Questo lavoro è stato finanziato dalla sovvenzione Leverhulme Trust (RPG-2012-708) e una borsa di studio BBSRC (BB / M00709X / 1) per GAW.

1. Acquisizione di api dalla colonia e il periodo di fame Nota: esperimenti descritti qui sono stati eseguiti presso l&#39;Università di Newcastle, Regno Unito con Bombus terrestris audax. Multipli (2-3) acquistabile colonie sono stati utilizzati per il trattamento. Le colonie sono state mantenute su una panchina in condizioni di laboratorio (25 ± 2 ° C e 28 ± 2% RH) nel buio costante e sono stati alimentati con il miele polline d&#39;api raccolte e soluzioni zuccherine ad libitum. <ol><li> Raccogliere singolo lavoratore bombi utilizzando una fiala di plastica (lunga 7 cm, 2,8 cm di diametro interno) con un tappo di plastica perforata, dopo aver aperto la porta alla colonia giusto il tempo per un ape per uscire e essere intrappolati. </li><li> Prima dell&#39;esperimento, fame singolarmente tutti i bombi per 2-4 ore in flaconi di plastica e conservare a temperatura ambiente in completa oscurità. </li></ol> 2. Trasferire api nei tubi della tenuta e la Habituation Phase <ol><li> Dopo il periodo di fame, trasferire un calabrone direttamente dalla fiala di plastica in un tubo di supporto. La tenendo il tubo è un 15 ml tubo da centrifuga modificato (lunghezza 119 mm, diametro 17 mm), con fori da 4 mm forato in punta e un pezzo di maglia di acciaio (base: 8 mm, altezza 30 mm) fissata all&#39;interno per fusione la plastica del tubo con ago in acciaio dissezione riscaldata. </li><li> Fissare il tubo di supporto che contiene il calabrone su un supporto in polistirolo con impronte dentarie. Fissare due pezzi di cartone su entrambi i lati del tubo di supporto. Questo per proteggere il ape da stimoli visivi che potrebbero interferire con l&#39;esperimento. </li><li> Posizionare una fotocamera digitale microscopica 5 cm sopra la punta del tubo di supporto e collegare la fotocamera a un computer portatile compatibile. </li><li> Regolare il tubo di supporto in modo che almeno i primi 18 mm di punta tubo Holding è all&#39;interno del frame video. Prima dell&#39;esperimento, possono cominciare il periodo di assuefazione 3 min. </li></ol> 3.Fase pre-test: Presentare una goccia di saccarosio <ol><li> Collegare una siringa ad un adattatore femmina contenente una goccia di soluzione di saccarosio (~ 3,5 ml, 500 mM saccarosio disciolto in acqua deionizzata). Presentare il saccarosio all&#39;interno della punta tubo di supporto per motivare l&#39;estensione della proboscide. </li><li> Dare il calabrone fino a 5 minuti per consumare la goccia di saccarosio. Se la goccia non viene consumato, rimuovere il calabrone dall&#39;esperimento. </li><li> Iniziare la registrazione video dopo il periodo di assuefazione. In questo studio, l&#39;attività proboscide è stato registrato a 26,7 fotogrammi / sec -1 con un tasso di ingrandimento 25X. </li></ol> 4. fase di test: Presentazione della soluzione di prova <ol><li> Riempire un microcapillare 100 ml con la soluzione di prova. Collegarlo a un pezzo di tubo in silicone (lunghezza 6 centimetri, 1 mm di diametro interno) e fissarlo ad un micro manipolatore. <ol><li> Collegare il tubo tramite un adattatore maschio ad un altro tubo in silicone (6 cm di lunghezza, 4 mm di diametro interno), WHIch agisce come una lampadina pipetta. </li><li> Posizionare il microcapillare tubo di 5-10 mm di distanza dalla punta del tubo azienda. Premere delicatamente il tubo per mantenere la soluzione di alimentazione a punta del tubo microcapillare. </li></ol></li><li> Dopo il calabrone consuma la goccia di saccarosio, rimuovere immediatamente la siringa contenente la soluzione di saccarosio 500 mm. </li><li> Inizia la fase di test 2 minuti quando il dell&#39;ape Bumble proboscide in contatto con la soluzione all&#39;interno del tubo microcapillare. <ol><li> Per controllare per possibili evaporazione, riempire due tubi microcapillari supplementari con saccarosio o di acqua e manipolare esattamente come durante la fase di test. </li></ol></li><li> Prima e dopo ogni prova scansionare i livelli del liquido all&#39;interno del tubo microcapillare utilizzando uno scanner a 600 dpi per misurare la quantità di cibo consumato (Figura 4A). </li></ol> 5. Analisi Immagine <ol><li> Determinare il volume del consumo di soluzione con ImageJ (versione 1.48), un proc immagineessing software. <ol><li> Carica il file immagine e ingrandire l&#39;immagine (~ 400%). Per impostare la scala di riferimento, selezionare lo strumento linea retta e tracciare una linea tra le due estremità del tubo microcapillare. Seleziona &#39;Analizza&#39; poi &#39;Set Scala&#39;. Inserire la lunghezza totale del tubo sotto &#39;distanza nota&#39; e la corrispondente unità sotto &#39;Unità di lunghezza&#39;. </li><li> Selezionare nuovamente lo strumento retta e tracciare una linea tra le due estremità del livello del liquido. Seleziona &#39;Analizza&#39; poi &#39;Misura&#39;. Nella finestra dei risultati della lunghezza del liquido è dato nella colonna &#39;intera&#39;. </li></ol></li><li> Calcolare il volume del consumo soluzione utilizzando la formula: <img alt="Equazione 1" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq1.jpg" /> dove <img alt="Equazione 2" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq2.jpg" /> è la lunghezza del tubo e microcapillare <img alt="Equazione 3" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq3.jpg" /> e <img alt= &quot;Equazione 4&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 54233 / 54233eq4.jpg&quot; /&gt; sono le lunghezze misurate del liquido all&#39;interno del microcapillare prima e dopo la fase di test, rispettivamente. </li></ol> 6. Le analisi Video <ol><li> Punteggio i comportamenti di alimentazione durante la fase di test 2 minuti di ogni video utilizzando un software di registrazione degli eventi (vedi Materiali Tavolo). <ol><li> Dapprima, definire i comportamenti alimentari (cioè gli elementi.) Nel menu classi comportamentali del software di registrazione. I comportamenti alimentari sono come segue: (1) proboscide out / contatto: la proboscide estende ed è in contatto con la soluzione all&#39;interno del tubo microcapillare (2) proboscide out / assenza di contatto: la proboscide estende e non è in contatto con la soluzione all&#39;interno del tubo microcapillare, (3) proboscide sistemati a bordo: la proboscide non si estende invece riposti sotto la testa e (4) fuori dalla vista: il calabrone è fuori dal fotogramma video. </li><li> Impostare ogni comportamentocome uno &#39;stato&#39; e &#39;escludono a vicenda&#39; nel menu delle proprietà e di effettuare registrazioni continue per un intervallo di 2 min. Riprodurre i video in modalità slow-motion (2 volte più lento) per una maggiore precisione. </li></ol></li><li> Misurare la velocità della proboscide retrazione dalla soluzione test dopo il primo contatto tra due fotogrammi consecutivi (separati da 37,5 msec nelle registrazioni video mostrato qui) utilizzando un software di video motion tracking (vedi Materiali Tavolo). <ol><li> Carica il file video e passare al fotogramma in cui la proboscide primi contatti la soluzione. </li><li> Per impostare la scala di riferimento, selezionare lo strumento Linea e tracciare una linea sulla larghezza del microcapillare nel fotogramma video. Fare clic destro sulla linea e selezionare &#39;Calibrare misura&#39;. Inserire la larghezza del capillare el&#39;unità corrispondente. </li><li> Selezionare &#39;Immagine&#39; poi &#39;coordinate origine del sistema&#39;. Nella nuova finestra cliccare sulla punta della proboscide e selezionare9; Applica &#39;. </li><li> Selezionate lo strumento mano mossa, fare clic destro sulla punta della proboscide sul telaio video e selezionare &#39;Percorso Traccia&#39;. Spostare al fotogramma successivo e regolare il punto di tracking per la punta della proboscide. </li></ol></li><li> Fare clic destro sul punto di monitoraggio e selezionare &#39;Configurazione&#39;. Seleziona &#39;completa Path&#39; e selezionare &#39;Speed&#39; sotto misura. Seleziona &#39;Applica&#39;. Viene visualizzata la velocità. </li></ol>

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Gli autori dichiarano assenza di conflitto di interesse.

Con questo test comportamentale romanzo, il chinino è mostrato per scoraggiare l&#39;alimentazione del calabrone appassionato di coda. Il tempo di contatto proboscide ridotto e la frequenza attacco alimentazione con acqua o la soluzione di saccarosio cucita con il chinino è interpretato qui come un rifiuto di avviare ulteriori nutrendosi di soluzioni non nutritivi o potenzialmente tossici. Quando chinina viene aggiunto alla soluzione 1 M di saccarosio, calabroni non solo riducono il volume di soluzione che consumano, anche ritirano proboscide veloce, riducendo così il tempo di contatto tra i boccale e la soluzione contenente una tossina. Insieme, questi risultati suggeriscono che il chinino è percepita da parte delle cellule del recettore gustative sulle apparato boccale del calabrone, come già precedentemente identificato nel miele delle api 9. Il chinino è una tossina per gli insetti che induce un comportamento malessere simile a l&#39;ape 10 e atterramento nel malaria zanzare (Anopheles gambiae) 23. Questo test potrebbe portare alla identificationi di alcuni composti di dissuasione e potenzialmente tossici che sono percepite da parte delle cellule del recettore gusto sulle apparato boccale dei bombi. È fondamentale per la microcapillare di essere riempito con un volume sufficiente di soluzione di prova all&#39;ultimo durante la fase di test. Si raccomanda che almeno circa tre quarti della microcapillare (ad esempio 70-80 ml) è pieno. Tuttavia, occorre prestare attenzione a non riempire completamente il microcapillare per ridurre il rischio di perdite durante il processo di scansione e di presa del microcapillare per l&#39;apparato sperimentale. Si deve anche essere presa in sede di presentazione della 500 mm gocciolina di saccarosio al calabrone, in modo che lo sperimentatore evita che perde la goccia nel tubo azienda. Il foro 4 mm alla punta del tubo partecipazione è abbastanza grande per un adulto lavoratore Bumble Bee di estendere naturalmente la sua proboscide verso la soluzione di prova. Tuttavia è possibile chebombi possono gustare la soluzione con le loro antenne prima di estendere le loro proboscidi. Questo potrebbe influenzare la probabilità di estensione proboscide come PER potrebbe essere raggiunta in bombi, stimolando la loro antenne con una soluzione di zucchero 15. Infatti le antenne di imenotteri come la vespa parassitoide (Trissolcus brochymenae) 24 o l&#39;ape 13 sono dotati di gusto sensilli, permettendo loro di degustare gli zuccheri e le tossine come il chinino. Di conseguenza, i contatti delle antenne iniziali con soluzioni contenenti composti altamente deterrenti come il chinino potrebbero anche ridurre la motivazione di un calabrone di estendere la sua proboscide e quindi influenzare il tasso di successo sperimentale. Sebbene il contatto antennale con la soluzione in esame non può essere controllato, nel presente studio non abbiamo trovato alcun effetto significativo di contatto antenne sulla estensione proboscide verso la soluzione di test. In questo saggio, subito impostazione del microcapillare dopo la fase di pre-test wgallina antenne dei bombi &#39;sono ancora all&#39;interno del tubo di supporto in grado di ridurre la possibilità per i bombi per gustare la soluzione di test con le loro antenne. Il limite principale di questo saggio sorge quando il tracciamento della retrazione proboscide dalla soluzione di prova dopo il primo contatto proboscide utilizzando il software di monitoraggio motion video. Il filmato mostra solo il movimento in 2D della proboscide, quindi l&#39;uscita data della misurazione della velocità può essere sotto o sopra previsto. Tuttavia, con alcune modifiche, questo aspetto del dosaggio potrebbe essere migliorata. Questo test può essere usato per osservare le risposte alimentazione naturale verso soluzioni contenenti composti diversi, tra cui metaboliti secondari naturali che si verificano vegetali. Osservando le risposte immediate di alimentazione con questo test fornisce informazioni dettagliate su come bombi rilevare questi composti. Questo è vantaggioso rispetto agli attuali &#39;go-no go&#39; metodi come PER 18,19 </sup&gt; E più saggi di due a scelta 7 perché questo metodo produce una serie di misure di risposta comportamentale, tra cui il consumo di cibo durante un attacco di alimentazione discreta. Misurazione diversi parametri contemporaneamente permette una migliore valutazione della appetibilità di un composto. Ad esempio nel nostro test, bombi evitare di consumare l&#39;acqua o la soluzione di saccarosio cucita con il chinino. Retrazione della proboscide potrebbe essere causato da un cambiamento nelle risposte delle cellule recettori zucchero 12,13. La nostra analisi mostra che bombi ritraggono la proboscide più veloce dopo aver contattato la soluzione di saccarosio chinino di sola acqua; questo potrebbe suggerire che il chinino colpisce una serie distinta di neuroni, oltre a inibire i neuroni sensori zucchero 9,12,13,25. La nostra analisi permette l&#39;analisi del pattern temporale delle risposte comportamentali durante l&#39;alimentazione. Un protocollo simile in cui viene misurato il tempo di consumo e il numero di attacchi ha alpronti stato implementato per valutare la risposta alimentazione di Drosophila di zuccheri nutritivi e non nutritivi 26. Prevediamo che api mostrano una risposta più affidabile ad alimentare stimolanti nei nostri test che in altri metodi come PER perché le api sono liberi di muoversi nel tubo di supporto 21. Questa tecnica permetterà un&#39;analisi esaustiva delle soglie gustative per i nutrienti e le tossine per illuminare i meccanismi di alimentazione in bombi e potenzialmente altre specie di api.

interazioni pianta-impollinatori sono complesse. Impollinatori visitano i fiori per ottenere nettare e polline come cibo; a sua volta, impollinatori facilitano la riproduzione sessuale nelle piante. Anche se questo rapporto è in gran parte mutualistica, nettare e polline floreale a volte contengono tossine o altri composti vegetali 1-5 che possono danneggiare gli impollinatori. Il razionale ecologico per la presenza di tali composti in nettare e polline non è chiaro in tutti gli ambienti. Una domanda eccezionale in questo campo è come impollinatori come le api in grado di rilevare ed evitare i fiori con nettare contenente tossine. Le specie di bombi, Bombus terrestris (Linnaeus, 1758), è un impollinatore generalista che visita i fiori di molte specie di piante, tra cui quelli che producono il nettare contenente tossine 6. Bombi sono stati indicati per evitare soluzioni che consumano contenenti elevate concentrazioni di tossine in un test di 24 ore due scelta 7. Questo testdei consumi alimentari descritto da Tiedeken et al. 7 hanno rivelato che le api in grado di rilevare i composti amari nelle soluzioni. Tuttavia, questo test è stato in grado di distinguere il gusto da processi post-ingestive come malessere che potrebbe anche influenzare il comportamento alimentare su questo intervallo di tempo 8-10. Le api possiedono sensilla gustative sulle loro antenne, apparato boccale e tarsi per rilevare composti 11-13. Il riflesso di estensione proboscide (PER) esperimenti coinvolgere frenare singole api in una imbracatura e quindi stimolando sensilli antennali delle api per produrre l&#39;alimentazione reflex 14-17. Le api possono essere trattenuti nei singoli cablaggi e poi stimolate a produrre il riflesso di alimentazione come un saggio della loro capacità di gustare i composti 18,19. Altri hanno modificato il saggio PER studiare la sensibilità delle antenne o boccale a tossine 9,20. Tuttavia, le api sono sottoposti a stress durante lo sfruttamento. Questo potrebbe influenzare il modoessi rispondono ai composti 21. Qui, un nuovo test è descritto per valutare la risposta gusto comportamentale dei liberamente muoversi bombi per il saccarosio e il chinino, un alcaloide che è stato precedentemente segnalato per essere deterrente 9 e tossici 10 alle api (Apis mellifera) e bombi (Bombus terrestris) 7, 22. Anche se il chinino non è stato trovato nel nettare di piante, questo alcaloide è spesso usato come uno stimolo avversivo in studi comportamentali e fisiologici nelle api 7,9,12,13,22. Il metodo prevede la registrazione video apparato boccale dei bombi &#39;a grande risoluzione durante il contatto iniziale con proboscide le soluzioni di prova. In particolare, la struttura fine della risposta alimentazione viene esaminato segnando continuamente il comportamento in un intervallo di 2 min. Il volume di soluzione consumato viene misurata durante il periodo di alimentazione e quindi la quantità di cibo ingerito può essere correlata con la microstruttura diil comportamento alimentare. Anche la velocità di retrazione proboscide è misurata, come indicatore di evitamento attivo, e quindi di rilevamento pre-ingestive.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1383">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">Bumblebee colonies</td>
			<td style="width:211px;">Koppert Biological Systems</td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td style="width:411px;">NATUPOL Beehive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">Digital microscopic camera&#160;</td>
			<td style="width:211px;">Dino-lite Europe</td>
			<td style="width:255px;">AM4815ZT</td>
			<td>Dino-Lite Edge&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">100 &#956;l microcapillary tube&#160;</td>
			<td style="width:211px;">Blaubrand IntraEND</td>
			<td style="width:255px;">709144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">15 ml polypropylene centifuge tube&#160;</td>
			<td style="width:211px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:255px;">11849650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">1 ml disposable plastic luer slip syringe</td>
			<td style="width:211px;">BD</td>
			<td style="width:255px;">300013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">Dell Latitude 3550 laptop</td>
			<td style="width:211px;">Dell</td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td>Check for compatibility with video software&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">Canon CanoScan LiDE 120</td>
			<td style="width:211px;">Canon</td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td>Check for compatibility with the computer/laptop</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">Observer software version 5.0.25</td>
			<td style="width:211px;">Noldus</td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">Kinovea software version 0.8.15</td>
			<td style="width:211px;">Kinovea&#160;</td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">silicone tubing</td>
			<td style="width:211px;"></td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td>6&#160;cm length, 1&#160;mm inside &#216; &#38; 6&#160;cm length, 4&#160;mm inside &#216;</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:507px;">Male luer x 1/16&#34; standard hose barbed polypropylene adapter</td>
			<td style="width:211px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:255px;">TW-45518-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:507px;">Female luer x 1/16&#34; standard hose barbed polypropylene adapter</td>
			<td style="width:211px;">Cole-Palmer</td>
			<td style="width:255px;">TW-45508-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">Steel mesh&#160;</td>
			<td style="width:211px;"></td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td>0.5 mm mesh size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">Sucrose (grade II)&#160;</td>
			<td style="width:211px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>S5391</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">Quinine hydrochloride dihydrate</td>
			<td style="width:211px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>Q1125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:507px;">ImageJ software version 1.48</td>
			<td style="width:211px;">ImageJ</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel behavioral assay to investigate gustatory responses of individual, freely-moving bumble bees (bombus terrestris)

Impollinatori generalisti come il calabrone appassionato di coda, Bombus terrestris, incontrano entrambe le sostanze e le tossine nel nettare floreale che raccolgono da piante da fiore. Solo pochi studi hanno descritto le risposte gustative di api verso tossine nei prodotti alimentari, e questi esperimenti hanno utilizzato principalmente la risposta estensione proboscide in api mellifere trattenuto. Qui, un nuovo test comportamentale è presentato per misurare le risposte di alimentazione di liberamente in movimento, singolo lavoratore bombi ai nutrienti e le tossine. Questo test misura la quantità di soluzione ingerita da ogni calabrone ed identifica come tastants negli alimenti influenzano la microstruttura del comportamento alimentare. Le soluzioni sono presentati in un microcapillare ai singoli bombi che sono stati precedentemente digiuno per 2-4 ore. Il comportamento è catturato in video digitale. La struttura fine del comportamento alimentare viene analizzato segnando costantemente la posizione della ProboSIC (apparato boccale) da registrazioni video utilizzando il software di registrazione degli eventi. La posizione della proboscide è definito da tre diverse categorie comportamentali: (1) proboscide viene estesa e in contatto con la soluzione, (2) proboscide è estesa ma non in contatto con la soluzione e (3) proboscide è sistemato sotto la testa. Inoltre la velocità della proboscide a scomparsa dalla soluzione viene anche stimato. Nel presente saggio il volume di soluzione consumato, il numero di attacchi di alimentazione, la durata dei periodi di alimentazione e la velocità di retrazione proboscide dopo il primo contatto è utilizzato per valutare la phagostimulatory o l&#39;attività deterrente dei composti testati. Questo nuovo test gusto permetterà ai ricercatori di misurare quanto composti trovati in nettare influenzano il comportamento alimentare delle api e sarà anche utile per biologi impollinazione, tossicologi e neuroethologists che studiano il sistema gusto del calabrone.

Il nuovo metodo di analisi è utilizzato per testare le risposte di alimentazione a 1 M di saccarosio, 1 M soluzione di saccarosio più 1 mM chinino e acqua deionizzata solo. Le risposte di alimentazione immediate a ciascun trattamento sono determinati quantificando la durata dei contatti proboscide con la soluzione in esame, la frequenza degli attacchi di alimentazione e la velocità della proboscide a scomparsa dalla soluzione di prova dopo il primo contatto durante la fase di test 2 min. Il volume di soluzione consumato è misurato anche dopo la fase di test. In questo studio, abbiamo scelto un intervallo di criterio di attacco di 5 secondi (Figura 1, vedere File supplementare) sulla base di precedenti lavori da French et al. 25 che ha usato una soglia di 5 secondi per caratterizzare il comportamento proboscide retrazione da Drosophila in risposta a dissuasive composti 25. Così, abbiamo definito un attacco di alimentazione come un contatto tra la proboscide estesi e la soluzione nont interrotto da una assenza di contatti di 5 sec. In confronto al saccarosio e acqua deionizzata da solo, aggiungendo il chinino di soluzione di saccarosio scoraggia evidentemente alimentazione da bombi in quanto saranno rapidamente allontanarsi se rilevano una sostanza avversione (Video Figura 1). In questo esperimento, i trattamenti hanno un effetto significativo sulla durata di contatti cumulativo proboscide durante la fase di prova (ANOVA sui dati di log-trasformati, F 2,31 = 41, p &lt;0.001). La durata complessiva del tempo di contatto con il saccarosio contenente chinino è significativamente ridotta rispetto a solo saccarosio (p &lt;0.001), ma non all&#39;acqua deionizzata solo (p = 0,219) (Figura 2). Allo stesso modo, i trattamenti hanno un effetto significativo sulla durata cumulata di attacchi di alimentazione (ANOVA sui dati di log-trasformati, F <sub&gt; 2,31 = 27.95, p &lt;0.001, Figura 3A). La durata complessiva del alimentazione periodi con saccarosio contenente chinino è significativamente ridotta rispetto a solo saccarosio (p &lt;0.001), ma non rispetto alla sola acqua deionizzata (p = 0,41). I trattamenti hanno anche un effetto significativo sulla frequenza di attacchi di alimentazione (Poisson GLM con una funzione di collegamento log, variazione devianza rispetto alla distribuzione c 2: p &lt;0.050), per cui il numero di periodi con saccarosio contenente chinino è significativamente maggiore nei rispetto al saccarosio (p &lt;0,01), ma marginalmente significativamente differente al trattamento acqua deionizzata (p = 0,055, a causa di una bumblebee visualizzazione sette periodi alimentazione sull&#39;acqua, Figura 3B). Analogamente, la velocità di retrazione proboscide differisce significativamente tra i trattamenti (ANOVA sui dati di log-trasformati, F 2,31 = 5.12, p &lt;0.050). bombi ritraggono il proboscis dalla soluzione di prova significativamente più veloce dopo il primo contatto con saccarosio contenente chinina che con saccarosio o acqua deionizzata solo (p &lt;0,050, Figura 3C). Questi risultati suggeriscono che il chinino attiva un comportamento di evitamento attivo di bombi. I trattamenti hanno anche un effetto significativo sul volume totale di soluzione consumata (ANOVA sui dati di log-trasformati, F 2,32 = 62,5, p &lt;0.001), per cui il consumo di saccarosio contenente chinina si riduce rispetto al saccarosio (p &lt;0.001), ma non in acqua deionizzata (p = 0,457) (Figura 4B). Il volume di soluzione evaporata dal capillare durante il periodo di prova è trascurabile. In condizioni di laboratorio (25 ± 2 ° C e 28 ± 2% RH), l&#39;evaporazione varia tra 0,033 a 0,883 microlitri con una media di 0,276 ml e 0,171 microlitri per acqua deionizzata e 1 M di saccarosio, rispettivamente. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; In questo test i contatti tra l&#39;antenna e la soluzione non può essere evitato. Tuttavia, la percentuale di bombi con le loro antenne di gustare la soluzione di alimentazione durante la fase di prova (saccarosio: 46,1%, saccarosio chinino: 60,0% e acqua deionizzata: 33,3%) non è significativamente diversa tra i trattamenti (binomiale GLM, cambiamento in devianza rispetto alla distribuzione c 2: p = 0.450). Nessun effetto dei trattamenti si trova sulla latenza tra i primi contatti antennali e la soluzione di prova ed i primi contatti della proboscide (mediana: 2,67 sec per saccarosio; 1,10 sec per saccarosio chinina; 0,80 sec per acqua deionizzata, ANOVA sulla i dati di log-trasformati, F 2,13 = 0.620, p = 0,550). Inoltre, la percentuale di bombi estendono la proboscide di gustare la soluzione di test rimane costante attraverso i trattamenti (saccarosio: 66,7%; saccarosio chinino: 50,0%; acqua deionizzata: 52,2%; binomio GLM, variazione devianza rispetto alla distribuzione c 2: p = 0.840). Insieme, questi risultati suggeriscono che le antenne hanno un ruolo minore nella rilevazione delle tossine in questo saggio. Un esperimento separato esamina se sia necessario testare api per un periodo di tempo più lungo di 2 min. La quantità di cibo consumato dalle api viene testato con il 1 M di saccarosio o 1 mM chinino in 1 M soluzioni di saccarosio in due condizioni: un periodo di prova 2 minuti e un periodo di prova di 10 min. Per entrambi i trattamenti, il consumo totale di cibo non differisce per i periodi di prova e interazioni significative verifica tra il periodo di prova e il trattamento (N = 6 - 13 ANOVA sui dati registro trasformati; effetto dei trattamenti: F = 1,31 54,8, p &lt;0,001; effetto del periodo di prova: F 1,31 = 0, p = 0,979; effetto dell&#39;interazione: F = 0.1, p = 0,457). In sintesi, un2 min periodo di prova è sufficiente per valutare l&#39;effetto della soluzione sulla quantità totale di cibo consumata dai bombi e gli effetti deterrenti di sostanze tossiche o repellenti in questo saggio. Pertanto, misurando il consumo di cibo e saggiando comportamento alimentare, è possibile correlare il consumo totale di cibo alla struttura fine dell&#39;alimentazione durante il dosaggio. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig1.jpg" /> Figura 1: periodi di latenza tra la proboscide contatti durante i primi 2 min del test di alimentazione trame densità dei periodi di latenza di tempo che separa ogni contatto proboscide con la soluzione di saccarosio 1 M, la soluzione di chinino 1 M saccarosio + 1 mm ed acqua.. I dati cumulativi da 13, 10 e 11 le api sono rappresentate rispettivamente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig1large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> &lt;/ P&gt; <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig2.jpg" /> Figura 2: proboscide contatto durate durante la prima 2 min del test di alimentazione trame densità della durata di contatto proboscide di bombi si nutrono di 1 M di saccarosio, 1 M di saccarosio + 1 mM chinino o acqua.. La dimensione del campione, come in Figura 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig3.jpg" /> Figura 3: Proboscis Attività di Bombi si nutrono di 1 M saccarosio, 1 M saccarosio + 1 mM chinino o acqua (A) La durata complessiva di attacchi di alimentazione durante la fase di test (B) la frequenza di alimentazione attacchi e (C) la velocità. della proboscide retrazione dopo il primo contatto. Scrittura indica una differenza significativa: trattamenti con diverse lettere indicano P &lt;0.05. trame Box rappresentano la mediana (barre nere), il i punti dati più alti e più bassi ancora a 1,5 della gamma interquartile (baffi) e gli outlier (cerchi). La dimensione del campione, come in Figura 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig4.jpg" /> Figura 4:. Sopprime i chinino alimentazione da calabroni (A) digitalizzate immagini dei tubi microcapillari indicanti il grado di saccarosio 1 M o 1 M di saccarosio 1 mM soluzione chinina (indicata da una linea nera) prima e dopo la fase di test rispettivamente. (B) Il consumo di 1 M di saccarosio, 1 M di saccarosio 1 mM chinino o deionizzata<html> solo da bombi dopo la fase di test. Scrittura indica una differenza significativa: trattamenti con diverse lettere indicano P &lt;0.001. trame Box rappresentano la mediana (barre nere), il i punti dati più alti e più bassi ancora a 1,5 della gamma interquartile (baffi) e gli outlier (cerchi). La dimensione del campione, come in Figura 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Video Figura 1: registrazioni video della proboscide attività verso (A) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/Video_figure_1A_1M_Sucrose.m4v" target="_blank">1 M saccarosio</a> , (B) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/Video_figure_1B_Quinine.m4v" target="_blank">1 M di saccarosio 1 mM chinino</a> e (C)d / 54233 / Video_figure_1C_Water.m4v &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; deionizzata durante la fase di test.

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A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

A novel behavioral assay is described for investigating the short term gustatory responses of the mouthparts of freely-moving bumble bees (Bombus terrestris) toward nutrients and toxins in solution.

A Novel comportamentale test per Indagare Risposte gustativa individuale, liberamente rigiro bombi (<em&gt; Bombus terrestris</em&gt;)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees (Bombus terrestris)

8.6K Views.  Newcastle University. A novel behavioral assay is described for investigating the short term gustatory responses of the mouthparts of freely-moving bumble bees (Bombus terrestris) toward nutrients and toxins in solution. 

Video: A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

Recording Behavioral Responses to Reflection in Crayfish

Social behavior depends on sensory input from the visual, mechanical and olfactory systems. One important issue concerns the relative roles of each sensory modality in guiding behavior. The role of visual inputs has been examined by isolating visual stimuli from mechanical and chemosensory stimuli. In some studies (Bruski &amp; Dunham, 1987: Delgado-Morales et al., 2004) visual inputs have been removed with blindfolds or low light intensity, and effects of remaining sensory modalities have been elucidated. An alternative approach is to study the effects of visual inputs in the absence of any appropriate mechanical and chemosensory cues. This approach aims to identify the exclusive role of visual inputs. 
We have used two methods to provide visual stimuli to crayfish without providing chemical and mechanical cues. In one method, crayfish are videotaped in an aquarium where half of the walls are covered in mirrors to provide a reflective environment, and the other half are covered in a non-reflective (matte finish) plastic. This gives the crayfish a choice between reflective and non-reflective environments. The reflective environment provides visual cues in the form of reflected images of the crayfish as it moves throughout half of the tank; these visual cues are missing from the non-reflective half of the tank. An alternative method is to videotape the behavior of crayfish in an aquarium separated by a smaller chamber at each end, with a crayfish in one small chamber providing visual cues and an inert object in the opposite small chamber providing visual input from a non-moving, non-crayfish source. 
Our published results indicate that responses of crayfish to the reflective environment depend on socialization and dominance rank. Socialized crayfish spent more time in the reflective environment and exhibited certain behaviors more frequently there than in the non-reflective environment; isolated crayfish showed no such differences. Crayfish that were housed in same-sex pairs developed a social rank of either dominant or subordinate. Responses to reflection differed between dominant and subordinate crayfish (May &amp; Mercier, 2006; May &amp; Mercier, 2007). Dominant crayfish spent more time on the reflective side, entered reflective corners more frequently and spent more time in reflective corners compared to the non-reflective side. Subordinate crayfish walked in reverse more often on the reflective side than on the non-reflective side. Preliminary data suggest similar effects from visual cues provided by a crayfish in a small adjoining chamber (May et al., 2008).

We have developed two methods for studying effects of visual cues on behavior in the absence of tactile and chemical cues. One method involves videotaping responses of crayfish to reflective walls in an aquarium; the other examines effects of visual inputs provided by a live crayfish behind a transparent partition.

Registrazione di risposte comportamentali alla riflessione in gamberi di fiume

Social behavior depends on sensory input from the visual, mechanical and olfactory systems.  One important issue concerns the relative roles of each ...

Ricerca

Neuroscienze

High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a noninvasive brain monitoring tool in cognitive neuroscience as well as a diagnostic tool for epilepsy and sleep disorders in neurology. However, the underlying mechanism of EEG rhythm generation is still under the veil. Recently introduced polyimide-based microelectrode (PBM-array) for high resolution mouse EEG1 is one of the trials to answer the neurophysiological questions on EEG signals based on a rich genetic resource that the mouse model contains for the analysis of complex EEG generation process. This application of nanofabricated PBM-array to mouse skull is an efficient tool for collecting large-scale brain activity of transgenic mice and accommodates to identify the neural correlates to certain EEG rhythms in conjunction with behavior. However its ultra-thin thickness and bifurcated structure cause a trouble in handling and implantation of PBM-array. In the presented video, the preparation and surgery steps for the implantation of PBM-array on a mouse skull are described step by step. Handling and surgery tips to help researchers succeed in implantation are also provided.

In this article, we described the surgery procedure and handling tips for implantation of ultra-thin polyimide-based microelectrode array (PBM-array) on the mouse skull for acquisition of high-density encephalography (EEG) in a mouse model.

Le registrazioni EEG ad alta densità dei Topi muoversi liberamente utilizzando Polyimide a base di microelettrodi

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

Using a Comparative Species Approach to Investigate the Neurobiology of Paternal Responses

A goal of behavioral neuroscience is to identify underlying neurobiological factors that regulate specific behaviors. Using animal models to accomplish this goal, many methodological strategies require invasive techniques to manipulate the intensity of the behavior of interest (e.g., lesion methods, pharmacological manipulations, microdialysis techniques, genetically-engineered animal models). The utilization of a comparative species approach allows researchers to take advantage of naturally occurring differences in response strategies existing in closely related species. In our lab, we use two species of the Peromyscus genus that differ in paternal responses. The male California deer mouse (Peromyscus californicus) exhibits the same parental responses as the female whereas its cousin, the common deer mouse (Peromyscus maniculatus) exhibits virtually no nurturing/parental responses in the presence of pups. Of specific interest in this article is an exploration of the neurobiological factors associated with the affiliative social responses exhibited by the paternal California deer mouse. Because the behavioral neuroscience approach is multifaceted, the following key components of the study will be briefly addressed: the identification of appropriate species for this type of research; data collection for behavioral analysis; preparation and sectioning of the brains; basic steps involved in immunocytochemistry for the quantification of vasopressin-immunoreactivity; the use of neuroimaging software to quantify the brain tissue; the use of a microsequencing video analysis to score behavior and, finally, the appropriate statistical analyses to provide the most informed interpretations of the research findings.

The comparative species approach allows behavioral neuroscientists to explore various neurobiological factors associated with specific behaviors viewed as characteristic of a specific animal model. Taking advantage of naturally occurring differences in behavior between closely related species, this technique doesn&#x2019;t require invasive techniques to manipulate the expression of the behavior.

Utilizzando un approccio comparativo Specie per Indagare sulla Neurobiologia delle risposte paterno

A goal of behavioral neuroscience is to identify underlying neurobiological factors that regulate specific behaviors.  Using animal models to accomplish ...

MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. Humans can do path integration based exclusively on visual 2-3, auditory 4, or inertial cues 5. However, with multiple cues present, inertial cues - particularly kinaesthetic - seem to dominate 6-7. In the absence of vision, humans tend to overestimate short distances (&lt;5 m) and turning angles (&lt;30&deg;), but underestimate longer ones 5. Movement through physical space therefore does not seem to be accurately represented by the brain.
Extensive work has been done on evaluating path integration in the horizontal plane, but little is known about vertical movement (see 3 for virtual movement from vision alone). One reason for this is that traditional motion simulators have a small range of motion restricted mainly to the horizontal plane. Here we take advantage of a motion simulator 8-9 with a large range of motion to assess whether path integration is similar between horizontal and vertical planes. The relative contributions of inertial and visual cues for path navigation were also assessed.
16 observers sat upright in a seat mounted to the flange of a modified KUKA anthropomorphic robot arm. Sensory information was manipulated by providing visual (optic flow, limited lifetime star field), vestibular-kinaesthetic (passive self motion with eyes closed), or visual and vestibular-kinaesthetic motion cues. Movement trajectories in the horizontal, sagittal and frontal planes consisted of two segment lengths (1st: 0.4 m, 2nd: 1 m; &plusmn;0.24 m/s2 peak acceleration). The angle of the two segments was either 45&deg; or 90&deg;. Observers pointed back to their origin by moving an arrow that was superimposed on an avatar presented on the screen.
Observers were more likely to underestimate angle size for movement in the horizontal plane compared to the vertical planes. In the frontal plane observers were more likely to overestimate angle size while there was no such bias in the sagittal plane. Finally, observers responded slower when answering based on vestibular-kinaesthetic information alone. Human path integration based on vestibular-kinaesthetic information alone thus takes longer than when visual information is present. That pointing is consistent with underestimating and overestimating the angle one has moved through in the horizontal and vertical planes respectively, suggests that the neural representation of self-motion through space is non-symmetrical which may relate to the fact that humans experience movement mostly within the horizontal plane.

An efficient way to gain insight into how humans navigate themselves in three dimensions is described. The method takes advantage of a motion simulator capable of moving observers in ways unattainable by traditional simulators. Results confirm that movement in the horizontal plane is underestimated, while vertical movement is overestimated.

MPI CyberMotion Simulator: Implementazione di un simulatore di movimento Novel per Indagare l&#39;integrazione multisensoriale Percorso in tre dimensioni

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. ...

A Method for High Fidelity Optogenetic Control of Individual Pyramidal Neurons In vivo

Optogenetic methods have emerged as a powerful tool for elucidating neural circuit activity underlying a diverse set of behaviors across a broad range of species. Optogenetic tools of microbial origin consist of light-sensitive membrane proteins that are able to activate (e.g., channelrhodopsin-2, ChR2) or silence (e.g., halorhodopsin, NpHR) neural activity ingenetically-defined cell types over behaviorally-relevant timescales. We first demonstrate a simple approach for adeno-associated virus-mediated delivery of ChR2 and NpHR transgenes to the dorsal subiculum and prelimbic region of the prefrontal cortex in rat. Because ChR2 and NpHR are genetically targetable, we describe the use of this technology to control the electrical activity of specific populations of neurons (i.e., pyramidal neurons) embedded in heterogeneous tissue with high temporal precision. We describe herein the hardware, custom software user interface, and procedures that allow for simultaneous light delivery and electrical recording from transduced pyramidal neurons in an anesthetized in vivo preparation. These light-responsive tools provide the opportunity for identifying the causal contributions of different cell types to information processing and behavior.

A Method for High Fidelity Optogenetic Control of Individual Pyramidal Neurons In vivo

The recent development of neuroscience tools that combine genetics and optics, termed "optogenetics", enables control over neural circuit activity with an unprecedented level of spatial and temporal resolution. Here we provide a protocol for integrating in vivo recording with optogenetic manipulation of genetically-defined subsets of prefrontal cortical and subicular pyramidal neurons.

Un metodo per High Fidelity optogenetic controllo dei singoli Piramidale neuroni<em&gt; In vivo</em

Optogenetic methods  have emerged as a powerful tool for elucidating neural circuit activity  underlying a diverse set of behaviors across a broad range ...

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees (Apis mellifera)

This video demonstrates novel techniques of RNA interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees using double-stranded RNA (dsRNA) injections. It also presents a protocol of proboscis extension response (PER) assay for measuring gustatory perception.	
	RNAi-mediated gene knockdown is an effective technique downregulating target gene expression. This technique is usually used for single gene manipulation, but it has limitations to detect interactions and joint effects between genes. In the first part of this video, we present two strategies to simultaneously knock down two genes (called double gene knockdown). We show both strategies are able to effectively suppress two genes, vitellogenin (vg) and ultraspiracle (usp), which are in a regulatory feedback loop. This double gene knockdown approach can be used to dissect interrelationships between genes and can be readily applied in different insect species.	
	The second part of this video is a demonstration of proboscis extension response (PER) assay in honey bees after the treatment of double gene knockdown. The PER assay is a standard test for measuring gustatory perception in honey bees, which is a key predictor for how fast a honey bee's behavioral maturation is. Greater gustatory perception of nest bees indicates increased behavioral development which is often associated with an earlier age at onset of foraging and foraging specialization in pollen. In addition, PER assay can be applied to identify metabolic states of satiation or hunger in honey bees. Finally, PER assay combined with pairing different odor stimuli for conditioning the bees is also widely used for learning and memory studies in honey bees.

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees Apis mellifera

In this protocol, we describe two strategies that simultaneously suppress two genes (double gene knockdown) in honey bees. Then we present how to use the proboscis extension response (PER) assay to study the effect of double gene knockdown on honey bee gustatory perception.

RNAi mediato doppia Gene atterramento e gustative Percezione misura di api mellifere (<em&gt; Apis mellifera</em&gt;)

This video demonstrates novel techniques of RNA  interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees  using double-stranded RNA ...

Recording Single Neurons' Action Potentials from Freely Moving Pigeons Across Three Stages of Learning

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed single-neuron activity while animals are acquiring an operantly conditioned response, or when that response is extinguished. But even in these cases, observation periods usually encompass only a single stage of learning, i.e. acquisition or extinction, but not both (exceptions include protocols employing reversal learning; see Bingman&#160;et al.1 for an example). However, acquisition and extinction entail different learning mechanisms and are therefore expected to be accompanied by different types and/or loci of neural plasticity.
Accordingly, we developed a behavioral paradigm which institutes three stages of learning in a single behavioral session and which is well suited for the simultaneous recording of single neurons&#39; action potentials. Animals are trained on a single-interval forced choice task which requires mapping each of two possible choice responses to the presentation of different novel visual stimuli (acquisition). After having reached a predefined performance criterion, one of the two choice responses is no longer reinforced (extinction). Following a certain decrement in performance level, correct responses are reinforced again (reacquisition). By using a new set of stimuli in every session, animals can undergo the acquisition-extinction-reacquisition process repeatedly. Because all three stages of learning occur in a single behavioral session, the paradigm is ideal for the simultaneous observation of the spiking output of multiple single neurons. We use pigeons as model systems, but the task can easily be adapted to any other species capable of conditioned discrimination learning.

Learning new stimulus-response associations engages a wide range of neural processes which are ultimately reflected in changing spike output of individual neurons. Here we describe a behavioral protocol allowing for the continuous registration of single-neuron activity while animals acquire, extinguish, and reacquire a conditioned response within a single experimental session.

Registrazione di potenziali d&#39;azione singoli neuroni &#39;di muoversi liberamente Piccioni attraverso tre fasi di apprendimento

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such as epilepsy and neurodegenerative disorders. However, it is technically difficult to obtain EEG recordings in neonates as it requires specialized handling and great care. Here, we present a novel method to record EEG in neonatal rat pups (P8-P15). We designed a simple and reliable electrode using computer pin loci; it can be easily implanted into the skull of a rat pup to record high-quality EEG signals in the normal and epileptic brain. Pups were given an intraperitoneal (i.p.) injection of the neurotoxin kainic acid (KA) to induce epileptic seizures. The surgical implantation performed in this procedure is less expensive than other EEG procedures for neonates. This method allows one to record high-quality and stable EEG signals for more than 1 week. Furthermore, this procedure can also be applied to adult rats and mice to study epilepsy or other neurological disorders.

Here, we introduce a novel technique designed to record electroencephalography (EEG) in freely moving neonatal epileptic pups and describe its procedures, features, and applications. This method allows one to record EEG for more than 1 week.

Registrazione di EEG nei ratti neonatali liberamente in movimento utilizzando un metodo novello

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

New Methods to Study Gustatory Coding

The sense of taste allows animals to detect chemicals in the environment, giving rise to behaviors critical for survival. When Gustatory Receptor Neurons (GRNs) detect tastant molecules, they encode information about the identity and concentration of the tastant as patterns of electrical activity that then propagate to follower neurons in the brain. These patterns constitute internal representations of the tastant, which then allow the animal to select actions and form memories. The use of relatively simple animal models has been a powerful tool to study basic principles in sensory coding. Here, we propose three new methods to study gustatory coding using the moth Manduca sexta. First, we present a dissection procedure for exposing the maxillary nerves and the subesophageal zone (SEZ), allowing recording of the activity of GRNs from their axons. Second, we describe the use of extracellular electrodes to record the activity of multiple GRNs by placing tetrode wires directly into the maxillary nerve. Third, we present a new system for delivering and monitoring, with high temporal precision, pulses of different tastants. These methods allow the characterization of neuronal responses in vivo directly from GRNs before, during and after tastants are delivered. We provide examples of voltage traces recorded from multiple GRNs, and present an example of how a spike sorting technique can be applied to the data to identify the responses of individual neurons. Finally, to validate our recording approach, we compare extracellular recordings obtained from GRNs with tetrodes to intracellular recordings obtained with sharp glass electrodes.

We present three new methods to study gustatory coding. Using a simple animal, the moth Manduca sexta (Manduca), we describe a dissection protocol, the use of extracellular tetrodes to record the activity of multiple gustatory receptor neurons, and a system for delivering and monitoring precisely timed pulses of tastants.

Nuovi metodi per studiare la codifica gustativa

The sense of taste allows animals to detect chemicals in the environment, giving rise to behaviors critical for survival. When Gustatory Receptor Neurons ...

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.

Sviluppo di analisi per la quantificazione alto contenuto di formazione aggregata di Sod1 mutante della proteina in cellule viventi

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

A Novel comportamentale test per Indagare Risposte gustativa individuale, liberamente rigiro bombi (

Riepilogo

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Capitoli in questo video

Registrazione di risposte comportamentali alla riflessione in gamberi di fiume

Le registrazioni EEG ad alta densità dei Topi muoversi liberamente utilizzando Polyimide a base di microelettrodi

Utilizzando un approccio comparativo Specie per Indagare sulla Neurobiologia delle risposte paterno

MPI CyberMotion Simulator: Implementazione di un simulatore di movimento Novel per Indagare l'integrazione multisensoriale Percorso in tre dimensioni

Un metodo per High Fidelity optogenetic controllo dei singoli Piramidale neuroni

RNAi mediato doppia Gene atterramento e gustative Percezione misura di api mellifere (

Registrazione di potenziali d'azione singoli neuroni 'di muoversi liberamente Piccioni attraverso tre fasi di apprendimento

Registrazione di EEG nei ratti neonatali liberamente in movimento utilizzando un metodo novello

Nuovi metodi per studiare la codifica gustativa

Sviluppo di analisi per la quantificazione alto contenuto di formazione aggregata di Sod1 mutante della proteina in cellule viventi