(; BH Smith Co-PI J Trumble PI) und der Arizona State University Diese Forschung wurde unterstützt durch Mittel aus NIH NCRR (R01 RR014166 BHS), NIH NIDCD (R01 DC011422 BHS Co-PI), dem US-Landwirtschaftsministerium unterstützt. Die Finanzierung für den Workshop für Studenten (Daten in Abbildung 4) zu trainieren wurde von der Science Foundation of Chile zur Verfügung gestellt.

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The authors have no conflicts of interest to disclose.

Dieses Protokoll präsentierte zwei zuverlässige Methoden zur Konditionierung mit der pro Verfahren. Dies sind zwei von mehreren Verfahren, die erfolgreich eingesetzt 27, 21 haben. Wir beschäftigen Methode 2 für alle experimentellen Studien mit an, wie es durchgängig zuverlässig ist, auch über verschiedene Experimentatoren. Das gleiche Grundverfahren hat zu viele verschiedene Arten von Studien mit Honigbienen, einschließlich der Verwendung von unterschiedlichen Stimuli Anlage und unterschiedliche Verhaltensreflexe angepasst. Es wurde auch auf Untersuchungen über die genetische Basis von Unterschieden in der Lern 28,29, die physiologische Korrelate der geruchlichen Wahrnehmung und Gedächtnis im Gehirn 13,14,30 verbunden worden, und die modulierende und molekularen genetischen Grundlagen des Verhaltens 15,16,31 . Aufgrund der fortgeschrittenen Kenntnisse der ökologischen Relevanz von olfaktorischen Lernen für Bienen, die vor über 100 Jahren mit den ersten Studien, die von Karl von Frisch gestartet <sup&gt; 31, können die Ergebnisse von PRO leicht zu Lebensbedarf einer Kolonie verbunden werden. In jüngster Zeit hat es einen landwirtschaftlichen Studie angepaßt worden, um die subletale Verhaltenswirkungen von Pestiziden und Umweltgiften 17 zu untersuchen. Die prinzipielle Vorgehensweise ist leistungsstark, dass es angewendet werden, um Probleme in anderen Spezies als auch untersucht werden. Zwei Schmetterlingsarten, Manduca sexta und Spodoptera littoralis, haben in Studien und PRO verwendet worden, um die neuronalen Grundlagen der Geruchsidentifikation und Geruchs Lernfähigkeit 32,33 jeder einzelnen Art zu untersuchen. PRO Experimente mit Fruchtfliegen haben viele Einblicke in die molekularen Signalkaskaden in Chemosensorik und Lern 34 beteiligt sind. Und PER wurde kürzlich zur Gewöhnung auf dem Floh (Rhodnius prolixus) 35, eine wichtige Krankheitsüberträger zu studieren. Im Allgemeinen ist das Verfahren robust gegenüber Änderungen der Verfahren; die Verwendung von different Methoden wird wahrscheinlich produzieren die gleiche relative Unterschied zwischen den Behandlungsgruppen. Trotz der relativ einfaches Verfahren, mehrere Probleme können manchmal verhindern Honigbienen vom Lernen die geruchs Saccharose Vereins. Die folgenden Themen sind mögliche Änderungen des Protokolls und einige der Probleme, die während PRO Anlage entstehen können. Überlegungen zu Anzahl und Art der Prüfungen in der Anlage Protokoll Jede Lern ​​Protokoll Exposition der Bienen zu einer Reihe von Studien in der Akquisitionsphase erfordern. Diese Anzahl hängt weitgehend von der Schwierigkeit der Aufgabe. Honigbienen können eine einfache Aufgabe nach einem einzigen Versuch zu lernen, aber sie müssen von mindestens drei Studien zur langfristigen Gedächtnisbildung induzieren. Wie erwartet, wird die Honigbienen deutlich mehr Studien erforderlich, um eine schwierige Aufgabe angemessen zu lernen. Im Allgemeinen gibt es eine maximale Anzahl von Versuchen über die Bienen nicht mehr wesentlich verbessern dieir Leistung. Dieses Maximum hängt von der spezifischen Aufgabe, den Geruch Arten und Konzentrationen und der Saccharose-Konzentration. Bei der Verwendung von mehr als einer Art von Versuch mit verschiedenen Gerüchen, präsentieren die verschiedenen Versuchstypen in einer Pseudo-Zufallsfolge, um die Bienen aus Auswendiglernen eine einfache Abfolge von Geruch Präsentationen anstatt zu lernen, die Unterschiede zwischen den Gerüchen 36 zu halten. In diesen Pseudo-Zufallsfolgen, muss eine gleiche Anzahl von Versuchen für jedes der Geruchsarten sein. Außerdem ist die Wahrscheinlichkeit einer Studie mit einem Geruchstyp durch Vor und nach dem gleichen Geruch oder eine der anderen Gerüche, muss für alle Gerüche werden. Für zwei Gerüche - A und B - nutzen Sie die folgende Sequenz: ABBABAAB. Über acht Studien jeder Geruch wird vier Mal vorgestellt. Verketten identischen Sequenzen, um die gewünschte Anzahl von Studien für jede Geruchs erreichen. Unabhängig von der experimentellen Design gibt es einige Parameter, bleiben müssenKonstante, um die Lern ​​optimieren. Die Überlappung zwischen der CS und dem US ist entscheidend für die effektive Anlage. Die Inter-Prozess-Intervall (Abbildung 1, Tabelle 1) muss konstant sein und optimiert werden, weil Unregelmäßigkeiten oder eine zu kurze oder zu lange zwischenProbeIntervall kann deutlich die Wirksamkeit des Protokolls 1 Anlage beeinflussen. Überlegungen über die Bedeutung und Gestaltung von Behavioral Testing Trials Antworten während der &quot;Erfassungsphase&quot; von einem Experiment, wenn die CS und US werden gemeinsam präsentiert aufgezeichnet, kann nützlich sein. Doch Vorsicht, dass die Geruchspräsentationsbedingungen können von einer Art von Studie zu Land unterschiedlich. Während verstärkt Studien wird der Geruch gefolgt von Sucrose in Kombination mit einem visuellen Reiz (Bewegung der Einrichtung zum Abgeben des Tröpfchens Saccharose), die Reaktion der Bienen beeinflussen können dargestellt. Und die Bienen haben nur 3 Sekundens, um eine Antwort (Abbildung 1 von vier Sekunden nach Geruch Stimulation minus einer Sekunde Überlappung mit Saccharose Präsentation) zu zeigen. Wenn das Experiment beinhaltet die Bienen lernen, zwei Gerüche zu unterscheiden (zB verstärkte und unverstärkte), der unverstärkten Geruch auf alternative Studien vorgestellt tritt ohne den visuellen Reiz der Belohnung Präsentation und die Bienen haben die vollen vier Sekunden, um zu reagieren. Daher werden die Reaktionen auf die beiden Gerüche nicht während der Akquisition vollständig vergleichbar. Mit jedem Anlage Protokoll, nicht allein auf Erwerb Kurven 1 angewiesen sind. Um besser zu ermitteln, was die Bienen gelernt haben, stellen eine Reihe von unverstärkten Testversuche, bei denen weder Geruch verstärkt, die dafür sorgt, dass die Prüfung aller Reize unter gleichen Bedingungen stattfindet. Je nach dem spezifischen Zweck des Experiments kann das Testen der einzelnen Testversuche der konditionierten Geruch oder eine Reihe von Studien mit dem konditionierten OD bestehenoder oder eine Kombination aus den aufbereiteten und neuartige Geruchsbildung. Ein einzelner Test-Studie mit dem Geruch Anlage bietet einen einfachen Test, ob die Bienen erinnere mich an den Geruch konditioniert. Allerdings kann die Reaktion auf den ersten Testversuch der Bienen Motivation Ebene sowie deren Abberufung des Anlage Geruch zu reflektieren. Eine Reihe von Testversuchen, entweder eine Reihe von Studien Erlöschen der bedingten Geruch oder einer Reihe von Einzeltests der konditionierten und einen oder mehrere neue Gerüche, können auch verwendet werden, um Speicher zu beurteilen. Die Reihe der vom Aussterben Studien beurteilen kann, wie stark die Bienen erinnern die klimatisierte Vereins. Je stärker die Rückruf die größere Anzahl von Studien benötigt, um die bedingte Reaktion zu löschen. Eine Reihe von Einzeltests von konditionierten und neue Gerüche können auch prüfen, die Spezifität des Speicheranlage Geruch der Bienen. Es ist auch zwingend notwendig, um zu konditionieren und testen sowohl Kontrolle und behandelten Gruppen zu den gleichen Zeitpunkten. Comparing die Leistung der Bienen bald nach Anlage für Bienen über einen längeren Zeitraum gehalten ist aufgrund der Exposition gegenüber dem US-Saccharose, indem die Bienen bis zur Sättigung problematisch. Zum Beispiel könnte eine Abnahme der Leistung nach langen Intervallen aufgrund von Speicher Zerfall oder es könnte aufgrund von Änderungen der Motivationszustand und / oder Lernen durch unverstärkte Engagement am US-induziert sein, so dass die Ergebnisse nicht eindeutig. Daher sollte die Leistung einer Behandlungsgruppe immer relativ zu einer Kontrollgruppe, konditioniert und in den gleichen Zeitpunkten getestet, beurteilt werden. Geruchsstoffkonzentration und Integrität Es gibt mehrere Möglichkeiten, in denen die Konzentration und Integrität des Geruchs (CS) verglichen werden kann. Die am weitesten verbreitete Problem mit Geruchs Lieferung ist die Erschöpfung der Geruchspatronen durch Überbeanspruchung (Abbildung 2). Ersetzen Sie die Patronen 10-12 Nutzungen (alle 2 oder-3-Studien mit Gruppen von 5 Honigbienen), um diese Gefahr zu vermeiden. Es ist auch wichtig zu bedienenfrische Patronen für Testversuche, da gebrauchte Patronen können unterschiedlich aufgebraucht sein und somit ungleichen Geruch Reize. Ein weiteres allgemeines Problem ist geruchsPatrone Kontamination durch Verwendung der Kartusche für mehr als einen Geruch, ohne vollständig reinigen. Eine schmutzige oder kontaminierte Luftstrom kann auch unbeabsichtigt führen zusätzliche Geruchsreizes (Aktivkohlefilter können Hintergrundbelastung zu verhindern). Dies ist besonders problematisch, wenn die Kopplung PER Anlage mit Messungen der physiologischen Reaktionen auf den Geruch. Leaky Geruchspatronen stellen ein Problem dar, da die Bienen ausgesetzt sind geruchs bevor der Prozess beginnt, was den Stellenwert der Geruchsreiz reduziert. Locker sitz auf der Luftzufuhr für die Geruchs Lieferung kann in wenig oder gar keine Geruchs Lieferung führen, wenn das Ventil geöffnet wird, künstlich Reaktion der Bienen auf die vorgesehene Verringerung der Geruch. Saccharose-Lösung und unbedingten Reiz (Belohnung) Die eineHalterung, Konzentration und Integrität der wie die USA verwendet Saccharose-Lösung sind entscheidend für den Erfolg des Experiments. Anlage ist eine Funktion der Menge und Konzentration der Saccharose-Wasser-Lösung als US 37 verwendet. Die Mikrometer-Spritzen in Methode 2 verwendet werden, erlauben eine sehr präzise (bis zu 0,2 ul) Kontrolle von US-Lieferung, und wir empfehlen die Verwendung von ihnen für beide Methoden beschrieben. Verwendung der Zahnstocher (Methode 1) ist ausreichend für Umstände, unter denen die teuren Spritzen kann nicht verwendet werden, wie in der Ausbildung große Gruppen von Studenten, Arbeit auf dem Feld, oder mit geringeren Budgets. Sorgfältige Umsetzung der Methode 1 ist in Ordnung, solange Timing wird mit regelmäßigen Austausch der Zahnstocher gehalten, um den Aufbau von Saccharose (und die gelieferte Konzentration) zu vermeiden. Verwendung Zahnstocher ist es jedoch schwieriger, genau zu steuern und die Schätzung der Menge und der Größe der US geliefert, die für Studien Anlage 1 ist. Die Konzentration von Saccharose zu benötigteneine ausreichende Belohnung, um die Bienen motiviert, um das konditionierte Verein erfahren Sie auf der Schwierigkeit der Aufgabe und inneren Zustand der Bienen oder der Jahreszeit abhängig zu halten. Die schwierigeren Aufgaben erfordern einen höheren Saccharose-Lösung für die Bienen &quot;, um die Aufgabe erfolgreich zu lernen. Schimmel kann Aufbau in Saccharoselösungen selbst bei 5 ° C, die die Integrität der Lösung beeinträchtigt wird, die Gesundheit und die Wahrnehmung der Belohnung der Bienen beeinflussen während des Experiments. Es ist am besten, um die Lösung alle paar Tage zu ersetzen. Präzision, Timing, und die Konsistenz der CS und US-Lieferung Die entscheidende Frage über die richtige Umsetzung einer pro Verfahren, oder für diese Angelegenheit jeder Konditionierungsverfahren beinhaltet Präzision, Timing und Konsistenz von CS und US-Lieferung (Abbildung 1). Die Ermittler, die neu in das Verfahren sind häufig ungenau sind über Lieferung von einem oder beiden Reize. ISI, die für die CS überlappen zu lassen scheitern und US in den armen Anlage Leistung führen. Die SPS automatisiert ein akustisches Signal für den Experimentator zu Saccharose 3 Sekunden nach dem Beginn der Geruch Lieferung zu liefern. Die Ermittler sollten die Saccharose / Wasser-Tröpfchen in der Nähe des Bienen für die schnelle Lieferung, nachdem das Signal zu halten. Diese Verfahren helfen mitzureißen eine konsistente ISI. Platzieren einer Stoppuhr durch die Arena Anlage ermöglicht die komfortable Platzierung Zeit der Studie sowie die Überwachung der Bienen Zeit in der Arena vor und nach der Lieferung von Reizen. So werden die ITI relativ konsistent sein und die gesamte Prozedur kann bei einer kontrollierten Tempo ausgeführt werden. ITI, die zu kurz sind, beispielsweise weniger als 1 min, oder zu lang kann zu schlechter Leistung Anlage 1 führen. Saisonale, ökologische und Kontext-bezogene Auswirkungen auf die Honigbiene Leistungs Leistung Honigbienen &#39;durch seine Umgebung deutlich beeinflusst werdensowohl vor als auch während der Konditionierung. Häufig werden die Temperaturschwankungen und die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln, die mit dem Wechsel der Jahreszeiten kommen der Bienen Motivation zum Lernen zu verändern. Wenn die Blüten in voller Blüte, um die Bienen Motivation lernen die klimatisierte Verein im Labor nimmt 38. Wenn die Kolonie wird betont - von extremen Temperaturen, Nahrungsmittelknappheit, Krankheit oder Stress - die Bienen &quot;wird eine Verringerung ihrer Lernleistung im Inneren zeigen. Honigbienen in einem Flugraum kann auch für eine Weile gehalten lernen, aber es gibt auch den Stress der Krankheit und Alterung ihrer Lernleistung im Laufe der Zeit verschlechtern. Der Kontext während der Konditionierung kann auch die Leistung der Bienen zu verringern. Etwaige Fremdgeruch, Bewegung und andere Reize können die Biene aus den experimentellen Stimuli abzulenken. Um dieses Problem zu vermeiden, halten Sie einen einigermaßen konsistent, vereinfachte visuelle Kontext. Genotyp und Erfahrung wirkt sich pro Vorstellung &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Honigbiene Arbeiter erheblich in der Leistung auf jedem Konditionierungsverfahren wegen Aufgabe Spezialisierung, Genotyp, oder andere Umweltfaktoren 20 abweichen. Daher ist es wichtig, zu standardisieren, so viel wie möglich, die Arten der Tiere in einem Experiment verwendet, um interindividuelle Schwankung zu verringern. In einer Kolonie von einer offen begattete Königin, was bedeutet, sie mit vielen verschiedenen Drohnen gepaart führte, werden die Arbeiter in väterlicher Genotyp unterscheiden. Genetischen Hintergrund kann zu dramatischen Unterschiede in der sensorischen Reaktions 39 und 29 Lernleistung führen. Mit Kolonien, die von Königinnen instrumentell durch Spermien aus einzelnen Drohnen besamt 28 geführt reduziert diese interindividuellen Schwankungen. Die oben beschriebenen Protokolle, umfasst ein Verfahren zum Sammeln Honigbiene Arbeiter aus dem Nesteingang. Allerdings sind diese Bienen unterscheiden sich voneinander in Bezug auf das Alter oder Verhaltens Aufgabe. Sie können jung sein (inexperienCED) oder älter (mehr erfahren) Sammlerinnen. Sie können junge Honigbienen, die ihre erste Orientierung Flüge sein. Oder sie können Schutz Bienen sein. Um die Variabilität zu verringern, markieren die Bienen mit einem schnell trocknenden Lackfarbe oder Kennzeichnung Tags entweder so wie sie als Erwachsene (für Age Control) und treten / oder wie sie Nahrungssuche (für Erfahrungen zu kontrollieren) beginnen. Dann, ein paar Tage später, sammeln die Bienen für die deutliche Anlage. Arbeiter, die in der Pflege tätig sind, können das Verhalten von den Rahmen in den Bienenstock gesammelt werden. Krankenschwestern können positiv identifiziert werden, wenn sie ihre Köpfe in eine Brutzelle einfügen, um für die Larve innerhalb füttern und pflegen. Mit Virgin Queens oder Drohnen für PRO Anlage Neben der Arbeiter Honigbienen, Bienenköniginnen Jungfrau und Drohnen können ohne weiteres in einer pro Verfahren für ein Studium an der Entwicklung genetischen Linien von Honigbienen, die in Lernleistung 28 unterscheiden sollen konditioniert werden. Virgin Königinnen sollten nach th bald gesammelt werdeney ergeben sich aus der Verpuppung und direkt in Rückhaltegurte ohne Betäubung gesetzt. Junge, unreife Drohnen aus der Brutwaben in der Kolonie gesammelt werden, sind in der Regel nicht motiviert zu lernen. Nachdem sie begonnen haben Paarungsflüge, Drohnen leicht zu lernen und PRO Aufgaben 28. Sie sollten gesammelt werden, da sie von einem Hochzeitsflug in einer Kolonie für die Aufzucht von Königinnen zurück und gepflegt über Nacht in einem kleinen Käfig. Versuchen Sie nicht, um sie am Tag vor Anlage nutzen; sie nicht gut in Bäume über Nacht zu überleben. Ein paar Stunden vor der Konditionierung können die Drohnen aus den Käfigen gesammelt und ohne Betäubung in die Haltegurte angebracht werden. Schlussfolgerungen Dies PER Verfahren in der Art der Verfahren, beträgt ein Ausgangspunkt für die Gestaltung PER Experimenten. Die meisten Protokolle und PRO wird verlangen, dass das Verfahren in irgendeiner Weise umrissen geändert werden die spezifischen Ziele des Experiments und Unterkünfte zu implementierene mehrere Behandlungsgruppen. Es ist einfach zu implementieren. Allerdings erfordert die ordnungsgemäße Umsetzung Liebe zum Detail und Praxis. Einmal gemeistert es kann ein leistungsfähiges Verfahren, um als Forschungswerkzeug für mehrere grundlegende und angewandte Forschungsprogramme mit verschiedenen Insektenarten hinzufügen.

Viele Insekten lernen über ökologisch relevante Reize, und sie dann ihre Verhaltensreaktionen auf diese Reize, um neue prädiktive Beziehungen in ihrer Umgebung anpassen ändern. Mehrere verschiedene Mechanismen können diesen Verhaltensplastizität zugrunde liegen (zB nicht-assoziativen, assoziative / Pawlowschen und operante / instrument 1). Diese Arten von Plastizität unterscheiden sich in die Stimuli oder Verhaltensweisen sind mit wichtigen Ereignissen, wie das Auftreten von Lebensmitteln, einem Kumpel, oder Gefahr verbunden. Das Verständnis dieser Formen der Plastizität ist für die Grundlagenforschung sehr wichtig, wie sich das Nervensystem verändert, neue Erinnerungen zu 2 kodieren. Es ist auch wichtig für das Verständnis der adaptiven Verhalten von Insekten, die wichtige Überträger von Krankheiten (zB Tsetse-und Moskito) und Insekten, die landwirtschaftlich wichtig sind, sind entweder in der Pflanzenproduktion (Honigbienen) oder als Schädlinge. Studium Verhaltensplastizität in jedem animal erfordert aufgrund der experimentellen Kontrolle über eine Anzahl von Variablen, die nicht in dem Gebiet 1 erreichbar. Es erfordert die Entwicklung eines robusten Anlage Protokoll, das unter kontrollierten Bedingungen mehr eingesetzt werden können, aber die immer noch relevant, um das Verhalten unter natürlichen Bedingungen sind. Die Honigbiene (Apis mellifera) ist ein ausgezeichnetes Modell dafür, wie ein Protokoll für die Durchführung kontrollierter Analysen der Verhaltensplastizität 3,4 zu entwickeln. Die Nasenneben Response (PER) in Honigbienen ist ein natürlicher Reflex Verhaltens, in dem die Honigbiene erweitert sein Rüssel in Reaktion auf anten Stimulation mit einer Zuckerlösung. Während der normalen Nahrungssuchverhalten tritt PRO, wenn die Honigbiene Nektar findet in einer Blume. Glücklicherweise wird Honigbienen leicht zeigen diese einfache und leicht quantifizierbare Verhalten im Labor. Dies macht es möglich, zu untersuchen, in einer kontrollierten Umgebung, die Mechanismen, die diese ökologisch relevanten Verhalten 5 beeinflussen. PRO can auch innerhalb einer Konditionierungsprotokoll verwendet, um Reizwahrnehmung und Lern-und Gedächtnis unter verschiedenen Behandlungsbedingungen, die bestimmt sind, die Verhaltens-und neuronalen Mechanismen, die die Plastizität zugrunde liegen 6 zeigen untersuchen. Seit den ersten Untersuchungen von Kuwabara 7, hat PRO Anlage sehr stark genutzt, um nicht-assoziativen, assoziativ und operante Verhaltensmechanismen, die Plastizität im Honigbienen 8 zugrunde liegen, zu offenbaren. Diese Mechanismen sind identisch mit den in den Studien der frei fliegenden Bienen 9 offenbart. Im Gegensatz zu Untersuchungen von frei fliegenden Bienen können PER Anlage Protokolle mit Elektrophysiologie 10,11 oder Live-Zell-Fluoreszenz-Bildgebung des Gehirns 12-14 gekoppelt werden. Außerdem ermöglichen PRO Protokolle für experimentelle Manipulation von Nervenbahnen durch pharmakologische oder molekulargenetische Behandlungen, um Hypothesen über die Rolle der spezifischen Komponenten des Netzwerks, wie nehmer testenomodulators 15,16. PRO-Protokolle haben auch eine wichtige Möglichkeit, die subletale Auswirkungen der Umweltbedingungen sowie Giftstoffe auf die Gesundheit und Leistungsfähigkeit der Nahrungssuche Honigbienen 17 zu bewerten ist. Dieses Verfahren beschreibt zwei Geruchsversandmethoden parallel. Verfahren 1 ist eine Version des Geruchs und unbedingter Reiz (Saccharose) Lieferung, das eine kostengünstige und technisch einfache Methode zur Darstellung der Geruch und Saccharose Belohnung bietet. Diese Methode ist gut für die Grundausbildung und wenn Automatisierung ist nicht möglich. Es ist eine hervorragende Möglichkeit, um diese Technik zu einem Klassenzimmer oder Labor Lehre einzuführen. Während Anlage für Experimente mit schwierigeren Aufgaben und gekoppelt physiologischen Beurteilung der Geruchswahrnehmung, Lernen oder Gedächtnis, ist es sehr wichtig, genau und präzise regeln den Beginn, Dauer Lieferzeitpunkt Reize. Für die zuverlässigsten Konjunktur Lieferung, verwenden ein Mittel zur Automatisierung der Geruch Lieferung einnd eine genaue Methode der Belohnung Lieferung. Methode 2 verwendet automatisierte Geruch Lieferung und präziser Saccharose Lieferung. Es ist technisch anspruchsvoller und erfordert mehr für die Ersteinrichtung als Methode 1, aber es die Konsistenz der Zeitpunkt und die Menge der Impulse für Anlage verwendet deutlich erhöht und sollte wenn immer möglich genutzt werden.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1278">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:203px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:587px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Sucrose</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S9378-1KG</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Odorant compounds (for example):</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td rowspan="6" style="width:587px;">For additional examples of odorants, see any of the papers on olfactory processing from the Smith lab</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">1-hexanol</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">471402-100ML</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:371px;">2-octanone</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">W280208-800G-K</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">heptanol</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">51778-5ML</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">gerianol</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">163333-25G</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">nonanal</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">131210-100ML</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Hexane</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">296090-1L</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Heavy Mineral Oil</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">330760-1L</td>
			<td style="width:587px;">Make sure it&#8217;s odorless</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Ethanol</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">459836-1L</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Scintillation vials</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z190535-1PAK</td>
			<td style="width:587px;">Use a small drill bit to bore a small hole in the cap of the vials&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Bee harness</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;">Custom-made from 0.9 cm diameter plastic soda straws or hard plastic/metal tubing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Duct tape</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Kimwipes</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z188956-1PAK</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Wash bottles</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z560847-3EA</td>
			<td style="width:587px;">For the 70% ethanol&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Small fan in mountable housing</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Dryer tubing</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">FOR METHOD 1 ONLY</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Name</td>
			<td style="width:203px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:587px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">20 ml disposable plastic syringes</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">WU-07945-18</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">15 mm filter paper circles</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z274844-1PAK</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Pushpins</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Toothpicks</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">FOR METHOD 2 ONLY</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Name</td>
			<td style="width:203px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:587px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Gilmont Micrometer syringe, 0.2 mL</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">EW-07840-00</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Gilmont micrometer syringe tip</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">EW-07841-00</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">26G 3/8&#8221; Leur hub hypodermic needles</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">14-826-10</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:371px;">1cc tuberculin syringes (plastic/glass)</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z181641-1EA&#160;&#160; OR &#160;&#160;Z192090-200EA</td>
			<td style="width:587px;">glass tuberculin syringes are available, but plastic syringes are much less expensive and will work well for a limited number of uses</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Small rubber/silicone restrictors</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-95702-02</td>
			<td>Made from 4.8 mm outer diameter silicone tubing or the rubber tips of the 1 cc syringe plungers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Parafilm</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P7793-1EA</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">75 X 100 mm filter paper</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z695106-500EA</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:371px;">Direct Logic 05 Programmable Logic Controller</td>
			<td style="width:203px;">Koyo Electronics Industries Co, Ltd</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;">http://www.koyoele.co.jp/&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; OR&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; english/support/dlc.html#plc</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:371px;">1 mm, 4mm &#38; 6 mm inner diameter PVC or silicone tubing&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">Various</td>
			<td style="width:587px;">Cole-Parmer has a wide selection of suitable tubing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Polypropylene connectors &#38; leur fittings</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">Various</td>
			<td style="width:587px;">Cole-Parmer has a wide selection of connectors and fittings for many tube sizes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">65-mm Correlated Flowmeter</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">EW-03216-08</td>
			<td style="width:587px;">Aluminum with Glass float; For Liquids and Gases, With Valve</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">&#160;&#160;&#160;&#160; OR&#160;</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:371px;">Tetra Whisper 300 (Tetratek DW96-2) Aquarium Air Pump</td>
			<td style="width:203px;">Aquacave</td>
			<td style="width:119px;">AE-TETRA-300</td>
			<td style="width:587px;">www.aquacave.com</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:371px;">LIF series Solenoid Valves for .042 &#34; ID Tubing, Configuration &#34;E&#34;</td>
			<td style="width:203px;">The Lee Company</td>
			<td style="width:119px;">LFAA1200118H</td>
			<td style="width:587px;">Neoprene, 430 SS, 302 SS, 280mWatts&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; http://www.theleeco.com/LEEWEB2.NSF</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">PC-Board 12VDC 70dB Piezo Buzzer</td>
			<td style="width:203px;">RadioShack</td>
			<td style="width:119px;">273-074</td>
			<td style="width:587px;">www.radioshack.com</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a proboscis extension response protocol for investigating behavioral plasticity in insects: application to basic, biomedical, and agricultural research

Insekten ihre Antworten zu modifizieren, um durch Reize Erfahrung assoziieren diese Reize mit Ereignissen wichtig für das Überleben (zB Essen, Kumpels, Drohungen). Es gibt mehrere Mechanismen, durch die Verhaltens ein Insekt lernt hervorstechenden Verbänden und bezieht sie auf diese Ereignisse. Es ist wichtig, diese Verhaltensplastizität für Programme auf die Unterstützung von Insekten, die vorteilhaft für die Landwirtschaft ausgerichtet zu verstehen. Dieses Verständnis kann auch für die Entdeckung Lösungen für die biomedizinische und landwirtschaftliche Probleme, die durch Insekten, die als Krankheitsüberträger und Schädlinge verwendet werden. Die Nasenneben Response (PER) Anlage Protokoll wurde für Honigbienen (Apis mellifera) vor über 50 Jahren entwickelt, um zu studieren, wie sie wahrnehmen und erfahren Sie mehr über Blumen Gerüche, die den Nektar und Pollen Ressourcen einer Kolonie Bedürfnisse für das Überleben zu signalisieren. Die pro Verfahren bietet eine robuste und einfach zu beschäftigen Rahmen für die Untersuchung mehrere verschiedene ökologisch relevanten mechamen der Verhaltensplastizität. Es ist für den Einsatz leicht anpassbar mit einigen anderen Insektenarten und andere Verhaltens Reflexe. Diese Protokolle können leicht in Verbindung mit verschiedenen Mitteln zur Überwachung neurale Aktivität im ZNS mittels Elektrophysiologie oder bioimaging oder zur gezielten Manipulation neuromodulatorischen Wege eingesetzt werden. Es ist ein robustes Assay zum schnellen Nachweis subletalen Auswirkungen auf das Verhalten von Umwelt-Stressoren, Toxine oder Pestizide verursacht. Wir zeigen, wie der Per-Protokoll ist einfach zu implementieren mit Hilfe von zwei Verfahren. Eine ist als Laborübung für Studenten oder für schnelle Tests der Wirkung einer experimentellen Behandlung geeignet. Der andere bietet gründlichere Kontrolle der Variablen, die für Studien von Verhaltensanlage ist. Wir zeigen, wie verschiedene Maßnahmen zur Verhaltensreaktion von binären ja / nein, mehr kontinuierliche Variable wie Latenz und Dauer der Rüssel-Erweiterung kann verwendet werden, um zu testen Hypothese werdens. Und diskutieren wir einige Fallstricke, die Forscher häufig begegnen, wenn sie zum ersten Mal verwenden Sie den Vorgang.

Wir stellen zwei Beispiele für die Verwendung der oben beschriebenen PRO-Protokolle. Das erste Beispiel hat die Verwendung von Verfahren 2 zu untersuchen, wie Honigbienen wahr verschiedene Gerüche in Abhängigkeit von dem Molekular Ähnlichkeit als CS 5,24,25 verwendet Geruch. Der zweite ist ein Beispiel für die Verwendung von Methode 1 und einige der Vorsichtsmaßnahmen, die beim Beginn PER Anlage Experimente im Forschungslabor Gebrauch genommen werden müssen. Studien wie diese sind verwendet worden, um die Geruchs &quot;Wahrnehmungsraum&quot; der Bienen und Motten in Verbindung beschreiben mit BioImaging 13 oder elektrophysiologische Analysen 26. Honigbienen (n = 20) wurden konditioniert, um den Geruchsstoff Dekanats mit Saccharose Verstärkung über 12 Vorwärts-Paarung Anlage Studien (3A) zu verknüpfen. Etwa 10% der Honigbienen hat &#39;spontan&#39; auf der ersten Studie, die normal ist. Danach wird der Prozentsatz responded in den nächsten Studien zu erhöhen, bis 100% der Honigbienen hat auf der fünften Versuch und jede weitere Prüfung. Mehrere Studien haben gezeigt, dass dieser Anstieg der Reaktion ist spezifisch für die Vorwärtskopplungsanlage (1) in Bezug auf mehrere wichtige Kontrollverfahren 3. Nach der Akquisitionsphase wurde jede Honigbiene auf einer Reihe von Testversuchen unverstärkt (3B), die Exposition gegenüber dem Geruch CS und auf mehrere andere Geruchsstoffe, die systematisch von der CS in der molekularen Strukturen unterschieden sich beteiligt unterzogen. Honigbienen reagierte am stärksten auf die CS. Ihre Reaktionen auf die anderen Duftstoffe verringert als Funktion der systematischen Änderungen in der Struktur, mit den niedrigsten Antworten auf die Geruchsstoffe wenigstens wie der CS. In Abbildung 4 sind die Ergebnisse aus einer aktuellen Workshop, in dem Studenten gelernt haben, zum ersten Mal, wie man Bienen mit Methode 1 dargestellt zu konditionieren. Studenten Tannen<html> t Anlage Honigbienen durch Vorwärtspaarung methycyclohexanone (MCH) oder Octanol (OCT) mit Saccharose Verstärkung (4A). Antworten Prozent niedriger waren auf dem ersten Versuch und erhöht bei zukünftigen Studien, was darauf hinweist, dass die Bienen gelernt, den Geruch-Saccharose Vereins. Es gab Unterschiede in dem Maße, wie die Bienen lernten die konditionierten Assoziation zwischen den verschiedenen Gruppen von Studenten. Nach unserer Erfahrung können diese Arten von Differenzen aufgrund der Geruch, der wie der CS verwendet wurde, zu den ungenauen Elemente im Verfahren (Verfahren 1) oder auf den Ausbildungsstand der Experimentatoren. Im dritten Fall, wird schnell Leistung mehr im Einklang mit zunehmender Erfahrung die Experimentatoren. Nach der Konditionierung wurde jede Honigbiene zweimal mit je Geruch getestet. In Gruppen von Honigbienen, die mit zukunfts Paarung von OCT oder MCH konditioniert worden war, die Antwort war, wie erwartet, am stärksten in den klimatisierten Geruch (4B). <html> ent &quot;&gt; Die zweite Gruppe von Honigbienen, die nach vorne Paarung an Oktober erlebt wurde parallel zu einer anderen Gruppe, in der der Geruch Oktober wurde rückwärts mit Saccharose gepaart Anlage. Rückwärts-Paarung ist eine von mehreren Arten von Kontrollverfahren, um zu zeigen, dass der Anstieg in Reaktion ist spezifisch für Paarung weiterzuleiten und nicht durch einen anderen Prozess, wie unspezifische Erregung von Sensibilisierung. Für Abwärts Paarung, die Saccharose USA und Geruch CS werden in umgekehrter Reihenfolge zu dem, was in Abbildung 1 zeigt von hinten Paarung vorgestellt. Acquisition Daten nicht gezeigt, weil der CR kann nicht erzielt wurden gegeben werden die Präsentation des Geruchs CS nach Vorlage von Saccharose. Als würde für assoziative Anlage vorhergesagt werden, die Antwortstufen Oktober waren in der Vorwärts gepaart Gruppe in Bezug auf die Rückwärtsgruppe (4C) höher. 7fig1highres.jpg &quot;width =&quot; 500 &quot;/&gt; Abbildung 1. Diagramme der Versuchsplanung für Anlage mit zukunfts Paarung. Siehe Tabelle 1 für Definitionen der in dieser Abbildung verwendeten Begriffe. (A) Die CS (Geruch) vorangeht und überschneidet sich mit den USA (Saccharose / Wasser-Lösung). Die Beziehung zwischen der CS und US gezeigt ist optimal für Anlage Bienen und Motten. Aber die optimale ISI finden Sie auf der Anlage Protokoll-und Tierarten 1 abhängen. (B) Pannenhilfe und relative Zeit von CS, CR, USA, und UR. Der CR, die entweder vor oder während der US-Präsentation unverstärkten &#39;test&#39; Studien auftritt, ist die abhängige Maß für experimentelle Protokolle. <img alt="Figur 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51057/51057fig2highres.jpg" width="500" /> Abbildung 2. Geruch Erschöpfung mit Wiederverwendung von Patronen. Für diesen Daten wurden GeruchspatronenSet-up mit Hexanol, wie im Text beschrieben. Hexanol wird allgemein als CS PRO Studien verwendet; Jedoch wird die tatsächliche Geschwindigkeit der Verarmung auf den Geruch und Lösungsmittel abhängen. Patronen wurden dann noch einmal 4 Sekunden jede Minute über 8 Studien (unter der Annahme, 5 Honigbienen / Versuch in einem Standard-Experiment, das 40 Anwendungen entsprechen würde) verwendet. Die Verdünnungen in der angegebenen Lösungsmittel, die für die PRO-Experimente relativ üblich waren, wurden 2,0 M (A) und 0,2 M (B). (A, B) Der Geruch wurde nach der ersten und der achten Studien durch Adsorption an einer festen Phase abgetasteten Mikroextraktion (SPME) Faser, die dann auf einen Gaschromatographen desorbiert wurde. Die relativen Flächen unter den Peaks höher waren nach dem ersten Versuch in Bezug auf die achte für beide Lösungsmittel und für beide Konzentrationen (Wilcoxon matched pairs Vorzeichen-Rangtest p &lt;0,05 [*] oder höher), die zeigt, dass weniger Geruch wurde von der Patrone geliefert nachdem die Kassette hatte eine Anzahl von Malen. (C, D) die gleichen Daten, die gerade die achte tr verwendet<html> ial mit dem erweiterten y-Achse. Es zeigt, dass Verarmungs geringfügig größer für Hexan, bezogen auf Mineralöl, sondern nur bei der niedrigeren Konzentration. <img alt="Figur 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51057/51057fig3highres.jpg" width="500" /> Abbildung 3. Erwerb und Test mit Dekanats als CS und Verfahren 2 bis Anlage. (A) Test-by-trial-Reaktion (CR) über 12 Vorwärts-Paarung Studien (Abbildung 1). Die Daten stammen aus n = 20 Honigbienen in vier Gruppen von jeweils 5 Honigbienen konditioniert. Der ISI war 3 Sekunden und die ITI war 6 min. (B) unverstärkt Tests mit Gerüchen, die von Dekanats von Kohlenstoffkettenlänge und / oder die Position des Carbonylkohlenstoff abweichen. Die Gerüche wurden in einer randomisierten Serie über die vier Gruppen vor und wurden mit verstärkten Versuchen mit Dekanats (alle zwei bis drei Versuche), um Aussterben der CR vermeiden setzt. e_content &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; always &quot;&gt; <img alt="Figur 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51057/51057fig4highres.jpg" width="500" /> Abbildung 4. Die Daten aus einem Workshop, in dem Studenten wurden ausgebildet, um Bienen zu konditionieren mit PER-Methode 1. (a) Erwerb von Daten aus drei Gruppen von Honigbienen Anlage zu Octanol (n = 23 und 15 für die GPS-1 bzw. 2) und Methylcyclohexanon (n = 10), (B) CRs bei unverstärkten Tests mit beiden Gerüche. vier Studien in zufälliger Reihe über Gruppen vorgestellt. (C) unverstärkt Tests mit beiden Gerüche in zwei Gruppen von Honigbienen, eine zukunfts gepaart (Gp 1, n = 23) und eine nach hinten gepaart (n = 25). <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> Begriff (Abkürzung) </td><td> Definition </td><td> Relevante Beispiel </td></tr><tr><td> Bedingten Reiz (CS) </td><td> EinReiz, der eine geringe oder keine Reaktion auslöst, an ersten und signalisiert US </td><td> GERUCH </td></tr><tr><td> Konditionierte Reaktion (CR) ein </td><td> Die Antwort auf das CS nach Verbindung mit dem US </td><td> Rüssel EXTENSION </td></tr><tr><td> Unbedingten Reiz (US) </td><td> Ein biologisch wichtige Impulse, die eine Antwort entlockt </td><td> Saccharose / Wasser-Lösung </td></tr><tr><td> Unbedingte Reaktion (UR) ein </td><td> Die Reaktion auf die US </td><td> Rüssel EXTENSION </td></tr><tr><td> Inter-Stimulus-Intervall (ISI) </td><td> Die Zeit zwischen dem Beginn des KS und Einsetzen der US </td><td> Geruch SUCROSE Intervall </td></tr><tr><td> Inter-Testintervall (ITI) </td><td> Die Zeit zwischen aufeinander CS-US-Paarungen für ein einzelnes Tier </td><td> Geruch (Studie n), um Geruch (Test n + 1)-Intervall </td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Imwichtige Begriffe. Siehe für eine Darstellung dieser Begriffe Abbildung 1 a. Für PRO Anlage der CR und UR sind die gleichen, wenn auch für andere Arten von Verbänden und Reflexe der CR und UR können abweichen. <a href="/files/ftp_upload/51057/BEE_4.avi" target="_blank">Film 1.</a> Ein Video einer Honigbiene, Durchführung und PRO nachdem sie konditioniert worden, um einen Geruch zu reagieren. Beachten Sie die PRO Reaktion der Biene ca. 1,5 sec nach Beginn Geruch. Tracking-Software abgebildet, die Antennenbewegungen als Reaktion auf Präsentation der Geruch. Die in der oberen rechten Ecke des Videozeichneten Linien veranschaulichen die tatsächlichen Antennenbewegungen. Die beiden Grafiken unten auf dem Bildschirm zeigen anten Bewegungen auf der X-(links) und Y (rechts) koordiniert. Die vertikalen Linien in der Grafik in dem Video zu sehen geben, von links nach rechts, Licht an, PRO, Licht aus und Rüssel Rückzug.

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A Proboscis Extension Response Protocol for Investigating Behavioral Plasticity in Insects: Application to Basic, Biomedical, and Agricultural Research

The Proboscis Extension Response (PER) conditioning protocol, developed for the honey bee (Apis mellifera), provides an ecologically-relevant and easily quantifiable means for studying several different mechanisms of learning in many insect species.

Eine Nasennebenschutz-Protokoll für die Untersuchung Verhaltensplastizität bei Insekten: Anwendung auf Grund, Biomedizinische und Agrarforschung

Insects modify their responses to stimuli through experience of associating those stimuli with events important for survival (e.g., food, mates, threats). ...

a-proboscis-extension-response-protocol-for-investigating-behavioral

Research

JoVE Journal

Neuroscience

33.5K Aufrufe.  Arizona State University. The Proboscis Extension Response (PER) conditioning protocol, developed for the honey bee (Apis mellifera), provides an ecologically-relevant and easily quantifiable means for studying several different mechanisms of learning in many insect species. 

Serie: A Proboscis Extension Response Protocol for Investigating Behavioral Plasticity in Insects: Application to Basic, Biomedical, and Agricultural Research

Combining Behavioral Endocrinology and Experimental Economics: Testosterone and Social Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in rodents have shown a direct link between testosterone and aggressive behavior1 and folk wisdom adapts these findings to humans, suggesting that testosterone induces antisocial, egoistic or even aggressive behavior2. However, many researchers doubt a direct testosterone-aggression link in humans, arguing instead that testosterone is primarily involved in status-related behavior3,4. As a high status can also be achieved by aggressive and antisocial means it can be difficult to distinguish between anti-social and status seeking behavior.
We therefore set up an experimental environment, in which status can only be achieved by prosocial means. In a double-blind and placebo-controlled experiment, we administered a single sublingual dose of 0.5 mg of testosterone (with a hydroxypropyl-&beta;-cyclodextrin carrier) to 121 women and investigated their social interaction behavior in an economic bargaining paradigm. Real monetary incentives are at stake in this paradigm; every player A receives a certain amount of money and has to make an offer to another player B on how to share the money. If B accepts, she gets what was offered and player A keeps the rest. If B refuses the offer, nobody gets anything. A status seeking player A is expected to avoid being rejected by behaving in a prosocial way, i.e. by making higher offers.
The results show that if expectations about the hormone are controlled for, testosterone administration leads to a significant increase in fair bargaining offers compared to placebo. The role of expectations is reflected in the fact that subjects who report that they believe to have received testosterone make lower offers than those who say they believe that they were treated with a placebo. These findings suggest that the experimental economics approach is sensitive for detecting neurobiological effects as subtle as those achieved by administration of hormones. Moreover, the findings point towards the importance of both psychosocial as well as neuroendocrine factors in determining the influence of testosterone on human social behavior.

The procedure described in this protocol shows that testosterone administration and folk beliefs about testosterone may be associated with directly opposed social behaviors.

Die Kombination Behavioral Endokrinologie und Experimentelle Wirtschaftsforschung: Testosteron und Social Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in ...

Forschung

Neurowissenschaften

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS display abnormalities in the expression of FMR1 - a protein required for typical, healthy neural development.3 Recent data has suggested that the loss of this protein can cause the cortex to be hyperexcitable thereby affecting overall patterns of neural plasticity.4,5
In addition, Fragile X shows a strong comorbidity with autism: in fact, 30% of children with FXS are diagnosed with autism, and 2 - 5% of autistic children suffer from FXS.6
Transcranial Magnetic Stimulation (a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability via the application of localized magnetic field pulses 7,8) represents a unique method of exploring plasticity and the manifestations of FXS within affected individuals. More specifically, Theta-Burst Stimulation (TBS), a specific stimulatory protocol shown to modulate cortical plasticity for a duration up to 30 minutes after stimulation cessation in healthy populations, has already proven an efficacious tool in the exploration of abnormal plasticity.9,10 
Recent studies have shown the effects of TBS last considerably longer in individuals on the autistic spectrum - up to 90 minutes.11 This extended effect-duration suggests an underlying abnormality in the brain's natural plasticity state in autistic individuals - similar to the hyperexcitability induced by Fragile X Syndrome.
In this experiment, utilizing single-pulse motor-evoked potentials (MEPs) as our benchmark, we will explore the effects of both intermittent and continuous TBS on cortical plasticity in individuals suffering from FXS and individuals on the Autistic Spectrum.

In this article, we examine the effects of Theta-Burst TMS stimulation on cortical plasticity in individuals suffering from Fragile X syndrome and individuals on the autistic spectrum.

TMS: Mit dem Theta-Burst-Protokoll zu Mechasnism der Plastizität in Individuen sich mit Fragile X-Syndrom und Autismus

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees (Apis mellifera)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the survival of a honeybee colony depends on the exploitation of food sources, forager bees learn and memorize variable flower sites as well as their profitability. Forager bees can be easily trained in natural settings where they forage at a feeding site and learn the related signals such as odor or color. Appetitive associative learning can also be studied under controlled conditions in the laboratory by conditioning the proboscis extension response (PER) of individually harnessed honeybees3,4. This learning paradigm enables the study of the neuronal and molecular mechanisms that underlie learning and memory formation in a simple and highly reliable way5-12. A behavioral pharmacology approach is used to study molecular mechanisms. Drugs are injected systemically to interfere with the function of specific molecules during or after learning and memory formation13-16.
Here we demonstrate how to train harnessed honeybees in PER conditioning and how to apply drugs systemically by injection into the bee flight muscle.

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees Apis mellifera

We demonstrate how to implement a behavioral pharmacology method in an appetitive olfactory conditioning paradigm in honeybees (Apis mellifera) by systemic application of drugs. This method allows investigation of the mechanisms underlying learning and memory formation in a simple and reliable way.

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning der Proboscis Erweiterung Reaktionszeit in Honigbienen ( Apis mellifera)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the ...

Enabling High Grayscale Resolution Displays and Accurate Response Time Measurements on Conventional Computers

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments in vision research require displays with more than 12 bits of luminance resolution. Several solutions are available. Bit++ 1 and DataPixx 2 use the Digital Visual Interface (DVI) output from graphics cards and high resolution (14 or 16-bit) digital-to-analog converters to drive analog display devices. The VideoSwitcher 3 described here combines analog video signals from the red and blue channels of graphics cards with different weights using a passive resister network 4 and an active circuit to deliver identical video signals to the three channels of color monitors. The method provides an inexpensive way to enable high-resolution monochromatic displays using conventional graphics cards and analog monitors. It can also provide trigger signals that can be used to mark stimulus onsets, making it easy to synchronize visual displays with physiological recordings or response time measurements.
Although computer keyboards and mice are frequently used in measuring response times (RT), the accuracy of these measurements is quite low. The RTbox is a specialized hardware and software solution for accurate RT measurements. Connected to the host computer through a USB connection, the driver of the RTbox is compatible with all conventional operating systems. It uses a microprocessor and high-resolution clock to record the identities and timing of button events, which are buffered until the host computer retrieves them. The recorded button events are not affected by potential timing uncertainties or biases associated with data transmission and processing in the host computer. The asynchronous storage greatly simplifies the design of user programs. Several methods are available to synchronize the clocks of the RTbox and the host computer. The RTbox can also receive external triggers and be used to measure RT with respect to external events. 
Both VideoSwitcher and RTbox are available for users to purchase. The relevant information and many demonstration programs can be found at <a href="http://lobes.usc.edu/">http://lobes.usc.edu/</a>.

Conventional computer hardware can not generate visual stimuli with sufficiently high grayscale resolution and measure response times with sufficient accuracy. We describe how to use the VideoSwitcher to produce high-resolution monochromatic displays, and the RTbox to measure response times with high accuracy on conventional computer hardware.

Enabling High Graustufen auflösende Displays und präzise Antwort Zeitmessungen auf herkömmlichen Computern

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments ...

A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and relapse to food taking 1. Food craving conceptualized in this way is akin to drug craving in response to drug-paired cues. A rich literature has been developed around understanding the behavioral and neurobiological determinants of drug craving; we and others have been focusing recently on translating techniques from basic addiction research to better understand addiction-like behaviors related to food 2-4.
As done in previous studies of drug craving, we examine sucrose craving behavior by utilizing a rat model of relapse. In this model, rats self-administer either drug or food in sessions over several days. In a session, lever responding delivers the reward along with a tone+light stimulus. Craving behavior is then operationally defined as responding in a subsequent session where the reward is not available. Rats will reliably respond for the tone+light stimulus, likely due to its acquired conditioned reinforcing properties 5. This behavior is sometimes referred to as sucrose seeking or cue reactivity. In the present discussion we will use the term "sucrose craving" to subsume both of these constructs.
In the past decade, we have focused on how the length of time following reward self-administration influences reward craving. Interestingly, rats increase responding for the reward-paired cue over the course of several weeks of a period of forced-abstinence. This "incubation of craving" is observed in rats that have self-administered either food or drugs of abuse 4,6. This time-dependent increase in craving we have identified in the animal model may have great potential relevance to human drug and food addiction behaviors.
Here we present a protocol for assessing incubation of sucrose craving in rats. Variants of the procedure will be indicated where craving is assessed as responding for a discrete sucrose-paired cue following extinction of lever pressing within the sucrose self-administration context (Extinction without cues) or as responding for sucrose-paired cues in a general extinction context (Extinction with cues).

Responding for food or drug-paired cues increases over the course of a period of abstinence and this may relate to an increased susceptibility to relapse behaviors. Here we detail a procedure for evaluating this "incubation of craving" in rats that have self-administered sucrose.

Eine allgemeine Methode zur Bewertung der Inkubation von Saccharose Craving in Ratten

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and ...

A Lightweight, Headphones-based System for Manipulating Auditory Feedback in Songbirds

Experimental manipulations of sensory feedback during complex behavior have provided valuable insights into the computations underlying motor control and sensorimotor plasticity1. Consistent sensory perturbations result in compensatory changes in motor output, reflecting changes in feedforward motor control that reduce the experienced feedback error. By quantifying how different sensory feedback errors affect human behavior, prior studies have explored how visual signals are used to recalibrate arm movements2,3 and auditory feedback is used to modify speech production4-7. The strength of this approach rests on the ability to mimic naturalistic errors in behavior, allowing the experimenter to observe how experienced errors in production are used to recalibrate motor output.
Songbirds provide an excellent animal model for investigating the neural basis of sensorimotor control and plasticity8,9. The songbird brain provides a well-defined circuit in which the areas necessary for song learning are spatially separated from those required for song production, and neural recording and lesion studies have made significant advances in understanding how different brain areas contribute to vocal behavior9-12. However, the lack of a naturalistic error-correction paradigm - in which a known acoustic parameter is perturbed by the experimenter and then corrected by the songbird - has made it difficult to understand the computations underlying vocal learning or how different elements of the neural circuit contribute to the correction of vocal errors13.
The technique described here gives the experimenter precise control over auditory feedback errors in singing birds, allowing the introduction of arbitrary sensory errors that can be used to drive vocal learning. Online sound-processing equipment is used to introduce a known perturbation to the acoustics of song, and a miniaturized headphones apparatus is used to replace a songbird's natural auditory feedback with the perturbed signal in real time. We have used this paradigm to perturb the fundamental frequency (pitch) of auditory feedback in adult songbirds, providing the first demonstration that adult birds maintain vocal performance using error correction14. The present protocol can be used to implement a wide range of sensory feedback perturbations (including but not limited to pitch shifts) to investigate the computational and neurophysiological basis of vocal learning.

We describe the design and assembly of miniaturized headphones suitable for replacing a songbird&#x2019;s natural auditory feedback with a manipulated acoustic signal. Online sound processing hardware is used to manipulate song output, introduce real-time errors in auditory feedback via the headphones, and drive vocal motor learning.

Ein Leichtes, Kopfhörer-basierte System zur Manipulation Auditory Feedback in Songbirds

Experimental manipulations of sensory feedback during complex behavior have provided valuable insights into the computations underlying motor control and ...

Inducing Plasticity of Astrocytic Receptors by Manipulation of Neuronal Firing Rates

Close to two decades of research has established that astrocytes in situ and in vivo express numerous G protein-coupled receptors (GPCRs) that can be stimulated by neuronally-released transmitter. However, the ability of astrocytic receptors to exhibit plasticity in response to changes in neuronal activity has received little attention. Here we describe a model system that can be used to globally scale up or down astrocytic group I metabotropic glutamate receptors (mGluRs) in acute brain slices. Included are methods on how to prepare parasagittal hippocampal slices, construct chambers suitable for long-term slice incubation, bidirectionally manipulate neuronal action potential frequency, load astrocytes and astrocyte processes with fluorescent Ca2+ indicator, and measure changes in astrocytic Gq GPCR activity by recording spontaneous and evoked astrocyte Ca2+ events using confocal microscopy. In essence, a &#8220;calcium roadmap&#8221; is provided for how to measure plasticity of astrocytic Gq GPCRs. Applications of the technique for study of astrocytes are discussed. Having an understanding of how astrocytic receptor signaling is affected by changes in neuronal activity has important implications for both normal synaptic function as well as processes underlying neurological disorders and neurodegenerative disease.

Here we describe an adaptation of protocols used to induce homeostatic plasticity in neurons for the study of plasticity of astrocytic G protein-coupled receptors. Recently used to examine changes in astrocytic group I mGluRs in juvenile mice, the method can be applied to measure scaling of various astrocytic GPCRs, in tissue from adult mice in situ and in vivo, and to gain a better appreciation of the sensitivity of astrocytic receptors to changes in neuronal activity.

Induktion von Plastizität Astrozytäre Rezeptoren durch Manipulation der neuronalen Feuerraten

Close to two decades of research has established that astrocytes in situ and in vivo express numerous G protein-coupled receptors (GPCRs) that can be ...

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

Mating experiments using Drosophila have contributed greatly to the understanding of sexual selection and behavior. Experiments often require simple, easy and cheap methods to distinguish between individuals in a trial. A standard technique for this is CO2 anaesthesia and then labelling or wing clipping each fly. However, this is invasive and has been shown to affect behavior. Other techniques have used coloration to identify flies. This article presents a simple and non-invasive method for labelling Drosophila that allows them to be individually identified within experiments, using food coloring. This method is used in trials where two males compete to mate with a female. Dyeing allowed quick and easy identification. There was, however, some difference in the strength of the coloration across the three species tested. Data is presented showing the dye has a lower impact on mating behavior than CO2 in Drosophila melanogaster. The impact of CO2 anaesthesia is shown to depend on the species of Drosophila, with D. pseudoobscura and D. subobscura showing no impact, whereas D. melanogaster males had reduced mating success. The dye method presented is applicable to a wide range of experimental designs.

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

This protocol describes a simple, cost effective way to individually identify Drosophila or other insects. Demonstration data investigating mating success across three species of Drosophila show that this method is comparable or better than the use of CO2 anaesthesia.

Färben Insekten für Verhaltenstests: die Paarungsverhalten von narkotisierten<em&gt; Drosophila</em

Mating experiments using Drosophila have contributed greatly to the understanding of sexual selection and behavior. Experiments often require simple, easy ...

Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) characterization of primary motor cortex (M1) excitability and inhibition. Motor response inhibition prevents unwanted actions and is abnormal in several neuropsychiatric conditions. TMS is a non-invasive technology that can quantify M1 excitability and inhibition using single- and paired-pulse protocols and can be precisely timed to study cortical physiology with high temporal resolution. We modified the original Slater-Hammel (S-H) stop signal task to create a &#34;racecar&#34; version with TMS pulses time-locked to intra-trial events. This task is self-paced, with each trial initiating after a button push to move the racecar towards the 800 ms target. GO trials require a finger-lift to stop the racecar just before this target. Interspersed randomly are STOP trials (25%) during which the dynamically adjusted stop signal prompts subjects to prevent finger-lift. For GO trials, TMS pulses were delivered at 650 ms after trial onset; whereas, for STOP trials, the TMS pulses occurred 150 ms after the stop signal. The timings of the TMS pulses were decided based on electroencephalography (EEG) studies showing event-related changes in these time ranges during stop signal tasks. This task was studied in 3 blocks at two study sites (n=38) and we recorded behavioral performance and event-related motor-evoked potentials (MEP). Regression modelling was used to analyze MEP amplitudes using age as a covariate with multiple independent variables (sex, study site, block, TMS pulse condition [single- vs. paired-pulse], trial condition [GO, successful STOP, failed STOP]). The analysis showed that TMS pulse condition (p&#60;0.0001) and its interaction with trial condition (p=0.009) were significant. Future applications for this online S-H/TMS paradigm include the addition of simultaneous EEG acquisition to measure TMS-evoked EEG potentials. A potential limitation is that in children, the TMS pulse sound could&#160;affect behavioral task performance.

We describe an experimental procedure to quantify excitability and inhibition of primary motor cortex during a motor response inhibition task by using Transcranial Magnetic Stimulation throughout the course of a Stop Signal Task.

Online-transkranielle Magnetstimulation Protokoll zur Messung der kortikalen Physiologie Reaktion Hemmung zugeordnet

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...

SwarmSight: Real-time Tracking of Insect Antenna Movements and Proboscis Extension Reflex Using a Common Preparation and Conventional Hardware

Many scientifically and agriculturally important insects use antennae to detect the presence of volatile chemical compounds and extend their proboscis during feeding. The ability to rapidly obtain high-resolution measurements of natural antenna and proboscis movements and assess how they change in response to chemical, developmental, and genetic manipulations can aid the understanding of insect behavior. By extending our previous work on assessing aggregate insect swarm or animal group movements from natural and laboratory videos using the video analysis software SwarmSight, we developed a novel, free, and open-source software module, SwarmSight Appendage Tracking (SwarmSight.org) for frame-by-frame tracking of insect antenna and proboscis positions from conventional web camera videos using conventional computers. The software processes frames about 120 times faster than humans, performs at better than human accuracy, and, using 30 frames per second (fps) videos, can capture antennal dynamics up to 15 Hz. The software was used to track the antennal response of honey bees to two odors and found significant mean antennal retractions away from the odor source about 1 s after odor presentation. We observed antenna position density heat map cluster formation and cluster and mean angle dependence on odor concentration.

This protocol describes steps for using the novel software, SwarmSight, for frame-by-frame tracking of insect antenna and proboscis positions from conventional web camera videos using conventional computers. The free, open-source software processes frames about 120 times faster than humans and performs at better than human accuracy.

SwarmSight: Echtzeit-Tracking von Insekten Antenne Bewegungen und Rüssel Erweiterung Reflex mit einem gemeinsamen Vorbereitung und konventioneller Hardware

Many scientifically and agriculturally important insects use antennae to detect the presence of volatile chemical compounds and extend their proboscis ...