La recherche Citrus and Development Foundation est reconnu pour fournir des fonds. Merci à Angel Hoyte et Michael Flores pour la réalisation des essais biologiques.

<ol><li> Assemblée d&#39;une coutume conçue, deux ports divisée T-olfactomètre décrit précédemment dans Mann et al. 10 est représentée sur la figure 1. L&#39;olfactomètre est constitué d&#39;un tube en verre 30 cm qui est bifurquée dans deux orifices distincts avec une bande de téflon formant un labyrinthe en T. Chaque moitié est analogue à un bras d&#39;un olfactomètre de style 2-choix permettant au sujet d&#39;essai pour choisir entre deux champs d&#39;odeurs potentielles. <ol><li> Tests d&#39;assemblage et ultérieur doit avoir lieu dans une salle à température contrôlée ou de la chambre de l&#39;environnement. </li><li> Mont de verre labyrinthe en T olfactomètre verticalement, comme représenté dans la figure 1 et le positionner sous une lampe fluorescente ampoule 900 lux. </li><li> Pour une diffusion optimale de la lumière, l&#39;ensemble doit être monté dans un 1,0 x 0,6 x 0,6 m contenant opaque afin de maximiser la diffusion uniforme de la lumière. </li><li> Connectez les bras olfactomètre à des sources d&#39;odeurs qui seront logés en phase solide micro-extraction à la source exploitation / odeur chamber (SPMEC) (ARS, Inc, Gainesville, FL) via téflon; raccords de tube en verre. Chaque SPMEC est constitué d&#39;un tube de verre droit (17,5 cm de longueur x 3,5 cm de largeur) supporté avec une entrée et sortie de soupape pour les flux d&#39;air entrant et sortant (figure 1). </li><li> Connecter le système d&#39;alimentation en air à une source externe d&#39;air humidifié et purifié de carbone qui est sous pression constante (le système de distribution d&#39;air présente à la fois un filtre à charbon pour la purification de l&#39;air intérieur et un barboteur d&#39;air pour l&#39;humidification, si les sources externes ne sont pas disponibles). </li><li> Dissoudre échantillons chimiques désirées dans un diluant approprié (solvant) et la pipette sur un substrat à libération lente comme une mèche de coton (Petty John Packaging, Inc, Concord, Caroline du Nord). Le traitement de contrôle devrait consister en une mèche de coton imprégnés de solvant seulement. </li><li> Pour éviter une contamination importante de la verrerie, envelopper les mèches de coton traités et témoins dans les tissus de laboratoire (Kimwipes, Kimberly-Clark, Roswell, Géorgie) et mettre dans les bras SPMEC deux (ARS, Inc, Gainesville, FL). Dans le cas des échantillons de plantes vivantes, une chambre de collecte guillotine volatile peut être attaché à l&#39;olfactomètre contenant les traitements à la place du SPMEC (Figure 1). </li><li> Fournir de l&#39;air humidifié et purifié à travers le SPMEC (ou chambre guillotine volatile) via deux pompes raccordées à un système de distribution d&#39;air (figure 1). Maintenir un débit d&#39;air de 0,1 L / min à travers les deux bras de l&#39;olfactomètre. </li></ol></li><li> Employant olfactomètre pour tester la réaction des arthropodes aux répulsifs putatifs. Dans la présente description, un insecte hémiptères, psylle asiatique des agrumes, Diaphorina citri, a été utilisé comme un arthropode test. Réponse a été testée par les volatiles agrumes, seul ou en combinaison avec un (disulfure de diméthyle) et repoussant l&#39;air pur en tant que sources d&#39;odeurs. <ol><li> Effectuer toutes les expériences à une température et une humidité relative normalisée. </li><li> Avant tous les tests, exposer test Couleur sujets pour nettoyer l&#39;air de l&#39;air par rapport à l&#39;air propre ou solvant par rapport propre à l&#39;olfactomètre labyrinthe en T pour vérifier l&#39;absence de biais positionnel ou un effet de solvant sur le comportement du sujet de test. </li><li> Assigner une source de l&#39;odeur de façon aléatoire l&#39;une des branches de l&#39;olfactomètre au début de chaque essai biologique. Inverser cette position toutes les 10 sujets testés doser, au minimum, afin d&#39;éliminer la possibilité de biais de position. </li><li> Tester la réponse d&#39;un minimum de 30 (et jusqu&#39;à 120) des sujets de test par combinaison de traitement. </li><li> Permettez-test de sujets 100-300 sec à présenter une réponse comportementale basée sur la réponse précédemment établi (latence) d&#39;intervalle. </li><li> Indiquez si un objet pénètre dans le bras traitement, bras de commande ou reste dans le port de libération ou au-dessous du pôle T-labyrinthe. </li><li> Note choix bras de traitement ou de contrôle quand un sujet de test traverse la division dans le labyrinthe en T et se déplace dans chaque bras olfactomètre. </li><li> Note choix bras de libération lorsqu&#39;un test sous reste dans l&#39;orifice d&#39;échappement ou au-dessous du pôle T-labyrinthe. </li><li> Nettoyez l&#39;olfactomètre et tubes de liaison à fond avec une solution savonneuse 2% et faire cuire les éléments en verre à 200 ° F entre l&#39;utilisation de traitements d&#39;odeurs différentes. </li><li> Pour les essais dans lesquels putatifs traitements répulsifs sont présentés dans l&#39;olfactomètre labyrinthe en T avec ou sans traitement chimique par rapport à l&#39;air pur, de comparer le nombre de sujets de test restantes au point de restitution et ne pénètrent pas dans l&#39;olfactomètre entre les traitements par une analyse de variance ( ANOVA) suivie d&#39;un test HSD de Tukey (α &lt;0,05). Dans les cas où les sujets d&#39;expérience quittent le bras de libération, comparez le numéro de choisir le groupe témoin, contre le bras de traitement avec chi carré (χ 2) l&#39;analyse à α &lt;0,05. </li></ol></li></ol>

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L&#39;auteur a reçu un financement qui a été fourni par le Citrus Research and Development Foundation.

Ici, un dispositif de dosage et le protocole décrit pour la mesure de la réponse de petits arthropodes (insectes: Hemiptera: Psyllidae) vers odorants. Le procédé comprend le choix d&#39;un test, permettant à l&#39;insecte de faire un choix entre deux champs odorants dans le cas des essais évaluant un attractif putatif. En outre, le sujet peut afficher trois types de comportements en laissant le bras de libération et en entrant un ou l&#39;autre des deux champs d&#39;odeurs potentielles, ou de rester dans le bras de libération, dans le cas des essais de répulsion. L&#39;olfactomètre permet un débit de données de collecte élevé, car il tire parti de la geotactic négatif (tendance à se déplacer vers le haut) et phototactiques positif (tendance à se déplacer vers la lumière) naturelle réponse comportementale de nombreux arthropodes. Bien que la présente démonstration utilise un exemple des insectes psylle essai, le dosage peut être facilement adapté pour les arthropodes largement, à la fois ceux qui utilisent vol ou la marche comme principaux modes de transport. <p class=&quot;Jove_content&quot;&gt; olfactomètres conçus pour mesurer la réaction des insectes ont été initialement développées il ya plusieurs décennies et ont joué un rôle majeur dans la compréhension attractifs et répulsifs d&#39;insectes 12. Les conceptions spécifiques de ces olfactomètres varient considérablement; cependant, des variations sur le thème général de l&#39;épreuve à deux choix décrits ici, ainsi que, semblables Y-tube tests ont été souvent utilisé pour mesurer la réponse des arthropodes aux produits chimiques. Tunnels de vol plus susceptibles de causer un vol soutenu d&#39;insectes 9 ont également donné lieu à la collecte des données inédites élucider les mécanismes fondamentaux du vol des insectes et d&#39;orientation pour les écomones, ainsi que l&#39;information des données, l&#39;utilisation pratique des outils de lutte antiparasitaire. Il est souvent nécessaire de concevoir sur mesure un olfactomètre et l&#39;instrumentation associée pour la biologie des arthropodes du sujet de test spécifique. Ces olfactomètres qui peuvent être utilisés au sein d&#39;un groupe général d&#39;insectes sont plus utiles que les specific à un petit groupe, mais parfois l&#39;importance économique d&#39;un petit groupe d&#39;insectes dicte la nécessité du développement d&#39;un olfactomètre très spécifique et technique de dosage. La conception actuellement décrites s&#39;appuie sur des techniques d&#39;arthropodes déjà familiers. Elle permet une plus standard à deux choix test de Y-tube bioessais dans lequel l&#39;arène expérimentale ou test à choix prend la forme d&#39;un dispositif en verre en forme de Y 7. En règle générale, un bras d&#39;un tel Y-tube recevrez un traitement odorant, tandis que l&#39;autre sera laissé vide 13. Variations sur olfactomètres peuvent comprendre outre de multiples bras rayonnants 14 et même plus de support d&#39;un sol pour doser le comportement des organismes mobiles à travers le sol 15. Dans l&#39;élaboration de ces olfactomètres et essais associés, il est important de considérer à quel point les conditions naturelles sont répliquées et donc la véritable pertinence des réponses comportementales évaluées en termes de biologie des sujets du test. Pour à large mesure, les données collectées ne seront aussi utiles que la pertinence de l&#39;essai biologique du comportement à l&#39;égard de l&#39;écologie comportementale de l&#39;organisme 16. L&#39;olfactomètre actuellement décrites et bio-essai de comportement est spécialement conçu pour un insecte hémiptères qui tend à initier vol sous forme de courtes «saute» 16. L&#39;orientation verticale de l&#39;olfactomètre et le dispositif de source de lumière de faciliter le déclenchement du déplacement des insectes et donc le comportement ultérieur orientation induite chimiquement peuvent être dosés de manière efficace et avec un débit élevé. Ce dispositif d&#39;analyse comportementale peut probablement être utilisé pour un large éventail de voler ou marcher taxons d&#39;arthropodes ou pourrait être aussi facilement modifiés pour s&#39;adapter à la nécessité de la non-arthropodes organismes.

Arthropodes (y compris les insectes et les arachnides) sont souvent définis comme des parasites, soit parce qu&#39;ils en concurrence avec la consommation humaine en milieu agricole ou urbain ou transmettre des agents pathogènes responsables de la maladie 1. Une grande quantité d&#39;investissement est réalisé dans le développement d&#39;outils de contrôle de ces parasites. Ces outils peuvent varier considérablement et des progrès significatifs ont été accomplis dans le développement d&#39;outils bio-rationnels que ce soit de modifier ou d&#39;exploiter le comportement naturel des ravageurs avec l&#39;utilisation d&#39;attractifs ou répulsifs comportementaux 2,3. Arthropodes nuisibles reposent souvent sur ​​des signaux olfactifs ou repères pour s&#39;accoupler et / ou de l&#39;hôte emplacement 4. Par conséquent découverte des attractifs ou répulsifs efficaces contre les organismes nuisibles peut souvent mener au développement d&#39;outils de contrôle. Ce processus de découverte comprend plusieurs étapes. Tout d&#39;abord, le comportement naturel du sujet de test doit être comprise. Par exemple, il faut vérifier si un sexe d&#39;une espèce donnée attire l&#39;inversele sexe pour emplacement de la contrainte. Si c&#39;est le cas, il faut déterminer si cette attraction est médiée par un produit chimique, et où cette substance est produite. D&#39;autres mesures consistent à déterminer si le produit chimique est produit et son éventuelle identification. Tout au long de cette procédure, (insectes ou acariens) fait l&#39;objet de test de réponse comportementale aux substances odorantes doivent être testés. Initialement, le comportement du sujet de test sera testé pour la matière naturelle. Par exemple, la réponse d&#39;un papillon mâle peut être testé à celle de l&#39;extrait de son congénère femelle glande phéromone. Sinon, la réponse d&#39;un herbivore aux odeurs naturelles de la plante hôte peut être testé. Bien que ces enquêtes ont souvent une orientation pratique sur le développement des outils de gestion de 5,6, ils peuvent également être appliqués à la recherche qui porte sur des questions plus fondamentales telles que la spéciation 7. Les étapes suivantes impliquent de tester la réponse de l&#39;arthropode à des versions synthétiques de produits naturels identifiés. Uomprendre comment répondre aux arthropodes produits chimiques nécessite le développement d&#39;outils appropriés pour mesurer leur comportement. Les données générées par ces outils dépendra de la façon dont l&#39;enquêteur est capable de mesurer des comportements naturels dans un environnement contrôlé. Plus il ya six décennies, olfactomètres vol et de tunnels soutenus ont été développés pour mesurer la réponse des insectes à 8,9 odorants. Olfactomètres varier de manière significative dans la conception et sont souvent adaptés à l&#39;insecte ou un problème spécifique à l&#39;étude. Le but de cet article est de décrire la conception et l&#39;utilisation d&#39;une orientation verticale, labyrinthe en T olfactomètre pour mesurer la réponse des insectes aux substances odorantes (figure 1). L&#39;orientation verticale olfactomètre tire profit de la géotaxie négatif (tendance à se déplacer vers le haut) exposées par de nombreux insectes. Une source lumineuse placée directement au-dessus de l&#39;olfactomètre tire parti de la phototaxie positif (tendance à se déplacer vers la source de lumière) présenté par de nombreux insectes. Le olfactommètre est particulièrement utile pour les insectes hémiptères qui ont tendance à ne pas exposer le mouvement facilement dans olfactomètres orientés horizontalement et qui sont fortement influencés par l&#39;intensité de la lumière par rapport à l&#39;orientation. Cependant, ce dispositif peut être utilisé pour un large éventail d&#39;insectes volants et rampants, ainsi que des arachnides. L&#39;olfactomètre peut être utilisé pour évaluer à la fois attractifs et répulsifs. Dans le cas des appâts, le champ d&#39;odeur bifurqué (Figure 1) est établi avec l&#39;attractif présumé libéré d&#39;un côté par rapport à l&#39;air pur sorti sur le côté opposé. Un choix est enregistré lorsque l&#39;insecte sorti à la base de l&#39;olfactomètre choisit l&#39;un des deux champs d&#39;odeurs. Dans le cas des répulsifs, un troisième comportement est possible. En plus des mouvements vers le haut dans l&#39;un des deux champs d&#39;odeur, l&#39;absence de mouvement vers le haut peut être enregistré indiquant un stimulus non-réactif ou pour repousser les champs de stimulus soit odeurs.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom de l&#39;équipement </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires </td></tr><tr><td> Deux ports divisée T-olfactomètre </td><td> Analytical Research Systems (ARS), Inc Gainesville, FL </td><td> Aucun (sur mesure) </td><td> S&#39;il n&#39;est pas disponible à partir de ARS, Sud scientifique (Gainesville, Floride) a également construit actuellement et distribue des équipements tels. </td></tr><tr><td> En phase solide micro-extraction en exploitation / chambre source de l&#39;odeur de téflon; raccords de tube en verre. </td><td> Analytical Research Systems (ARS), Inc Gainesville, FL </td><td> RV-R3 </td><td> Voir ci-dessus commentaire </td></tr><tr><td> Système de distribution d&#39;air </td><td> Analytical Research Systems (ARS), Inc Gainesville, FL </td><td> HADS-2AFM2C.4 </td><td> Voir ci-dessus commentaire </td></tr><tr><td> Guillotine chambre </td><td> Analytique Researc Systems (ARS), Inc Gainesville, FL </td><td> L3GP3 </td><td> Voir ci-dessus commentaire </td></tr></tbody></table>

vertical t-maze choice assay for arthropod response to odorants

Compte tenu de l&#39;importance économique des insectes et des arachnides comme les ravageurs des cultures agricoles, les milieux urbains ou en tant que vecteurs de maladies des plantes et de l&#39;homme, diverses technologies sont développées comme des outils de contrôle. Un sous-ensemble de ces outils met l&#39;accent sur la modification du comportement des arthropodes par attraction ou de répulsion. Par conséquent, les arthropodes sont souvent l&#39;objet d&#39;enquêtes comportementales. Différents outils ont été développés pour mesurer le comportement des arthropodes, y compris les tunnels à vent, moulins, vol servospheres, et divers types de olfactomètres. L&#39;objectif de ces outils est de mesurer la réponse des insectes ou arachnide à des signaux visuels ou olfactifs plus souvent. Le labyrinthe en T vertical oflactometer décrit ici mesure des choix effectués par les insectes en réponse à des attractifs ou répulsifs. Il s&#39;agit d&#39;un dispositif d&#39;analyse à haut débit qui tire parti de la phototaxie positive (attraction à la lumière) et négatifs (géotaxie tendance à marcher ou voler vers le haut) exposées par des arthropodes nombreux. Le olfactometer compose d&#39;un tube en verre de 30 cm qui est divisé en deux avec une bande de Téflon formant un labyrinthe en T. Chaque moitié sert un bras de l&#39;olfactomètre permettant aux sujets d&#39;expérience à faire un choix entre deux champs d&#39;odeurs potentielles dans des essais impliquant des substances attractives. Dans les essais impliquant des répulsifs, l&#39;absence de réponse normale à des attractifs connus peuvent également être mesurée par une troisième variable.

Activité du psylle asiatique des agrumes (Diaphorina citri) adultes aux odeurs de leurs natal volatiles de la plante hôte (agrumes) est représenté sur la figure 2A. Adultes de façon significative (α &lt;0,05) plus choisi le bras de l&#39;olfactomètre labyrinthe en T recevoir les odeurs de plantes d&#39;agrumes de vie par rapport à un blanc (pureté de l&#39;air) de commande. Un exemple de répulsion est montré dans la figure 2B. Dans ce cas, les insectes ont été exposés à un bras de substances volatiles T-recevant labyrinthe d&#39;agrumes, tandis que le second bras reçu volatiles d&#39;une plante d&#39;agrumes qui a été traitée avec le plus connu répulsif, le disulfure de diméthyle 11. Dans ce cas, trois types de comportements ont été observés. Le nombre de psylles arrêtés au bras de libération et de ne pas répondre ne diffèrent pas statistiquement à partir du numéro entrant dans le bras recevant les odeurs de plantes d&#39;agrumes seuls (figure 2B). Toutefois, aucune psylles entré dans le bras contenant til plante hôte volatile en cas de co-présenté avec le répulsif (figure 2B). <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/50229/50229fig1.jpg" /> Figure 1. Schéma de principe d&#39;orientation verticale labyrinthe en T olfactomètre joint au système de distribution d&#39;air et appareils de traitement des odeurs de libération. Le diagramme est une adaptation de la figure 1 dans Mann et coll. 10. Un objet de test est placé individuellement dans la chambre de libération de l&#39;orifice 2-T-olfactomètre divisé. Il se déplace vers les odeurs grâce à une vanne qui permet un mouvement contrôlé vers le haut dans l&#39;olfactomètre et empêche l&#39;insecte rampant dans la zone du point de libération. Le tube de 10 cm bifurque après la valeur à la ferme. Une réponse positive à une odeur est enregistré une fois l&#39;insecte se déplace de 0,5 cm dans un côté spécifique de la division. La chambre de collecte guillotine volatile peut être utilisée à la place d&#39;un solide pvvihe micro-extraction de maintien / chambre de source d&#39;odeur (SPMEC) en tant que source de l&#39;odeur. <img alt="Figure 2" fo:content-width="3.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50229/50229fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50229/50229fig2.jpg" /> Figure 2. Réponse du psylle asiatique des agrumes (Diaphorina citri) adultes aux substances volatiles de plantes hôtes d&#39;agrumes contre contrôle qualité de l&#39;air (A) ou volatiles agrumes contre volatiles agrumes co-publiés avec un (diméthyl disulfure) et hydrofuge (B) dans une orientation verticale T labyrinthe en olfactomètre Figure 2A:. One-analyse de variance (ANOVA) suivie d&#39;un test HSD de Tukey (α &lt;0,05) a été réalisée pour comparer le nombre de psylle de faire un choix entre les deux bras (2 traitements, n = 120). Colonnes indiquées par des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres (α &lt;0,05) Figure 2B:. Sens unique analysest la variance (ANOVA) suivie d&#39;un test HSD de Tukey (α &lt;0,05) a été réalisée pour comparer le nombre de psylle de faire un choix entre les deux bras ou restant dans le point de rejet (3 traitements, n = 120). Colonnes indiquées par des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres (α &lt;0,05).

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Vertical T-maze Choice Assay for Arthropod Response to Odorants

Une verticale, labyrinthe en T olfactomètre est décrite pour le dosage de la réponse comportementale des arthropodes. L&#39;olfactomètre permet à l&#39;expérimentateur de mesurer les choix effectués par les sujets testés lorsqu&#39;ils sont soumis à deux champs d&#39;odeurs potentielles. Tant d&#39;attraction et de répulsion à partir de substances odorantes peuvent être mesurés avec cet appareil.

Vertical Test Choix labyrinthe en T pour la réponse aux arthropodes odorants

Given the economic importance of insects and arachnids as pests of agricultural crops, urban environments or as vectors of plant and human diseases, ...

vertical-t-maze-choice-assay-for-arthropod-response-to-odorants

Research

JoVE Journal

Neuroscience

14.6K vues.  University of Florida. Une verticale, labyrinthe en T olfactomètre est décrite pour le dosage de la réponse comportementale des arthropodes. L'olfactomètre permet à l'expérimentateur de mesurer les choix effectués par les sujets testés lorsqu'ils sont soumis à deux champs d'odeurs potentielles. Tant d'attraction et de répulsion à partir de substances odorantes peuvent être mesurés avec cet appareil.

Vidéo: Vertical T-maze Choice Assay for Arthropod Response to Odorants

T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in rodents. In our laboratory, we evaluated the two types of memory in more than 30 strains of genetically engineered mice using the automated version of this apparatus. Here, we present the modified T-maze apparatus operated by a computer with a video-tracking system and our protocols in a movie format. The T-maze apparatus consists of runways partitioned off by sliding doors that can automatically open downward, each with a start box, a T-shaped alley, two boxes with automatic pellet dispensers at one side of the box, and two L-shaped alleys. Each L-shaped alley is connected to the start box so that mice can return to the start box, which excludes the effects of experimenter handling on mouse behavior. This apparatus also has an advantage that in vivo microdialysis, in vivo electrophysiology, and optogenetics techniques can be performed during T-maze performance because the doors are designed to go down into the floor. In this movie article, we describe T-maze tasks using the automated apparatus and the T-maze performance of &alpha;-CaMKII+/- mice, which are reported to show working memory deficits in the eight-arm radial maze task. Our data indicated that &alpha;-CaMKII+/- mice showed a working memory deficit, but no impairment of reference memory, and are consistent with previous findings using the eight-arm radial maze task, which supports the validity of our protocol. In addition, our data indicate that mutants tended to exhibit reversal learning deficits, suggesting that &alpha;-CaMKII deficiency causes reduced behavioral flexibility. Thus, the T-maze test using the modified automatic apparatus is useful for assessing working and reference memory and behavioral flexibility in mice.

This article presents the protocol of T-maze tests using a modified automated apparatus for assessing the learning and memory functions in mice.

T-labyrinthe alternance forcé et des tâches de discrimination gauche-droite pour l&#39;évaluation de travail et de la mémoire de référence chez la souris

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in ...

Recherche

Neurosciences

Methods to Assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular disease and various neurological diseases1. We have optimized simple and robust behavioral assays for determining larval locomotion, adult climbing ability (RING assay), and courtship behaviors of Drosophila. These behavioral assays are widely applicable for studying the role of genetic and environmental factors on fly behavior. Larval crawling ability can be reliably used for determining early stage changes in the crawling abilities of Drosophila larvae and also for examining effect of drugs or human disease genes (in transgenic flies) on their locomotion. The larval crawling assay becomes more applicable if expression or abolition of a gene causes lethality in pupal or adult stages, as these flies do not survive to adulthood where they otherwise could be assessed. This basic assay can also be used in conjunction with bright light or stress to examine additional behavioral responses in Drosophila larvae. Courtship behavior has been widely used to investigate genetic basis of sexual behavior, and can also be used to examine activity and coordination, as well as learning and memory. Drosophila courtship behavior involves the exchange of various sensory stimuli including visual, auditory, and chemosensory signals between males and females that lead to a complex series of well characterized motor behaviors culminating in successful copulation. Traditional adult climbing assays (negative geotaxis) are tedious, labor intensive, and time consuming, with significant variation between different trials2-4. The rapid iterative negative geotaxis (RING) assay5 has many advantages over more widely employed protocols, providing a reproducible, sensitive, and high throughput approach to quantify adult locomotor and negative geotaxis behaviors. In the RING assay, several genotypes or drug treatments can be tested simultaneously using large number of animals, with the high-throughput approach making it more amenable for screening experiments.

Methods to Assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster is a genetically and behaviorally tractable model system that has been used to understand the molecular and cellular basis of many important biological processes for over a century 1. Drosophila has been well exploited to gain insights into the genetic basis of fly behavior.

Méthodes de dosage à Drosophila Comportement

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular ...

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

Insects modify their responses to stimuli through experience of associating those stimuli with events important for survival (e.g., food, mates, threats). There are several behavioral mechanisms through which an insect learns salient associations and relates them to these events. It is important to understand this behavioral plasticity for programs aimed toward assisting insects that are beneficial for agriculture. This understanding can also be used for discovering solutions to biomedical and agricultural problems created by insects that act as disease vectors and pests. The Proboscis Extension Response (PER) conditioning protocol was developed for honey bees (Apis mellifera) over 50 years ago to study how they perceive and learn about floral odors, which signal the nectar and pollen resources a colony needs for survival. The PER procedure provides a robust and easy-to-employ framework for studying several different ecologically relevant mechanisms of behavioral plasticity. It is easily adaptable for use with several other insect species and other behavioral reflexes. These protocols can be readily employed in conjunction with various means for monitoring neural activity in the CNS via electrophysiology or bioimaging, or for manipulating targeted neuromodulatory pathways. It is a robust assay for rapidly detecting sub-lethal effects on behavior caused by environmental stressors, toxins or pesticides.
We show how the PER protocol is straightforward to implement using two procedures. One is suitable as a laboratory exercise for students or for quick assays of the effect of an experimental treatment. The other provides more thorough control of variables, which is important for studies of behavioral conditioning. We show how several measures for the behavioral response ranging from binary yes/no to more continuous variable like latency and duration of proboscis extension can be used to test hypotheses. And, we discuss some pitfalls that researchers commonly encounter when they use the procedure for the first time.

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

Un Protocole d&#39;intervention en Trompe d&#39;extension pour les enquêtes plasticité comportementale chez les insectes: application à la base, biomédicale et la recherche agricole

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

Time-dependent Increase in the Network Response to the Stimulation of Neuronal Cell Cultures on Micro-electrode Arrays

Micro-electrode arrays (MEAs) can be used to investigate drug toxicity, design paradigms for next-generation personalized medicine, and study network dynamics in neuronal cultures. In contrast with more traditional methods, such as patch-clamping, which can only record activity from a single cell, MEAs can record simultaneously from multiple sites in a network, without requiring the arduous task of placing each electrode individually. Moreover, numerous control and stimulation configurations can be easily applied within the same experimental setup, allowing for a broad range of dynamics to be explored. One of the key dynamics of interest in these in vitro studies has been the extent to which cultured networks display properties indicative of learning. Mouse neuronal cells cultured on MEAs display an increase in response following training induced by electrical stimulation. This protocol demonstrates how to culture neuronal cells on MEAs; successfully record from over 95% of the plated dishes; establish a protocol to train the networks to respond to patterns of stimulation; and sort, plot, and interpret the results from such experiments. The use of a proprietary system for stimulating and recording neuronal cultures is demonstrated. Software packages are also used to sort neuronal units. A custom-designed graphical user interface is used to visualize post-stimulus time histograms, inter-burst intervals, and burst duration, as well as to compare the cellular response to stimulation before and after a training protocol. Finally, representative results and future directions of this research effort are discussed.

Mouse neuronal cells cultured on multi-electrode arrays display an increase in response following electrical stimulation. This protocol demonstrates how to culture neurons, how to record activity, and how to establish a protocol to train the networks to respond to patterns of stimulation.

Augmentation de la réponse du réseau à la stimulation des cultures cellulaires neuronales sur les tableaux de microélectrodes

Micro-electrode arrays (MEAs) can be used to investigate drug toxicity, design paradigms for next-generation personalized medicine, and study network ...

Electroencephalographic, Heart Rate, and Galvanic Skin Response Assessment for an Advertising Perception Study: Application to Antismoking Public Service Announcements

The evaluation of advertising, products, and packaging is traditionally performed through methods based on self-reports and focus groups, but these approaches often appear poorly accurate in scientific terms. Neuroscience is increasingly applied to the investigation of the neurophysiological bases of the perception of and reaction to commercial stimuli to support traditional marketing methods. In this context, a particular sector or marketing is represented by public service announcements (PSAs). The objective of this protocol is to apply electroencephalography (EEG) and autonomic signal analysis to study responses to selected antismoking PSAs. Two EEG indices were employed: the frontal alpha band EEG asymmetry (the Approach Withdrawal (AW) index) and the frontal theta (effort index). Furthermore, the autonomic Emotional Index (EI) was calculated, as derived from the Galvanic Skin Response (GSR) and Heart Rate (HR) signals. The present protocol describes a series of operational and computational steps required to properly estimate, through the aforementioned indices, the emotional and cerebral reaction of a group of subjects towards a selected number of antismoking PSAs. In particular, a campaign characterized by a symbolic communication style (classified as "awarded" on the basis of the prizes received by specialized committees) obtained the highest approach values, as estimated by the AW index. A spot and an image belonging to the same PSA campaign based on the "fear arousing appeal" and with a narrative/experiential communication style (classified as "effective" on the basis of the economical/health-related improvements promoted) reported the lowest and highest effort values, respectively. This is probably due to the complexity of the storytelling (spot) and to the immediateness of the image (a lady who underwent a tracheotomy). Finally, the same "effective" campaign showed the highest EI values, possibly because of the empathy induced by the testimonial and the explicitness of the message.

The following protocol describes a series of operational and computational steps required to properly estimate the emotional and cerebral reaction of a group of subjects towards a selected number of Public Service Announcements (PSAs) against smoking, aired in the USA and Europe during the period between 1998 and 2015.

Technologues en électroencéphalographie, fréquence cardiaque et évaluation psychogalvanique pour une Perception de la publicité d’études : Application à des annonces publiques antitabac

The evaluation of advertising, products, and packaging is traditionally performed through methods based on self-reports and focus groups, but these ...

Electrophysiological Recording from Drosophila Trichoid Sensilla in Response to Odorants of Low Volatility

Insects rely on their sense of smell to guide a wide range of behaviors that are critical for their survival, such as food-seeking, predator avoidance, oviposition, and mating. Myriad chemicals of varying volatilities have been identified as natural odorants that activate insect Olfactory Receptor Neurons (ORNs). However, studying the olfactory responses to low-volatility odorants has been hampered by an inability to effectively present such stimuli using conventional odor-delivery methods. Here, we describe a procedure that permits the effective presentation of low-volatility odorants for in vivo Single-Sensillum Recording (SSR). By minimizing the distance between the odor source and the target tissue, this method allows for the application of biologically salient but hitherto inaccessible odorants, including palmitoleic acid, a stimulatory pheromone with a demonstrated effect on ORNs involved in courtship and mating behavior1. Our procedure thus affords a new avenue to assay a host of low-volatility odorants for the study of insect olfaction and pheromone communication.

Electrophysiological Recording from Drosophila Trichoid Sensilla in Response to Odorants of Low Volatility

The overall goal of this protocol is to demonstrate how to present odorants of low volatility for single-sensillum recording from Drosophila olfactory receptor neurons that respond to long-chain cuticular pheromones.

Enregistrement électrophysiologique de<em&gt; Drosophila</em&gt; Sensilla Trichoid en Réponse aux Odorants de Faible Volatilité

Insects rely on their sense of smell to guide a wide range of behaviors that are critical for their survival, such as food-seeking, predator avoidance, ...

Assay Development for High Content Quantification of Sod1 Mutant Protein Aggregate Formation in Living Cells

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disease that can be caused by inherited mutations in the gene encoding copper-zinc superoxide dismutase 1 (SOD1). The structural instability of SOD1 and the detection of SOD1-positive inclusions in familial-ALS patients supports a potential causal role for misfolded and/or aggregated SOD1 in ALS pathology. In this study, we describe the development of a cell-based assay designed to quantify the dynamics of SOD1 aggregation in living cells by high content screening approaches. Using lentiviral vectors, we generated stable cell lines expressing wild-type and mutant A4V SOD1 tagged with yellow fluorescent protein and found that both proteins were expressed in the cytosol without any sign of aggregation. Interestingly, only SOD1 A4V stably expressed in HEK-293, but not in U2OS or SH-SY5Y cell lines, formed aggregates upon proteasome inhibitor treatment. We show that it is possible to quantify aggregation based on dose-response analysis of various proteasome inhibitors, and to track aggregate-formation kinetics by time-lapse microscopy. Our approach introduces the possibility of quantifying the effect of ALS mutations on the role of SOD1 in aggregate formation as well as screening for small molecules that prevent SOD1 A4V aggregation.

We describe a method to quantify the aggregation of misfolded proteins. Our protocol details lentiviral induced stable cell line generation, automated confocal imaging, and image analysis of protein aggregates. As an illustrative application, we studied the effect of small molecules in promoting SOD1 aggregation in a time- and dose-dependent manner.

Développement de dosage pour une Quantification contenue élevée de Formation globale de protéine mutante Sod1 dans les cellules vivantes

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disease that can be caused by inherited mutations in the gene encoding copper-zinc ...

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.

Analyser le comportement larves de drosophile en réponse à une Stimulation des neurones olfactifs Optogenetic

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

A High-throughput Calcium-flux Assay to Study NMDA-receptors with Sensitivity to Glycine/D-serine and Glutamate

N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors (NMDAR) are classified as ionotropic glutamate receptors and have critical roles in learning and memory. NMDAR malfunction, expressed as either over- or under-activity caused by mutations, altered expression, trafficking, or localization, can contribute to numerous diseases, especially in the central nervous system. Therefore, understanding the receptor&#39;s biology as well as facilitating the discovery of compounds and small molecules is crucial in ongoing efforts to combat neurological diseases. Current approaches to studying the receptor have limitations including low throughput, high cost, and the inability to study its functional abilities due to the necessary presence of channel blockers to prevent NMDAR-mediated excitotoxicity. Additionally, the existing assay systems are sensitive to stimulation by glutamate only and lack sensitivity to stimulation by glycine, the other co-ligand of the NMDAR. Here, we present the first plate-based assay with high-throughput power to study an NMDA receptor with sensitivity to both co-ligands, glutamate and D-serine/glycine. This approach allows the study of different NMDAR subunit compositions and allows functional studies of the receptor in glycine- and/or glutamate-sensitive modes. Additionally, the method does not require the presence of inhibitors during measurements. The effects of positive and negative allosteric modulators can be detected with this assay and the known pharmacology of NMDAR has been replicated in our system. This technique overcomes the limitations of existing methods and is cost-effective. We believe that this novel technique will accelerate the discovery of therapies for NMDAR-mediated pathologies.

The goal of this protocol is to facilitate the study of NMDA-receptors (NMDAR) at a larger scale and allow the examination of modulatory effects of small molecules and their therapeutic applications.

Un dosage de haut-débit-flux de Calcium pour l’étude des récepteurs NMDA avec sensibilité à la Glycine/D-sérine et Glutamate

N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors (NMDAR) are classified as ionotropic glutamate receptors and have critical roles in learning and memory. NMDAR ...

Data Acquisition and Analysis In Brainstem Evoked Response Audiometry In Mice

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as visually evoked potentials (VEPs) or somatosensory evoked potentials (SEPs), the auditory evoked potentials (AEPs) are triggered by the repetitive presentation of identical stimuli, the electroencephalographic (EEG) response of which is subsequently averaged resulting in distinct positive (p) and negative (n) deflections. In humans, both the amplitude and the latency of individual peaks can be used to characterize alterations in synchronization and conduction velocity in the underlying neuronal circuitries. Importantly, AEPs are also applied in basic and preclinical science to identify and characterize the auditory function in pharmacological and genetic animal models. Even more, animal models in combination with pharmacological testing are utilized to investigate for potential benefits in the treatment of sensorineural hearing loss (e.g., age- or noise-induced hearing deficits). Here we provide a detailed and integrative description of how to record auditory brainstem-evoked responses (ABRs) in mice using click and tone-burst application. A specific focus of this protocol is on pre-experimental animal housing, anesthesia, ABR recording, ABR filtering processes, automated wavelet-based amplitude growth function analysis, and latency detection.

Brainstem evoked response audiometry is an important tool in clinical neurophysiology. Nowadays, brainstem evoked response audiometry is also applied in the basic science and preclinical studies involving both pharmacological and genetic animal models. Here we provide a detailed description of how auditory brainstem responses can be successfully recorded and analyzed in mice.

Acquisition de données et analyse dans brainstem Evoked Response Audiometry In Mice

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as ...