bei aktiven Vermeidungsverfahren folgt auf einen gleichgültigen Reiz oder ein konditioniertes Signal (CS) ein aversives Ereignis oder ein bedingungsloses Signal (US), das Tiere durch die Ausführung einer bestimmten Verhaltensaufgabe zu vermeiden lernen. Bei passiven Vermeidungsverfahren muss ein Tier die aversiven USA vermeiden, indem es ein zuvor bestraftes Verhalten einem bestimmten Umweltkontext zuordnet33. Längere Retentionstestlatenzen, die auf ein besseres Gedächtnis hindeuten, deuten darauf hin, dass das Tier eine detaillierte Darstellung der Trainingserfahrung entwickelt hat13. Passives Vermeidungstraining besteht aus einem einzigen Versuch; Die Gehirnmechanismen, die dem Erwerb dieser Aufgabe zugrunde liegen, sind jedoch komplex, da das Tier lernt, verschiedene Informationen zu assoziieren, einschließlich Umwelt-, räumlich-positioneller und aversiver Reize13. Die Veränderung dieser Reize ermöglicht das Studium episodischer und kontextueller Gedächtnistypen13.

Das hier beschriebene Paradigma übernahm passives Vermeidungsverhalten bei Nagetieren zur erwachsenen Fliege als Modellsystem. Während mehrere Verfahren entwickelt wurden, um Lernen und Gedächtnis bei Fliegen zu untersuchen, einschließlich olfactory7,8, visual9 und Balzkonditionierung10, sind diese Assays ziemlich zeitaufwendig und erfordern einen komplexen Aufbau. Das hier beschriebene Protokoll ist ein einfacher Verhaltenstest zur Untersuchung des assoziativen aversiven Lernens bei Fliegen, der aus 1-minütigen Versuchen besteht und mit einigen verfügbaren Vorräten leicht eingerichtet werden kann. Das Protokoll ermöglicht möglicherweise eine zusätzliche Manipulation der Umgebungshinweise unter Hinzufügung von olfaktorischen, visuellen und anderen kontextuellen Reizen, indem Farben oder geometrische Muster für das untere Kompartiment geändert oder olfaktorische Hinweise in die Kappe der oberen Kammer eingefügt werden. Darüber hinaus kann dieser Assay leicht angepasst werden, um das Kurzzeitgedächtnis, das Mittelzeitgedächtnis und das anästhesieresistente Gedächtnis zu untersuchen, indem die Intervalle zwischen den Studien manipuliert und Fliegen einer Anästhesie unterzogen werden.

Der Assay funktionierte bei männlichen und weiblichen Fliegen von D. melanogaster und D. simulans gleichermaßen gut und zeigte, dass das Paradigma an verschiedene D. Arten angepasst werden konnte. Die Veränderungen im Fliegenverhalten, die durch erhöhte Latenzen und eine verringerte Anzahl von Schocks gekennzeichnet waren, waren in der zweiten Studie statistisch signifikant und würden sich mit nachfolgenden Studien verstärken. Interessanterweise würden naive Fliegen, wenn sie ohne elektrischen Schlag an das Gerät gewöhnt würden, beim zweiten und dritten Versuch etwas schneller in das obere Kompartiment eindringen. Die Abnahme der Latenzen war jedoch statistisch nicht signifikant (Daten nicht gezeigt). Es wurden keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den Geschlechtern beobachtet, obwohl weibliche Fliegen etwas längere Latenzzeiten aufwiesen und etwas mehr Schocks erhielten. Dieser Unterschied könnte auf eine Kombination von Faktoren zurückzuführen sein, einschließlich des Versagens der Weibchen, den Schock mit dem oberen Kompartiment in Verbindung zu bringen, einer stärkeren Geotaxis oder möglicherweise, weil Weibchen etwas größer und langsamer sind als Männchen. Die Gesamtdauer der Pflegeanfälle war in der zweiten und dritten Studie bei weiblichen Fliegen signifikant niedriger, was eine Parallele zwischen D. und nagetierähnlichen Verhaltensweisen zieht26.

Interessanterweise wurden die Latenzen im dritten Versuch, wie in den Abbildungen 3E und Abbildung 4E gezeigt, in zwei Extreme aufgeteilt (weniger als 30 s und 60 s). Diese Unterschiede wurden jedoch in der 4. Studie nicht beobachtet, was darauf hindeutet, dass die Mehrheit der Fliegen die Aufgabe schließlich übernahm (Abbildung 2E). Während die genauen Gründe für die individuellen Unterschiede bei der Entwicklung passiver Vermeidungsaufgaben unklar sind, können natürliche Populationen Polymorphismen und Mutationen enthalten, die das Lernen und das Gedächtnis beeinflussen3,5,34,35. Eine kürzlich durchgeführte Studie zeigte, dass Polymorphismus im Forage-Locus, der für eine cGMP-abhängige Proteinkinase (PKG) kodiert, alternative Strategien beim Erlernen des Futterverhaltens vermitteln könnte34. Fliegen mit dem "Rover"-Allel und höherer Aktivität haben ein besseres Kurzzeitgedächtnis, während Fliegen mit dem "Sitter"-Allel und sitzendem Verhalten ein besseres Langzeitgedächtnis zeigen34.

Der Assay ergab, dass die WD das Lernen und das Gedächtnis bei Fliegen signifikant beeinträchtigte, was sich in kürzeren Latenzzeiten und mehr Schocks in der zweiten Studie zeigte. Die höhere Anzahl von Schocks in der ersten Studie nach der WD könnte auf Defizite im Kurzzeitgedächtnis und ein Versagen hinweisen, Assoziationen zwischen einem spezifischen Umweltkontext und einem elektrischen Schlag herzustellen. Interessanterweise milderten Flugübungen den negativen Effekt der WD teilweise ab, da die WDE-Fliegen im zweiten Versuch deutlich weniger Schocks erhalten hatten. Dies deutet darauf hin, dass Flugübungen die Auswirkungen der metabolischen Überlastung umkehren und die kognitive Leistungsfähigkeit verbessern könnten. Diese Daten werden durch unsere früheren Beobachtungen zu den positiven Auswirkungen von Flugübungen auf die Physiologie, Fortpflanzung und das Verhalten von Fliegen unterstützt31.

Einer der kritischen Schritte im beschriebenen Protokoll ist die Übertragung der Fliegen von der einzelnen Durchstechflasche in die untere Kammer. Gestresste Fliegen würden entweder zu schnell oder gar nicht in das obere Fach eindringen. Die Fliegen, die beim ersten Versuch nicht in das obere Kompartiment gelangt waren, konnten immer noch in das obere Kompartiment eindringen, nachdem sie zurück in eine einzelne Durchstechflasche gebracht und eine 5-minütige Pause erhalten hatten. Es ist jedoch besser, diese Fliegen aus dem Experiment auszuschließen. Das Fliegenalter ist ein weiterer entscheidender Faktor, da die negative Geotaxis bei 30 Tage alten Fliegen deutlich schwächer wurde (Daten nicht gezeigt). So würden beim ersten Versuch nicht mehr Fliegen in die obere Kammer eindringen und vom Experiment ausgeschlossen werden.

Der Vorteil des beschriebenen Assays besteht darin, dass es sich um eine einfache Verhaltensaufgabe handelt, die reproduzierbare Daten sowohl bei männlichen als auch bei weiblichen Fliegen von D. melanogaster und D. simulans liefert. Der Assay könnte bei der Untersuchung grundlegender Mechanismen helfen, die Lern- und Gedächtnisstörungen zugrunde liegen, die sich aus verschiedenen genetischen, pharmakologischen und diätetischen Manipulationen ergeben. Da die Retentionsversuche zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach dem ersten Training durchgeführt werden können, könnte das Kurzzeit-, Mittel- und Langzeitgedächtnis möglicherweise separat abgefragt werden.

Es gibt auch potenzielle Einschränkungen bei dieser Einzelversuchsaufgabe, einschließlich der Variabilität zwischen den Probanden und Altersunterschieden (siehe oben). Das Lernen und das Gedächtnis könnten auch von verschiedenen Faktoren beeinflusst werden, einschließlich des Verhaltenszustands zum Zeitpunkt des Lernens, experimenteller Manipulationen und Reaktionen auf Stress36. Da die USA im Abteil mit einem Kupfergitter angegeben sind, ist der Eintritt von Tieren manchmal schwer zu beurteilen, es sei denn, die Fotostrahlen und Infrarotkameras könnten in Zukunft für die Videoverfolgung installiert werden.

Zusammengenommen ist der hier vorgestellte Assay ein einfaches, zuverlässiges und reproduzierbares Verfahren, das es ermöglicht, Gedächtnismechanismen zu untersuchen. Es könnte möglicherweise neue Wege für die detaillierte Analyse der Gedächtniskonsolidierung bei Fliegen eröffnen, einschließlich Gen-Arzneimittel-Interaktionen, sowohl in kontextuellen als auch in episodischen Aspekten des Gedächtnisses.

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Disclosures

Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.

Acknowledgments

Diese Studie wurde in Teilen von NIH R15ES029673 (AKM) unterstützt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Bloomington Formulation diet Nutri-Fly  66-112 Available from Genesee Scientific Inc., San Diego, CA
1000 µL Blue tip Fisher NC9546243
17 x 100 mm 14 mL polypropylene culture tube VWR  60818-689
Aduino-based Automatic Kontrol Module In-house AKM-007 This unit is optional. Complete description, schematics, wiring diagram and a code are provided at the ECU Digital Market - https://digitalmarket.ecu.edu/akmmodule
Dual-Display 2-Channel  Digital Clock/Timer Digi-Sense AO-94440-10 https://www.amazon.com/Cole-Parmer-AO-94440-10-Dual-Display-2-Channel-Jumbo-Digit/dp/B00PR0809G/ref=sr_1_5?dchild=1&keywords=Dual-Display+timer+jumbo&qid=1627660660&sr=
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Electronic Finger Counter N/A N/A https://www.amazon.com/gp/product/B01M8IRK6F/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1
Fisherbrand Sparkleen 1 Detergent Fisher Scientific 04-320-4
Fly mouth aspirator In-house Prepared as described in reference 19.
Grass S88 stimulator N/A N/A Could be replaced with any stimulator which can provide described parameters
Kim-wipes Fisher Scientific 06-666 Kimberly-Clark Professional 34120
Metal block for fly immobilization In-house 4 x 13 x 23.5cm aluminum block
Nutiva USDA Certified Organic, non-GMO, Red Palm Oil Nutiva N/A https://www.amazon.com/Nutiva-Certified-Cold-Filtered-Unrefined-Ecuadorian/dp/B00JJ1E83G/ref=sxts_rp_s1_0?cv_ct_cx=Nutiva+USDA+Certified+Organic%2C+non-GMO%2C+Red+Palm+Oil&dchild=1&keywords=Nutiva+USDA+Certified+Organic%2C+non-GMO%2C+Red+Palm+Oil&pd_rd_i=B00JJ1E83G&pd_
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p=c6bde456-f877-4246-800f-44405f638777&pf
_rd_r=M94N11RC7NH333EMJ66Y
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Shock tube CelExplorer TMA-201 https://www.celexplorer.com/product_detail.asp?id=217&MainType=110&SubType=8
Stopwatch Accusplit A601XLN https://www.amazon.com/gp/product/B0007ZGZYI/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1
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Behavior Passive Vermeidung aversives Lernen assoziatives Lernen Gedächtnis Drosophila westliche Ernährung Flugübung

Erratum

Formal Correction: Erratum: Drosophila Passive Avoidance Behavior as a New Paradigm to Study Associative Aversive Learning
Posted by JoVE Editors on 02/23/2022. Citeable Link.

An erratum was issued for: Drosophila Passive Avoidance Behavior as a New Paradigm to Study Associative Aversive Learning. The Representative Results and Discussion sections were updated.

In the Representative Results, the legend for Figure 5 was updated from:

Figure 5: Comparison of passive avoidance and grooming behavior in D. simulans males and females. (A) Average latency (s) per trial. The graph shows no statistically significant differences between males and females in the latencies. (B) An average number of received shocks per trial. The graph shows no statistically significant differences between males and females in the number of received shocks. (C) The total duration of grooming bouts in trials 1-3. While there were no statistically significant differences between males and females, the female flies showed a considerable increase in grooming behavior during trials 2 and 3 compared to trial 1. Abbreviations: *- P<0.05. One-way ANOVA with Tukey's multiple comparisons test.

to:

Figure 5: Comparison of passive avoidance and grooming behavior in D. simulans males and females. (A) Average latency (s) per trial. The graph shows no statistically significant differences between males and females in the latencies. (B) An average number of received shocks per trial. The graph shows no statistically significant differences between males and females in the number of received shocks. (C) The total duration of grooming bouts in trials 1-3. While there were no statistically significant differences between males and females, the female flies showed a considerable decrease in grooming behavior during trials 2 and 3 compared to trial 1. Abbreviations: *- P<0.05. One-way ANOVA with Tukey's multiple comparisons test.

In the Discussion, the third paragraph was updated from:

The assay worked equally well in D. melanogaster and D. simulans male and female flies, demonstrating that the paradigm could be adapted to different D. species. The changes in fly behavior characterized by increased latencies and decreased number of shocks were statistically significant in the second trial and would strengthen with subsequent trials. Interestingly, if naïve flies were habituated to the apparatus without electric shock, they would enter the upper compartment a little faster on the second and the third trials. However, the decrease in latencies was not statistically significant (data not shown). No statistically significant differences were observed between sexes, although female flies had somewhat longer latencies and received slightly more shocks. This difference could be due to a combination of factors, including females' failure to associate the shock with the upper compartment, a stronger geotaxis, or possibly because females are slightly larger and slower than males. The total duration of grooming bouts was significantly higher in the second and third trials in female flies, which draws a parallel between D. and rodent anxiety-like behaviors26.

to:

The assay worked equally well in D. melanogaster and D. simulans male and female flies, demonstrating that the paradigm could be adapted to different D. species. The changes in fly behavior characterized by increased latencies and decreased number of shocks were statistically significant in the second trial and would strengthen with subsequent trials. Interestingly, if naïve flies were habituated to the apparatus without electric shock, they would enter the upper compartment a little faster on the second and the third trials. However, the decrease in latencies was not statistically significant (data not shown). No statistically significant differences were observed between sexes, although female flies had somewhat longer latencies and received slightly more shocks. This difference could be due to a combination of factors, including females' failure to associate the shock with the upper compartment, a stronger geotaxis, or possibly because females are slightly larger and slower than males. The total duration of grooming bouts was significantly lower in the second and third trials in female flies, which draws a parallel between D. and rodent anxiety-like behaviors26.

<em>Drosophila</em> Passives Vermeidungsverhalten als neues Paradigma zur Untersuchung assoziativen aversiven Lernens
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Pak, E. S., Murashov, A. K.… More

Pak, E. S., Murashov, A. K. Drosophila Passive Avoidance Behavior as a New Paradigm to Study Associative Aversive Learning. J. Vis. Exp. (176), e63163, doi:10.3791/63163 (2021).

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