Diese Studie wurde durch das große wissenschaftliche und technologische Innovationsprojekt (2020CXGC010802) unterstützt.

HINWEIS: Achten Sie auf Sicherheitsmaßnahmen, bevor Sie wandernde Wildinsekten fangen, es wird empfohlen, Sicherheitsausrüstung (Handschuhe, langärmelige Hemden und Schutzbrillen) zu tragen. Schalten Sie den Siphon auch aus, wenn er nicht verwendet wird, um andere Sicherheitsrisiken und eine Überhitzung des Lichts zu vermeiden. Es ist wichtig, vor der Sektion Sicherheitsprotokolle zu befolgen, wie z. B. das Tragen von Handschuhen, Schutzbrillen und Laborkitteln, um eine Exposition gegenüber Körperflüssigkeiten und Chemikalien zu vermeiden.
1. Fangen von Zuginsekten
<ol><li>Beginnen Sie dieses Protokoll, indem Sie Insekten mit der Suchlampe fangen. In diesem Protokoll ist die Testinsektenquelle der Bezirk Jiyang, Stadt Jinan, Provinz Shandong, China (36,977088° N, 116,982747° E).</li>
	<li>Verwenden Sie den Hauptkörper der Suchlampe, der aus nicht rostendem Stahl besteht, den Kasten, der ein rechteckiges Gehäuse ist, und den Halogenscheinwerfer vom Typ GT75 mit einer Leistung von 1000 W. Platzieren Sie den Scheinwerfer als Lichtquelle in der Mitte.</li>
	<li>Platzieren Sie einen trichterförmigen Insektensammelkanal im Inneren und am Boden der Lampe, platzieren Sie eine Schachtel zum Sammeln von Insekten mit einem Durchmesser von 5 cm, gefolgt von einem 60er-Insektensammelnetzbeutel (0,5 m x 0,5 m), der zum Sammeln von Insekten verwendet wird, die durch Licht gefangen werden. Die bekannte Projektion des Lichts befindet sich etwa 500 m über dem Boden.</li>
	<li>Dieses Protokoll legt den Schwerpunkt auf die Einwanderungsdynamik von Wildtyp-Weibchen und die Entwicklung der Eierstöcke; Sammeln Sie daher verschiedene Insektenarten (hier wurde von April bis August in den Jahren 2021 bis 2022 gesammelt). Vermeiden Sie es, kleine und verletzte Insekten zu sammeln, wählen Sie für dieses Experiment ähnlich große Schädlinge aus.</li>
</ol>2. Zubereitung von Insekten
<ol><li>Alle gesammelten Insekten aus dem Netzbeutel (0,5 m) in den Netzkäfig (30 cm x 30 cm) überführen und dann eine Petrischale mit sterilisierter Lösung aus 10%igem Honigwasser bereitstellen (Fütterung ist optional). Stellen Sie den Käfig bei 27 ± 2 °C, 65 % ± 12 % relativer Luftfeuchtigkeit auf und lassen Sie ihn 8-12 Stunden im Dunkeln.</li>
	<li>Wählen Sie Wildtyp-Weibchen aus, die am selben Tag in den Käfig geflogen sind, setzen Sie sie vorsichtig in die einzelnen Fläschchenröhrchen um und verschließen Sie jedes Röhrchen mit einem Baumwolldeckel. Vermeiden Sie direkte Handhabung, die den Schädling durch übermäßigen Druck beschädigen oder verletzen könnte. HINWEIS: Alle Wildtyp-Weibchen wurden nachts gefangen und tagsüber präpariert. So wurde jedes Experiment innerhalb eines Tages durchgeführt.</li>
</ol>3. Vorbereitung für die Insektenlähmungsmethode (Abbildung 1)
<ol><li>Legen Sie ausgewählte weibliche Schädlinge einzeln in ein Fliegenfläschchenröhrchen in der Mitte und betäuben Sie das Weibchen mit CO2 - Gas, indem Sie die Blaspistolennadel halten, um eine leichte Lähmung zu verursachen. Um zu bestätigen, ob der Schädling gelähmt ist oder nicht, stupsen oder berühren Sie den Schädling vorsichtig mit einer weichen Bürste. Keine Reaktion auf sanfte Reize und Immobilität deutet auf eine erfolgreiche Lähmung hin. HINWEIS: Niedrige Temperaturen (-20 °C) können auch als alternative Technik verwendet werden, um Insekten zu lähmen.</li>
</ol>4. Sezieren von Insekten
<ol><li>Frisch gelähmtes Weibchen in die Sezier-Petrischale mit absolutem Ethanol (10 ml) legen. Um den Einfluss von Schuppenhaaren und Flügelpuder während der Sektion zu vermeiden, infiltrieren Sie das lebende oder gelähmte Insekt mit absolutem Alkohol und spülen Sie es mit klarem Wasser ab.</li>
	<li>Trennen Sie die Rückenflügel mit zwei Pinzetten von der Verbindung von Brust und Bauchkörper.</li>
	<li>Übertragen Sie den Bauch in eine neue Einweg-Petrischale, die eine angemessene Menge Wasser enthält (2-5 mm tief), und ziehen Sie das abdominale Exoskelett vorsichtig entlang der dorsalen ventralen Linie vom spitzen Mund bis zum Schwanz mit einer Präparierzange ab. Wiederholen Sie die gleichen Schritte auf der anderen Seite und legen Sie es dann in sauberes Wasser, um das intakte Gewebe zu verteilen.</li>
	<li>Ziehen Sie das Fettgewebe der Epidermis vorsichtig mit einer Pinzette ab und ziehen Sie vorsichtig an den Eierstöcken und lassen Sie sie los.</li>
	<li>Verwenden Sie eine Präparierzange, um Fettpartikel und andere Organe um die Eierstöcke herum vorsichtig zu entfernen. Im Allgemeinen sind die schädlingsbehafteten Eierstöcke meist auf beiden Seiten des Bauches nach innen gefaltet, versuchen Sie, in einer flüssigen Umgebung zu operieren, während Sie die Eierstöcke entfalten, und ziehen Sie den Paarungssack langsam von der Mitte ab und picken Sie die Fettpartikel heraus, die an den Eierstöcken haften.</li>
	<li>Halten Sie den Eierstock und den Paarsack vorsichtig vom vertikalen hinteren Ende aus fest und klappen Sie ihn vorsichtig nach unten auf. Um Beschädigungen während der Entfaltung zu vermeiden, überführen Sie den Eierstock in eine neue oder saubere Petrischale mit Wasser. Halten Sie die Eierstockspitze fest und klappen Sie den Eierstock nach innen; Führen Sie diesen Schritt vorsichtig durch, um eine Beschädigung der Eierstöcke zu vermeiden.</li>
</ol>5. Analyse von Daten für die Anatomie des Eierstockgewebes
<ol><li>Beurteilen Sie in diesem Schritt die Entwicklung der Eier für jedes Insekt anhand der Farbe und Größe der Eier, um seine Reife zu beurteilen. Beurteilen Sie dann den Grad der Eierstöcke entsprechend der Entwicklung der Eizelle. HINWEIS: Die Einteilung der verschiedenen Entwicklungsstufen der Eierstöcke ist hauptsächlich unterteilt, entweder vor der Eiablage oder vor der Eientwicklung mit dem Dotterausfällungsniveau. Die Entwicklung der Eierkörner von Insekten wird zur besseren Übersichtlichkeit weiter in Stadien unterteilt, wie z. B. das Stadium des Auftretens des Dotters, das Stadium der Dotterreife und das Stadium des Absterbens des Dotters. Die Reife von Eikörnern hängt von der Fülle, Farbe und Größe des Eies ab, um seine Reife zu beurteilen.</li>
	<li>Stellen Sie nach der Sektion sicher, dass Sie das Gewebe der weiblichen Paarungssäcke von den intakten Eierstöcken trennen, und beobachten Sie die Morphologie, um die Arten zu unterscheiden, da die Anatomie der meisten Paarungssäcke von Art zu Art variiert. Verwenden Sie daher Paarungssäcke, um zwischen den Arten zu unterscheiden.</li>
	<li>Bewerten Sie in diesem Schritt die Anatomie der Eierstöcke und analysieren Sie die Bewertung der Eierstockentwicklung. Unterteilen Sie das Eierstockgewebe in fünf Grade (Grad 1 bis Grad 5).<ol><li>Achten Sie auf die folgenden Veränderungen und die Struktur, um das Gewebe zu organisieren: erster Grad (1) ist ein frühes Entwicklungsstadium (milchig transparent), voller Bauch, weicher, fetter Körper flauschig, helle Farbe, schwer zu schälen. Der zweite Grad (2) ist das Stadium der Dotterablagerung und sortiert die Eierstöcke bei Bedarf separat nach der Beobachtung des längeren und dickeren Eierstockkanals. Der dritte Grad (3) hat weniger Fettkörper und nur wenige Körnchen, die am Eierstock haften. Der vierte Grad (4) scheint weniger elastisch und leicht zu brechen, und einige Eizellen können in der Mitte des Gebärmutterschlauchs vorhanden sein. Die fünfte Klasse (5) ist leicht zu erkennen, mit weniger oder keinen Fettkörpern, atrophischen und brüchigen Eierstöcken.</li>
	</ol></li>
	<li>Nehmen Sie Bilder mit einer Digitalkamera auf, je nach experimentellem Bedarf.</li>
</ol>

Dissektion zur Identifizierung wandernder Insekten mittels ovarieller Reproduktionsanalyse

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu deklarieren.

Ovarielle Analysemethoden werden routinemäßig im Pflanzenschutz eingesetzt, um die Bewegung des Insektenflugs und der Population für die Vorhersage von 19,20,21 aufzuklären und die physiologischen Variationen bei Insekten zu untersuchen. Es wurde festgestellt, dass die einzigartige Migration und die schnelle Ausbreitungsfähigkeit gängiger landwirtschaftlicher Schädlinge wie Kapselwurm, Heerwurm, Taroraupe und Rübenmotte ...

Die Migration von Insekten spielt eine wichtige Rolle in der Populationsdynamik der globalen Verbreitung von Insekten wie Helicoverpa armigera - dem Baumwollkapselwurm, Mythimna separate - dem orientalischen Heerwurm, Spodoptera litura - der Taro-Raupe, Spodoptera exigua - dem Rüben-Heerwurm, die in China als ernsthafte Schädlinge gemeldet wurden 1,2,3,4. Die langen Reisedistanzen, die saisonalen Bewegungen, die hohe Fruchtbarkeit der wandernden Schädlinge und die ökologischen Faktoren haben große Schwierigkeiten bei der Vorhersage, Vorhersage und Bekämpfung dieser Schädlinge mit sich gebracht5. Die Überwachung der Schädlingswanderung ist erforderlich, um die Anpassungsfähigkeit und Verhaltensänderungen aufzudecken, die wandernde Schädlinge entsprechend den Klimaveränderungen oder -zyklen begünstigen6. Um ihr Wachstum, ihre Fortpflanzung und ihr Überleben aufrechtzuerhalten, haben Insekten im Laufe der Evolution eine sequentielle Anpassungsfähigkeit erworben. Diese Reihe adaptiven Lebens hat viele Veränderungen im Fortpflanzungssystem hervorgerufen, wie z.B. die Migrationsstrategie, die zur Kontrolle der Entwicklung der Eierstöcke während des langen Migrationsprozesses führt.
Die Entwicklung der Eierstöcke ist bei wandernden Schädlingen weit verbreitet, was sich auf das Wachstum ihrer Population auswirkt7. Daher ist die Entwicklung der Eierstöcke seit langem ein heißes Thema der wandernden Schädlingsforschung. Eine Reihe von Studien hat zu mehreren Indikatoren für die Entwicklung der Eierstöcke und Klassifikationsstrategien geführt. Bisher wurden verschiedene Methoden zur Analyse der Eierstockentwicklung verwendet, z.B. Loxostege sticticalis - die Wiesenmotte - die Eierstockentwicklung, die das anfängliche Befiederstadium, die frühe Laichperiode, die Laichzeit und das Ende der Eiablageumfasst 8. Einige Forscher unterteilen die Eierstockkonzentration auf der Grundlage der Farbentwicklung des Dotters bei wandernden Lepidoptera-Schädlingen, wie z. B. S. exigua - dem Rüben-Heerwurm, Pseudaletia unipuncta - dem echten Heerwurm und Cnaphalocrocis medinalis - dem Reisblattfalter usw.9,10,11,12. In früheren Studien wurden die Entwicklungsstufen der Eierstöcke für Schädlinge wie Baumwollkapselwurm und Reisblattroller in fünf Stadien unterteilt: Dotterablagerungsstadium, Eikornreifestadium, Reife Wartezeit auf die Geburt, Spitzenphase der Ovogenese und Endlaichstadium13,14. Die Entwicklung der Eierstöcke des Maiszünslers wurde in sechs Entwicklungsstadien unterteilt: Dotterablagestadium, Eireifung, Disposition vor den Eiern, Hauptlaichstadium und Endlaichstadium15.
Darüber hinaus haben Insekten derselben Gattung unterschiedliche Entwicklungsstadien, wie z. B. das Entwicklungsniveau der Eierstöcke von Spodoptera frugiperda - dem Herbst-Heerwurm - fällt in vier Stufen: Dotterablagerungsstadium, reifes Warten auf die Lieferung, maximale Ei-Positivität und Endlaichstadium16. Auf der anderen Seite hat die Entwicklung der Eierstöcke bei Spodoptera exigua - dem Rübenwickler - fünf Ebenen: transparent, Vitelogenese, Reifung der Eier, Eifreisetzung und späte Eiablage17.
Frühere Studien können die Entwicklung von einzelnen bis zu mehreren Entwicklungsstufen der Eierstöcke nur anhand der Farbreife des Dotters, der Eiablage und der Eizellentwicklung klassifizieren, aber die Klassifizierung kann nicht auf der Grundlage der Anatomie des Fortpflanzungssystems erfolgen. Die Entwicklung eines Eierstocks auf der Grundlage der Morphogenese-Anatomie ist ein weniger untersuchtes Gebiet. Hier wurde die Dissektionsmethode entwickelt, um wandernde Weibchen in der Population anhand von zwei ovariellen Gewebetypen vorherzusagen, ihre Fortpflanzungsdynamik basierend auf der anatomischen Morphogenese des ovariellen Entwicklungsstadiums und des Paarungssacks zu untersuchen und einen direkten Beweis für die Unterscheidung wandernder Wildtyp-Weibchen zu liefern.
Einige Studien haben ergeben, dass wandernde Noctuidae-Insektenarten häufig von Suchscheinwerfern erfasst wurden18. Der Eierstock der meisten wandernden Noctuidae-Insektenarten befindet sich in der Anfangsphase der Migration in einem frühen Entwicklungsstadium und das Niveau der Eierstöcke steigt mit dem Migrationsfortschritt. In dieser Studie wird die Seziermethode für die Entwicklung der Eierstöcke beschrieben, um die beiden Fortpflanzungsgewebe verschiedener weiblicher Populationsschädlinge zu untersuchen, die mit einem Suchscheinwerfer erfasst wurden. Diese Methode bringt nicht nur die Forschung voran, um die Migrationsdynamik zu verstehen, sondern erleichtert auch die Klassifizierung von Insekten, die Untersuchung der Physiologie von Insekten, die Vorhersage von Schädlingen und die Vorhersage weiblicher Schädlingsarten.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Digital camera</td>
			<td>Canon ( China ) co., LTD</td>
			<td>EOS 800D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dropper</td>
			<td>Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol absolute (99.7%)</td>
			<td>Shanghai Hushi Laboratory Equipmentco., LTD</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>&#160;Vetus Tools co., LTD</td>
			<td>ST-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GT75 type halogen headlamp (1000 W)</td>
			<td>Shanghai Yadeng Industry co., LTD</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Helicoverpa armigera, Mythimna separate, Spodoptera litura, Spodoptera exigua</td>
			<td>Jiyang district, Jinan city, Shandong province, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Measuring cylinder, beaker, flask</td>
			<td>Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Net bag&#160;</td>
			<td>Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD</td>
			<td></td>
			<td>0.5 m&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Net cages&#160;</td>
			<td>Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD</td>
			<td></td>
			<td>30 cm x 30 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes</td>
			<td>Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD</td>
			<td></td>
			<td>&#160;60 mm diameter</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dissection and grading of ovarian development in wild-type female insects

Wandernde Schadinsekten stellen weltweit eine ernsthafte Herausforderung für die Nahrungsmittelproduktion und -sicherheit dar. Die wandernden Schädlinge können mit Suchscheinwerferfallen überwacht und eingefangen werden. Eine der wichtigsten Techniken zur Vorhersage wandernder Schädlinge ist die Identifizierung der wandernden Arten. In den meisten Fällen ist es jedoch schwierig, die Informationen nur durch das Aussehen zu erhalten. Daher kann die Nutzung von Wissen, das durch systematische Analyse des weiblichen Fortpflanzungssystems gewonnen wurde, dazu beitragen, die kombinierte anatomische Morphologie des Eierstock-Paarungssacks und die Abstufung der Eierstockentwicklung von Wildtyp-Wanderinsekten zu verstehen, die mit Suchscheinwerferfallen gefangen wurden. Um die Anwendbarkeit dieser Methode zu demonstrieren, wurden der Entwicklungsstatus der Eierstöcke und die Entwicklungsstadien der Eikörner in Helicoverpa armigera, Mythimna separata, Spodoptera litura und Spodoptera exigua direkt für die Anatomie der Eierstöcke untersucht, und die Paarungssäcke der Eierstöcke wurden in Agrotis ipsilon, Spaelotis valida, Helicoverpa armigera, Athetis lepigone, Mythimna separata, Spodoptera litura, Mamestra brassicae und Spodoptera exigua untersucht, um ihre Beziehungen zu erforschen. Diese Arbeit zeigt die spezifische Dissektionsmethode zur Vorhersage von Wildtyp-Wanderinsekten und vergleicht das einzigartige Fortpflanzungssystem verschiedener wandernder Insekten. Dann wurden beide Gewebe, nämlich der Eierstock und die Paarungssäcke, weiter untersucht. Diese Methode hilft dabei, die Dynamik und die strukturelle Entwicklung von Fortpflanzungssystemen bei Wildtyp-Wanderinsekten vorherzusagen.

Entwicklung der Eizellen Das obige Protokoll wurde angewendet, um die Entwicklung von Eizellen im Eierstock zu analysieren. Zu diesem Zweck wurden die Eier zunächst allgemein in vier Stadien eingeteilt, um das frühe und das reife Stadium der Eientwicklung bei allen Arten zu unterscheiden, z. B. Kapselwurm, Heerwurm, Taroraupe und Rübenmotte. Hier wurde das frühe Stadium der Befiederung (milchig-weißes, transparentes Stadium) beobachtet. Abbildung 2A zeigt, dass sich ...

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Ovarian Anatomy in Migratory Insects to Overcome Experimental Challenges at JoVE.com

Autor im Rampenlicht: Analyse der Anatomie der Eierstöcke bei wandernden Insekten zur Bewältigung experimenteller Herausforderungen 

Das Protokoll demonstriert eine einfache und leichte Seziermethode, die für wandernde Wildtyp-Insekten geeignet ist, die mit Suchscheinwerferfallen gefangen wurden. Diese Technik kann die gleiche Art signifikant aufklären, indem beide Fortpflanzungsgewebe verglichen werden, nämlich die Paarungssack- und Eierstockentwicklung von Wildtyp-Weibchen.

Dissektion und Einstufung der Ovarialentwicklung bei weiblichen Wildtyp-Insekten

Migratory insect pests pose serious challenges to food production and security all over the world. The migratory pests can be monitored and captured using ...

Unser Ziel ist es, diese einfache und neueste Methode für wandernde Schädlinge anzuwenden, um die Anatomie der Eierstöcke von wandernden Weibchen zu beschreiben. Diese Informationen werden nützlich sein, um ähnliche einzelne Arten zu analysieren. Die Vorhersage wandernder weiblicher Insekten ist eine ziemliche Herausforderung.Daher ist die Visualisierung der Anatomie der Eierstöcke recht einfach und sehr nützlich.

dissection-grading-ovarian-development-wild-type-female

Research

JoVE Journal

Behavior

Dissection and Grading of Ovarian Development in Wild-Type Female Insects

993 Aufrufe.  Shandong Academy of Agricultural Sciences. Unser Ziel ist es, diese einfache und neueste Methode für wandernde Schädlinge anzuwenden, um die Anatomie der Eierstöcke von wandernden Weibchen zu beschreiben. Diese Informationen werden nützlich sein, um ähnliche einzelne Arten zu analysieren. Die Vorhersage wandernder weiblicher Insekten ist eine ziemliche Herausforderung.Daher ist die Visualisierung der Anatomie der Eierstöcke recht einfach und sehr nützlich.

Serie: Autor im Rampenlicht: Analyse der Anatomie der Eierstöcke bei wandernden Insekten zur Bewältigung experimenteller Herausforderungen 

Marble Burying and Nestlet Shredding as Tests of Repetitive, Compulsive-like Behaviors in Mice

Obsessive-compulsive disorder (OCD) and autism spectrum disorders (ASD) are serious and debilitating psychiatric conditions and each constitutes a significant public health concern, particularly in children. Both of these conditions are highlighted by the repeated expression of meaningless behaviors. Individuals with OCD often show checking, frequent hand washing, and counting. Children with ASDs also engage in repetitive tapping, arm or hand flapping, and rocking. These behaviors can vary widely in intensity and frequency of expression. More intense forms of repetitive behaviors can even result in injury (e.g.&#160;excessive grooming, hand washing, and self-stimulation). These behaviors are therefore very disruptive and make normal social discourse difficult. Treatment options for repetitive behaviors in OCD and ASDs are somewhat limited and there is great interest in developing more effective therapies for each condition. Numerous animal models for evaluating compulsive-like behaviors have been developed over the past three decades. Perhaps the animal models with the greatest validity and ease of use are the marble burying test and the nestlet shredding test. Both tests take advantage of the fact that the target behaviors occur spontaneously in mice. In the marble burying test, 20 marbles are arrayed on the surface of clean bedding. The number of marbles buried in a 30 min session is scored by investigators blind to the treatment or status of the subjects. In the nestlet shredding test, a nestlet comprised of pulped cotton fiber is preweighed and placed on top of cage bedding and the amount of the nestlet remaining intact after a 30 min test session is determined. Presently, we describe protocols for and show movie documentation of marble burying and nestlet shredding. Both tests are easily and accurately scored and each is sensitive to small changes in the expression of compulsive-like behaviors that result from genetic manipulations, disease, or head injury.

Disease, head injury, genetic modifications, and treatment of mice with drugs can have profound effects on behavior. Utilizing well-characterized and validated approaches such as marble burying and nestlet shredding, compulsive-like behaviors can be documented accurately in mice as models of human obsessive-compulsive disorder and autism spectrum disorder.

Obsessive-compulsive disorder (OCD) and autism spectrum disorders (ASD) are serious and debilitating psychiatric conditions and each constitutes a ...

Forschung

Verhalten

A Method for Investigating Age-related Differences in the Functional Connectivity of Cognitive Control Networks Associated with Dimensional Change Card Sort Performance

The ability to adjust behavior to sudden changes in the environment develops gradually in childhood and adolescence. For example, in the Dimensional Change Card Sort task, participants switch from sorting cards one way, such as shape, to sorting them a different way, such as color. Adjusting behavior in this way exacts a small performance cost, or switch cost, such that responses are typically slower and more error-prone on switch trials in which the sorting rule changes as compared to repeat trials in which the sorting rule remains the same. The ability to flexibly adjust behavior is often said to develop gradually, in part because behavioral costs such as switch costs typically decrease with increasing age. Why aspects of higher-order cognition, such as behavioral flexibility, develop so gradually remains an open question. One hypothesis is that these changes occur in association with functional changes in broad-scale cognitive control networks. On this view, complex mental operations, such as switching, involve rapid interactions between several distributed brain regions, including those that update and maintain task rules, re-orient attention, and select behaviors. With development, functional connections between these regions strengthen, leading to faster and more efficient switching operations. The current video describes a method of testing this hypothesis through the collection and multivariate analysis of fMRI data from participants of different ages.

This video presents a method of examining age-related changes in functional connectivity of cognitive control networks engaged by targeted tasks/processes. The technique is based on multi-variate analysis of fMRI data.

Eine Methode zur Untersuchung altersbedingte Unterschiede in der Funktions Konnektivität der kognitiven Kontrolle Networks Verbunden mit Performance-Dimensional Change Card sortieren

The ability to adjust behavior to sudden changes in the environment develops gradually in childhood and adolescence. For example, in the Dimensional ...

Development of a Virtual Reality Assessment of Everyday Living Skills

Cognitive impairments affect the majority of patients with schizophrenia and these impairments predict poor long term psychosocial outcomes.&#160; Treatment studies aimed at cognitive impairment in patients with schizophrenia not only require demonstration of improvements on cognitive tests, but also evidence that any cognitive changes lead to clinically meaningful improvements.&#160; Measures of &#8220;functional capacity&#8221; index the extent to which individuals have the potential to perform skills required for real world functioning. &#160;Current data do not support the recommendation of any single instrument for measurement of functional capacity.&#160; The Virtual Reality Functional Capacity Assessment Tool (VRFCAT) is a novel, interactive gaming based measure of functional capacity that uses a realistic simulated environment to recreate routine activities of daily living. Studies are currently underway to evaluate and establish the VRFCAT&#8217;s sensitivity, reliability, validity, and practicality.&#160;This new measure of functional capacity is practical, relevant, easy to use, and has several features that improve validity and sensitivity of measurement of function in clinical trials of patients with CNS disorders.

A challenge for proving treatment efficacy for cognitive impairments in schizophrenia is finding the optimizing measurement of skills related to everyday functioning.&#160; The Virtual Reality Functional Capacity Assessment Tool (VRFCAT) is an interactive gaming based computerized measure aimed at skills associated with everyday functioning, including baseline impairments and treatment related changes.

Entwicklung eines Virtual-Reality-Bewertung der Alltag Fähigkeiten

Cognitive impairments affect the majority of patients with schizophrenia and these impairments predict poor long term psychosocial outcomes.&#160; ...

Protocol for Studying Extinction of Conditioned Fear in Naturally Cycling Female Rats

Extinction of conditioned fear has been extensively studied in male rodents. Recently, there have been an increasing number of studies indicating that neural mechanisms for certain behavioral tasks and response behaviors are different in females and males. Using females in research studies can represent a challenge because of the variation of gonadal hormones during their estrous cycle. This protocol describes well-established procedures that are useful in investigating the role of estrogen in fear extinction memory consolidation in female rats. Phase of the estrous cycle and exogenous estrogen administration prior to extinction training can influence extinction recall 24 hr later. The vaginal swabbing technique for estrous phase identification described here aids the examination and manipulation of naturally cycling gonadal hormones. The use of this basic rodent model may further delineate the mechanisms by which estrogen can modulate fear extinction memory in females.

Gonadal hormones such as estrogen modulate memory formation in a number of experimental paradigms including fear extinction memory. This protocol describes a set of methods for investigating the influence of gonadal hormones specifically during extinction in naturally cycling females, including estrous cycle monitoring and exogenous estrogen administration.

Protokoll zur Untersuchung Extinction konditionierter Furcht in natürlich Radfahren weiblichen Ratten

Extinction of conditioned fear has been extensively studied in male rodents. Recently, there have been an increasing number of studies indicating that ...

Behavioral Disturbances: An Innovative Approach to Monitor the Modulatory Effects of a Nutraceutical Diet

In dogs, diets are often used to modulate behavioral disturbances related to chronic anxiety and stress caused by intense and restless activity. However, the traditional ways to monitor behavioral changes in dogs are complicated and not efficient. In the current clinical evaluation, a new, simple monitoring system was used to assess the effectiveness of a specific diet in positively modulating the intense and restless activity of 24 dogs of different ages and breeds. This protocol describes how to easily and rapidly evaluate improvement in a set of symptoms related to generalized anxiety by using a specific sensor, a mobile phone app, a wireless router, and a computer. The results showed that dogs treated with specific diets showed significant improvement in the times spent active and at rest after 10 days (p &lt; 0.01 and p &lt; 0.05, respectively). These dogs also showed an overall significant improvement in clinical and behavioral symptoms. A specific sensor, along with its related hardware, was demonstrated to successfully monitor behavioral changes relating to movement in dogs.

We report a simple approach to evaluate the effectiveness of a specific diet in positively modulating the daily activity and clinical and behavioral symptoms of dogs with evident behavioral disturbances.

Verhaltensstörungen: Ein innovativer Ansatz die Modulatorischer Auswirkungen einer Nutraceutical-Diät zu überwachen

In dogs, diets are often used to modulate behavioral disturbances related to chronic anxiety and stress caused by intense and restless activity. However, ...

An Objective and Child-friendly Assessment of Arm Function by Using a 3-D Sensor

Progressive and irreversible muscle atrophy characterizes Spinal Muscular Atrophy (SMA) and other similar muscle disorder diseases. Objective assessment of muscle functions is an essential and important, although challenging, prerequisite for successful clinical trials. Current clinical rating scales restrain the movement abnormalities to certain predefined coarse-grained individual items. The Kinect 3-D sensor has emerged as a low-cost and portable motion sensing technology used to capture and track people&#39;s movement in many medical and research fields. A novel approach using this 3-D sensor was developed and a game-like test was designed to objectively measure the upper limb function of patients with SMA. The prototype test targeted joint movement capability. While sitting in a virtual scene, the patient was instructed to extend, flex, and lift the whole arm in order to reach and place some objects. Both kinematic and spatiotemporal characteristics of upper limb movement were extracted and analyzed, e.g., elbow extension and flexion angles, hand velocity, and acceleration. The first study included a small cohort of 18 ambulant SMA patients and 19 age- and gender-matched healthy controls. A comprehensive analysis of arm movement was achieved; however, no significant difference between the groups were found due to the mismatch of patient&#39;s capability and the test difficulty. Based on this experience, a second version of the test consisting of a modified version of the first game with increased difficulties and a second game targeting muscle endurance were designed and implemented. The new test has not been conducted in any patient groups yet. Our work has demonstrated the potential capability of the 3-D sensor in assessing such muscle function and suggested an objective approach to complement the clinical rating scales.

An objective measure of muscle functions is challenging especially in children. Based on a commercially available digital 3-D sensor, a child-friendly gaming test was developed to assess upper limb function for clinical trials.

Eine objektive und kinderfreundlichen Bewertung der Arm-Funktion mithilfe eines 3-d-Sensors

Progressive and irreversible muscle atrophy characterizes Spinal Muscular Atrophy (SMA) and other similar muscle disorder diseases. Objective assessment ...

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive decline, such as Alzheimer&#39;s disease (AD), have become a promising tool to elucidate the underlying mechanisms and promote the therapeutic advances. An important step is the validation and characterization of expected behavioral abnormality in the models, in the case of AD, cognitive decline. The long-term behavioral investigations of laboratory animals to study the effect of aging demand substantial efforts from researchers. The IntelliCage system is a high-throughput and cost-effective test battery for mice that eliminates the need for daily human handling. Here, we describe how the system is utilized in the long-term phenotyping of a genetic Alzheimer&#39;s disease model, specifically focusing on the cognitive functions. The experiment employs repeated battery of tests that assess spatial learning and executive functions. This cost-effective age-dependent phenotyping allows us to identify the transient and/or permanent effects of genes on various cognitive aspects.

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer&#039;s Disease, Using IntelliCage

This paper describes a protocol for cognitive assessments for genetic models of the Alzheimer&#39;s disease using the IntelliCage system, which is a high throughput automated behavioral monitoring system with operant conditioning.

Automatisiert, langfristige Verhaltensstörungen Assay für kognitive Funktionen in mehreren genetischen Modellen der Alzheimer-Krankheit, mit IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

Using Flight Mills to Measure Flight Propensity and Performance of Western Corn Rootworm, Diabrotica virgifera virgifera (LeConte)

The western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera (LeConte) (Coleoptera: Chrysomelidae), is an economically important pest of corn in the northern United States. Some populations have developed resistance to management strategies including transgenic corn that produces insecticidal toxins derived from the bacterium Bacillus thuringiensis (Bt). Knowledge of western corn rootworm dispersal is of critical importance for models of resistance evolution, spread, and mitigation. Flight behavior of an insect, especially over a long distance, is inherently difficult to observe and characterize. Flight mills provide a means to directly test developmental and physiological impacts and consequences of flight in the laboratory that cannot be obtained in field studies. In this study, flight mills were used to measure the timing of flight activity, total number of flights, and the distance, duration, and speed of flights taken by female rootworms during a 22-h test period. Sixteen flight mills were housed in an environmental chamber with programmable lighting, temperature, and humidity control. The flight mill described is of a typical design, where a flight arm is free to rotate about a central pivot. Rotation is caused by flight of an insect tethered to one end of the flight arm, and each rotation is recorded by a sensor with a time-stamp. Raw data are compiled by software, which are subsequently processed to provide summary statistics for flight parameters of interest. The most difficult task for any flight mill study is attachment of the tether to the insect with an adhesive, and the method used must be tailored to each species. The attachment must be strong enough to hold the insect in a rigid orientation and to prevent detachment during movement, while not interfering with natural wing motion during flight. The attachment process requires dexterity, finesse, and speed, making video footage of the process for rootworms of value.

Using Flight Mills to Measure Flight Propensity and Performance of Western Corn Rootworm, Diabrotica virgifera virgifera LeConte

Flight mills are important tools for comparing how age, sex, mating status, temperature, or various other factors may influence an insect&#8217;s flight behavior. Here we describe protocols to tether and measure the flight propensity and performance of western corn rootworm under different treatments.

Diabrotica virgifera virgifera (LeConte) verwendet Flugmühlen zur Messung der Flugneigung und Leistung des westlichen Maiswurzelwurms

The western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera (LeConte) (Coleoptera: Chrysomelidae), is an economically important pest of corn in the northern ...

Assessing the Coherence of Parents' Short Narratives Regarding their Child Using the Five-Minute Speech Sample Procedure

Valid and efficient measures for assessing the quality of parent-child relationships are needed to facilitate research and evidence-based practice with parents. This paper focuses on such a method, namely Five-Minute Speech Sample-Coherence (FMSS-Coherence). In this method, a parent is asked to speak for five uninterrupted minutes about her/his child and their relationship. The resulted narrative is coded for coherence, namely the extent to which the parent provides&#160;in the narrative&#160;a clear, consistent, multidimensional and well-supported portrayal of the child. FMSS-Coherence is based on attachment research that shows that the coherence of parents&#8217; narratives is indicative of the quality of the parent-child relationship and child adjustment. It overcomes the limitations of attachment narrative measures which are typically labor intensive. FMSS-Coherence is less nuanced than extant attachment narrative measures. Yet, studies of families from different cultural backgrounds, across different child ages and in the context of typically developing children as well as children with special needs suggest that coherence can be reliably evaluated using the FMSS procedure. Furthermore, parents&#8217; FMSS-Coherence is associated with parenting quality and children&#8217;s socio-emotional adjustment. Thus, it holds promise for researchers and practitioners who seek a relatively time- and cost-effective method for assessing the coherence of parents&#8217; narratives regarding their child.

This paper introduces a method for assessing the coherence of parents' short narratives regarding their child and their relationship using the five-minute speech sample procedure.

Beurteilung der Kohärenz der kurzen Erzählungen der Eltern über ihr Kind mithilfe des fünfminütigen Sprachbeispielverfahrens

Valid and efficient measures for assessing the quality of parent-child relationships are needed to facilitate research and evidence-based practice with ...

Fully Automated Leg Tracking in Freely Moving Insects using Feature Learning Leg Segmentation and Tracking (FLLIT)

The Drosophila model has been invaluable for the study of neurological function and for understanding the molecular and cellular mechanisms that underlie neurodegeneration. While fly techniques for the manipulation and study of neuronal subsets have grown increasingly sophisticated, the richness of the resultant behavioral phenotypes has not been captured at a similar detail. To be able to study subtle fly leg movements for comparison amongst mutants requires the ability to automatically measure and quantify high-speed and rapid leg movements. Hence, we developed a machine-learning algorithm for automated leg claw tracking in freely walking flies, Feature Learning-based Limb segmentation and Tracking (FLLIT). Unlike most deep learning methods, FLLIT is fully automated and generates its own training sets without a need for user annotation, using morphological parameters built into the learning algorithm. This article describes an in depth protocol for carrying out gait analysis using FLLIT. It details the procedures for camera setup, arena construction, video recording, leg segmentation and leg claw tracking. It also gives an overview of the data produced by FLLIT, which includes raw tracked body and leg positions in every video frame, 20 gait parameters, 5 plots and a tracked video. To demonstrate the use of FLLIT, we quantify relevant diseased gait parameters in a fly model of Spinocerebellar ataxia 3.

Fully Automated Leg Tracking in Freely Moving Insects using Feature Learning Leg Segmentation and Tracking FLLIT

We describe detailed protocols for using FLLIT, a fully automated machine learning method for leg claw movement tracking in freely moving Drosophila melanogaster and other insects. These protocols can be used to quantitatively measure subtle walking gait movements in wild type flies, mutant flies and fly models of neurodegeneration.

Vollautomatische beinverfolgung in frei beweglichen Insekten mit Feature Learning Leg Segmentation and Tracking (FLLIT)

The Drosophila model has been invaluable for the study of neurological function and for understanding the molecular and cellular mechanisms that underlie ...