Name: olfactory behaviors assayed by computer tracking of drosophila in a four-quadrant olfactometer
Uploaded: 2016-08-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 52 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer at JoVE.com

We thank Terry Shelley for manufacturing the fly arena and the light-tight enclosure, Liz Marr for help with fly stock maintenance, and Xiaojing Gao and Junjie Luo for help with the Matlab code used for data analysis. We thank Johan Lundstr&#246;m at the Monell Chemical Senses Center for demonstrating his odor delivery setup. This work was supported by grants from the Whitehall Foundation (CJP) and NIH NIDCD (R01DC013070, CJP).

1. Setup-Assembly <ol><li> Herstellung der sternförmigen Arena (19,5 cm 19,5 cm 0,7 cm) aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gemäß der bereitgestellten Zeichnung (Ergänzende Materialien, SupplementalSketch_StarShapedArena.pdf). Die Arena kann durch Ausübung einer gewerblichen oder einer benutzerdefinierten Einrichtung hergestellt werden. </li><li> Erwerben zwei Glasplatten (20,25 cm mal 20,25 cm mit einer Dicke von 2 mm), und ein Loch bohren (~ 0,7 cm im Durchmesser) genau in der Mitte von einer der Glasplatten ein diamantbeschichteten Bohrer. </li><li> Herstellung eines lichtdichten Verhalten Feld für die Verhaltens Arena. Auch die Herstellung einer lichtdichten Kameragehäuse für die Infrarot-CCD-Videokamera nach den zur Verfügung gestellten Zeichnungen (Supplementary Materials, SupplementalSketch_LightTightBox.pdf). Die Boxen können durch eine kommerzielle oder eine benutzerdefinierte Einrichtung hergestellt werden. </li><li> Montieren Sie das Klimagerät an der hinteren Wand und den LED-Arrays an den Seitenwänden des Verhaltens Box. Legen Sie die Temperaturfühlerim Verhalten Feld durch ein Seitenloch für Echtzeit - Temperatur - Feedback und Anpassung (siehe Abbildungen 1 und 2 für Details). </li><li> Befestigen Sie den IR-Filter und Zirkularpolarisator auf die Kamera, und montieren Sie die Baugruppe in das Kameragehäuse. Das Verhalten Feld und Kamerafeld werden durch ein Glasfenster für eine bessere Temperatursteuerung des Verhaltens Kasten (siehe 1 und 2 für Details) getrennt. </li><li> Schließen Sie den Infrarot-CCD-Kamera mit einem Kameraadapter. Schließen Sie die Kamera-Adapter an einen USB-Konverter. Schließen Sie den USB-Konverter an einen USB-Anschluss am Computer für die Datenerfassung. </li><li> Installieren Sie den Treiber für den Video-Konverter auf dem Computer nach den Anweisungen des Herstellers. Optional installieren Sie eine breitere Palette von Kameraeinstellungen und Aufnahmeparameter Bildverarbeitungssoftware vom Hersteller des USB-Videowandler zur Verfügung gestellt zuzugreifen. </li><li> Schließen Sie das Klimagerät (durch &quot;-Ausgabe&quot;Auf der Rückseite der Temperatursteuerung) und der Temperatursonde (durch&quot; Thermoelement &quot;auf der Rückseite der Temperaturregler) auf die Temperatur-Controller. Die Sonde in das Verhalten Feld. Hinweis: Das Temperatursteuersystem in unserem Layout Aufrechterhaltung der Box Temperatur zwischen 18 ° C und 30 ° C fähig ist. Höhere oder niedrigere Umgebungstemperaturen für thermogene (dTrpA1, TRPM8 oder shibire ts) Experimente nützlich sein könnten neuronale Aktivität oder hemmen die synaptische Übertragung zu manipulieren. Bei den meisten Experimenten wird die Temperatur bei 25 ° C gehalten. </li><li> Montieren Sie den Geruch Abgabesystem in den folgenden Schritten (siehe Abbildung 1B für detaillierte Schaltpläne und Anschlussarmaturen): <ol><li> Verwenden, um die Luftdruckregler des Lufteingang von dem zentralen Luftsystem zu steuern. Schließen Sie einen Kohlenstoff Luftfilter (gefüllt mit Holzkohle) mit dem Druckregler, um die Luft aus dem zentralen ein reinigenir-System. </li><li> Montieren Sie den Stromregelsystem, das aus mehreren Kanälen geregelt durch hochauflösende Messröhren. </li><li> Verbinden Sie den Ausgang aus dem Kohlenstoff - Luftfilter des Durchfluss - Messrohre über einen Verteiler , wie in 1B und 2F gezeigt. Richten Sie die Ausgabe der Messröhren durch elektronisch gesteuerte 3-Wege - Magnetventile zu regulieren , wenn saubere Luft , um die Durchflussmessgeräte verlassen in den Raum ausgestoßen wird oder in diese eingegeben maßgeschneiderte Geruch Kammern 24. </li><li> Installieren Sie das Magnetventilsteuerung entsprechend der Anleitung des Herstellers. </li></ol></li><li> Installieren Sie die elektronische Luftmengenmesser, indem sie es mit einem Datenerfassungsgerät (DAQ) und eine Stromversorgung anschließen gemäß der Anleitung des Herstellers. Installieren Sie die DAQ-Interface-Software zu gleichen Flussraten in jedem Quadranten der Arena überprüfen Sie vor jedem Experiment. </li></ol> 2. olfaktorischer Stimuli Vorbereitung <ol><li> Bereiten Sie 5 Geruchant Kammern 24 , die aus einem Kunststoffaußenbehälter bestehen, Glasinnenbehälter, eine maßgeschneiderte PTFE Deckeleinsatz, original Behälterdeckel mit Mittelteil entfernt und zwei Einwegventile. Hinweis: Ein O-Ring um den Deckel aus PTFE verwendet werden könnten Luftleck aus dem Geruchskammer während Geruchs Perfusion zu verhindern. Siehe Abbildung 1 für schematische und 2 für Fotos der Kammern. </li><li> Verwenden Sie vier Riechstoff Kammern für Lösungsmittelkontrollen und eine Kammer für einen Test Riechstoff. Füllen Sie die Glasbehälter mit 1000 ul Lösungsmittel bzw. Riechstoff Verdünnung (Test Riechstoffe + geeigneten Lösungsmitteln, gründlich mischen, bevor Experimente), legen Sie den Glasbehälter im Inneren der entsprechenden Kunststoffkammer (verschütten Sie nicht die Flüssigkeit in die Kunststoffkammer) und ziehen Sie den Deckel . Achten Sie darauf, immer eine saubere Kammer für den Test Riech- und Lösungsmittelkontrollen verwenden. Hinweis: olfaktorischen Reiz kann durch 1/16 Verdünnung von Apfelessig (5% Säure) in w ausgelöst werdenater. Im Gegensatz dazu kann olfaktorischen Abstoßungsverhalten unter Verwendung einer 10% igen Verdünnung von Ethylpropionat in Mineralöl sucht werden. Steuer Stimuli in diesen Fällen sind geruchsKammern mit reinem Mineralöl. </li></ol> 3. Fly Vorbereitung <ol><li> Hinten fliegt auf Standard cornmeal Medium. Legen Sie 30 männliche und 30 weibliche Eltern Fliegen in einer Standardflasche, und lassen Sie sie legen Eier für 5 Tage bei 25 ° C oder Raumtemperatur. </li><li> Für jedes Experiment collect neu geschlüpften (&lt;1 Tag alt) 25 männlich und 25 weiblich fliegt unter kurzen CO 2 Narkose. </li><li> Halten Sie fliegt in einem Fläschchen mit Standard-fly Medium für 2-4 Tage. </li><li> 40-42 Stunden vor dem Experiment, übertragen die Fliegen ohne CO 2 Narkose &#160; in ein Fläschchen mit ~ 10 ml 1% iges Agarosegel. Dies wird die Fliegen halten, ohne Nahrung angefeuchtet, die ihre Bewegungsaktivität zu erhöhen hilft. Hinweis: Mehr als 90% der Fliegen den Hunger überleben sollte. Einige Genotypen sind weniger heilendein und kann nicht durch eine 40 Stunden Hunger machen. In diesen Fällen kürzere Zeiträume, wie beispielsweise 24-28 h sind akzeptabel, aber sollten die gleiche für alle Versuchsbedingungen und repeats gehalten werden. </li></ol> 4. Verhaltensreaktionen auf Attraktive und Repellent Riechstoffe <ol><li> Schalten Sie den Temperaturregler und stellen Sie es auf 25 ° C. </li><li> Verbinden Sie die Riechstoffkammern (Kontroll- und Test Riechstoffe) durch den Schlauch mit dem Auslass des Riechstoffkammer einlegen und auf die Push-to-Connect-Fitting auf das Verhalten Feld. </li><li> Überprüfen Sie die Strömungsgeschwindigkeit in jedem Quadranten durch den Luftmengenmesser verwendet, um sicherzustellen, dass die Steuer- und Riechstoffluftströme auf 100 ml / min gleich sind. </li><li> Reinigen Sie die PTFE-fly-Arena und die Glasplatten mit 70% Ethanol 2-3 mal und lassen Sie sie vollständig trocknen (~ 3-4 min). </li><li> Befestigen Sie die Glasplatten in die Arena mit Klammern. </li><li> Transfer fliegt ohne CO 2 Narkose in die Arena durch das Loch in einer der Glasplatten. Achterner kann die Übertragung, legen Sie eine kreisförmige Gitter auf dem Loch entfernt entweichen zu verhindern. Hinweis: CO 2 Anästhesie gezeigt wurde 25 Drosophila Verhalten zu beeinflussen , und nicht innerhalb von 24 h einer Verhaltensexperiment verwendet werden soll. </li><li> Legen Sie die Arena mit Fliegen in die lichtdichte Kammer, schließen Sie die vier Steuerluftströme durch den Schlauch an den Push-to-Connect-Fitting auf das Verhalten Feld der Arena Ecken angebracht verbinden, schließen Sie die Tür der Kammer und warten 10- 15 Minuten, damit sich die Fliegen an die neue Umgebung gewöhnen. Wenn möglich, schalten Sie das Licht in den Raum ab, wo die Experimente durchgeführt werden, möglichst wenig Licht Leck zu vermeiden, die Vorspannung der experimentellen Ergebnis kann. </li><li> Führen Sie einen 5-10 min Kontrollexperiment, bei dem Fliegen zu 4 Steuerluftströmen ausgesetzt sind. </li><li> Analysieren Sie die Daten sofort (siehe Datenanalyse Abschnitt weiter unten), um sicherzustellen, dass die Fliegen gleichmäßig in der Arena verteilt sind, und die Art der Index in der Nähe0. Dieser Schritt ist wichtig, da es , dass es in der Arena sind keine unkontrollierten Quellen der Präferenz oder Vermeidung überprüft (zB Licht von außen, ungleichmäßige Temperaturverteilung, unebene Arena, Geruchsbelästigungen undicht, etc.). Wenn die Fliegen ungleicher verteilt sind oder ihre Bewegungsaktivität niedrig ist, verwerfen die Fliegen, reinigen Sie die Arena wieder (Schritt 4.4) und eine neue Charge von Fliegen verwenden, um das Experiment zu wiederholen. </li><li> Schließen Sie den Test Riechstoff Kammer mit dem Setup durch Einschalten der 3-Wege-Ventile oder Umstecken der Verbinderrohre. </li><li> Führen Sie Testversuch für 5-10 Minuten und die Daten analysieren , wie in Abschnitt 5 weiter unten (siehe auch Referenz 14 und Abbildung 3). Aufnahmen länger als 20 Minuten können in Dateien kommen, die rechnerisch Prozess schwierig sein kann. Wenn mehr experimentelle Aufnahmen gewünscht werden, schnell zu stoppen und das Tracking-Programm neu starten. Dies führt zu einer ~ 10 sec Lücke zwischen experimentellen Aufnahmen. </li><li> discard Fliegen. </li><li> Saubere Arena und Glasplatten mit 70% Ethanol (Schritt 4.4) und Anschlussrohre innerhalb der lichtdichten Gehäuse ersetzen. Zur Beschleunigung der Experimente kann eine neue, saubere Arena verwendet werden, und die schmutzige Arena gereinigt, während Versuchsdurchläufe durchführen. </li><li> Führen Sie ein anderes Experiment mit einer neuen Charge von Fliegen, falls erforderlich. Wenn mehrere Experimente am selben Tag ausgeführt werden, extreme Vorsicht walten, um sicherzustellen, dass keine Geruchsstoff in dem System von einer vorherigen Testlauf gelassen wird. Dies ist normalerweise kein Problem mit geringen Konzentrationen von Geruchsstoffen oder mit CO 2, aber zur Herstellung hochkonzentrierter Stimuli bis zu einem 24 - Stunden - Abstand zwischen Versuchsdurchläufe erforderlich sein. Darüber hinaus können alle Rohre, nachdem die Strömungsrohre ersetzt werden, wenn Riechstoff Kontamination während Kontrollversuchen vermutet wird. Lassen Sie immer die trockene Luft auf zwischen den Versuchen, um kontinuierlich das System spülen </li></ol> 5. Datenanalyse Hinweis: Die vorgeschlagene fly-Tracking-Akquisition software (die in Materialien), verfolgt Fliegen in Echtzeit während der Erfassung und speichert den Zeitstempel und Koordinaten aller erkannten Fliegen im Format * .dat. Wir haben eine maßgeschneiderte Matlab Routine entwickelt, um die Daten in ein Matlab-Format zu konvertieren, und die Daten zu analysieren. Code-Beispiele sind in ergänzenden Materialien zur Verfügung gestellt, aber Einzelheiten der Umsetzung werden auf der Software zur Datenerfassung ab. <ol><li> Legen Sie die Rohdaten. Erstellen Sie eine räumliche Maske , die die Konturen der Arena und die Maske auf die Rohdaten folgt alle Datenpunkte zu entfernen , die außerhalb der Arena fallen , wie sie repräsentieren Lärm (4A, Ergänzender - Code MaskSpatialFiltering.m, Score.m, DrawCircularMask. m). </li><li> Entferne alle Datenpunkte , die mit einer Geschwindigkeit unter 0,163 cm / s für mehr bewegen als 3s, da diese Daten wahrscheinlich Rauschen sein oder erzeugt durch unbewegte Fliegen (4B, Ergänzender - Code TemporalFiltering.m). </li><li> Visualisieren verbleibenden DatenPunkte , indem sie aus auf einmal oder als einzelne Trajektorien (Abbildung 3, Ergänzender Kodex SingleTrajectoryViewer.m) aufgetragen ist . Hinweis: Die Lage der Geruchsgrenzen in der Vier-Felder von einer Reihe von Faktoren, die abhängig ist, wie die Eigenschaften jeder Geruchsstoff und die Luftströmungsraten verwendet werden. Zum Beispiel wird sehr flüchtige Riechstoffe wahrscheinlich den Geruch Quadrant vollständiger als weniger flüchtige Riechstoffe füllen. So ist es wahrscheinlich, dass jeder Geruchsstoff leicht Grenzen unterschiedlicher Geruch aufweisen kann. Die Verwendung eines Photoionisationsdetektor Geruchsgrenzen zu messen, kann problematisch sein, da es ein Vakuum verwendet Luft von einer bestimmten Stelle zu probieren, und stört so die Odormittelkonzentration an dieser Stelle. Dennoch können schnell geschätzten Grenzen Geruch auf Basis von Verhaltensdaten fliegen. So kann beispielsweise eine Geruchsgrenze basierend auf kumulierten fly Tracks in Reaktion auf verschiedene Gerüche deutlich in den Figuren 3C und 3D zu beobachten. </li><li> Calculate eine Attraktion Index zu bestimmen , ob Kontrollexperimenten keine Präferenz Reaktion erzeugen, und auch die Antwort auf Riechstoff zuzugreifen (oder optogenetische 9) Reiz. Um eine Art Index (AI) zu berechnen, verwenden Sie die letzten 5 min von einer Steuer- oder Testaufzeichnung. Um ein Maß der Anziehung zu erhalten, die zwischen +1 (absolute Attraktion) und -1 (absolute Abstoßung) fällt, wird die folgende Formel verwendet, um die AI zu berechnen: <img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/54346/54346eq1.jpg" /> wobei N Test die Anzahl von Datenpunkten in dem Test Quadranten ist, N Steuer die durchschnittliche Anzahl der Datenpunkte in den drei Steuer Quadranten. Diese Maßnahme ist intuitiv wie egal wäre von nahezu Null-Werte angegeben werden. Allerdings ist es nicht richtig, den Anteil der Gesamtzahl von Fliegen zeigen, die in der Riechstoff Quadranten befinden. Um diese Maßnahme zu erhalten, ein Anteil Index (PI) verwendet werden: <img alt="Gleichung 2" src=&quot;/files/ftp_upload/54346/54346eq2.jpg&quot; /&gt; wobei N - Test ist die Zahl der Datenpunkte in dem Test Quadranten und N total die Gesamtzahl der Datenpunkte in allen vier Quadranten. Diese Formel stellt eine Maßnahme , die zwischen 0 und 1, mit 0,25 entspricht , ohne Verhaltenspräferenz (3E und 4C Ergänzungs - Code AttractionIndex.m) fällt. </li><li> Führen Sie 5-10 Wiederholungen jeder Versuchsbedingung, eine neue Gruppe von Fliegen für jede Wiederholung verwenden. Vergleichen Sie die Attraktion Indizes zwischen den Bedingungen oder gegen Kontrollen durch den Kolmogorov-Smirnov nicht-parametrischer Test (Abbildung 3F, kstest2 Funktion in Matlab). </li></ol>

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The authors declare that they have no competing financial interests.

Das Vier-Feld Olfaktometer beschrieben hier ist ein vielseitiges Verhaltenssystem zur Untersuchung der olfaktorischen Reaktionen von großen Populationen von Wildtyp und Mutante Drosophila - Fliegen. Jeder Versuch dauert ca. 1 Stunde (einschließlich Setup, Versuchsdurchläufe und Reinigung), und 4-6 Experimente können routinemäßig jeden Tag durchgeführt werden. Ein typischer Test 40-50 Fliegen für 5 Minuten unter Verwendung erzeugt etwa 450.000 Datenpunkte für die Analyse verfolgt. Die beschriebene Anord...

Die Fähigkeit zur äußeren Umgebung anzupassen und zu reagieren, ist von entscheidender Bedeutung für das Überleben aller Tiere. Ein Tier braucht, Gefahren zu vermeiden, Nahrung suchen und finden mates, und aus früheren Erfahrungen zu lernen. Sensorische Systeme funktionieren eine Vielzahl von Reizen, wie visuelle, chemische und mechanosensorischen, und senden diese Signale an das zentrale Nervensystem zu empfangen, zu interpretieren und decodiert. Das Gehirn leitet dann entsprechende motorische Verhaltensweisen auf der Grundlage der wahrgenommenen Umgebung, wie zum Beispiel Futter für Lebensmittel oder von einem Raubtier zu entkommen. Zu verstehen, wie sensorische Systeme, die die Außenwelt erkennen, und wie das Gehirn und Entscheidungen lenkt decodiert, ist eine große Herausforderung in der Neurobiologie. Drosophila melanogaster ist ein leistungsfähiges Modellsystem für die, wie neuronale Schaltkreise Führungsverhalten zu untersuchen. Neben halten einfach und kostengünstig ist, zeigen Drosophila viele verschiedene und komplexe Verhaltensweisen schablonenhaft , und doch tun dies mit einem compact Nervensystem von etwa 100.000 Neuronen. Powerful genetische Techniken existieren , um die Drosophila - Genoms für die Manipulation und Tausende von transgenen Linien erzeugt wurden , die selektiv und reproduzierbar die gleichen Untergruppen von Neuronen 10-13 kennzeichnen. Diese transgenen Linien kann verwendet werden, um selektiv die Aktivität der markierten Neuronen manipulieren (aktivieren oder inhibieren), und diese Manipulationen können eingesetzt werden, wie neuronale Funktionen Führungsverhalten zu untersuchen. Mehrere Verhaltenstests wurden Verhaltensweisen für die Untersuchung verschiedener Drosophila entwickelt. Drosophila, wie viele Tiere, nutzen ihren Geruchssinn für viele Verhaltens Entscheidungen zu führen, wie Nahrung zu finden, finden Kollegen und Gefahren zu vermeiden. Der Geruchssinn ist daher eine gute sensorische System für die Untersuchung, wie äußere Reize werden erkannt und interpretiert von einem Tier das Nervensystem zu entsprechenden Entscheidungen führen. Als solches sind eine Anzahl von Assays für investiga entwickeltting Larven- und Erwachsenen olfaktorische Verhalten. Traditionell wurden durch eine zwei Wahl T-Labyrinth Paradigma getestet, olfaktorische Verhalten in Drosophila, die zur Bestimmung von angeborenen verwendet werden können und gelernt Geruchsverhalten 3. In diesem Test werden etwa 50 Fliegen eine Wahl zwischen zwei Rohren gegeben: ein Rohr enthält den fraglichen Geruch und die andere enthält eine Steuerriechstoff (in der Regel der Geruch Lösungsmittel). Die Fliegen sind eine bestimmte Zeit gegeben, um eine Wahl zu treffen, und dann die Anzahl der Fliegen, die in den verschiedenen Kammern sind gezählt. Obwohl die T-Labyrinth ein einfacher Test für viele Experimente ist, gibt es einige Einschränkungen. Beispielsweise werden olfaktorische Verhalten an nur einem Zeitpunkt gemessen wird, und verschiedene Möglichkeiten vor diesem Zeitpunkt gemacht werden verworfen. In ähnlicher Weise werden die einzelnen Verhalten der Fliegen in der Bevölkerung vernachlässigt. Darüber hinaus erfordert die T-maze manuelles Zählen von Fliegen, die zu Fehlern führen könnte. Schließlich, da es nur zwei gemessenen Auswahl dieserreduziert die statistische Aussagekraft oft zu erkennen subtile Verhaltensänderungen erforderlich. Eine Alternative zu einer Zwei-choice T-Labyrinth ist ein Vier-Quadranten (Vier-Felder) Olfaktometer 14-18. In diesem Test erforschen Tiere eine Arena, in der jeder der vier Ecken der Arena mit einer potentiellen Quelle von odorierten Luft gefüllt ist. Die Arena hat eine gespitzten Sternform, die Bildung von vier experimentell definierten Geruchs Quadranten zu maximieren. Wenn Geruch in einer der Ecken zugeführt wird, dann wird sie enthalten, nur in diesem einen Quadranten. Das Verhalten der Tiere können verfolgt werden, da sie den Geruch Quadranten betreten und verlassen, und leicht im Vergleich zu ihrem Verhalten in den drei Steuer Quadranten. Der Vier-Quadranten-Olfaktometer Assay somit Aufzeichnungen räumliche und zeitliche Verhaltensreaktion auf die Geruchsreize über einen großen experimentellen Arena. Der Vier-Quadranten - Olfaktometer wurde zuerst von Pettersson et al. 15 und Vet et al. 17 , um die ol zu untersuchenFabrik Verhaltensreaktionen einzelner parasitären Hautflügler. Faucher et al. 18 und Semmelhack und Wang 16 angepasst ist, die Einrichtung , die geruchlichen Reaktionen der einzelnen Drosophila zu überwachen. Der Vier-Quadranten-Olfaktometer ist ebenso empfindlich auf anziehende und abstoßende Reaktionen, so dass für eine breite Palette von Test Geruchs- und Bedingungen. Sonderanfertigungen geschrieben fly - Tracking - Software, entwickelt von Alex Katsov 19 und aktuell gehalten von Julian Brown (detailliert in Materialien), eingeführt zusätzliche Vorteile auf neuere Implementierungen des Vier-Quadranten - Olfaktometer 14,20-23. Es ist nun möglich, 100 fliegt mit hoher räumlicher (27,5 Pixel / cm) und zeitliche (30 Bilder pro Sekunde) Auflösung gleichzeitig zu testen, die unsere verschiedenen Parameter wie Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung von Fliegen zu jedem Zeitpunkt erlaubt das Extrahieren. Dies ermöglicht Untersuchungen über die Dynamik der Verhaltensreaktionen auf Gerüche &quot;Fliegen 20 </sup&gt;. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass die Identität der einzelnen Fliegen in der Bevölkerung während der gesamten Verfolgungsperiode nicht aufrecht erhalten wird. Stattdessen wird jeder Flugbahn so lange wie zwei fly Spuren aufgezeichnet nicht schneiden. An welchem ​​Punkt werden neue Spuren zugewiesen, nachdem die Fliegen auseinander. Durch die Integration von anderen Video-Capturing - Software ( die in Werkstoff - Tabelle), kann die gleiche Konfiguration flexible Tracking - Perioden und könnte verwendet werden , Fliegen für bis zu 24 Stunden zu verfolgen , indem Sie Bilder mit einer niedrigeren Bildrate nehmen. Diese Option wurde verwendet , um Eiablageverhalten von Fliegen und vergleichen ihre Körperpositionen mit Eiablage Präferenzen 14 studieren. Das Vier-Feld Olfaktometer kann auch Antworten verwendet werden , um zu studieren , um zu multimodal (zB olfaktorischen und visuellen) Stimuli oder optogenetische 9 oder thermogene 21 Stimulation mit Präsentationen von Sinnesreizen zu kombinieren. Darüber hinaus ermöglicht die hohe zeitliche Auflösung der Extraktion von Trajektorien for jedes einzelne Haar in der Ensemble-Datensatz. Daher ermöglicht das Verfahren Untersuchung in olfaktorischen geführte Bevölkerung Verhaltensweisen und auch individuelle soziale Interaktionen. Die Daten, die durch diesen Test erzeugt sind robust und hoch reproduzierbar, was die Verwendung des Vierfeld-Olfaktometer für Verhaltens Bildschirmen. Wir beschreiben hier die Setup-Baugruppe für ein Vier-Quadranten-Olfaktometer. Wir zeigen weiterhin, seine Verwendung bei der Untersuchung von olfaktorischen Reiz in Reaktion auf Apfelessig und Abstoßung in Reaktion auf hochkonzentrierte Ethylpropionat. Schließlich beschreiben wir und Beispielcode für die Analyse der aufgezeichneten Flugverfolgungsdaten bereitzustellen.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Air delivery system&amp;nbsp;&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;(Quantity needed)&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;&lt;strong&gt;Tubing and connectors&lt;/strong&gt;&lt;/em&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thermoplastic NPT(F) Manifolds</td><td>Cole-Parmer, IL, USA</td><td>R-31522-31</td><td>1</td></tr><tr><td>Hex reducing&amp;nbsp; nipple (1/4MNPT-&gt;1/8MNPT)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5232T314</td><td>1</td></tr><tr><td>Tubing (ID:1/8)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5108K43</td><td>50 Ft</td></tr><tr><td>Tubing (ID:1/16)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>52355K41</td><td>100 Ft</td></tr><tr><td>Barbed tube fittings</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5117K71</td><td>1 pack</td></tr><tr><td>Push-to-connect tube fittings</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5779K102</td><td>4</td></tr><tr><td>Barbed Tube Fittings (1/4MNPT-&gt;1/8BF)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5463K439</td><td>1 pack (10)</td></tr><tr><td>Barbed Tube Fittings (1/8MNPT-&gt;1/8BF)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5463K438</td><td>2 pack (10)&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Barbed Tube Fittings (1/8MNPT-&gt;1/16BF)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5463K4</td><td>2 pack (10)&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Barbed Tube Fittings (1/4MNPT-&gt;1/4BF)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>&amp;nbsp; 5670K84</td><td>1</td></tr><tr><td>Hex head plug</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>48335K152</td><td>1</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;&lt;strong&gt;Air pressure regulator, air filter and flowmeters&lt;/strong&gt;&lt;/em&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;(Quantity needed)&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Labatory gas drying unit</td><td>W A HAMMOND DRIERITE CO LTD, OH, USA</td><td>Model: L68-NP-303; stock #26840</td><td>1</td></tr><tr><td>Multitube frames for 150 mm flowtubes</td><td>Cole-Parmer, IL, USA</td><td>R03215-30</td><td>1</td></tr><tr><td>Multitube frames for 150 mm flowtubes</td><td>Cole-Parmer, IL, USA</td><td>R03215-76</td><td>1</td></tr><tr><td>150 mm flowtubes</td><td>Cole-Parmer, IL, USA</td><td>R-03217-15</td><td>9</td></tr><tr><td>Valve Cartridge</td><td>Cole-Parmer, IL, USA</td><td>R-03218-72</td><td>9</td></tr><tr><td>Precision Air regulator</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>6162K13</td><td>1</td></tr><tr><td>Soleniod valves</td><td>Automate Scientific, Berkeley, CA</td><td>02-10i</td><td>4</td></tr><tr><td>Solenoid valve controller</td><td>ValveLink 8.2, Automate Scientific, Berkeley, CA</td><td>01-18</td><td>1</td></tr><tr><td>Electronic flow meter</td><td>Honeywell</td><td>AWM3100V</td><td>1</td></tr><tr><td>DAQ (NI USB-6009, National Instruments) and a&amp;nbsp;</td><td>National Instruments</td><td>NI USB-6009</td><td>1</td></tr><tr><td>Power supply</td><td>Extech Instruments</td><td>382200</td><td>1</td></tr><tr><td>Odor chambers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polypropylene Wide Mouth jar 2 oz; 60 ml</td><td>Nalgene</td><td>562118-0002</td><td>At least 5 are required per experiment, but a separate chamber is required for each dillution of each odorant. Available at Container Store, part #635114)</td></tr><tr><td>Glass odor chamber, 0.25 oz</td><td>Sunburst Bottle</td><td>LB4B</td><td>At least 5 are required per experiment&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>&quot;In&quot; valve for odor chamber</td><td>Smart Products, Inc., CA, USA</td><td>214224PB-0011S000-4074</td><td>1 of these parts is used per odor chamber but they need to be replaced frequently</td></tr><tr><td>&quot;Out&quot; valve for odor chamber</td><td>Smart Products, Inc., CA, USA</td><td>224214PB-0011S000-4074</td><td>1 of these parts is used per odor chamber but they need to be replaced frequently</td></tr><tr><td>O ring</td><td>RT Dygert International, MN, USA</td><td>AS568-029 Buna-N O-R</td><td>1 pack (100)</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;&lt;strong&gt;Fly arena, camera and behavior boxes&lt;/strong&gt;&lt;/em&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;(Quantity needed)&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Behavior and camera box material</td><td>Interstate plastics, CA, USA</td><td>ABS black extruded (https://www.interstateplastics.com/Abs-Black-Extruded-Sheet-ABSBE~~ST.php)</td><td>1803 sq inch</td></tr><tr><td>Teflon for fly arena and odor chamber inserts, 3/8&quot; thick, 12&quot; x 12&quot;</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>8545K27&amp;nbsp;</td><td>1</td></tr><tr><td>Glass plates, 1/8&quot; Thick, 9&quot; x 9&quot;</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>8476K191&amp;nbsp;</td><td>2</td></tr><tr><td>Dual action thermoelectric controller</td><td>WAtronix Inc, CA, USA</td><td>DA12V-K-0</td><td>1</td></tr><tr><td>IR LED array</td><td>Advanced Illumination, Rochester, VT, USA</td><td>AL4554-88024, PS24-TL</td><td>2 LED arrays and one power supply</td></tr><tr><td>Air conditioner Unit</td><td>Melcor Store</td><td>&amp;nbsp;MAA280T-12</td><td>1</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;&lt;strong&gt;Imaging system&lt;/strong&gt;&lt;/em&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;(Quantity needed)&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Cosmicar/Pentax C21211TH (12.5 mm F/1.4) C-mount Lens</td><td>B AND H PHOTO AND ELECTRONICS CORP, NY, USA</td><td>PEC21211 KP</td><td>1</td></tr><tr><td>CCXC-12P05N Interconnect Cable</td><td>B AND H PHOTO AND ELECTRONICS CORP, NY, USA</td><td>SOCCXC12P05N</td><td>1</td></tr><tr><td>DC-700 Camera Adapter</td><td>B AND H PHOTO AND ELECTRONICS CORP, NY, USA</td><td>SODC700</td><td>1</td></tr><tr><td>B+W 40,5 093 IR filter</td><td>B AND H PHOTO AND ELECTRONICS CORP, NY, USA</td><td>65-072442</td><td>1</td></tr><tr><td>TiFFEN 40.5 mm Circular polarizer</td><td>Amazon</td><td></td><td>1</td></tr><tr><td>IR Videocamera</td><td>Industrial Vision Source, FL, USA</td><td>Sony XC-EI50 (SY-XC-E150)</td><td>1</td></tr><tr><td>USB video converter</td><td>The Imagingsource, NC, USA</td><td>DFG/USB2-It</td><td>1</td></tr><tr><td>iFlySpy2 (fly tracking software)</td><td>Julian Brown, Stanford, Calfornia: julianrbrown@gmail.com</td><td>iFlySpy2</td><td>1</td></tr><tr><td>IC Capture 2.2 software</td><td>The Imagingsource, NC, USA (http://www.theimagingsource.com/en_US/products/software/iccapture/)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>&lt;em&gt;&lt;strong&gt;Miscellaneous&lt;/strong&gt;&lt;/em&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;(Quantity needed)&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Dremel rotary tool</td><td>Dremel, Racine, WI, USA</td><td>Dremel 8000-03&amp;nbsp;</td><td>1</td></tr><tr><td>Diamond-coated drill bits for glass cutting</td><td>Available from various suppliers; MSC industrial Supply Co, Melville, NY</td><td>90606328</td><td>1</td></tr></tbody></table>

olfactory behaviors assayed by computer tracking of drosophila in a four-quadrant olfactometer

Eine zentrale Herausforderung in der Neurobiologie ist zu verstehen , wie neuronale Schaltkreise funktionieren Verhaltensweisen geeignetes Tier zu führen. Drosophila melanogaster ein ausgezeichnetes Modellsystem für solche Untersuchungen aufgrund seiner komplexen Verhaltensweisen, leistungsstarke genetische Techniken ist, und kompakt Nervensystem. Verhaltenstests Laboratory haben lange mit Drosophila verwendet Eigenschaften der natürlichen Umgebung zu simulieren und untersuchen die neuronalen Mechanismen , die entsprechenden Verhaltensweisen zugrunde liegen (zB Phototaxis, Chemotaxis, sensorische Lernen und Gedächtnis) 1-3. Mit der jüngsten Verfügbarkeit von großen Sammlungen von transgenen Drosophila Linien , die spezifische neuronale Untergruppen bezeichnen, haben Verhaltenstests auf eine herausragende Rolle genommen Neuronen mit Verhaltensweisen zu verknüpfen 11.04. Vielseitig und reproduzierbare Paradigmen zusammen mit den zugrunde liegenden Berechnungsroutinen für die Datenanalyse, sind unverzichtbar für schnelle Tests von Kandidaten Fliegenlinien mit verschiedenen genotypes. Besonders nützlich sind Konfigurationen, die getestet in der Anzahl der Tiere, flexibel sind, die Dauer der Experimente und der Art der dargebotenen Stimuli. Der Test der Wahl sollte auch reproduzierbare Daten generieren, die leicht zu erwerben und zu analysieren ist. Hier stellen wir eine detaillierte Beschreibung eines Systems und eines Protokolls zur Bestimmung von Verhaltensreaktionen von Drosophila - Fliegen in einem großen Vierfeld - Arena. Das Setup wird hier Antworten von Fliegen auf einen einzelnen Geruchsreizes zu untersuchen; jedoch kann die gleiche Einstellung mehrerer olfaktorischen, optischen oder optogenetische Stimuli oder eine Kombination von diesen zu testen, modifiziert werden. Die Olfaktometer Einrichtung zeichnet die Aktivität von Fliegenpopulationen auf Gerüche reagieren, und Rechen analytischen Methoden werden angewendet, um Fliegenverhalten zu quantifizieren. Die gesammelten Daten werden analysiert, um ein schnelles Auslesen eines experimentellen Lauf zu erhalten, die für eine effiziente Datenerfassung und die Optimierung der experimentellen Bedingungen wesentlich ist.

Die Vier-Quadranten-Olfaktometer-Assay erfasst und analysiert die Wanderaktivitäten von vielen Fliegen über einen großen Verhaltens Raum. Geruchsstoffe können in die Luftströme eingeführt werden, die man eingeben, zwei, drei oder alle vier Quadranten. In Abwesenheit von Gerüchen, werden die Fliegen frei zwischen allen vier Quadranten bewegen. Dieses Verhalten ist von entscheidender Bedeutung zu beobachten, denn sie zeigt, dass nicht-absichtlich Vorurteile wurden nicht in den Test ...

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Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer

We describe here a behavioral setup and data analysis method for assaying olfactory responses of up to 100 vinegar flies (Drosophila melanogaster). This system may be used with single or multiple olfactory stimuli, and adaptable for optogenetic activation or silencing of neuronal subsets.

Olfaktorischen Behaviors Assayed von Computer-Tracking<em&gt; Drosophila</em&gt; In einem Vier-Quadranten-Olfaktometer

A key challenge in neurobiology is to understand how neural circuits function to guide appropriate animal behaviors. Drosophila melanogaster is an ...

olfactory-behaviors-assayed-computer-tracking-drosophila-four

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer

15.6K Aufrufe.  Johns Hopkins University School of Medicine. We describe here a behavioral setup and data analysis method for assaying olfactory responses of up to 100 vinegar flies (Drosophila melanogaster). This system may be used with single or multiple olfactory stimuli, and adaptable for optogenetic activation or silencing of neuronal subsets.

Serie: Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer

Combining Computer Game-Based Behavioural Experiments With High-Density EEG and Infrared Gaze Tracking

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they yield data relevant to the cognitive processing that occurs under ecologically valid conditions. These two goals often are at odds, since well controlled stimuli often are too repetitive to sustain subjects' motivation. Studies employing electroencephalography (EEG) are often especially sensitive to this dilemma between ecological validity and experimental control: attaining sufficient signal-to-noise in physiological averages demands large numbers of repeated trials within lengthy recording sessions, limiting the subject pool to individuals with the ability and patience to perform a set task over and over again. This constraint severely limits researchers' ability to investigate younger populations as well as clinical populations associated with heightened anxiety or attentional abnormalities. Even adult, non-clinical subjects may not be able to achieve their typical levels of performance or cognitive engagement: an unmotivated subject for whom an experimental task is little more than a chore is not the same, behaviourally, cognitively, or neurally, as a subject who is intrinsically motivated and engaged with the task. A growing body of literature demonstrates that embedding experiments within video games may provide a way between the horns of this dilemma between experimental control and ecological validity. The narrative of a game provides a more realistic context in which tasks occur, enhancing their ecological validity (Chaytor &amp; Schmitter-Edgecombe, 2003). Moreover, this context provides motivation to complete tasks. In our game, subjects perform various missions to collect resources, fend off pirates, intercept communications or facilitate diplomatic relations. In so doing, they also perform an array of cognitive tasks, including a Posner attention-shifting paradigm (Posner, 1980), a go/no-go test of motor inhibition, a psychophysical motion coherence threshold task, the Embedded Figures Test (Witkin, 1950, 1954) and a theory-of-mind (Wimmer &amp; Perner, 1983) task. The game software automatically registers game stimuli and subjects' actions and responses in a log file, and sends event codes to synchronise with physiological data recorders. Thus the game can be combined with physiological measures such as EEG or fMRI, and with moment-to-moment tracking of gaze. Gaze tracking can verify subjects' compliance with behavioural tasks (e.g. fixation) and overt attention to experimental stimuli, and also physiological arousal as reflected in pupil dilation (Bradley et al., 2008). At great enough sampling frequencies, gaze tracking may also help assess covert attention as reflected in microsaccades - eye movements that are too small to foveate a new object, but are as rapid in onset and have the same relationship between angular distance and peak velocity as do saccades that traverse greater distances. The distribution of directions of microsaccades correlates with the (otherwise) covert direction of attention (Hafed &amp; Clark, 2002).

Procedures for recording high-density EEG and gaze data during computer game-based cognitive tasks are described. Using a video game to present cognitive tasks enhances ecological validity without sacrificing experimental control.

Die Kombination Computer Game-Based Behavioural Experimente mit High-Density EEG-und Infrarot-Tracking-Gaze

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they ...

Forschung

Neurowissenschaften

Assessment of Social Interaction Behaviors

Social interactions are a fundamental and adaptive component of the biology of numerous species. Social recognition is critical for the structure and stability of the networks and relationships that define societies. For animals, such as mice, recognition of conspecifics may be important for maintaining social hierarchy and for mate choice 1.
A variety of neuropsychiatric disorders are characterized by disruptions in social behavior and social recognition, including depression, autism spectrum disorders, bipolar disorders, obsessive-compulsive disorders, and schizophrenia. Studies of humans as well as animal models (e.g., Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, Mus musculus, Rattus norvegicus) have identified genes involved in the regulation of social behavior 2. To assess sociability in animal models, several behavioral tests have been developed (reviewed in 3). Integrative research using animal models and appropriate tests for social behavior may lead to the development of improved treatments for social psychopathologies.
The three-chamber paradigm test known as Crawley's sociability and preference for social novelty protocol has been successfully employed to study social affiliation and social memory in several inbred and mutant mouse lines (e.g. 4-7). The main principle of this test is based on the free choice by a subject mouse to spend time in any of three box's compartments during two experimental sessions, including indirect contact with one or two mice with which it is unfamiliar. To quantitate social tendencies of the experimental mouse, the main tasks are to measure a) the time spent with a novel conspecific and b) preference for a novel vs. a familiar conspecific. Thus, the experimental design of this test allows evaluation of two critical but distinguishable aspects of social behavior, such as social affiliation/motivation, as well as social memory and novelty. "Sociability" in this case is defined as propensity to spend time with another mouse, as compared to time spent alone in an identical but empty chamber 7. "Preference for social novelty" is defined as propensity to spend time with a previously unencountered mouse rather than with a familiar mouse 7. This test provides robust results, which then must be carefully analyzed, interpreted and supported/confirmed by alternative sociability tests. In addition to specific applications, Crawley's sociability test can be included as an important component of general behavioral screen of mutant mice.

Here we describe a detailed protocol for examination of sociability in mice by using Crawley's sociability and preference for social novelty test. We describe the advantages and possible applications for this procedure, including critical details important for correct interpretation of the results.

Bewertung der sozialen Interaktion Behaviors

Social interactions are a fundamental and adaptive component of the biology of numerous species. Social recognition is critical for the structure and ...

High-resolution Measurement of Odor-Driven Behavior in Drosophila Larvae

Olfactory responses in Drosophila larvae have been traditionally studied in Petri dishes comprising a single peripheral odor source. In this behavioral paradigm, the experimenter usually assumes that the rapid diffusion of odorant molecules from the source leads to the creation of a stable gradient in the dish. To establish a quantitative correlation between sensory inputs and behavioral responses, it is necessary to achieve a more thorough characterization of the odorant stimulus conditions. In this video article, we describe a new method allowing the construction of odorant gradients with stable and controllable geometries. We briefly illustrate how these gradients can be used to screen for olfactory defects (full and partial anosmia) and to study more subtle features of chemotaxis behavior.

In this video article, we describe a new method allowing the construction of odorant gradients with stable and controllable geometries. We briefly illustrate how these gradients can be used to screen for olfactory defects (full and partial anosmia) and to study more subtle features of chemotaxis behavior.

Hochauflösende Messung von Odor-Driven Behavior in Drosophila-Larven

Olfactory responses in Drosophila larvae have been traditionally studied in Petri dishes comprising a single peripheral odor source. In this behavioral ...

Biologie

Visually Mediated Odor Tracking During Flight in Drosophila

Flying insects use visual cues to stabilize their heading in a wind stream. Many animals additionally track odors carried in the wind. As such, visual stabilization of upwind tracking directly aids in odor tracking. But do olfactory signals directly influence visual tracking behavior independently from wind cues? Additionally, recent advances in olfactory molecular genetics and neurophysiology have motivated novel quantitative behavioral analyses to assess the behavioral influence of (e.g.) genetically inactivating specific olfactory activation circuits. We modified a magnetic tether system originally devised for vision experiments by equipping the arena with narrow laminar flow odor plumes. Here we focus on experiments that can be performed after a fly is tethered and is able to navigate in the magnetic arena. We show how to acquire video images optimized for measuring body angle, how to judge stable odor tracking, and we illustrate two experiments to examine the influence of visual cues on odor tracking.

Here we describe how to optimize the acquired video image for an olfactory magnetic-tether (OMT) apparatus. We also describe two sample experimental protocols for studying visuo-olfactory fusion.

Visuell vermittelte Odor-Tracking während des Fluges in Drosophila

Flying insects use visual cues to stabilize their heading in a wind stream. Many animals additionally track odors carried in the wind. As such, visual ...

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

For many animals, hunger promotes changes in the olfactory system in a manner that facilitates the search for appropriate food sources. In this video article, we describe an automated assay to measure the effect of hunger or satiety on olfactory dependent food search behavior in the adult fruit fly Drosophila melanogaster. In a light-tight box illuminated by red light that is invisible to fruit flies, a camera linked to custom data acquisition software monitors the position of six flies simultaneously. Each fly is confined to walk in individual arenas containing a food odor at the center. The testing arenas rest on a porous floor that functions to prevent odor accumulation. Latency to locate the odor source, a metric that reflects olfactory sensitivity under different physiological states, is determined by software analysis. Here, we discuss the critical mechanics of running this behavioral paradigm and cover specific issues regarding fly loading, odor contamination, assay temperature, data quality, and statistical analysis.

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

In this video article, we describe an automated assay to measure the effect of hunger or satiety on olfactory dependent food search behavior in the adult fruit fly Drosophila melanogaster.

Ein Single-fly-Assay für Sammelverhalten in<em&gt; Drosophila</em

For many animals, hunger promotes changes in the olfactory system in a manner that facilitates the search for appropriate food sources. In this video ...

Testing Drosophila Olfaction with a Y-maze Assay

Detecting signals from the environment is essential for animals to ensure their survival. To this aim, they use environmental cues such as vision, mechanoreception, hearing, and chemoperception through taste, via direct contact or through olfaction, which represents the response to a volatile molecule acting at longer range. Volatile chemical molecules are very important signals for most animals in the detection of danger, a source of food, or to communicate between individuals. Drosophila melanogaster is one of the most common biological models for scientists to explore the cellular and molecular basis of olfaction. In order to highlight olfactory abilities of this small insect, we describe a modified choice protocol based on the Y-maze test classically used with mice. Data obtained with Y-mazes give valuable information to better understand how animals deal with their perpetually changing environment. We introduce a step-by-step protocol to study the impact of odorants on fly exploratory response using this Y-maze assay.

Testing Drosophila Olfaction with a Y-maze Assay

We present a choice test to reveal the influence of odorants on Drosophila behavior using a Y-maze assay.

Testen<em&gt; Drosophila</em&gt; Riechen mit einem Y-Labyrinth-Test

Detecting signals from the environment is essential for animals to ensure their survival. To this aim, they use environmental cues such as vision, ...

High-resolution Quantification of Odor-guided Behavior in Drosophila melanogaster Using the Flywalk Paradigm

In their natural environment, insects such as the vinegar fly Drosophila melanogaster are bombarded with a huge amount of chemically distinct odorants. To complicate matters even further, the odors detected by the insect nervous system usually are not single compounds but mixtures whose composition and concentration ratios vary. This leads to an almost infinite amount of different olfactory stimuli which have to be evaluated by the nervous system.
To understand which aspects of an odor stimulus determine its evaluation by the fly, it is therefore desirable to efficiently examine odor-guided behavior towards many odorants and odor mixtures. To directly correlate behavior to neuronal activity, behavior should be quantified in a comparable time frame and under identical stimulus conditions as in neurophysiological experiments. However, many currently used olfactory bioassays in Drosophila neuroethology are rather specialized either towards efficiency or towards resolution.
Flywalk, an automated odor delivery and tracking system, bridges the gap between efficiency and resolution. It allows the determination of exactly when an odor packet stimulated a freely walking fly, and to determine the animal&#180;s dynamic behavioral reaction.

High-resolution Quantification of Odor-guided Behavior in Drosophila melanogaster Using the Flywalk Paradigm

The automated tracking system Flywalk is used for high-resolution quantification of odor-guided behavior in Drosophila melanogaster.

Hochaufgelöste Quantifizierung der Geruchsgelenkten Verhalten in<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Verwenden der<em&gt; Flywalk</em&gt; Paradigm

In their natural environment, insects such as the vinegar fly Drosophila melanogaster are bombarded with a huge amount of chemically distinct odorants. To ...

Tracking Drosophila Larval Behavior in Response to Optogenetic Stimulation of Olfactory Neurons

The ability of insects to navigate toward odor sources is based on the activities of their first-order olfactory receptor neurons (ORNs). While a considerable amount of information has been generated regarding ORN responses to odorants, the role of specific ORNs in driving behavioral responses remains poorly understood. Complications in behavior analyses arise due to different volatilities of odorants that activate individual ORNs, multiple ORNs activated by single odorants, and the difficulty in replicating naturally observed temporal variations in olfactory stimuli using conventional odor-delivery methods in the laboratory. Here, we describe a protocol that analyzes Drosophila larval behavior in response to simultaneous optogenetic stimulation of its ORNs. The optogenetic technology used here allows for specificity of ORN activation and precise control of temporal patterns of ORN activation. Corresponding larval movement is tracked, digitally recorded, and analyzed using custom written software. By replacing odor stimuli with light stimuli, this method allows for a more precise control of individual ORN activation in order to study its impact on larval behavior. Our method could be further extended to study the impact of second-order projection neurons (PNs) as well as local neurons (LNs) on larval behavior. This method will thus enable a comprehensive dissection of olfactory circuit function and complement studies on how olfactory neuron activities translate in to behavior responses.

Tracking Drosophila Larval Behavior in Response to Optogenetic Stimulation of Olfactory Neurons

This protocol analyzes navigational behavior of Drosophila larva in response to simultaneous optogenetic stimulation of its olfactory neurons. Light of 630 nm wavelength is used to activate individual olfactory neurons expressing a red-shifted channel rhodopsin. Larval movement is simultaneously tracked, digitally recorded, and analyzed using custom-written software.

Tracking von Drosophila Larven Verhalten als Reaktion auf optogenetische Stimulation der olfaktorischen Neuronen

The ability of insects to navigate toward odor sources is based on the activities of their first-order olfactory receptor neurons (ORNs). While a ...

Four-Way Olfactometer Assay: A Method to Assess Odorant-Cued Responses in Drosophila

Source: Lin, C.C., et al. <a href="https://www.jove.com/video/54346/" target="_blank">Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer</a>. J. Vis. Exp. (2016).
Fruit flies have a complex olfactory system, can discriminate hundreds of odorants, and use their sense of smell to direct behavioral decisions. This video describes the four-way olfactometer assay, a method to study olfactory behavioral responses in flies. The featured protocol clip shows how to handle test flies and what are critical steps while performing the assay.

Vier-Wege-Olfaktometer-Assay: Eine Methode zur Bewertung von Geruchsreaktionen bei Drosophila

Source: Lin, C.C., et al. Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer. J. Vis. Exp. (2016).
Fruit flies ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Drosophila melanogaster (Fruchtfliege)

Adultes Tier

Drosophila Y-maze Assay: A Method to Assess Olfactory Responses in Flies

Source: Simonnet, M. M., et al. <a href="https://www.jove.com/video/51241/" target="_blank">Testing Drosophila Olfaction with a Y-maze Assay</a>. J. Vis. Exp. (2014).
This video describes a method to test olfactory exploratory behavior in the fruit fly, called the Y-maze. The featured protocol clip demonstrates how to set up and conduct the assay.

Drosophila Y-Labyrinth-Assay: Eine Methode zur Beurteilung von Geruchsreaktionen bei Fliegen

Source: Simonnet, M. M., et al. Testing Drosophila Olfaction with a Y-maze Assay. J. Vis. Exp. (2014).
This video describes a method to test olfactory ...

Olfaktorischen Behaviors Assayed von Computer-Tracking

Zusammenfassung

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