Die Autoren möchten auch dank Kris Burner, Stephen McKinney, Laura Tobin, Jenny Gilbreath, Ashley Olley, Megan Hoffer, und Megan Hyde für ihre Arbeit bei der Feinabstimmung dieser Test auszudrücken.

1. Erstellung von individuellen Fliegen für Locomotion Assay <ol><li> Über fliegt durch leichtes Klopfen in einzelne leere Fläschchen und Kappe die Fläschchen mit einem Wattebausch. Lassen Fliegen ungestört 20-30 min vor Beobachtung zu sitzen. Es ist wichtig, um die Fliegen in den Stunden vor der Verhaltensbeobachtung nicht betäuben wie frühere Studien haben gezeigt, Anästhesie Exposition Verhalten zu ändern im Vergleich zu 14 narkotisierten Fliegen. </li><li> Klopfen Sie leicht die Fliege aus dem Fläschchen und legen einzelne Fliegen unter einem Durchmesser von 5 cm Petrischale Deckel (5 mm hoch) mit kleinen Schlitzen auf Luftdurchgang zu ermöglichen. Illuminate von unten und beobachten Sie die Fliegen mit einer Webcam über der Petrischale montiert. </li></ol> 2. Erstellung von individuellen Fliegen für Beschlagnahme Assay <ol><li> Feed-zwei Tage alten Beschlagnahme empfindlich Fliegen entweder Standard-Hefe / Maismehl / Agar-Medien-oder Standard-Medien direkt mit Drogen gemischt. Für die hier vorgestellten Daten wurden Fliegen entweder ein unterwegs zugeführtf Standardmedien oder 1 g Standardmedien mit 25 mg Metformin gemischt. </li><li> Nachdem die Fliegen haben für zwei Tage auf die Medien oder Medien sowie Drogen zugeführt wird, übertragen Sie sie durch leichtes Klopfen in einzelne leere Flaschen und Fläschchen, die Kappe mit einem Wattebausch. Lassen Sie fliegt nach 20 Minuten ruhig stehen, bevor Beobachtung. Es ist wichtig, um die Fliegen in den Stunden vor der Verhaltensbeobachtung nicht betäuben wie frühere Studien haben gezeigt, Anästhesie Exposition Verhalten zu ändern im Vergleich zu 14 narkotisierten Fliegen. </li><li> Vortex einzelnen Ampullen mit einer Fliege auf einem Vortexer Labor mit der höchsten Einstellung für 10 Sekunden. Legen Sie die immobilisiert Fliege auf einem leeren weißen Blatt Papier direkt unter einer Webcam über der Papier montiert. </li></ol> 3. Video Recording <ol><li> Nehmen Sie die Bewegung oder die SLA mit dem Software-Programm HandyAvi <a href="http://www.azcendant.com/download.htm">http://www.azcendant.com/download.htm</a> . Dieses Programm verwendet die Webcam andie Aufnahmen auf der Basis der Benutzereinstellungen. </li><li> Wählen Sie die Option Bilder Zeitraffer der Registerkarte Capture Wenn das Fenster öffnet, wählen Sie die Webcam als Aufnahmegerät. Bei den meisten Versuchen wurde die Videobildgröße von 640 x 480 ist ausreichend. </li><li> Wählen Sie Intel IYUV Codec für die Komprimierung und wählen 0,1 sec / Rahmen für die Beschlagnahme-Assay oder wählen 0,1-0,5 sec / Rahmen für die Bewegung Assay. Auf der Registerkarte Erweitert, wählen Sie schaffen ein. BMP-Bild-Datei für jede Erfassung und wählen Sie einen Ordner für das Programm, um die Bilder, die es braucht (die Bildstapel) zu speichern. </li><li> Legen Sie eine tote Fliege auf dem Blatt Papier. Klicken Sie auf das Video Feld Einstellungen und passen Sie die Einstellungen auf der Registerkarte Geräteeinstellungen so, dass es einen hellen weißen Hintergrund und eine klare Kontrast zu den dunkleren Fliege. </li><li> Klicken Sie auf die Start-Taste, um die Aufnahme zu starten. Sobald die Aufnahmedauer beendet ist, klicken Sie auf die Stopp-Taste. Die Bildstapel sollte nun in der ausgewählten Ordner. Hinweis: Vor der Aufnahme sicher, dass die folder für die Bildstapel ausgewählt ist leer. </li></ol> 4. Datenanalyse mit ImageJ <ol><li> Offene NIH kostenlosen Bildbearbeitungssoftware ImageJ, die heruntergeladen werden kann <a href="http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html">http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html</a> . Hinweis: Neben dem Herunterladen des Programms, muss der Multitracker-Plug-in heruntergeladen und installiert, wie bei angegeben werden <a href="http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html">http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html</a> . </li><li> Importieren Sie die Bildstapel in ImageJ, indem Sie auf der Registerkarte Datei und wählen Sie dann Import → Bildsequenz. <ol><li> Wählen Sie den Ordner, der die Bildstapel enthält, markieren Sie eines der Bilder und wählen Sie geöffnet. Eine Sequenz Optionen Dialogfeld wird geöffnet. Klicken Sie auf die Namen numerisch sortieren und wählen Sie OK und die Bildstapel werden in ImageJ geladen werden. </li></ol></li><li> Schwellen alle Bilder, so dass jedes aus einem weißen Hintergrund mit der Flug wobeiumgewandelt, um einen schwarzen Punkt. Um diesen Prozess zu beginnen, konvertieren Sie das Bild in ein 8-Bit-Format, indem Sie → 8-Bit-Typ unter der Registerkarte Bild. <ol><li> Klicken Sie auf der Registerkarte Bild und wählen Sie erneut einstellen → Threshold. Dies eröffnet den Threshold Dialogbox, in der die Schwelle abgeschnitten Punkt kann eingestellt werden. </li><li> Scannen Sie durch die Bilder zu sehen, ob es zusätzliche schwarze Punkte oder wenn ein Stück fehlt ein schwarzer Punkt. Wenn dies der Fall ist, der Schwellenwert eingestellt werden, um das Problem zu lindern. Regel die Schwelle muss nicht als Standardprogramm auf einen angemessenen Wert eingestellt werden. Hinweis: Jede Folie in der Stapel sollte nur ein schwarzer Punkt, der die Position der Fliege haben. </li><li> Wählen Sie gelten in der Schwelle Dialog und eine Umwandlung in Dialog-Maske wird geöffnet. Klicken Sie nicht auf eine der Optionen, sondern einfach auf OK, um Schwellen klicken Sie auf die Bildstapel. </li></ol></li><li> Nach den Schwellenbildstapel, wählen Sie den Multitracker-Plug-in auf der Registerkarte Plugins, ummessen die Bewegung der Fliege in Pixel. Der Objekt-Tracker Dialogfeld erscheinen. <ol><li> Klicken Sie auf alle vier Optionen im Dialogfeld gegeben, und wählen Sie OK. Der Multitracker Plug-in wird dann bringen Koordinaten an dem schwarzen Punkt in jeder Scheibe und listen diese im Fenster Ergebnisse sowie die gesamte Weglänge in Pixel. Das Fenster Pfade gibt eine grafische Anzeige des Weges die Fliege nahm. </li><li> Kopieren Sie die x-und y-Koordinatenliste aus dem Fenster Ergebnisse und fügen Sie die Daten in eine Excel-Tabelle. Wenn eine Folie in der Stapel nicht über einen schwarzen Punkt in ihr, wird die Multitracker-Programm an dieser Folie zu stoppen. Wenn dies geschieht, ist es notwendig, zurück auf 4,2 und Re-Schwelle den Stapel Schritt, um sicherzustellen, dass die Fliege Register als schwarzer Punkt in der Folie in Frage. </li></ol></li><li> Um wandeln die Weglängen von Pixel cm, einen separaten Bild von zwei Punkten, die einen cm auseinander auf ein weißes Blatt Papier angeordnet sind. <ol><li> Folgen Sie der obenSchritte (3.1-4.4.2), um die x bestimmen, y-Koordinaten für die beiden Pixel-Punkten und verwenden diese Informationen, um die Anzahl der Pixel, die einen cm zu bestimmen. Dieser Umrechnungsfaktor wird in Schritt fünf verwendet, um Bewegungsdaten in cm zu erzeugen. Hinweis: Sobald dies erledigt ist, ist es wichtig, die für alle zukünftigen Aufnahmen feste Kamera halten. Jedes Mal, wenn die Kamera bewegt wird oder eingestellt werden, muss man diesen Schritt wiederholen, um die Pixel cm konvertieren. </li><li> Die Pfadlänge, die von der Multitracker-Plug-in erzeugt wird überschätzt Bewegung, weil geringe Schwankungen der Körperposition und der Lichtintensität / Reflexion wird die Größe und die Mitte der schwarzen Punkt, der erzeugt wird, wenn Schwellen die Bilder beeinflussen. Dieses Geräusch muss, um eine genaue Schätzung der Fliege Bewegung bekommen entfernt werden. </li></ol></li></ol> 5. Datenanalyse mit Excel <ol><li> Entfernen Sie das Rauschen aus den aufgezeichneten Daten durch den Import der Serie von x, y-Koordinaten durch die Multitracker pr erzeugtOgram in Fly-Analyse, einer Excel Visual Basic-Programm von den Autoren. (Das Programm ist durch Kontaktieren der Autoren verfügbar.) </li><li> Klicken Sie auf die Schaltfläche Klicken Sie mich an und wählen Sie einen Schwellenwert Abschaltung. Einen Schwellenwert von 0,5 cm / sec Wählen Sie für SLA-Analyse oder wählen Sie einen Wert zwischen 0,1 bis 0,3 cm / sec für Bewegungsanalyse. Klicken Sie auf OK und das Programm wird die Geschwindigkeit, Zeit und Strecke der Bewegung zu berechnen. Hinweis: Das Programm verwendet eine Schiebefenster-Analyse, um die Daten in aufeinanderfolgenden Bins 0,5-1,0 sec bewerten und berechnet die Geschwindigkeit während dieses Fensters. Alles, was über den benutzerdefinierten Abschaltung wie Flugbewegung behandelt. </li></ol>

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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+as+a+model+for+epilepsy:+bss+is+a+gain-of-function+mutation+in+the+para+sodium+channel+gene+that+leads+to+seizures.">Drosophila as a model for epilepsy: bss is a gain-of-function mutation in the para sodium channel gene that leads to seizures.</a> Genetics. , 187-534 (2011).</li><li>Hardie, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+AMP-activated+protein+kinase+in+the+metabolic+syndrome+and+in+heart+disease.">Role of AMP-activated protein kinase in the metabolic syndrome and in heart disease.</a> FEBS Lett. 582, 81-89 (2008).</li><li>Fulgencio, J. P., Kohl, C., Girard, J., Pegorier, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+metformin+on+fatty+acid+and+glucose+metabolism+in+freshly+isolated+hepatocytes+and+on+specific+gene+expression+in+cultured+hepatocytes.">Effect of metformin on fatty acid and glucose metabolism in freshly isolated hepatocytes and on specific gene expression in cultured hepatocytes.</a> Biochem. Pharma. 62, 439-446 (2001).</li></ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Bei der Prüfung des Bewegungs oder Bewegungsmuster in Drosophila, ist es nützlich, in der Lage, Informationen über die zurückgelegte Wegstrecke, die Geschwindigkeit der Bewegung und die Bewegungsmuster zu extrahieren. Um diese Informationen zu extrahieren, hat teure Ausrüstung traditionell verwendet worden, die oft unerschwinglich für kleinere Labore oder Labors, die solche Tests sparsam verwenden möchten 4,8,9 ist. Die hier beschriebenen Assays können zur Bestimm...

Aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer und die robusten genetische Werkzeuge zur Verfügung, ist Drosophila melanogaster eine ausgezeichnete Modellsystem für die Untersuchung der Ursachen verschiedener Erkrankungen und die zugrunde liegende Physiologie der verschiedenen biologischen Prozessen. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, um die Auswirkungen, dass Verhaltens, genetische oder pharmakologische Manipulationen haben auf die Fortbewegung in diesen Modellorganismen 1,2 messen. Es gibt eine Vielzahl von Verfahren, die üblicherweise zur Messung der Flugbewegung in zwei Dimensionen 3-7 verwendet werden. Diese Systeme können die Tracking von mehreren Fliegen gleichzeitig unterstützt und kann Geschwindigkeit, Plattenpfadlängen messen und aufzeichnen den Prozentsatz der Zeit eine Fliege verbrachte bewegt. Sie wurden benutzt, um die Bewegung in einer Vielzahl von Zusammenhängen einschließlich der Auswirkungen von Drogen auf die Fortbewegung und die sexuelle Natur der Fliege dimorphic Bewegung 6-9 studieren. Der wesentliche Nachteil dieser Systeme sind die Kosten der Spur system oder die entsprechende Software und Kamera. In einigen Fällen kann dies in die Tausende von Dollar. Die Kosten sind ein besonderes Anliegen für ein Labor, die nur noch eingeschränkte Nutzung würde ein solches System, zum Beispiel, Quantifizierung Lokomotive Muster eines neu isolierten Mutante. Eine einfachere, aber weniger robuste Methode ist es, Systeme, die Rekord-Bewegung auf, wie oft eine Fliege kreuzt einen Infrarotlichtstrahl Pfad, der in der Mitte des geschlossenen Rohr 10,11 platziert wird, verwenden. Während solche Systeme können wertvolle Informationen über die Bewegung und Schlaf-Wach-Zyklen geben, können sie über oder unter Schätzung Bewegung, weil sie nicht den tatsächlichen Pfad der Fliege zu erfassen. So wird beispielsweise Fliegen, die erhebliche Bewegung zeigen an den Enden der Röhre so niedrig Bewegung registrieren fliegt obwohl zusätzliche hochauflösende Methoden verwendet wurden, um zu versuchen, diese Einschränkungen zu umgehen 12. Einfacher und noch billiger sind Klettergeräte, die geotaxi messens, die Aufwärtsbewegung entfernt, durch ein einzelnes Rohr oder eine Reihe von Rohren 2,13. Während solche Systeme sind billig und leicht erkennen können Geotaxis Mängel, scheitern sie an viele andere Aspekte der Bewegung, die von Interesse für die Ermittler wäre zu erfassen. Für viele Labors, eine kostengünstige robuste Analysesystem, das einfach zu gründen und zu betreiben wäre eine vorteilhafte Werkzeug zur Charakterisierung von Verhaltensunterschiede in D. melanogaster Stämme sein. Hier beschreiben wir einen Assay, der Set-up kann die weniger als zweihundert Dollar und ist in der Lage, Informationen über den Weg, Geschwindigkeit und Dauer der Bewegung der Fliege geben. Um die Wirksamkeit des Tests nachweisen, Daten, die zeigen, dass es verwendet werden kann, um zu identifizieren, präsentieren wir: 1) eine Bewegungs Defekt in einem Bang-und Kleinschreibung (BS)-Mutante, die anfällig für Anfälle und 2) die Fähigkeit des Medikaments Metformin, ist die wird häufig verwendet, um Typ-II-Diabetes zu behandeln, um die Intensität der Beschlagnahme-ähnliche Aktivität (SLA) i reduzierenn zwei BS Mutanten.

<table><tbody><tr><td>WebCam</td><td>Logitech</td><td>Pro900</td><td>Any quality webcam will suffice.</td></tr><tr><td>HandiAVI time-lapse software</td><td>Azcendant software</td><td></td><td>Latest version can be found at http://www.azcendant.com/</td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>NIH</td><td></td><td>Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html</td></tr><tr><td>Multiracker Plug-In</td><td>NIH</td><td></td><td>Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html</td></tr><tr><td>Vortexer</td><td>VWR</td><td>Vortex Genie 2</td><td>Most standard size vortexers such as the Vortex Genie 2 will suffice.</td></tr><tr><td>5 cm Petri dish cover</td><td>LabM Limited</td><td>D011</td><td>Smaller or larger Petri dish covers can be used for an arena in movement assay.</td></tr><tr><td>Light box</td><td>custom made</td><td></td><td>Built from scrap material. Illumination is used for the locomotion assay. Depending on the room lighting, it is possible to perform the assay without the light box.&amp;nbsp;</td></tr></tbody></table>

a low-cost method for analyzing seizure-like activity and movement in drosophila

Video-Tracking-Systeme sind weit verbreitet, um Drosophila melanogaster Bewegung erkennen und analysieren verschiedene Anomalien im Verhalten Lokomotive. Während diese Systeme kann eine Fülle von Verhaltens Informationen zu liefern, können die Kosten und die Komplexität dieser Systeme unerschwinglich für viele Labore. Wir haben eine Low-Cost-Assay zur Messung Lokomotive Verhalten und Beschlagnahme Bewegung in D. melanogaster entwickelt. Das System verwendet eine Web-Cam Bilder, die mit einer Kombination aus preiswerten und freie Software auf die Spur der Abstand bewegt verarbeitet werden können, zu erfassen, die mittlere Geschwindigkeit der Bewegung und die Dauer der Bewegung während einer bestimmten Zeitspanne. Um den Nutzen dieses Systems zu demonstrieren, untersuchten wir eine Gruppe von D. melanogaster-Mutanten, die Bang-und Kleinschreibung (BS) Gelähmte, die 3-10 mal anfälliger für Beschlagnahme-ähnliche Aktivität (SLA) als Wildtyp-Fliegen sind. Unter Verwendung dieses neuartigen Systems, waren wir in der Lage, zu erkennen, dass die BS Mutant Knall sinnlos (BSS) weist geringere Sondierungsfortbewegung in einer neuen Umgebung als Wildtyp-Fliegen. Außerdem wurde das System verwendet, um zu identifizieren, dass das Medikament Metformin, die üblicherweise verwendet wird, um Typ-II-Diabetes, reduziert die Intensität des SLA in den BS-Mutanten.

Die hier beschriebene Technik bereits verwendet wurde, um Unterschiede in der SLA in den Drosophila-Mutanten BS 1 zu analysieren. Die hier dargestellten Ergebnisse beziehen die BS-Stämme leicht schockiert (EAS), Knall sinnlos (BSS) und technischen KO (TKO). Das EAS-Locus kodiert für ein Ethanolamin-Kinase in Phosphatidylethanolamin 15 Synthese beteiligt und die tko Locus kodiert für eine mitochondriale riboprotein 16. Die BSS-Mutation</...

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A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Mit einer Webcam und einer Kombination aus kostenlosen und kostengünstigen Software-Programme können Lokomotive Muster in Drosophila melanogaster analysiert werden, um Unterschiede in der Geschwindigkeit, Distanz, Zeit und der verschiedenen motorischen Aktivitäten zu erkennen.

Ein Low-Cost-Methode für die Analyse von Beschlagnahme-ähnliche Aktivität und Bewegung in<em&gt; Drosophila</em

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While ...

a-low-cost-method-for-analyzing-seizure-like-activity-movement

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

13.5K Aufrufe.  Franciscan University of Steubenville.  Mit einer Webcam und einer Kombination aus kostenlosen und kostengünstigen Software-Programme können Lokomotive Muster in Drosophila melanogaster analysiert werden, um Unterschiede in der Geschwindigkeit, Distanz, Zeit und der verschiedenen motorischen Aktivitäten zu erkennen. 

Serie: A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in Drosophila

Most life forms exhibit daily rhythms in cellular, physiological and behavioral phenomena that are driven by endogenous circadian (&equiv;24 hr) pacemakers or clocks. Malfunctions in the human circadian system are associated with numerous diseases or disorders. Much progress towards our understanding of the mechanisms underlying circadian rhythms has emerged from genetic screens whereby an easily measured behavioral rhythm is used as a read-out of clock function. Studies using Drosophila have made seminal contributions to our understanding of the cellular and biochemical bases underlying circadian rhythms. The standard circadian behavioral read-out measured in Drosophila is locomotor activity. In general, the monitoring system involves specially designed devices that can measure the locomotor movement of Drosophila. These devices are housed in environmentally controlled incubators located in a darkroom and are based on using the interruption of a beam of infrared light to record the locomotor activity of individual flies contained inside small tubes. When measured over many days, Drosophila exhibit daily cycles of activity and inactivity, a behavioral rhythm that is governed by the animal's endogenous circadian system. The overall procedure has been simplified with the advent of commercially available locomotor activity monitoring devices and the development of software programs for data analysis. We use the system from Trikinetics Inc., which is the procedure described here and is currently the most popular system used worldwide. More recently, the same monitoring devices have been used to study sleep behavior in Drosophila. Because the daily wake-sleep cycles of many flies can be measured simultaneously and only 1 to 2 weeks worth of continuous locomotor activity data is usually sufficient, this system is ideal for large-scale screens to identify Drosophila manifesting altered circadian or sleep properties.

Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in Drosophila

We describe procedures for recording daily locomotor activity rhythms of Drosophila and subsequent data analysis. Locomotor activity rhythms are a reliable behavioral output of animal circadian clocks and are used as the standard readout of clock function when studying circadian mutants or examining how the environment regulates the circadian system.

Assaying Bewegungsaktivität zu zirkadianen Rhythmen Study and Sleep Parameter in Drosophila</em

Most life forms exhibit daily rhythms in cellular, physiological and behavioral phenomena that are driven by endogenous circadian (&equiv;24 hr) ...

Forschung

Neurowissenschaften

Simultaneous Recording of Calcium Signals from Identified Neurons and Feeding Behavior of Drosophila melanogaster

To study neuronal networks in terms of their function in behavior, we must analyze how neurons operate when each behavioral pattern is generated. Thus, simultaneous recordings of neuronal activity and behavior are essential to correlate brain activity to behavior. For such behavioral analyses, the fruit fly, Drosophila melanogaster, allows us to incorporate genetically encoded calcium indicators such as GCaMP1, to monitor neuronal activity, and to use sophisticated genetic manipulations for optogenetic or thermogenetic techniques to specifically activate identified neurons2-5. Use of a thermogenetic technique has led us to find critical neurons for feeding behavior (Flood et al., under revision). As a main part of feeding behavior, a Drosophila adult extends its proboscis for feeding6 (proboscis extension response; PER), responding to a sweet stimulus from sensory cells on its proboscis or tarsi. Combining the protocol for PER7 with a calcium imaging technique8 using GCaMP3.01, 9, I have established an experimental system, where we can monitor activity of neurons in the feeding center &#x2013; the suboesophageal ganglion (SOG), simultaneously with behavioral observation of the proboscis. I have designed an apparatus ("Fly brain Live Imaging and Electrophysiology Stage": "FLIES") to accommodate a Drosophila adult, allowing its proboscis to freely move while its brain is exposed to the bath for Ca2+ imaging through a water immersion lens. The FLIES is also appropriate for many types of live experiments on fly brains such as electrophysiological recording or time lapse imaging of synaptic morphology. Because the results from live imaging can be directly correlated with the simultaneous PER behavior, this methodology can provide an excellent experimental system to study information processing of neuronal networks, and how this cellular activity is coupled to plastic processes and memory.

Simultaneous Recording of Calcium Signals from Identified Neurons and Feeding Behavior of Drosophila melanogaster

The fruit fly, Drosophila melanogaster, extends its proboscis for feeding, responding to a sugar stimulus from its proboscis or tarsus. I have combined observations of the proboscis extension response (PER) with a calcium imaging technique, allowing us to monitor the activity of neurons in the brain, simultaneously with behavioral observation.

Gleichzeitige Aufnahme von Calcium-Signale von identifizierten Neuronen und Fressverhalten von Drosophila melanogaster</em

To study neuronal networks in terms of their function in behavior, we must analyze how neurons operate when each behavioral pattern is generated.  Thus, ...

High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila Melanogaster

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field. Studying locomotor behavior in Drosophila melanogaster relies on the ability to be able to quantify changes in motion during or in response to a given task. For this reason, a high-resolution video tracking system, such as the one we describe in this paper, is a valuable tool for measuring locomotion in real-time. Our protocol involves the use of an initial air pulse to break the flies momentum, followed by a thirty second filming period in a square chamber. A tracking program is then used to calculate the instantaneous speed of each fly within the chamber in 10 msec increments. Analysis software then compiles this data, and outputs a variety of parameters such as average speed, max speed, time spent in motion, acceleration, etc. This protocol will discuss proper feeding and management of flies for behavioral tasks, handling flies without anesthetization or immobilization, setting up a controlled environment, and running the assay from start to finish.

The study of complex locomotor behavior in Drosophila melanogaster is dependent upon the ability to quantify changes in a given fly's movement. This article demonstrates how to do this using a high-resolution tracking system.

Hochauflösendes Video Tracking von Locomotion in Adult Drosophila melanogaster

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field.  Studying ...

Biologie

Neurocircuit Assays for Seizures in Epilepsy Mutants of Drosophila

Drosophila melanogaster is a useful tool for studying seizure like activity. A variety of mutants in which seizures can be induced through either physical shock or electrical stimulation is available for study of various aspects of seizure activity and behavior. All flies, including wild-type, will undergo seizure-like activity if stimulated at a high enough voltage. Seizure like activity is an all-or-nothing response and each genotype has a specific seizure threshold. The seizure threshold of a specific genotype of fly can be altered either by treatment with a drug or by genetic suppression or enhancement. The threshold is easily measured by electrophysiology. Seizure-like activity can be induced via high frequency electrical stimulation delivered directly to the brain and recorded through the dorsal longitudinal muscles (DLMs) in the thorax. The DLMs are innervated by part of the giant fiber system. Starting with low voltage, high frequency stimulation, and subsequently raising the voltage in small increments, the seizure threshold for a single fly can be measured.

Neurocircuit Assays for Seizures in Epilepsy Mutants of Drosophila

Using high frequency electrical stimulation, seizure-like activity can be induced in Drosophila. This activity is easily recorded from the giant fiber system.

Neurocircuit Assays für Anfällen bei Epilepsie Mutanten Drosophila</em

Drosophila melanogaster is a useful tool for studying seizure like activity. A variety of mutants in which seizures can be induced through either physical ...

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such behavior is spontaneous locomotor activity. Here we describe our protocol that utilizes Drosophila population monitors and a tracking system that allows continuous monitoring of the spontaneous locomotor activity of flies for several days at a time. This method is simple, reliable, and objective and can be used to examine the effects of aging, sex, changes in caloric content of food, addition of drugs, or genetic manipulations that mimic human diseases.

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster are useful in studying genetic or environmental manipulations that affect behaviors such as spontaneous locomotor activity.&#160; Here we describe a protocol that utilizes monitors with infrared beams and data analysis software to quantify spontaneous locomotor activity.&#160;

Bestimmung der spontanen lokomotorischen Aktivität in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such ...

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

Drosophila melanogaster is an ideal model organism for studying various diseases due to its abundance of advanced genetic manipulation techniques and diverse behavioral features. Identifying behavioral deficiency in animal models is a crucial measure of disease severity, for example, in neurodegenerative diseases where patients often experience impairments in motor function. However, with the availability of various systems to track and assess motor deficits in fly models, such as drug-treated or transgenic individuals, an economical and user-friendly system for precise evaluation from multiple angles is still lacking. A method based on the AnimalTracker application programming interface (API) is developed here, which is compatible with the Fiji image processing program, to systematically evaluate the movement activities of both adult and larval individuals from recorded video, thus allowing for the analysis of their tracking behavior. This method requires only a high-definition camera and a computer peripheral hardware integration to record and analyze behavior, making it an affordable and effective approach for screening fly models with transgenic or environmental behavioral deficiencies. Examples of behavioral tests using pharmacologically treated flies are given to show how the techniques can detect behavioral changes in both adult flies and larvae in a highly repeatable manner.

A Simple Technique to Assay Locomotor Activity in Drosophila

The present protocol assesses the locomotor activity of Drosophila by tracking and analyzing the movement of flies in a hand-made arena using open-source software Fiji, compatible with plugins to segment pixels of each frame based on high-definition video recording to calculate parameters of speed, distance, etc.

Eine einfache Technik zur Bestimmung der lokomotorischen Aktivität in Drosophila

Drosophila melanogaster is an ideal model organism for studying various diseases due to its abundance of advanced genetic manipulation techniques and ...

Verhalten

High-throughput Analysis of Locomotor Behavior in the Drosophila Island Assay

Advances in next-generation sequencing technologies contribute to the identification of (candidate) disease genes for movement disorders and other neurological diseases at an increasing speed. However, little is known about the molecular mechanisms that underlie these disorders. The genetic, molecular, and behavioral toolbox of Drosophila melanogaster makes this model organism particularly useful to characterize new disease genes and mechanisms in a high-throughput manner. Nevertheless, high-throughput screens require efficient and reliable assays that, ideally, are cost-effective and allow for the automatized quantification of traits relevant to these disorders. The island assay is a cost-effective and easily set-up method to evaluate Drosophila locomotor behavior. In this assay, flies are thrown onto a platform from a fixed height. This induces an innate motor response that enables the flies to escape from the platform within seconds. At present, quantitative analyses of filmed island assays are done manually, which is a laborious undertaking, particularly when performing large screens.
This manuscript describes the &#34;Drosophila Island Assay&#34; and &#34;Island Assay Analysis&#34; algorithms for&#160;high-throughput, automated data processing and quantification of island assay data. In the setup, a simple webcam connected to a laptop collects an image series of the platform while the assay is performed. The &#34;Drosophila Island Assay&#34; algorithm developed for the open-source software Fiji processes these image series and quantifies, for each experimental condition, the number of flies on the platform over time. The &#34;Island Assay Analysis&#34; script, compatible with the free software R, was developed to automatically process the obtained data and to calculate whether treatments/genotypes are statistically different. This greatly improves the efficiency of the island assay and makes it a powerful readout for basic locomotion and flight behavior. It can thus be applied to large screens investigating fly locomotor ability, Drosophila models of movement disorders, and drug efficacy.

High-throughput Analysis of Locomotor Behavior in the Drosophila Island Assay

The island assay is a relatively new, cost-effective assay that can be used to evaluate the basic locomotor behavior of Drosophila melanogaster. This manuscript describes algorithms for automatic data processing and objective quantification of island assay data, making this assay a sensitive, high-throughput readout for large genetic or pharmacological screens.

Hochdurchsatz-Analyse des Bewegungsapparates Verhaltens in der Drosophila -Insel-Assay

Advances in next-generation sequencing technologies contribute to the identification of (candidate) disease genes for movement disorders and other ...

Electrophysiological Recording of The Central Nervous System Activity of Third-Instar Drosophila Melanogaster

The majority of the currently available insecticides target the nervous system and genetic mutations of invertebrate neural proteins oftentimes yield deleterious consequences, yet the current methods for recording nervous system activity of an individual animal is costly and laborious. This suction electrode preparation of the third-instar larval central nervous system of Drosophila melanogaster, is a tractable system for testing the physiological effects of neuroactive agents, determining the physiological role of various neural pathways to CNS activity, as well as the influence of genetic mutations to neural function. This ex vivo preparation requires only moderate dissecting skill and electrophysiological expertise to generate reproducible recordings of insect neuronal activity. A wide variety of chemical modulators, including peptides, can then be applied directly to the nervous system in solution with the physiological saline to measure the influence on the CNS activity. Further, genetic technologies, such as the GAL4/UAS system, can be applied independently or in tandem with pharmacological agents to determine the role of specific ion channels, transporters, or receptors to arthropod CNS function. In this context, the assays described herein are of significant interest to insecticide toxicologists, insect physiologists, and developmental biologists for which D. melanogaster is an established model organism. The goal of this protocol is to describe an electrophysiological method to enable the measurement of electrogenesis of the central nervous system in the model insect, Drosophila melanogaster, which is useful for testing a diversity of scientific hypotheses.

Electrophysiological Recording of The Central Nervous System Activity of Third-Instar  Drosophila Melanogaster

This protocol describes a method to record the descending electrical activity of the Drosophila melanogaster central nervous system to enable the cost-efficient and convenient testing of pharmacological agents, genetic mutations of neural proteins, and/or the role of unexplored physiological pathways.

Elektrophysiologische Aufnahme der zentralen Nervensystems Tätigkeit der dritte Instar Drosophila Melanogaster

The majority of the currently available insecticides target the nervous system and genetic mutations of invertebrate neural proteins oftentimes yield ...

Measurement of Larval Activity in the Drosophila Activity Monitor

Drosophila larvae are used in many behavioral studies, yet a simple device for measuring basic parameters of larval activity has not been available. This protocol repurposes an instrument often used to measure adult activity, the TriKinetics Drosophila activity monitor (MB5 Multi-Beam Activity Monitor) to study larval activity. The instrument can monitor the movements of animals in 16 individual 8 cm glass assay tubes, using 17 infrared detection beams per tube. Logging software automatically saves data to a computer, recording parameters such as number of moves, times sensors were triggered, and animals&#8217; positions within the tubes. The data can then be analyzed to represent overall locomotion and/or position preference as well as other measurements. All data are easily accessible and compatible with basic graphing and data manipulation software. This protocol will discuss how to use the apparatus, how to operate the software and how to run a larval activity assay from start to finish.

Measurement of Larval Activity in the Drosophila Activity Monitor

This report describes a method for measuring Drosophila larval activity using the TriKinetics Drosophila Activity Monitor. The device employs infrared beams to detect movements of up to 16 individual animals. Data can be analyzed to represent motion parameters including rates and the positions of the animals within the assay chambers.

Die Messung der Aktivität in der Larven<em&gt; Drosophila</em&gt; Activity Monitor

Drosophila larvae are used in many behavioral studies, yet a simple device for measuring basic parameters of larval activity has not been available. This ...

Überwachung epileptiformer Ereignisse in Drosophila mittels Calcium-Bildgebung

Ex Vivo Calcium Imaging for Drosophila Model of Epilepsy

Epilepsy is a neurological disorder characterized by recurrent seizures, partially correlated with genetic origin, affecting over 70 million individuals worldwide. Despite the clinical importance of epilepsy, the functional analysis of neural activity in the central nervous system is still to be developed. Recent advancements in imaging technology, in combination with stable expression of genetically encoded calcium indicators, such as GCaMP6, have revolutionized the study of epilepsy at both brain-wide and single-cell resolution levels. Drosophila melanogaster has emerged as a tool for investigating the molecular and cellular mechanisms underlying epilepsy due to its sophisticated molecular genetics and behavioral assays. In this study, we present a novel and efficient protocol for ex vivo calcium imaging in GCaMP6-expressing adult Drosophila to monitor epileptiform activities. The whole brain is prepared from cac, a well-known epilepsy gene, knockdown flies for calcium imaging with a confocal microscope to identify the neural activity as a follow-up to the bang-sensitive seizure-like behavior assay. The cac knockdown flies showed a higher rate of seizure-like behavior and abnormal calcium activities, including more large spikes and fewer small spikes than wild-type flies. The calcium activities were correlated to seizure-like behavior. This methodology serves as an efficient methodology in screening the pathogenic genes for epilepsy and exploring the potential mechanism of epilepsy at the cellular level.

Autor im Rampenlicht: Einblicke in die Techniken und Erkenntnisse der jüngsten Fortschritte in der Epilepsieforschung 

Here, we present a protocol for ex vivo calcium imaging in GCaMP6-expressing adult Drosophila to monitor epileptiform activities. The protocol provides a valuable tool for investigating ictal events in adult Drosophila through ex vivo calcium imaging, allowing for exploration of the potential mechanisms of epilepsy at the cellular levels.

Ex Vivo Kalzium-Bildgebung für Drosophila-Modell der Epilepsie

Epilepsy is a neurological disorder characterized by recurrent seizures, partially correlated with genetic origin, affecting over 70 million individuals ...

Ein Low-Cost-Methode für die Analyse von Beschlagnahme-ähnliche Aktivität und Bewegung in

Zusammenfassung

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Kapitel in diesem Video

Assaying Bewegungsaktivität zu zirkadianen Rhythmen Study and Sleep Parameter in Drosophila

Gleichzeitige Aufnahme von Calcium-Signale von identifizierten Neuronen und Fressverhalten von Drosophila melanogaster

Hochauflösendes Video Tracking von Locomotion in Adult Drosophila melanogaster

Neurocircuit Assays für Anfällen bei Epilepsie Mutanten Drosophila

Bestimmung der spontanen lokomotorischen Aktivität in

Eine einfache Technik zur Bestimmung der lokomotorischen Aktivität in Drosophila

Hochdurchsatz-Analyse des Bewegungsapparates Verhaltens in der Drosophila -Insel-Assay

Elektrophysiologische Aufnahme der zentralen Nervensystems Tätigkeit der dritte Instar Drosophila Melanogaster

Die Messung der Aktivität in der Larven

Ex Vivo Kalzium-Bildgebung für Drosophila-Modell der Epilepsie