Name: a simple way to measure alterations in reward-seeking behavior using drosophila melanogaster
Uploaded: 2016-12-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
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Agradecemos a U. Heberlein y A. Devineni para las discusiones de larga duración y asesoramiento técnico. También se agradece a los miembros del laboratorio Shohat-Ophir, A. Benzur, L. Kazaz, y O. Shalom, por la ayuda con la demostración del método. agradecimiento especial va a Eliezer Costi para el establecimiento de los sistemas de moscas en el laboratorio. Este trabajo fue apoyado por la Fundación de Ciencias de Israel (384/14) y los Curie Becas de Integración de la carrera de Marie (CIG) 631127.

Nota: Visión general del diseño experimental: El diseño experimental incluye un protocolo adaptado para la supresión de cortejo 7-9 en el que las moscas macho están expuestos a experiencias gratificantes y nonrewarding en 3 sesiones de entrenamiento consecutivas en el transcurso de 4 d. Al final de la fase de la experiencia, las moscas se ponen a prueba en un ensayo de consumo de etanol voluntaria de dos elección para 3-4 d. El protocolo de la presente memoria incluye varios pasos preparatorios, algunos de los cuales se pueden hacer de antemano para ser utilizado en más de un experimento, mientras que otros deberían tener lugar de una manera oportuna antes del comienzo del experimento (Tabla 1). 1. Los pasos preparatorios <ol><li> Preparación del sistema de alimentación capilar <ol><li> Calentar una aguja de 27 G y lo utilizan para perforar agujeros pequeños a lo largo de un vial (Figura 1). </li><li> Cortar el tapón de vial en un medio (en sentido transversal) usando una cuchilla de afeitar. Marca de cuatro puntos de la superficie del tapón, creando una square forma para posicionar los titulares capilares hacia. Utilice una aguja de 18 G para hacer 4 agujeros a través del tapón (Figura 1b). </li><li> Utilice una hoja de afeitar para cortar micropipetas para que puedan mantener firmemente 5 capilares de vidrio mu l, que sirven como adaptadores. </li><li> Inserte 4 adaptadores capilar en los tapones preparadas. </li><li> Marcar la posición de las 2 etanol y dos capilares que contienen nonethanol-en el enchufe. Nota: Se recomienda mantener las posiciones de los 2 tipos de capilares consistentes a través de todos los viales. Prestar atención al tamaño de los agujeros, como grandes agujeros permiten el escape de las moscas de los viales. Además, se recomienda usar el lado suave de la clavija (generalmente opuesto al lado de corte) como el lado que está orientado hacia abajo cuando se inserta en el vial, como el corte de la clavija crea algunas fibras pequeñas sueltas que las moscas pueden enredarse en . </li><li> Preparar un gran número de viales y adaptadores para ser utilizado para el sistema de alimentación capilar (CAFE)experimentos descritos en el paso 2.3. </li></ol></li><li> Preparación de alimentos a pequeña viales de vidrio <ol><li> Un día antes de la recogida de las moscas (paso 1.4), disponer de 200 viales de vidrio sobre bastidores de tubo de microcentrífuga. Melt vuela alimentos (de acuerdo con la receta de la melaza de harina de maíz, ver la Tabla de Materiales) usando un horno de microondas. Verter 2 ml de alimentos mosca en los viales de vidrio (trate de no manchar la comida en las paredes del vial). Dejar cuajar la comida, y cubrir los viales con una envoltura de plástico. NOTA: Los viales de vidrio que contienen los alimentos pueden mantenerse a 4 ° C durante varias semanas. </li><li> En el día de la toma de la mosca, tome los viales de la nevera y dejar que alcancen temperatura ambiente antes de usarlos para albergar a las moscas. NOTA: Si los frascos de comida varias semanas de edad, asegúrese de que la comida es todavía intacto y no separado de la cubeta, ya que las moscas pueden ser atrapados en las grietas entre el alimento y el vidrio. </li></ol></li><li> Haciendo solución de reserva de alimentos para el ensayo de alimentación capilar <ol><li> para prepare la solución madre de la alimentación (5% de sacarosa y 5% de extracto de levadura), se disuelven 5,88 g de extracto de levadura y 5,88 g de sacarosa en 100 ml de agua destilada. NOTA: La solución madre es altamente propenso a la contaminación. Por lo tanto, se recomienda que el autoclave (121 ° C, 30 min, y sin un ciclo de secado) y alícuota en 850 l alícuotas de trabajo que se mantuvo a 4 ° C hasta su uso posterior. La concentración de los ingredientes en la solución madre es de 5.88% y se llega a la concentración final de 5% después de la adición de 15% de etanol o agua (150 l en 850 l de solución de alimento preparado de antemano) justo antes de su uso en el paso 2.3. </li></ol></li><li> El cobro de moscas experimentales <ol><li> Recoger 200 moscas machos no tratados previamente utilizando una almohadilla de CO 2. Nota: Utilice la cepa de laboratorio pertinentes para la cuestión estudiada. 250 las moscas pueden ser fácilmente recogidos de cinco botellas de moscas en su fase de eclosión selección. Al recoger las moscas, prestar especial atención a colleccionar moscas que recientemente han eclosed (moscas vírgenes de aspecto: moscas luminosas con una mancha de meconio en su abdomen). moscas experimentales se debe alojar individualmente en viales de vidrio pequeños que contienen los alimentos y envejecido a 3 - 4 d de edad antes de ser utilizados en el experimento. </li><li> Use tapones blandos para cerrar los viales. Nota: El mismo tapones blandos serán de gran utilidad para la fase de entrenamiento cuando se utiliza la aspiración boca para insertar las mujeres dentro y fuera de los viales durante la fase de experiencia. </li></ol></li><li> El cobro de las moscas de entrenador NOTA: Todas las moscas recogidas deben mantenerse en un 12 h / 12 h luz / oscuridad incubadora a 25 ° C y 70% de humedad relativa (RH). El 12 h / 12 h luz / oscuridad ciclo se puede cambiar a un tiempo de partida conveniente. <ol><li> Vírgenes moscas entrenadora <ol><li> Recoger 500 formador hembra virgen vuela de una reserva de WT o una acción virginator para su uso como hembras receptivas vírgenes. Mantenga las moscas hembras en grupos de 25 por vial comida de tamaño normal, y todosow a la edad de 3 - 4 días de edad antes de usarlos en el experimento. </li></ol></li><li> Apareadas moscas entrenadora <ol><li> Recoger 300 moscas hembras vírgenes de una reserva de WT o un virginator de valores para someterse a acoplamiento antes de la fase de aprendizaje (etapa 1.6.1). NOTA: Las moscas hembras se mantienen en grupos de 10 mujeres por cada frasco de comida de tamaño normal y se envejeció a 3 - 4 d de edad antes de ser utilizados en el experimento. </li></ol></li><li> Las moscas macho utilizan para generar apareadas moscas entrenadora <ol><li> Recoger 150 moscas macho (no necesariamente virgen). NOTA: Las moscas se mantienen en grupos de 15 hombres por cada vial de tamaño normal de alimentos y envejecido a 3 - 4 d de edad antes de ser emparejado con hembras vírgenes vuela a crear las hembras apareadas entrenador. </li></ol></li></ol></li><li> La generación de moscas apareadas entrenadora <ol><li> Para generar hembra apareada vuela para ser utilizado como entrenadores, grupos de pares de 10 hembra virgen vuela con 15 moscas macho por voltear un vial que contiene macho-hembra en un contaIning vial de 16 - 18 h antes de la fase de entrenamiento (paso 2.1) 10. NOTA: Normalmente, esto debería tener lugar la noche antes de la sesión de entrenamiento. La proporción de 1,5: 1 entre el macho vuela a las moscas hembras asegura que todas las hembras se aparean. </li><li> En el día del experimento, se separan las hembras apareadas de los machos mediante la aspiración de los machos del vial usando un aspirador de boca. Realizar esta justo antes del comienzo de cada día de entrenamiento. </li></ol></li></ol> 2. Pasos experimentales <ol><li> La creación de la fase de la experiencia <ol><li> Iniciar el experimento lo más cerca posible al comienzo de la fase de la luz en la incubadora. Coloque las hembras entrenador (tanto vírgenes y apareadas) en la cámara de comportamiento. NOTA: Se recomienda realizar el experimento en una cámara de comportamiento, o cualquier entorno aislado que es tranquilo y se puso a 25 ° C y 60 - 65% de humedad relativa. Mantener la humedad superior al 50% es muy importante, ya que el cortejo y el apareamiento comportamientos dependen de la detección de feromonas, que se sabe que es sensible a la humedad. </li></ol></li><li> La exposición de las moscas macho a las experiencias gratificantes y nonrewarding <ol><li> Disponer los viales de vidrio que contienen las moscas macho individuales en bastidores de microcentrífuga, el posicionamiento de los viales a lo largo de los márgenes del bastidor. NOTA: Esta disposición permite que el experimentador observar fácilmente los pares de moscas que se someten a la cópula sin tomar los viales fuera del bastidor. </li><li> Preparar (como se describe en el paso 2.2.1) 2 grupos de 100 viales de vidrio que contienen solo macho vuela en bastidores separados para hombres sometidos a experiencias gratificantes de apareamiento y nonrewarding (es decir, rechazado y se aparearon). </li><li> hembras entrenador de aspirado y añadirlos a cada vial contiene las moscas macho. Ajustar el temporizador durante 1 h. Comenzando con el grupo rechazada, añadir una hembra apareada a cada vial. A continuación, pasar a los machos para aparearse y añadir una hembra virgen a cada vial. </li><li> Ver los encuentros de apareamiento de cercapara asegurarse de que los hombres interactúan con hembras vírgenes se aparean con éxito dentro de la primera hora y que los machos que interactúan con las hembras apareadas con anterioridad no se aparean. Para supervisar la cohorte rechazado en el transcurso de 1 h, establecer un segundo temporizador para 15 min y ver los machos cada 15 min. </li><li> Descargar los varones de la cohorte rechazado que logró aparearse y varones de la cohorte se aparearon que no terminan de acoplamiento para el final de la primera sesión de entrenamiento. </li><li> Terminar la primera sesión de entrenamiento mediante la aspiración de los entrenadores hembra apareada previamente en un vial de alimentos mosca regular, y guardarlos para la próxima sesión de condicionamiento. Siga este paso, aspirando suavemente las hembras del grupo masculino apareado. </li><li> Deje que las moscas descansan durante 1 h. </li><li> Repita los pasos 2.2.3 - 2.2.7 dos veces. </li><li> Repetir la sesión de entrenamiento en los pasos 2.2.3 - 2.2.8 cada día durante 3 d más. </li></ol></li><li> el consumo de la grabación (CAFE) <ol><li> Al final de la última conditioning sesión (cuarto día), aspirar los machos individuales y agruparlos en los viales de conexión capilar. Use un tapón blando para cubrir el vial de alimentación capilar, mientras que la inserción de las moscas, y reemplazarlo rápidamente con el enchufe de alimentación capilar ya hecha después de que todas las moscas se han insertado. Grupo 6 - 8 moscas de cada uno de los grupos experimentales en un vial, la creación de no menos de 8 viales por condición. </li><li> Mojar los tapones añadiendo lentamente 5 ml de agua a la parte superior del tapón. Tenga cuidado al añadir el agua para evitar derrames en los viales. Añadir la misma cantidad de agua a cada vial. NOTA: Este paso se realiza para reducir la evaporación de los capilares. Por lo tanto, se repite cada día durante el resto del experimento. Dependiendo de la humedad relativa, los siguientes días pueden requerir menos agua que se añade a los tapones. </li><li> Preparar dos soluciones separadas de los alimentos mediante la adición de etanol o agua a las partes alícuotas de la comida para crear una concentración final de 15%. </li><li> Para llenar el capillaries con las dos soluciones alimentarias, crean 5 l alimento líquido cae en una tira de película de laboratorio y permiten la solución para llenar el capilar hasta que alcanza la marca de 5 mL. Asegúrese de usar el final claro del capilar, que está cerca de la línea de marca de negro 5 l. NOTA: Para llenar varios capilares a la vez, es posible conectar 6 - 8 adaptadores capilares juntos y utilizarlos como un inserto para mantener los capilares. </li><li> Toque en los capilares suavemente sobre la tira de parafina para posicionar la solución comida exactamente en el punto negro. Sellar los capilares por inmersión al final de cada capilar en pequeñas gotas de aceite mineral. Este paso reduce al mínimo el potencial de evaporación de la solución de alimentación. </li><li> Insertar dos capilares que contienen etanol y dos capilares nonethanol que contiene a través de los 4 adaptadores / titulares en el tapón hasta que los lados expuestos de los capilares apenas asoman desde el interior del vial (1 mm o menos de la superficie de enchufe). NOTA:Mantener la apertura de los capilares cercanos a la clavija húmeda reduce la evaporación y permite un fácil acceso a la comida, como las moscas normalmente se sientan en los enchufes y trepan hacia abajo en el capilar se expone a alimentar. </li><li> Además de los viales que contienen las moscas experimentales, preparar un vial maqueta sin moscas. Este control sirve para evaluar la evaporación natural. NOTA: Trate de mantener relativamente iguales posicionamiento de la abertura capilar en comparación con los enchufes, ya que las diferencias pueden dar lugar a la evaporación variable y para engañar a los datos de consumo. Mantener la humedad adecuada durante el experimento y la posición de las aberturas capilares lo más estrechamente posible a la bujía de mojado, como baja humedad y gran distancia de la clavija húmedo puede tanto resultado de la evaporación incontrolada. </li><li> Registrar la posición relativa del líquido en cada uno de los capilares con respecto a la línea de punto negro en mm usando una regla, y escribir estos valores hacia abajo. NOTA: Si la solución se coloca exactamente en el L negroine, el valor debe ser igual a cero, y si está por encima o por debajo, debería ser valores positivos o negativos, respectivamente. Los niveles iniciales de líquido establecen los puntos de referencia para los valores de consumo final de S / N. </li><li> Establecer los viales de nuevo en la incubadora durante 24 h. Reemplazar los capilares a la vez constante durante todo el experimento. </li><li> Retirar con cuidado los capilares de los viales y medir los niveles de líquido con respecto a la línea de marcado negro. </li><li> Se recomienda inspeccionar el nivel de líquido en el vial simulacro. NOTA: Si los niveles cayeron más de 2 mm, indica que la evaporación es alta y los niveles de consumo no son fiables. </li><li> Humedecer los tapones suavemente con 2 ml de agua y añadir un nuevo conjunto de capilares, como se indica en los pasos 2.3.3 - 2.3.10. Establecer los viales de nuevo en la incubadora durante 24 h. </li></ol></li><li> La determinación de la preferencia <ol><li> Calcular el consumo total de cada capilar restando el nivel final de la initial nivel en el punto de partida. </li><li> Combinar los valores de ambos capilares con la misma comida (es decir nonethanol capilares por separado de los capilares que contienen etanol). </li><li> Calcular preferencia etanol restando la cantidad consumida de los capilares no etanol a partir de la cantidad consumida de los capilares que contienen etanol y dividir el valor de los valores de consumo total de todos los capilares de la misma vial. </li><li> La media de los índices de preferencias de todos los viales del mismo grupo experimental. <img alt="ecuación1" src="/files/ftp_upload/54910/54910equation1.jpg" /> NOTA: Nonethanol 1 (NE1), Nonethanol 2 (NE2), etanol 1 (E1), etanol 2 (E2), nonethanol total (NE total) = NE1 + NE2, etanol total (Total E) = E1 + E2, la suma total Índice de consumo (total suma) = total NE + total e, y etanol preferencia (PI) </li></ol></li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Here, we illustrate the details of an integrated approach to measure alterations in reward-seeking behavior, based on previous work described by Devineni et al.6 and Shohat-Ophir et al5. The first section of the protocol uses different types of sexual interactions as the experience input, and the second section uses a two-choice feeding assay to assess the effect of experience on the preference to consume ethanol.
As shown by Devineni et al.<sup...

La modificación del comportamiento en respuesta a la experiencia permite a los animales para ajustar su comportamiento a los cambios en su entorno 1. Durante este proceso, los animales integrar su estado fisiológico interno con las condiciones cambiantes del entorno externo y, posteriormente, elegir una acción sobre otro para aumentar sus posibilidades de supervivencia y reproducción. Evolucionaron los sistemas de recompensa para motivar comportamientos que son necesarios para la supervivencia de los individuos y de las especies mediante el refuerzo de los comportamientos que mejoran la supervivencia inmediata, tales como comer o beber, o las que aseguran la supervivencia a largo plazo, tales como el comportamiento sexual o el cuidado de la descendencia 2. Compuestos artificiales como las drogas de abuso afectan también a los sistemas de recompensa por los caminos de los nervios de cooptación que median recompensas naturales 2. Durante las dos últimas décadas, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster se ha establecido como un modelo prometedor para el estudio de la Molecular y los mecanismos neuronales que están dando forma a los efectos del etanol sobre el comportamiento 3,4. Anteriormente, hemos identificado un subconjunto de neuronas peptidergic en las moscas (receptor de NPF / la NPF (R), las neuronas) que las recompensas naturales par, como la experiencia sexual, a la motivación de obtener recompensas de drogas 5. NPF expresión es sensible tanto a las experiencias sexuales y recompensas de drogas, tales como la intoxicación por etanol. Los cambios en los niveles de expresión NPF se convierten a alteraciones en etanol autoadministración 5, donde la alta y baja reduce la NPF NPF aumenta la preferencia de consumir etanol. La activación de las neuronas NPF es gratificante para las moscas, ya que muestran una fuerte preferencia por un olor emparejado con la activación, que también se refleja por la disminución del consumo de etanol. Más importante, la activación de las neuronas NPF interfiere con la capacidad de las moscas para formar una asociación positiva entre la intoxicación etanol y una señal olor. La relación de causalidad entre la NPF / Rsistema, la memoria recompensa, y el consumo de etanol sugiere que uno puede usar etanol autoadministración como una medida de los cambios en los estados de recompensa 5. En esta publicación se demuestra un enfoque integrado para aprovechar el sistema natural de recompensa mosca y los cambios en los estados de ensayo de muestras de recompensa. El enfoque consiste en dos partes separadas, un protocolo de entrenamiento para la manipulación de las experiencias naturales relacionadas con la recompensa, seguido de un ensayo de dos opciones de alimentación capilar (CAFE) para evaluar el etanol autoadministración como una estimación de los cambios en los estados de recompensa. El ensayo CAFE es análoga a los ensayos de la elección de dos botellas usadas en estudios con roedores para la autoadministración de drogas y se ha demostrado para reflejar ciertas propiedades de comportamiento de adicción similar en moscas 6.

<table><tbody><tr><td>Polystyrene 25 x 95 mm Vials</td><td>FlyStuff</td><td>32-109</td><td></td></tr><tr><td>narrow plastic vials flugs</td><td>FlyStuff</td><td>42-102</td><td></td></tr><tr><td>Disposable Sterile Needle 18 G and 27 G&amp;nbsp;</td><td>can be acquired by any company</td><td></td><td>1.20 X 38 mm (18 G x 1 1/2&quot;) , 0.40 X 13 mm (27 G x 1/2&quot;)</td></tr><tr><td>10 x 75 mm Borosilicate Glass Disposable Culture Tubes</td><td>kimble chase</td><td>73500-1075</td><td></td></tr><tr><td>calibrated pipets 5 &amp;#956;L</td><td>VWR</td><td>53432-706</td><td>color coded white to contain 5 &amp;#956;L</td></tr><tr><td>Mineral Oil&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>M5904</td><td></td></tr><tr><td>Sucrose, Molecular Biology Grade</td><td>CALBIOCHEM</td><td>573113</td><td></td></tr><tr><td>Yeast extract Powder for microbiology</td><td>can be acquired by any company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>32221</td><td></td></tr><tr><td>standard pipette Tips (micro-pipetts)</td><td>ThermScientific</td><td>T114R-Q</td><td>volume: 0.1 - 20 &amp;#956;L (ultramicro)</td></tr><tr><td>IDENTI-PLUGS (Foam Tube Plugs)</td><td>Jaece</td><td>L800-A</td><td>fits opening 6 - 13 mm</td></tr><tr><td>IDENTI-PLUGS (Foam Tube Plugs)</td><td>Jaece</td><td>L800-D</td><td>fits opening 35 - 45 mm</td></tr><tr><td>virginator fly stock&amp;nbsp;</td><td>bloomington drosophila stock center</td><td>#24638</td><td></td></tr><tr><td>Narrow Vials, Tray Pack (PS)</td><td>Genesee Scientific Corporation</td><td>&amp;nbsp;# 32-109BR</td><td></td></tr><tr><td>Drosophila Media Recipes and Methods</td><td>Bloomington Drosophila Stock Center</td><td>http://flystocks.bio.indiana.edu/Fly_Work/media-recipes/molassesfood.htm</td><td></td></tr><tr><td>propionic acid</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>P5561</td><td></td></tr><tr><td>phosphoric acid</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>W290017</td><td></td></tr><tr><td>Methl 4-Hydroxybenzoate</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>H3647</td><td></td></tr><tr><td>Agar Agar</td><td>can be acquired by any company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>corn meal</td><td>can be acquired by any company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Grandma&#039;s molasses</td><td>B&amp;amp;G Foods, Inc</td><td>not indicated</td><td></td></tr><tr><td>instant dry yeast</td><td>can be acquired by any company</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a simple way to measure alterations in reward-seeking behavior using drosophila melanogaster

Se describe un protocolo para la medición de la autoadministración de etanol en las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) como sustituto de los cambios en los estados de recompensa. Demostramos una forma sencilla de aprovechar el sistema de recompensa mosca, modificar las experiencias relacionadas con la recompensa natural, y utilizar el consumo voluntario de etanol como una medida de los cambios en los estados de recompensa. El enfoque sirve como una herramienta importante para estudiar las neuronas y los genes que juegan un papel en la experiencia mediada por los cambios de estado interno. El protocolo se compone de dos partes bien diferenciadas: la exposición de las moscas a las experiencias gratificantes y nonrewarding, y ensayando el consumo voluntario de etanol como una medida de la motivación para obtener una recompensa de las drogas. Las dos partes se pueden usar independientemente para inducir la modulación de la experiencia como un paso inicial para más ensayos de aguas abajo o como un ensayo de alimentación de dos elección independiente, respectivamente. El protocolo no requiere una instalación complicada y por lo tanto se puede aplicar en cualquier laboratory con las herramientas básicas de cultivo de mosca.

FPreviously, Devineni et al. mostraron que cuando moscas de la fruta se les da la opción de consumir alimentos que contiene etanol, muestran una fuerte preferencia por los alimentos que contiene etanol sobre nonethanol que contiene los alimentos 6. Aquí se presentan algunos resultados representativos que obtuvimos cuando el ensayo de la preferencia innata de etanol de moscas machos no tratados previamente que no se sometieron al protocolo de entrenamiento. <p cl...

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A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

Se describe un protocolo para inducir gratificante y nonrewarding experiencias en moscas de la fruta (Drosophila melanogaster), utilizando el consumo voluntario de etanol como una medida de los cambios en los estados de recompensa.

Una manera sencilla de medir alteraciones en el comportamiento de búsqueda de recompensa Uso<em&gt; Drosophila melanogaster</em

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We ...

a-simple-way-to-measure-alterations-reward-seeking-behavior-using

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

8.3K vistas.  Bar-Ilan University.  Se describe un protocolo para inducir gratificante y nonrewarding experiencias en moscas de la fruta (Drosophila melanogaster), utilizando el consumo voluntario de etanol como una medida de los cambios en los estados de recompensa. 

Video: A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

Combining Quantitative Food-intake Assays and Forcibly Activating Neurons to Study Appetite in Drosophila

Food consumption is under the tight control of the brain, which integrates the physiological status, palatability, and nutritional contents of the food, and issues commands to start or stop feeding. Deciphering the processes underlying the decision-making of timely and moderate feeding carries major implications in our understanding of physiological and psychological disorders related to feeding control. Simple, quantitative, and robust methods are required to measure the food ingestion of animals after experimental manipulation, such as forcibly increasing the activities of certain target neurons. Here, we introduced dye-labeling-based feeding assays to facilitate the neurogenetic study of feeding control in adult fruit flies. We review available feeding assays, and then describe our methods step-by-step from setup to analysis, which combine thermogenetic and optogenetic manipulation of neurons controlling feeding motivation with dye-labeled food intake assay. We also discuss the advantages and limitations of our methods, compared with other feeding assays, to help readers choose an appropriate assay.

Combining Quantitative Food-intake Assays and Forcibly Activating Neurons to Study Appetite in Drosophila

Quantitative food-intake assays with dyed food provide a robust and high-throughput means to evaluate feeding motivation. Combining the food consumption assay with thermogenetic and optogenetic screens is a powerful approach to investigate the neural circuits underlying appetite in adult Drosophila melanogaster.

Combinar el análisis cuantitativo de la toma de comida y por la fuerza activando las neuronas para estudiar apetito en Drosophila

Food consumption is under the tight control of the brain, which integrates the physiological status, palatability, and nutritional contents of the food, ...

Investigación

Comportamiento

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

In the following we describe the methodological details of appetitive associative olfactory learning in Drosophila larvae. The setup, in combination with genetic interference, provides a handle to analyze the neuronal and molecular fundamentals of specifically associative learning in a simple larval brain.
Organisms can use past experience to adjust present behavior. Such acquisition of behavioral potential can be defined as learning, and the physical bases of these potentials as memory traces1-4. Neuroscientists try to understand how these processes are organized in terms of molecular and neuronal changes in the brain by using a variety of methods in model organisms ranging from insects to vertebrates5,6. For such endeavors it is helpful to use model systems that are simple and experimentally accessible. The Drosophila larva has turned out to satisfy these demands based on the availability of robust behavioral assays, the existence of a variety of transgenic techniques and the elementary organization of the nervous system comprising only about 10,000 neurons (albeit with some concessions: cognitive limitations, few behavioral options, and richness of experience questionable)7-10.
Drosophila larvae can form associations between odors and appetitive gustatory reinforcement like sugar11-14. In a standard assay, established in the lab of B. Gerber, animals receive a two-odor reciprocal training: A first group of larvae is exposed to an odor A together with a gustatory reinforcer (sugar reward) and is subsequently exposed to an odor B without reinforcement 9. Meanwhile a second group of larvae receives reciprocal training while experiencing odor A without reinforcement and subsequently being exposed to odor B with reinforcement (sugar reward). In the following both groups are tested for their preference between the two odors. Relatively higher preferences for the rewarded odor reflect associative learning - presented as a performance index (PI). The conclusion regarding the associative nature of the performance index is compelling, because apart from the contingency between odors and tastants, other parameters, such as odor and reward exposure, passage of time and handling do not differ between the two groups9.

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

Drosophila larvae are able to associate odor stimuli with gustatory reward. Here we describe a simple behavioral paradigm that allows the analysis of appetitive associative olfactory learning.

Apetitivo aprendizaje asociativo olfativa en<em&gt; Drosophila</em&gt; Las larvas

In the following we describe the methodological  details of appetitive associative olfactory learning in Drosophila larvae. The setup, in combination with ...

Neurociencias

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.

Un ensayo de una sola mosca por el comportamiento de forrajeo en<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 ...

Análisis del comportamiento de forrajeo inducido por azúcar en Drosophila

Tracking Sugar-Elicited Local Searching Behavior in Drosophila

Foraging behavior is essential for the survival of organisms as it enables them to locate and acquire essential food resources. In Drosophila, hunger triggers a distinct search behavior following the consumption of small quantities of a sugar solution. This report presents a simple experimental setup to study sugar-elicited search behavior with the aim of uncovering the underlying mechanisms. Minute quantities of concentrated sugar solution elicit sustained searching behavior in flies. The involvement of path integration in this behavior has been established, as flies utilize their trajectory to return to the sugar location. The most recent findings provide evidence of temporal modulation in the initiation and intensity of the search behavior after sugar intake. We have also used this setup for artificial activation of specific taste-receptor neurons in the pharynx, which elicits the search behavior. The Drosophila neurogenetic toolkit offers a diverse array of tools and techniques that can be combined with the sugar-elicited search behavior paradigm to study the neural and genetic mechanisms underlying foraging. Understanding the neural basis of hunger-driven searching behavior in flies contributes to the field of neurobiology as a whole, offering insights into the regulatory mechanisms that govern feeding behaviors not only in other organisms but also in humans.

Autor destacado: Explorando las vías de comportamiento a través de los conocimientos entre especies en la búsqueda de alimento y la comunicación

This protocol describes a behavioral assay for recording sugar-elicited search behavior using Drosophila melanogaster. The assay can be utilized to study feeding and foraging-related behaviors, as well as the underlying neuronal mechanisms.

Seguimiento del comportamiento de búsqueda local provocado por el azúcar en Drosophila

Foraging behavior is essential for the survival of organisms as it enables them to locate and acquire essential food resources. In Drosophila, hunger ...

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.

De alta resolución de cuantificación del comportamiento guiado Olor en<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Uso de la<em&gt; Flywalk</em&gt; Paradigma

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

High Throughput Assay to Examine Egg-Laying Preferences of Individual Drosophila melanogaster

Recently, egg-laying preference of Drosophila has emerged as a genetically tractable model to study the neural basis of simple decision-making processes. When selecting sites to deposit their eggs, female flies are capable of ranking the relative attractiveness of their options and choosing the &#34;greater of two goods.&#34; However, most egg-laying preference assays are not practical if one wants to take a systematic genetic screening approach to search for the circuit basis underlying this simple decision-making process, as they are population-based and laborious to set up. To increase the throughput of studying of egg-laying preferences of single females, we developed custom chambers that each can simultaneously assay egg-laying preferences of up to thirty individual flies as well as a protocol that ensures each female has a high egg-laying rate (so that their preference is readily discernable and more convincing). Our approach is simple to execute and produces very consistent results. Additionally, these chambers can be equipped with different attachments to allow video recording the egg-laying animals and to deliver light for optogenetics studies. This article provides the blueprints for fabricating these chambers and the procedure for preparing the flies to be assayed in these chambers.

High Throughput Assay to Examine Egg-Laying Preferences of Individual Drosophila melanogaster

This protocol describes a high throughput assay for testing egg-laying preferences of Drosophila melanogaster at single-animal resolution. This assay provides a simple, efficient, and scalable platform to identify genes and circuit components that control a simple decision-making process.

Ensayo de Alto Rendimiento para el Examen de Preferencias de la puesta de huevos individual<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Recently, egg-laying preference of Drosophila has emerged as a genetically tractable model to study the neural basis of simple decision-making processes. ...

The CApillary FEeder Assay Measures Food Intake in Drosophila melanogaster

For most animals, feeding is an essential behavior for securing survival, and it influences development, locomotion, health and reproduction. Ingestion of the right type and quantity of food therefore has a major influence on quality of life. Research on feeding behavior focuses on the underlying processes that ensure actual feeding and unravels the role of factors regulating internal energy homeostasis and the neuronal bases of decision-making. The model organism Drosophila melanogaster, with its great variety of genetically traceable tools for labeling and manipulating single neurons, allows mapping of neuronal networks and identification of molecular signaling cascades involved in the regulation of food intake. This report demonstrates the CApillary FEeder assay (CAFE) and shows how to measure food intake in a group of flies for time spans ranging from hours to days. This easy-to-use assay consists of glass capillaries filled with liquid food that flies can freely access and feed on. Food consumption in the assay is accurately determined using simple measurement tools. Herein we describe step-by-step the method from setup to successful execution of the CAFE assay, and provide practical examples to analyze the food intake of a group of flies under controlled conditions. The reader is guided through possible limitations of the assay, and advantages and disadvantages of the method compared to other feeding assays in D. melanogaster are evaluated.

The CApillary FEeder Assay Measures Food Intake in Drosophila melanogaster

The CApillary FEeder (CAFE) assay is a simple, budget-friendly, highly reliable method for investigating mechanisms underlying food intake. Used with the highly versatile genetic model organism Drosophila melanogaster, it provides a powerful means of gaining new insights into regulatory mechanisms of food intake.

El alimentador de ensayo capilar para analizar el consumo de alimentos en<em&gt; Drosophila melanogaster</em

For most animals, feeding is an essential behavior for securing survival, and it influences development, locomotion, health and reproduction. Ingestion of ...

Measuring and Altering Mating Drive in Male Drosophila melanogaster

Despite decades of investigation, the neuronal and molecular bases of motivational states remain mysterious. We have recently developed a novel, reductionist, and scalable system for in-depth investigation of motivation using the mating drive of male Drosophila&#160;melanogaster (Drosophila), the methods for which we detail here. The behavioral paradigm centers on the finding that male mating drive decreases alongside fertility over the course of repeated copulations and recovers over ~3 d. In this system, the powerful neurogenetic tools available in the fly converge with the genetic accessibility and putative wiring diagram available for sexual behavior. This convergence allows rapid isolation and interrogation of small neuronal populations with specific motivational functions. Here we detail the design and execution of the satiety assay that is used to measure and alter courtship motivation in the male fly. Using this assay, we also demonstrate that low male mating drive can be overcome by stimulating dopaminergic neurons. The satiety assay is simple, affordable, and robust to influences of genetic background. We expect the satiety assay to generate many new insights into the neurobiology of motivational states.

Measuring and Altering Mating Drive in Male Drosophila melanogaster

This article describes a behavioral assay that uses male mating drive in Drosophila melanogaster to study motivation. Using this method, researchers can utilize advanced fly neurogenetic techniques to uncover the genetic, molecular, and cellular mechanisms that underlie this motivation.

Una manera sencilla de medir alteraciones en el comportamiento de búsqueda de recompensa Uso

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Combinar el análisis cuantitativo de la toma de comida y por la fuerza activando las neuronas para estudiar apetito en Drosophila

Apetitivo aprendizaje asociativo olfativa en

Un ensayo de una sola mosca por el comportamiento de forrajeo en

Seguimiento del comportamiento de búsqueda local provocado por el azúcar en Drosophila

Seguimiento del comportamiento de búsqueda local provocado por el azúcar en Drosophila

Seguimiento del comportamiento de búsqueda local provocado por el azúcar en Drosophila

De alta resolución de cuantificación del comportamiento guiado Olor en

Ensayo de Alto Rendimiento para el Examen de Preferencias de la puesta de huevos individual

El alimentador de ensayo capilar para analizar el consumo de alimentos en

La medición y la modificación de acoplamiento de unidad en Male