Name: high-resolution quantification of odor-guided behavior in drosophila melanogaster using the flywalk paradigm
Uploaded: 2015-12-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 31 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-resolution Quantification of Odor-guided Behavior in Drosophila melanogaster Using the Flywalk Paradigm at JoVE.com

私たちは要求のトラッキングソフトウェアをカスタマイズするためのElectricidadeエムPO（electricidadeempo.net）で技術支援のためのダニエル・ファイトとペドロゴーバイアに感謝します。また、撮影処理中にサポートのためにトムRetzkeに感謝します。この研究は、マックス・プランク研究所によってサポートされていました。

Flywalkの建設と技術的な詳細は、別の場所で26（MKから得ることができ、これはセットアップ、さらに情報を確立するすべての問題の場合）に記載されています。ここでは、信頼性の高い結果を得るのに役立ちますパラダイムの取り扱いに関する詳細な手順に焦点を当てています。 1.フライ取り扱い<ol><li> 12時間の明：23〜25°Cおよび相対湿度70％の暗所政権リアは12時間の下に食品媒体27上の中密度培養に低に飛びます。このため、許可20-30新興大人は大人のハエを破棄し、出現する子孫のを待ち、その後、1週間に大きな食品バイアルに再現する飛びます。 </li><li> 30-40新たに出現し（年齢&lt;24時間）大人のハエを収集し、3〜5日間の食品媒体 27 を含む新しいバイアルにそれらを熟成。 </li><li>行動実験の開始前に二十四時間：すべての30-40以前に収集された3-5日齢の転送は（2.2参照）は、新しいVIに飛びますアルは、湿ったゴム発泡体プラグや吸引器を使用して、湿ったティッシュペーパーを含みます。 注：CO 2を使用してハエを麻酔しないでください。 </li></ol> Flywalkセットアップの調製<ol><li>加湿器として250ミリリットルのボトルを使用してください。 100mlの蒸留水で加湿器を埋めます。 </li><li>臭気バイアルを準備します。 <ol><li>純粋な臭い酢酸エチル、酪酸エチル、酢酸イソペンチル、溶媒鉱油中の2,3-ブタンジオン500μlの10 -3希釈液を調製します。 </li><li>臭気バイアルごとに2つのボールチェックバルブを取り付けます。バルブは唯一の単方向の気流を可能にそのチェックに注意してください。したがって、空気は一方の側にバイアルを入力して、反対側にそれを残すことができるように、チェックバルブを接続します。 </li><li> 200μlのPCR反応チューブの蓋を外します。別々の反応管に、すべての臭気希釈液100μlをピペットで、別の匂いバイアルにチューブを配置します。また、溶媒のみのミネラルOIを含むもの臭気バイアルを準備リットル。 </li><li>しっかりとステンレス鋼の栓とゴムガスケットを使用して閉じることによって臭気バイアルを密封します。 </li><li>臭気送達システム5臭気バイアル（鉱油を含む4を含む臭気1）を接続します。右流れ方向にそれらを接続することを確認します。誤った接続は、計画された実験を損なうだけでなく、それはまた、配信システムを汚染する可能性があります。 </li></ol></li><li>刺激装置の混合室の出口を封止することによって漏れがないか確認してください。刺激装置の前にすべての空気流は、今徐々にゼロに低下していることを、確認してください。ない場合は、ここでシステムを出る空気のシューという音で確認することができる漏れをチェック。 </li><li>慎重に対応するアダプタを使用して、両側の吸引器と近いガラス管を使用して15個々のガラス管に15個々のハエを転送します。 注：システムは、気密成功の実験のために密封されなければならないので、アダプタがしっかりとガラス管に合うことを確認してくださいガラス管は、このステップの間に壊れる可能性があることに注意してください。保護手袋やゴーグルを身に着けていることによって怪我をしないように注意してください。 </li><li> Flywalkセットアップにガラス管を接続し、ここにから、ハエは新しい環境に慣れることができるように、実験を開始する前に、少なくとも15分間待ちます。 </li><li>ガラス管を取り付けた後：16気流場合ガラス管がシステムに入る空気の流れまで追加した後に、コンピュータ1に後段のデジタル流量計の読み出しを確認してください。湿度が60％から80％の間である場合にも、コンピュータ1上でご確認ください。 </li><li>ハエに提示匂い刺激の順序やタイミングを制御するデザイン刺激プロトコル。 例えば記載されたデータは、本4臭いと制御（鉱物油）は、単独で、すべての可能な三元と40倍ごとに、同時に悪臭の四混合物を得るために。 90秒の刺激間隔で500ミリ秒のパルス持続時間を設定し、刺激シーケンスをランダム化。 </li><li>李に切り替えGHTソース（LEDクラスター;λ= 630）。ガラス管内部の温度を増加させることなく、効率的なトラッキングのために十分な光を提供することを確認します。 </li><li>すべての15のガラス管が含まれるように監視すると、チューブの端部の約5mmを除く領域を横切ってフレームをドラッグすることにより、追跡システムの関心領域を設定します。 </li><li>実験を通して識別可能な個々のハエを維持するために、対応するスクリプトでのY-位置を変更することにより、追跡システム内の個々の管の間の14の平行分離線を設定します。唯一のフライが二行の任意のセットとの間で追跡されますので、そのような2つの区切り線の間に1つのガラス管が常に存在するような方法でそれらを配置することを確認します。 </li><li>ハエを確実にガラス管全体に追跡されるようにカメラパラメータを設定してください。ハエは、関心領域のエッジで失われた場合、トラッキングSの輝度又はゲインを増やしますoftware。追跡システムの機械的振動を避けてください。製造業者のプロトコルに従って、市販のソフトウェアを使用して追跡します。 </li><li>刺激プロトコルを開始することによって、実験を開始します。録音は20 FPS（秒あたりのフレーム数）でのXY座標をflies&#39;、テキストフ​​ァイル内の臭気バルブの状態との組み合わせでログインします。 </li></ol> 3.データ分析注：これらの手順は、分析は、それにもかかわらず、段階的に提示される意味のある結果を得るために重要であるため、データ分析の次のステップは、Rにプログラムされたカスタム書かれたルーチンを使用して自動化されています。分析用の生データは1匂い刺激サイクルのための共通の時間軸上のCMで臭いバルブの状態、パルス数の実験では、15フライのx位置に同期された情報を含む.csvファイル・ファイルです。データ分析のためのカスタムコードは、要求に応じて提供することができます。 <ol><li>オープンの.csvファイル、CHAによって示されるバルブ開度の時点を見つけますバルブの状態を表す列でNGE。 </li><li>フォームの臭気位置の線形関数を計算します F（t）は、のS * tを= I + tは刺激サイクルの時間である、sは風速（ここでは20センチメートル/秒）と私は臭いが位置0（バルブ開度プラス遅延）でチューブに入った時点を用いて計算することができる切片です。 </li><li>これは臭い時点を見つけ、すべてのが飛ぶと0（注）この時点を設定するためのx位置が交差フライ：フライ位置が各individual&#39;sに整列している。この方法は、臭気を発生します。 </li><li>関心領域の非常に縁に座ってハエを除外します。 </li><li>すべての刺激サイクルのための時間間隔（100ミリ秒）を繰り返し手順によってx軸に沿った変位を分割することによって、X位置の速度を算出します。 </li><li> 図2Eに示すように、すべてのハエや臭いのために、与えられた臭気のものの平均時間経過から平均速度が時間経過を計算し、速度、時間のコースを取得するには。 </li><li> 図3Cに示すように、ネットの変位を得るためには、すべてのイベント追跡用の臭気パルス、その後フライや臭いあたりの平均純変位後4秒以内のネット変位を計算します。 </li></ol> 4.クリーニング手順<ol><li>きれいなガラス管<ol><li>ガラス管からハエやアダプターを取り外し、洗剤でガラス管を浸します。 </li><li>実行中の蒸留水の下でガラス管を洗浄し、加圧された空気を使用してそれらを乾燥させてください。 </li><li> 8時間200℃で加熱ガラス管。 </li></ol></li><li>クリーン臭気配信システム<ol><li>中央の混合室からすべての臭気バイアルとチューブを外します。 </li><li>混合室からチューブアダプタを削除します。 </li><li>実験室の洗浄溶液および溶媒（ 例えば、エタノール 、アセトン）でそれを洗浄することによって清浄な混合室。実験室のフードの下で次の手順を実行します。 </li><li>乾式混合室に加圧空気を使用し、8時間200℃でこれを加熱します。 </li></ol></li><li>クリーン臭いバイアルとバルブを確認してください<ol><li>スチールプラグ（廃棄ゴムパッキン）を取り外し、臭気バイアルからバルブをチェックして、実験用洗浄液にすべてのコンポーネントを浸します。 </li><li>超音波浴中で超音波処理コンポーネントおよび蒸留水でそれらを洗い流してください。 </li><li>エタノール及びアセトンでチェックバルブを除くすべてのコンポーネントを清掃してください。実験室のフードの下で次の手順を実行します。 </li><li>乾燥成分は、加圧空気を使用し、8時間200℃でこれを加熱します。 </li><li>注射器を用いて、エタノール、アセトンでそれらをフラッシュすることにより、内部のクリーンチェックバルブ（流れの方向を検討します）。実験用ゴーグルを身に着けている実験室のフードの下で次の手順を実行します。アセトンは、加圧された空気でそれらをフラッシュすることによって、直ちにゴム部品、ドライチェックバルブを攻撃するので。 </li><li>数日間の逆止弁を介して空気をパルスすることによって、残留悪臭を除去します。この洗浄工程のために60℃のインキュベーターと政権オフ/ 1秒の空気に1秒の空気を使用してください。 </li></ol&gt; </li></ol>

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著者は、彼らが競合する金融利害関係を有していないことを宣言します。

Flywalkシステムを一度セットアップし、実行している、一見かなり洗練されたに見えますが、それは使いやすく、非常に堅牢な結果を生成します。バイオアッセイで得られた結果の一貫性を強調するためには、ここに示した代表的な結果は、ほぼ2年新しいトラッキングソフトウェアおよび光源を使用して変更する設定で、以前の研究29に示した結果のいくつかの後に得られたといえま...

任意のneuroethological研究の包括的な目標は、単一ニューロンまたは神経回路の活動状態や生物の行動との因果関係を確立することです。この目標神経活動と行動を達成するために、同一の刺激条件の下で監視されるべきであり、これらの刺激条件は、理想的に精査下神経系はの意味を理解するために進化したものと同様である必要があります。それは行動のバイオアッセイに来るとき特に、これらの要件は、歴史的に非常に嗅覚神経動物行動学ショウジョウバエショウジョウバエに厳しいことが証明されています。 ソースから解放されると、臭気プルームは急速に空気の動きが臭い分布1の主な決定要因であることに起因する乱流拡散に細いフィラメントに別れます。その結果、臭気源に向かって移動する昆虫は、きれいな空気の可変間隔で散在臭気パッケージと断続的な刺激を経験します。両ウォーキングや昆虫飛行- ショウジョウバエ含めて- 5 -臭2の不在下で横風を動かす主にプルームの遭遇時に風上押し寄せると、ナビゲーションのために、この断続的な刺激体制を活用することが実証されています。このようなトラップアッセイなどのショウジョウバエ神経動物行動学で使用される11、多くの行動のバイオアッセイ-生理実験における刺激手順のに対し、主に昆虫がきれいな空気または動的刺激系列6の延長期間が散在する悪臭のいずれかの提供する単一のパフによって、その自然環境の中で発生する可能性があり、それらの模倣15 - 、オープンフィールドアリーナまたはT迷路は臭気勾配12に依存しています。定義により匂い勾配が臭気源からの距離に応じて濃度が可変であるため、しかし、特定の動作は、これらのパラダイムを使用して、正確な臭気濃度に起因することはできません。加えて、勾配匂い勾配が批判臭剤の物理化学的特性に依存します。誤った解釈につながる可能性が20、 -揮発性の高い化合物の勾配は、揮発性の低い化合物によって作成されたものよりも浅いとナビゲーション16の唯一の手段として、空間内の濃度差を測定することに依存する生物のために追跡するためにも難しくなります特に選択アッセイにおける嗅覚嗜好の。臭気混合物に向けて行動を調査するとき、それは空間内のすべての点で異なるブレンド成分の比率につながるため、再び生理と行動との間に明確な相関関係を排除するため、この効果も非常に有害です。 酢のハエが果物を発酵に凝集する傾向があるが、それらは食料源と産卵サイトに対する彼らのナビゲーションで孤独です。それにもかかわらず、個々の動物をテストするのではなく、多くの行動パラダイムは、 ショウジョウバエ neuroetholoで使用GYは、ハエのコホートの匂い誘導挙動を調べ、魅力はコントロール刺激臭の上を選ぶハエの割合として採点されます。これらのコホート実験はフライ神経動物行動学の理解に大きく貢献してきたし、それらを使用して行われた観察の多くは、シングルフライ実験で確認することができました。しかし、各other&#39;s決定21に影響を与えることができ、極端な場合には臭気の評価は、人口密度22に応じて回避するために無関心で切り替えることができる飛ぶことが観察されました。さらに、実験のこれらの種類の結果は、多くの場合、神経活動と行動を相関しようとするとことが望ましいであろう、むしろ、それはそれをやっている間にその場で何が行われているか観察するよりも、行動決定のシーケンスの唯一のエンドポイントを提供します。これらのかなり低い解像度のコホート実験は、このようなことができ繋留飛行アリーナやトレッドミルのような高解像度のシングルフライ方法によって対比されます刺激が20,23,24提示された時点での行動反応を直接観察するため。彼らは非常に効率的であり、個人間のと試行間変動するのであっても比較的低いサンプルサイズで堅牢な結果を提供するため、それにもかかわらず、コホート実験は、まだ普及している部分的に起因する長期間にわたって集団の観察に平均化されます。繋留飛行とトレッドミルは、おそらく刺激提示と時間分解能に関するゴールドスタンダードを提供していますが、使用するアリーナは、単一の動物のために設計されており、それは、したがって、時間のかかるサンプルを得るためには、統計分析のために必要なサイズです。他のいくつかのアプローチが最近十分に定義された刺激レジメンと組み合わせた高解像度行動データの効率的な収集を可能にするように開発されてきました。これらは、臭気プルーム5の正確な3次元モデルとの組み合わせで風洞内に複数の酢ハエの教師なし3D追跡を含みます</SUP&gt;、両側25とFlywalkパラダイム26からの空気流が供給される選択肢室内の複数の個々のハエを追跡。 Flywalkでは、15個々のハエは、小さなガラス管に配置されており、継続的に赤色光条件下でのオーバーヘッドカメラで監視しました。臭気は20 cmで/秒の連続的な気流に加え、一定の速度でガラス管を通過しています。気流は、臭気デリバリーシステムに入る前に、蒸留水（加湿）を含む250 mlのボトルを通過させることにより加湿され​​ます。 flies&#39;位置はハエがさらにアップ移動したりすることはできません利息（ROI）の正方形領域臭管の長さの大部分を包含する（ただし、チューブ（各側に約5mmの外縁を除く）内に記録されています風下）臭いプレゼンテーション（ 図1A、B）の頃。フライIDがトラッキングシステムtで一定に保たれますそのY-位置（ すなわち 、そのガラス管の制限）に基づいて実験をhroughout。匂い刺激は、最大8単臭気及び26,29（ 図1B）、そのすべての可能な混合物の提示を可能にする多成分の刺激装置を用いて達成されます。実験の過程は、コンピュータ臭気送達系を調節し、温度と湿度の情報を収集する（コンピュータ1、 図1C）によって制御されます。このコンピュータはまた、継続的に毎秒20フレーム（コンピュータ2）で飛行位置を追跡する別のコンピュータ上のデータロガーを（/ストップ記録を開始）を制御します。位置、臭気バルブの状態（開弁すなわち時点）、臭気ID、匂い刺激サイクルの周囲の温度と湿度をコンピュータ2に臭いにこの方法で情報をログに記録された位置を飛行しているが、これは.csvファイル-ファイルとして同期され、輸出されているフライさらに処理され、カスタム書かれた解析ルーチンを使用して分析することができます。ため、システム全体がコンピュータ制御で、全く人間の介入は、実験セッション中に行う必要はありません。

<table><tbody><tr><td>Flywalk setup</td><td>Custom</td><td></td><td>details available upon request</td></tr><tr><td>stimulus device</td><td>Custom</td><td></td><td>details available upon request</td></tr><tr><td>LED cluster</td><td>Custom</td><td></td><td>details available upon request</td></tr><tr><td>HD Pro Webcam C920</td><td>Logitech, Lausanne, Switzerland</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2 Computers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flywalk Reloaded v1.0 software</td><td>Electricidade Em P&amp;oacute; (electricidadeempo.net)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Labview 11.0 software</td><td>National Instruments, Austin, TX</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standard fly food</td><td>Custom</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standard fly vials</td><td>Greiner bio-one GmbH, Frickenhausen, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standard fly vials</td><td>Greiner bio-one GmbH, Frickenhausen, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>aspirator</td><td>Custom</td><td></td><td></td></tr><tr><td>mineral oil</td><td>Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>odors</td><td>Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>200 &amp;micro;l PCR reaction tubes</td><td>Biozym Scientific GmbH, Oldendorf, Germany</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

high-resolution quantification of odor-guided behavior in drosophila melanogaster using the flywalk paradigm

それらの天然の環境では、このような酢ショウジョウバエを飛ぶ昆虫としては、化学的に異なる臭気物質の膨大な量にさらされています。さらに問題を複雑にし、昆虫の神経系で検出された臭いは、通常、その組成及び濃度比異なり、単一の化合物が、混合物ではありません。これは、神経系によって評価する必要が異なる嗅覚刺激のほとんど無限量につながります。 匂い刺激の態様はハエによりその評価を決定するかを理解するためには、効率的に多くの臭気物質や臭気混合物に向かって臭気誘導挙動を検討することが望ましいです。直接神経活動への行動を相関させるために、動作は、同等の時間枠内や神経生理学実験のように、同一の刺激条件の下で定量化する必要があります。しかし、 ショウジョウバエの神経動物行動学における多くの現在使用されている嗅覚バイオアッセイはステーキむしろあります効率に向かってまたは解決に向けどちらかlized。 Flywalk、自動化された臭気の配信と追跡システムは、効率性と解像度間のギャップを埋めます。これは、臭気パケットが自由に歩いてフライを刺激し、animal&#39;sに動的な挙動反応を決定するために、正確にいつの決意を可能にします。

ハエは、一定の速度でガラス管を介して臭気パルス及び臭気パルスが伝わる間にそれらのガラスチューブ内で自由に配布することが許可されているので、ハエは、刺激の時点でそれらのx位置に応じて異なる時間に臭気が発生します。その結果、酢酸エチルの魅力10 -3希釈の500ミリ秒パルスによって誘発される風上軌道の発症は、に近い座ってハエに比べて、そのガラス管の風下終わ?...

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

自動追跡システムFlywalkは、 キイロショウジョウバエにおける臭気誘導挙動の高解像度の定量化のために使用されます。

臭気誘導挙動の高分解能定量<em&gt;キイロショウジョウバエ</em&gt;使用<em&gt; Flywalk</em&gt;パラダイム

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

high-resolution-quantification-odor-guided-behavior-drosophila

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

9.3K ビュー.  Max Planck Institute for Chemical Ecology. 自動追跡システムFlywalkは、 キイロショウジョウバエにおける臭気誘導挙動の高解像度の定量化のために使用されます。 

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

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

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

ショウジョウバエの幼虫の匂い駆動型の動作の高分解能測定

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

生物学

Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory bulb1-5. Olfactory information in the external world is transmitted to the antennal lobe by olfactory sensory neurons (OSNs), which segregate to distinct regions of neuropil called glomeruli according to the specific olfactory receptor they express. Here, OSN axons synapse with both local interneurons (LNs), whose processes can innervate many different glomeruli, and projection neurons (PNs), which convey olfactory information to higher olfactory brain regions.
Optical imaging of the activity of OSNs, LNs and PNs in the antennal lobe - traditionally using synthetic calcium indicators (e.g. calcium green, FURA-2) or voltage-sensitive dyes (e.g. RH414) - has long been an important technique to understand how olfactory stimuli are represented as spatial and temporal patterns of glomerular activity in many species of insects6-10. Development of genetically-encoded neural activity reporters, such as the fluorescent calcium indicators G-CaMP11,12 and Cameleon13, the bioluminescent calcium indicator GFP-aequorin14,15, or a reporter of synaptic transmission, synapto-pHluorin16 has made the olfactory system of the fruitfly, Drosophila melanogaster, particularly accessible to neurophysiological imaging, complementing its comprehensively-described molecular, electrophysiological and neuroanatomical properties2,4,17. These reporters can be selectively expressed via binary transcriptional control systems (e.g. GAL4/UAS18, LexA/LexAop19,20, Q system21) in defined populations of neurons within the olfactory circuitry to dissect with high spatial and temporal resolution how odor-evoked neural activity is represented, modulated and transformed22-24.
Here we describe the preparation and analysis methods to measure odor-evoked responses in the Drosophila antennal lobe using G-CaMP25-27. The animal preparation is minimally invasive and can be adapted to imaging using wide-field fluorescence, confocal and two-photon microscopes.

Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

We describe an established technique to measure and analyze odor-evoked calcium responses in the antennal lobe of living Drosophila melanogaster.

の臭気誘発応答のカルシウムイメージングショウジョウバエ触角葉

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory ...

神経科学

High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila Melanogaster

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field. Studying locomotor behavior in Drosophila melanogaster relies on the ability to be able to quantify changes in motion during or in response to a given task. For this reason, a high-resolution video tracking system, such as the one we describe in this paper, is a valuable tool for measuring locomotion in real-time. Our protocol involves the use of an initial air pulse to break the flies momentum, followed by a thirty second filming period in a square chamber. A tracking program is then used to calculate the instantaneous speed of each fly within the chamber in 10 msec increments. Analysis software then compiles this data, and outputs a variety of parameters such as average speed, max speed, time spent in motion, acceleration, etc. This protocol will discuss proper feeding and management of flies for behavioral tasks, handling flies without anesthetization or immobilization, setting up a controlled environment, and running the assay from start to finish.

The study of complex locomotor behavior in Drosophila melanogaster is dependent upon the ability to quantify changes in a given fly's movement. This article demonstrates how to do this using a high-resolution tracking system.

アダルトキイロショウジョウバエのロコモーションの高解像度のビデオトラッキング

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field.  Studying ...

Visually Mediated Odor Tracking During Flight in Drosophila

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

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

ショウジョウバエのフライトの間に視覚的に仲介臭気の追跡

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

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

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

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

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

での採餌行動のためのシングル·フライアッセイ<em&gt;ショウジョウバエ</em

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

Testing Drosophila Olfaction with a Y-maze Assay

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

Testing Drosophila Olfaction with a Y-maze Assay

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

検査<em&gt;ショウジョウバエ</emY字迷路アッセイで&gt;嗅覚

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

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such behavior is spontaneous locomotor activity. Here we describe our protocol that utilizes Drosophila population monitors and a tracking system that allows continuous monitoring of the spontaneous locomotor activity of flies for several days at a time. This method is simple, reliable, and objective and can be used to examine the effects of aging, sex, changes in caloric content of food, addition of drugs, or genetic manipulations that mimic human diseases.

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster are useful in studying genetic or environmental manipulations that affect behaviors such as spontaneous locomotor activity.&#160; Here we describe a protocol that utilizes monitors with infrared beams and data analysis software to quantify spontaneous locomotor activity.&#160;

における自発運動量の測定<em&gt;キイロショウジョウバエ</em

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such ...

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

A key challenge in neurobiology is to understand how neural circuits function to guide appropriate animal behaviors. Drosophila melanogaster is an excellent model system for such investigations due to its complex behaviors, powerful genetic techniques, and compact nervous system. Laboratory behavioral assays have long been used with Drosophila to simulate properties of the natural environment and study the neural mechanisms underlying the corresponding behaviors (e.g. phototaxis, chemotaxis, sensory learning and memory)1-3. With the recent availability of large collections of transgenic Drosophila lines that label specific neural subsets, behavioral assays have taken on a prominent role to link neurons with behaviors4-11. Versatile and reproducible paradigms, together with the underlying computational routines for data analysis, are indispensable for rapid tests of candidate fly lines with various genotypes. Particularly useful are setups that are flexible in the number of animals tested, duration of experiments and nature of presented stimuli. The assay of choice should also generate reproducible data that is easy to acquire and analyze. Here, we present a detailed description of a system and protocol for assaying behavioral responses of Drosophila flies in a large four-field arena. The setup is used here to assay responses of flies to a single olfactory stimulus; however, the same setup may be modified to test multiple olfactory, visual or optogenetic stimuli, or a combination of these. The olfactometer setup records the activity of fly populations responding to odors, and computational analytical methods are applied to quantify fly behaviors. The collected data are analyzed to get a quick read-out of an experimental run, which is essential for efficient data collection and the optimization of experimental conditions.

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

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

のコンピュータ追跡することによってアッセイ嗅覚行動<em&gt;ショウジョウバエ</em&gt; 4象限オルファクトメーターで

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

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.

嗅覚ニューロンの光刺激に対する応答のショウジョウバエ幼虫の行動を追跡

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

Tracking Freely Walking Flies: A Method to Assess Locomotion in Drosophila

Source: Sun, M. and Chen, L. L. <a href="https://www.jove.com/video/55602/" target="_blank">A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila</a>. J. Vis. Exp. (2017).
This video describes how to track freely walking flies to assess their general locomotion ability. The featured protocol demonstrates the assay&#39;s setup and data analysis using video tracking software.

自由に歩くハエの追跡:ショウジョウバエの移動を評価する方法

Source: Sun, M. and Chen, L. L. A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila. J. Vis. Exp. (2017).
This video describes how to ...

臭気誘導挙動の高分解能定量

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ショウジョウバエの幼虫の匂い駆動型の動作の高分解能測定

の臭気誘発応答のカルシウムイメージングショウジョウバエ触角葉

アダルトキイロショウジョウバエのロコモーションの高解像度のビデオトラッキング

ショウジョウバエのフライトの間に視覚的に仲介臭気の追跡

での採餌行動のためのシングル·フライアッセイ

検査

における自発運動量の測定

のコンピュータ追跡することによってアッセイ嗅覚行動

嗅覚ニューロンの光刺激に対する応答のショウジョウバエ幼虫の行動を追跡

自由に歩くハエの追跡:ショウジョウバエの移動を評価する方法