Yazarlar T-labirent ve davranış oda Dr Charles Luetje teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma, Amerikan Kalp Derneği (YA), Nörolojik Bozukluğu Ulusal Enstitüsü ve Stroke Hibe R01NS64269 (RGZ) ve Pew Charitable Trust (RGZ) tarafından desteklenmektedir.

1. Giriş Bu video, Drosophila kullanarak ölçüm hareketlilik ve nörodejeneratif hastalıkların tehlikeye öğrenme ve hafıza fonksiyonları göstermek için iki davranış testleri gösterecektir. Öncelikle, lokomotor davranışları olumsuz geotaxis tahlil kullanarak nasıl ölçülebilir gösterecektir. İkincisi, biz olumlu-phototactic sinekleri caydırıcı bir acı tadı ile ışık ilişkilendirmek için eğitilmiş ve daha sonra bellek fonksiyonları değerlendirmek için 6 saat sonra test kullanarak öğrenme ve hafıza yetenekleri değerlendirir. Son olarak, bu davranış testlerinin sonuçları ve sınırlamalar ele alınacaktır. 2. Ekipman ve Reaktifler <ol><li> Çalışmak Fly <ul><li> Stereo kapsamı (Zeiss) </li><li> Sinekler itmek için küçük boya fırçaları </li><li> Drosophila karbondioksit (CO 2) anestezi cihazları (Geneseesci, Inc.) </li></ul></li><li> Negatif Geotaxis Testi <ul><li> 28.5 x 95 mm Polistren Flakon (Capitol şişe, Inc.) </li><li> Mini Alarm Timer / Kronometre (VWR Uluslararası) </li><li> Sharpie kalem </li><li> Yapıştırıcı Bant </li></ul></li><li> Caydırıcı Phototaxis Bastırılması Testi <ul><li> Kinin hidroklorür (Sigma Aldrich; CAS numarası: 6119-47-7) </li><li> Distile Su </li><li> Ağırlık olarak hassas seyreltme için dijital ölçme skalası </li><li> Hızlı kes Konnektörler, Yüksek Yoğunluklu Polietilen (Nalgene VWR Katalog No 62.868-021) </li><li> Hızlı kes Connector adaptör ile ışık kaynağı için uygun kapalı sonundan itibaren 2 mL işaretine kesilmiş 15 ml Santrifüj Tüpü (VWR International), </li><li> Tek kanallı odasına astar filtre kağıdı üzerine kinin çözüm yüklemek için 200 mcL pipetter </li><li> T-Labirent (Basit Davranış Sistemleri; Şekil 1) </li><li> Alüminyum Folyo </li><li> Işık Kaynağı (Zeiss) </li><li> Kırmızı ışık olan bir lamba. </li><li> Filtre Kağıdı </li><li> Mini Alarm Timer / Kronometre (VWR Uluslararası) </li></ul></li></ol> 3. Sinekler hazırlanması <ul><li> Sinekler, 25 standart mısır unu-agar-pekmez-maya ortamda tutulur ° C, 12 saat ışık / karanlık döngüsü. </li><li> Virgin sinekler eclosion gün karbondioksit anestezi altında izole edilmiştir. Yaşlanma çalışmalar için, sinekler vialde yirmi gruplar halinde tutulur ve her 3 günde bir, taze bir flakon transfer. Genetik kökenden kaynaklanan farkları en aza indirmek için, yaşlanma çalışmaları için aynı ebeveyn çapraz kardeş sinekler kullanmak önemlidir. </li><li> Her ikisi için deneyleri, sinekler vialde on sinekler gruplar halinde cinsiyetli ve korunur. Cinsiyet farkı davranışı üzerinde önemli ve veri 6 yorumlamak ve üremek için zor olabilir bir çalışmada, dişi ve erkek sineklerin karıştırmak için tavsiye edilir. </li><li> Negatif geotaxis testi için, sinekler vialde on gruba sıralanır ve anestezi sonrası bir saatlik test. Bu lokomotor faaliyetleri üzerinde etkisi olabilecek bir sinek anestezi tamamen kurtarmak için çok önemlidir. </li><li> APS testi için, her grubun sinekler tahlil yapılmadan önce, altı saat boyunca filtre kağıdı nemlendirilmiş bir, boş polistiren şişe su ile yerleştirilir. Bu sinekler tahlil önce açlıktan ve caydırıcı bir tat daha duyarlı olacağını garanti eder. Tahlil yapılır hemen önce, on bir grup her sinek sonra kaçmayı önlemek için, gevşek kapatılmış boş bir 15 mL santrifüj tüpüne yerleştirilir. </li></ul> 4. Negatif Geotaxis Testi <ul><li> Geotaxis genellikle aynı genotip veya tedavi (100-200 sinekler her genotip / tedavi için toplam) 7 on kişiden on ila yirmi gruplar için ölçülür. Her grup ayrı bir flakon CO 2 anestezi aparatı ve yerde on kadın ya da erkek sineklerin göre gruplar. Anestezi kurtarmak için sinekler için en az bir saat izin verin. </li><li> Her grup için iki boş polistiren şişeleri dikey olarak birbirine bakacak şekilde bant katıldı bu tür tırmanma aparatı, hazırlayın. Şişeleri açıklıklar mükemmel bile tırmanma sinekler için bir yüzey sağlamak için birbirleri ile uyumlu olduğunu emin olmak için çok önemlidir. </li><li> Alt flakon için, 8 cm alt yüzeyi üzerinde dikey bir mesafe ölçmek ve her flakon flakon tüm çevresinde bir daire çizerek işaretlemek. </li><li> On sineklerin bir grup dikkatli bir şekilde herhangi bir sinek kaçmasını engelleyen düşük şişenin içine aktarın. Hemen alt flakon güvenli iletişime açıklıklar yakın üst şişe ve bant ile kaplayın. Sineklerin tahlil yapmadan önce 1 dakika için yeni bir ortam için iklime alıştırmak için izin verin. </li><li> Yavaşça flakonun alt sinekler dokunun ve musluk 10 saniye sonra 8 cm işareti üzerine tırmanmaya sineklerin sayısı ölçmek. </li><li> Her deneme arasında 1 dakikalık dinlenme süresi için izin veren bu testte, aynı grup on kez tekrarlayın. </li><li> Olarak 8 cm aştı grup başına sineklerin numarasını kaydedin.toplam sinekler yüzdesi. </li></ul> 5. Caydırıcı Phototaxis Bastırılması Testi (APS Testi) Le Bourg ve Buecher (2002) 4 adapte caydırıcı stimuli (Bu durumda, kinin acı bir tat) ışık ilişkilendirmek için onları eğitmek için, bu testte pozitif phototactic davranış sinekler patlatır. Bir eğitim / Klima aşamasından sonra, vahşi tip sinekleri caydırıcı bir tat ile ışıklandırılmış alan doçent ve bunu önlemek mümkün olacaktır. Sinekler tehlikeye öğrenme kapasiteleri ile bu dernek yapmak için başarısız olacak. Ayrıca, APS testi de kısa süreli hafıza fonksiyonu ölçmek için kullanılan öğrenilen görev hatırlayarak kendi yeteneğini test etmek için aynı test sonrası 6 saat klima zaten eğitimli sinekler tabi 5 uçar. <ol><li> Kinin Çözüm hazırlanması <ul><li> 0.1M stok solüsyonu (50ml distile su 1.98g) yapmak için kinin hidroklorür distile su ile çözülür. Stok solüsyonu küçük alikotları -20 ° C&#39;de bir yıl kadar muhafaza edilebilir </li><li> Stok solüsyonu distile su ile seyreltilmesi ile 1 mcM bir çalışma çözeltisi hazırlayın. </li></ul></li><li> T-Labirent hazırlanması <ul><li> T-labirent tuzak kapı ve iki bağımsız odaları, bir &quot;karanlık&quot; odasına ve bir &quot;ışıklı&quot; odası (Şekil 1) ile orta sütun oluşur. </li><li> Odası hazırlık: iki 15 mL plastik santrifüj tüplerine almak ve alttan 2 mL işaretine kesilmiş bir kılavuz ile sona kapalı gördüm. Her iki ucunda konnektör adaptörleri Fit ve parafilm ile bağlantı mühür. Tüp sonunda adaptör Gooseneck ışık kaynağı için giriş yuvası olarak hizmet vermektedir. Işık kaynağı ile bir tüp bağlayın ve bu tüp &quot;ışıklı&quot; odasına olacaktır. &quot;Karanlık&quot; odası olarak hizmet etmek için diğer tüp, alüminyum folyo ile sarın. </li><li> Distile su veya hafif odasında kağıt ve filtre kinin çözüm ya 180uL ekleyin. </li><li> Tuzak kapı ile orta kapalı (Şekil 1), orta sütun her iki tarafta ışıklı ve karanlık odaları vidalama T-labirent birleştirin. </li><li> Işıklı odasına ışık kaynağı yerleştirin. </li></ul></li><li> Eğitim caydırıcı stimuli phototaxis bastırmak için uçar <ul><li> Sökün T-labirent karanlık odası ve bu odanın içine bir sinek transferi ve hemen geri labirent karanlık tüp vidalı. </li><li> Oda ışıkları kapatın ve kırmızı lamba açmak. </li><li> 30 saniye boyunca karanlık odasında sinek iklime alıştırmak ve yavaş yavaş ışıklı odasının aydınlatan ışık kaynağı açmak için izin verin. Yavaş yavaş iki odadan ayıran tuzak kapı açın. </li><li> Anında 10 saniye içinde ışıklı odasına doğru yürür, olumlu phototactic olarak kabul edilir ve tahlil için eğitimli olmaya hazır. Phototaxis başarısızlık görsel sistem sorunları gösterir ve testte negatif phototaxis hariç gerekir ile uçar. </li><li> Caydırıcı Phototaxis Bastırılması (APS) eğitimi için, karanlık odaya geri olumlu phototaxis gösterdi sinek dokunun tuzak kapağını kapatın ve ışığı kapatın. Acclimatizing 30 saniye bekleyin. Bu süre zarfında ışıklı odasına kinin çözümü ile filtre kağıdı koydu. Yavaş yavaş tuzak kapı açmak ve ışığı açın. Kinin kaplı ışıklı odasının içine sinek yürüyüş izin verin. Bir dakika sonra, karanlık odaya geri sinek dokunun ve bu 9 kez daha tekrarlayın. (Tipik olarak, vahşi tip 3 ila 5 eğitim denemeden sonra ışıklı odasının önlemek uçar.) </li><li> Eğitim hemen sonra, beş test eden çalışmalar yapılacaktır. Her test çalışmasında, ışık ışıklı odasına yürümeye eğitimli sinek açıldığında 10 saniye sonra izin verir. Işıklı flakon yürüyerek yapılmaması &quot;güçlendirme yoluyla öğrenilen görev&quot; eşdeğer &quot;Pass&quot; olarak kaydedilecektir. Pass oranı beş çalışmalarda üzerinde kaydedilir ve Şekil 2 PC0 (0 saat yazılan klima) olarak aşağıda gösterilmiştir. </li></ul></li><li> Sinekler Kısa Süreli Bellek Fonksiyonu değerlendirilmesi <ul><li> Eğitim ve ilk PC0 kayıtları sonra, her sinek orijinal gıda şişenin içine geri yerleştirilir ve altı saat boyunca bir kenara tuttu. </li><li> Altı saat eğitim, konu her anında, önce olduğu gibi aynı şekilde yine 5 çalışmalarda, ve kaç kez sinek (başarısız) ışıklı flakon önler (geçer) veya gider kaydı. Bu başarı oranı, kısa süreli hafıza bir göstergesi PC6 (6 saat klima), olarak kaydedilir. </li></ul></li></ol> 6. Veri Yorumlama ve İstatistiksel Analiz <ol><li> Negatif Geotaxis Testi <ul><li> Bu testte elde edilen ham veriler, her grupta 10 saniye içinde 8 cm işareti geçiş sinek sayısını temsil eder. Yüzdesi bu dönüştürme ve 10 seans üzerinden her grup için ortalama başarı oranı hesaplamak. </li><li> Veriler, ortalama standart hata (SEM) ile grup başına ortalama bir başarı oranı (genotip, tedavi vb.) Olarak grafiksel olarak temsil edilmektedir. </li><li> Gruplar arasındaki farklarsonra istatistiksel olarak anlamlı veya Öğrenci T-testi ve ANOVA kullanarak tespit edilebilir. </li></ul></li><li> Caydırıcı Phototaxis Bastırılması Testi <ul><li> Bu testte elde edilen ham veriler, beş ardışık çalışmalarda her anında ışıklı odasının önler sayısını olarak temsil edilmektedir. Başarı oranı, toplam çalışmalarda üzerinde başarılı kaçınma çalışmaların yüzdesi olarak hesaplanır. 15 sineklerin grup başına en az bu şekilde ortalama başarı oranı hesaplayınız. </li><li> Ortalama başarı oranı PC6 (6 saat klima, &quot;bellek&quot; göstergesi) ilgili SEM ile Veri grafiksel ortalama başarı oranı PC0 (&quot;öğrenme&quot; göstergesi Klima hemen sonra) olarak temsil edilmektedir. </li><li> Öğrenme ve hafıza endeksleri, vahşi tip ve &quot;genetik olarak manipüle-iyi huylu&quot; grubu (GFP eksprese uçar gibi) uygun hem gruplar arasında karşılaştırıldı. </li></ul></li></ol> 7. Temsilcisi Sonuçlar Bu video deneyde, merkezi sinir sistemi sinek eksprese insan Tau öğrenme ve hafıza ve motor açıkları değerlendiren ve bu sinekler eksprese GFP performanslarını karşılaştıran. Drosophila insan Tau Nöronal aşırı ekspresyonu, 8 beyin ciddi vakuolizasyon neden ve öğrenme ve hafıza fonksiyonları 9 önemli eksiklikler yol gösterilmiştir . Şekil 2A gösterildiği gibi, 10 gün yaşlı kadın ya da erkek, uçar eksprese insan Tau yaş olarak eşleştirilmiş GFP eksprese kıyasla önemli lokomotor açıkları uçar. Buna ek olarak, bu sinekler PC0 başarı oranı kontrol grubuna göre gösterildiği gibi, acı tadı ile ışık ilişkilendirmek için başarısız gibi bir düşüş PC6 başarı oranı (Şekil 2B) tarafından gösterildiği gibi bu ilişkiyi hatırlamak için başarısız. Bu deney, daha fazla insan nörodejeneratif koşulları eğitim ve insanlar ve memelilerde görülen bazı davranışsal fenotipleri yansıtan Drosophila modelleri için kullanılabilir doğrular . <img src="/files/ftp_upload/2504/2504fig1.jpg" alt="Şekil 1" /> Şekil 1. Caydırıcı Phototaxis Bastırılması Testi T-Labirent Kurulum A. Sol (folyo ile kaplanmış) ve &quot;karanlık&quot; boru filtre kağıdı ile kaplı bir tuzak kapı ile ayrılmış &quot;ışıklı&quot; şahin tüp, bağlı ışık kaynağı ile APSA deney için genel bir deney düzeneği. B. eğitim ve test aşamasında, sinek karanlık bir odasında ışık ışıklı odasında açıldıktan sonra tuzak kapı açıldı. <img src="/files/ftp_upload/2504/2504fig2.jpg" alt="Şekil 2" /> Şekil 2. Temsilcisi kullanarak negatif geotaxis ve APS deney sonuçları, bir pan-nöronal sürücüsü ile eksprese GFP veya Tau uçar . Negatif geotaxis tahlil, 10-günlük yaşında erkek (mavi sütun) veya kadın (kırmızı sütun) eksprese GFP Tau-eksprese uçar daha yüksek tırmanma faaliyet gösterdi uçar. B. 20-günlük yaşında kadın eksprese GFP (PC6) işlevleri Tau eksprese uçar daha iyi öğrenme (PC0) ve bellek gösterdi uçar.

<ol>
	<li>Bonini, N. M., Fortini, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+neurodegenerative+disease+modeling+using+Drosophila.">Human neurodegenerative disease modeling using Drosophila.</a> Annual Review of Neuroscience. 26, 627-656 (2003).</li><li>Lloyd, T. E. &. a. m. p. ;. a. m. p., Taylor, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flightless+flies:+Drosophila+models+of+neuromuscular+disease.">Flightless flies: Drosophila models of neuromuscular disease.</a> Ann N Y Acad Sci. 1184, e1-e20 (2010).</li><li>Benzer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+mutants+of+Drosophila+isolated+by+countercurrent+distribution.">Behavioral mutants of Drosophila isolated by countercurrent distribution.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 58, 1112-1119 (1967).</li><li>Le Bourg, E., Buecher, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learned+suppression+of+photopositive+tendencies+in+Drosophila+melanogaster.">Learned suppression of photopositive tendencies in Drosophila melanogaster.</a> Animal Learning &#38; Behavior. 30, 330-341 (2002).</li><li>Seugnet, L., Suzuki, Y., Stidd, R., Shaw, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aversive+phototaxic+suppression:+evaluation+of+a+short-term+memory+assay+in+Drosophila+melanogaster.">Aversive phototaxic suppression: evaluation of a short-term memory assay in Drosophila melanogaster.</a> Genes Brain Behav. 8, 377-389 (2009).</li><li>Nilsen, S. P., Chan, Y. -. B., Huber, R., Kravitz, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gender-selective+patterns+of+aggressive+behavior+in+Drosophila+melanogaster.">Gender-selective patterns of aggressive behavior in Drosophila melanogaster.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101, 12342-12347 (2004).</li><li>Leal, S. M., Neckameyer, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacological+evidence+for+GABAergic+regulation+of+specific+behaviors+in+Drosophila+melanogaster.">Pharmacological evidence for GABAergic regulation of specific behaviors in Drosophila melanogaster.</a> J Neurobiol. 50, 245-261 (2002).</li><li>Wittmann, C. W., Wszolek, M. F., Shulman, J. M., Salvaterra, P. M., Lewis, J., Hutton, M., Feany, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tauopathy+in+Drosophila:+Neurodegeneration+Without+Neurofibrillary+Tangles.">Tauopathy in Drosophila: Neurodegeneration Without Neurofibrillary Tangles.</a> Science. 293, 711-714 (2001).</li><li>Mershin, A., Pavlopoulos, E., Fitch, O., Braden, B. C., Nanopoulos, D. V., Skoulakis, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+and+memory+deficits+upon+TAU+accumulation+in+Drosophila+mushroom+body+neurons.">Learning and memory deficits upon TAU accumulation in Drosophila mushroom body neurons.</a> Learn Mem. 11, 277-287 (2004).</li><li>Ganetzky, B., Wu, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indirect+Suppression+Involving+Behavioral+Mutants+with+Altered+Nerve+Excitability+in+DROSOPHILA+MELANOGASTER.">Indirect Suppression Involving Behavioral Mutants with Altered Nerve Excitability in DROSOPHILA MELANOGASTER.</a> Genetics. 100, 597-614 (1982).</li><li>Hall, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acetylcholinesterase+mutants+in+Drosophila+and+their+effects+on+the+structure+and+function+of+the+central+nervous+system.">Acetylcholinesterase mutants in Drosophila and their effects on the structure and function of the central nervous system.</a> J Comp Neurol. 189, 741-774 (1980).</li></ol>

Lokomotor veya genetik ya da çevresel manipülasyon kaynaklanan öğrenme ve bellek kapasiteleri değişiklikleri ölçmek için sağlam bir davranış testleri negatif geotaxis ve APS testlerin her ikisi de. Ancak, daha fazla optimizasyon bekliyor bu testlerin bazı dezavantajları vardır. Negatif geotaxis tayininde, belirli genlerdeki mutasyonlar, sinekler ağır motor işlev bozuklukları hale getirebilir. Bu gibi durumlarda, sinekler neredeyse ajitasyon üzerine ağırlık yanıt duvarlara tırmanmaya. Diğer davranış testleri doğrudan hareketini ölçmek daha uygun olabilir. Bu testleri, felç ve nöbet 10 ve hareket koordinasyon kaybı kayıtları optomotor davranış 11 önlemler düzeltilmesi refleks davranışı içerir . APS tayininde, ilk engel rastgele ileriye doğru hareket eden ışıklı odasının girişinde durdurma sinekler olabilir. Büyük sinekler genel olarak daha az aktif olan ve uzun süre durun ve dinlenin eğilimi yaşlanma, çalışılan koşulları biri olup olmadığını bu bir sorun olur. Bu durumda, deneyci hareketi, her zaman etkili değildir teşvik etmek için mekanik uyaranlara sağlamak için vardır. İkincisi, bir iddia edebilir ki olumlu phototaxis kaybı ışıklı odasının sonuçları gitmek hatası. Önceki iş güçlendirmek negatif 4 çıkarıldıktan sonra sinekler ışık yanıt dönüp göstermiştir, bu durum nadiren durumda. Üçüncü olarak, caydırıcı bir stimulus ile temas süresi deneme yargılanma değişebilir. Bu değişim genellikle kinin kaçınarak uçar önlemek için ıslatılmış filtre kağıdı ile iç odasının duvar çevreleyen tarafından azaltılabilir. Buna ek olarak, deneyci her sinek aksi belirtilmediği 1 dakika odasında harcanan zaman miktarını artırarak, filtre kağıdı ile temas yeterli zaman harcamak emin olabilirsiniz. Özet olarak, negatif geotaxis ve APS testleri, davranışsal açıkları değerlendirmek hızlı ve basit bir yolu vardır ve kantitatif lokomotor ve Drosophila öğrenme ve hafıza yeteneklerine işaret etmektedir . Bu testlerin Drosophila insan nörodejeneratif koşulları modelleme yararlıdır.

<table border="1"><tbody><tr><th> Malzemeler </th><th> Şirket </th><th> Katalog Numarası </th><th> Yorum </th></tr><tr><td> Polistiren Flakon </td><td> Capitol Flakon, Inc. </td><td> 28Fly </td><td> 28.5 x 95 mm Polistren Flakon; malzeme kalitesi önemli, kötü sinekler tırmanmak için çok kaygan. </td></tr><tr><td> Stereoskop Diseksiyon </td><td> Zeiss </td><td> 000000-1432-979 </td><td> 2 şube kaz boynu ışık kılavuzu (12V/30W) </td></tr><tr><td> Kinin hidroklorür </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 6119-47-7 </td><td> Distile su içinde çözülür. </td></tr><tr><td> Hızlı kes Konnektörleri </td><td> Nalgene (VWR) </td><td> 62868-021 </td><td> Yüksek Yoğunluklu Polietilen </td></tr><tr><td> T-Labirent </td><td> Basit Davranış Sistemleri </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Tek kanallı 200 mcL pipet </td><td> Eppendorf </td><td> 022443305 </td><td></td></tr></tbody></table>

assaying locomotor, learning, and memory deficits in drosophila models of neurodegeneration

Drosophila, bir model sistemi 1 olarak kullanarak insan nörodejeneratif hastalıklar yer alan genlerin çalışma genetik yöntemler gelişmeler sağlamıştır . Alzheimer, Parkinson ve Huntington hastalığı da dahil olmak üzere bu hastalıkların çoğu, öğrenme ve hafıza fonksiyonları ve hareket koordinasyonu 2 yaşa bağlı bozulma ile karakterize edilir . Burada negatif geotaxis tahlil 3 ve caydırıcı phototaxic bastırma yöntemi (APS tahlil) 4,5 davranış testleri de dahil olmak üzere, insan nörodejenerasyon ile ilişkili davranış özellikleri bazı sineklerin değinmeyecek olabileceğini göstermek için kullanın. Negatif geotaxis tahlil, doğal eğilim, ajite gen ya da lokomotor kapasiteleri engel durumları incelemek için kullanılmaktadır yerçekimine karşı hareket etmek için uçar. APS testi, öğrenme ve hafıza fonksiyonları, caydırıcı bir acı tadı ile ışık ilişkilendirmek ve böylece ışığa doğru hareket etmek, aksi takdirde doğal bir eğilim önlemek için eğitilmiş uçar olumlu-phototactic test vardır. Bu eğitimli Test 6 saat antrenman sonrası hafıza fonksiyonları değerlendirmek için kullanılır uçar. Bu deneyleri kullanarak, gelişmekte olan nörodejenerasyon yönelik herhangi bir genetik veya çevresel faktörlerin katkısı sinekler kolayca incelenebilir.

Watch this Scientific Journal Video about Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration at JoVE.com

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Davranış testleri, lokomotor fonksiyonları ölçme öğrenme ve hafıza yeteneklerine<em&gt; Drosophila</em&gt;.

Assaying Lokomotor, Öğrenme ve Hafıza Açıkları. Drosophila Nörodejenerasyon, modeller

Advances in genetic methods have enabled the study of genes involved in human neurodegenerative diseases using Drosophila as a model system1. Most of ...

assaying-locomotor-learning-memory-deficits-drosophila-models

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

33.3K Görüntüleme.  University of Miami, Miller School of Medicine. Davranış testleri, lokomotor fonksiyonları ölçme öğrenme ve hafıza yeteneklerine Drosophila.

Video: Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in Drosophila

Most life forms exhibit daily rhythms in cellular, physiological and behavioral phenomena that are driven by endogenous circadian (&equiv;24 hr) pacemakers or clocks. Malfunctions in the human circadian system are associated with numerous diseases or disorders. Much progress towards our understanding of the mechanisms underlying circadian rhythms has emerged from genetic screens whereby an easily measured behavioral rhythm is used as a read-out of clock function. Studies using Drosophila have made seminal contributions to our understanding of the cellular and biochemical bases underlying circadian rhythms. The standard circadian behavioral read-out measured in Drosophila is locomotor activity. In general, the monitoring system involves specially designed devices that can measure the locomotor movement of Drosophila. These devices are housed in environmentally controlled incubators located in a darkroom and are based on using the interruption of a beam of infrared light to record the locomotor activity of individual flies contained inside small tubes. When measured over many days, Drosophila exhibit daily cycles of activity and inactivity, a behavioral rhythm that is governed by the animal's endogenous circadian system. The overall procedure has been simplified with the advent of commercially available locomotor activity monitoring devices and the development of software programs for data analysis. We use the system from Trikinetics Inc., which is the procedure described here and is currently the most popular system used worldwide. More recently, the same monitoring devices have been used to study sleep behavior in Drosophila. Because the daily wake-sleep cycles of many flies can be measured simultaneously and only 1 to 2 weeks worth of continuous locomotor activity data is usually sufficient, this system is ideal for large-scale screens to identify Drosophila manifesting altered circadian or sleep properties.

Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in Drosophila

We describe procedures for recording daily locomotor activity rhythms of Drosophila and subsequent data analysis. Locomotor activity rhythms are a reliable behavioral output of animal circadian clocks and are used as the standard readout of clock function when studying circadian mutants or examining how the environment regulates the circadian system.

Sirkadiyen Rhythms Eğitim ve Parametreler Uyku Lokomotor Aktivitesi Assaying Drosophila</em

Most life forms exhibit daily rhythms in cellular, physiological and behavioral phenomena that are driven by endogenous circadian (&equiv;24 hr) ...

Nörobilim

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#39;s Disease Model Mice

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including acquisition of spatial memoryand long-term spatial memory 1. The MWM is a relatively simple procedure typically consisting of six day trials, the main advantage being the differentiation between the spatial (hidden-platform) and non-spatial (visible platform) conditions 2-4. In addition, the MWM testing environment reduces odor trail interference 5. This has led the task to be used extensively in the study of the neurobiology and neuropharmacology of spatial learning and memory. The MWM plays an important role in the validation of rodent models for neurocognitive disorders such as Alzheimer&#x2019;s Disease 6, 7. In this protocol we discussed the typical procedure of MWM for testing learning and memory and data analysis commonly used in Alzheimer&#x2019;s disease transgenic model mice.

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#039;s Disease Model Mice

The Morris Water Maze is a behavioral task to test hippocampal-dependent learning and memory. It has been widely used in the study of neurobiology, neuropharmacology and neurocognitive disorders in rodent models.

Alzheimer Hastalığı Model Fareler Öğrenme ve Hafıza Açıkları Morris Su Labirent Testi

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including ...

Optical Recording of Suprathreshold Neural Activity with Single-cell and Single-spike Resolution

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also propagation of suprathreshold spiking activity involves populations of neurons. Empirical studies addressing cortical function directly thus require recordings from populations of neurons with high resolution. Here we describe an optical method and a deconvolution algorithm to record neural activity from up to 100 neurons with single-cell and single-spike resolution. This method relies on detection of the transient increases in intracellular somatic calcium concentration associated with suprathreshold electrical spikes (action potentials) in cortical neurons. High temporal resolution of the optical recordings is achieved by a fast random-access scanning technique using acousto-optical deflectors (AODs)1. Two-photon excitation of the calcium-sensitive dye results in high spatial resolution in opaque brain tissue2. Reconstruction of spikes from the fluorescence calcium recordings is achieved by a maximum-likelihood method. Simultaneous electrophysiological and optical recordings indicate that our method reliably detects spikes (&gt;97% spike detection efficiency), has a low rate of false positive spike detection (&lt; 0.003 spikes/sec), and a high temporal precision (about 3 msec) 3. This optical method of spike detection can be used to record neural activity in vitro and in anesthetized animals in vivo3,4.

Understanding the function of the vertebrate central nervous system requires recordings from many neurons because cortical function arises on the level of populations of neurons. Here we describe an optical method to record suprathreshold neural activity with single-cell and single-spike resolution, dithered random-access scanning. This method records somatic fluorescence calcium signals from up to 100 neurons with high temporal resolution. A maximum-likelihood algorithm deconvolves the underlying suprathreshold neural activity from the somatic fluorescence calcium signals. This method reliably detects spikes with high detection efficiency and a low rate of false positives and can be used to study neural populations in vitro and in vivo.

Tek hücreli ve tek başak çözünürlüğe sahip supratreshold nöral aktivitenin Optik kaydı

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also ...

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

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

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

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

In iştahlı İlişkilendirilebilir Olfaktör Öğrenme<em&gt; Drosophila</em&gt; Larva

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

Drosophila Adult Olfactory Shock Learning

Drosophila have been used in classical conditioning experiments for over 40 years, thus greatly facilitating our understanding of memory, including the elucidation of the molecular mechanisms involved in cognitive diseases1-7. Learning and memory can be assayed in larvae to study the effect of neurodevelopmental genes8-10 and in flies to measure the contribution of adult plasticity genes1-7. Furthermore, the short lifespan of Drosophila facilitates the analysis of genes mediating age-related memory impairment5,11-13. The availability of many inducible promoters that subdivide the Drosophila nervous system makes it possible to determine when and where a gene of interest is required for normal memory as well as relay of different aspects of the reinforcement signal3,4,14,16.
Studying memory in adult Drosophila allows for a detailed analysis of the behavior and circuitry involved and a measurement of long-term memory15-17. The length of the adult stage accommodates longer-term genetic, behavioral, dietary and pharmacological manipulations of memory, in addition to determining the effect of aging and neurodegenerative disease on memory3-6,11-13,15-21.
Classical conditioning is induced by the simultaneous presentation of a neutral odor cue (conditioned stimulus, CS+) and a reinforcement stimulus, e.g., an electric shock or sucrose, (unconditioned stimulus, US), that become associated with one another by the animal1,16. A second conditioned stimulus (CS-) is subsequently presented without the US. During the testing phase, Drosophila are simultaneously presented with CS+ and CS- odors. After the Drosophila are provided time to choose between the odors, the distribution of the animals is recorded. This procedure allows associative aversive or appetitive conditioning to be reliably measured without a bias introduced by the innate preference for either of the conditioned stimuli. Various control experiments are also performed to test whether all genotypes respond normally to odor and reinforcement alone.

Drosophila Adult Olfactory Shock Learning

The method to measure adult Drosophila associative memory is described. The assay is based on the ability of the fly to associate an odor presented with a negative reinforcer (electric shock) and then recall this information at a later time, allowing memory to be measured.

Drosophila Yetişkin Koku Şok Öğrenme

Drosophila have been used in classical conditioning experiments for over 40 years, thus greatly facilitating our understanding of memory, including the ...

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;

Olarak spontan lokomotor aktivitenin belirlenmesi<em&gt; Drosophila melanogaster</em

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

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution has been a long sought tool for neuroscientists in the systems-level search for the neural circuitry governing complex behavioral states. Optogenetics is a cutting-edge tool that is revolutionizing the field of neuroscience and represents one of the first systematic approaches to enable causal testing regarding the relation between neural signaling events and behavior. By combining optical and genetic approaches, neural signaling can be bi-directionally controlled through expression of light-sensitive ion channels (opsins) in mammalian cells. The current protocol describes delivery of specific wavelengths of light to opsin-expressing cells in deep brain structures of awake, freely-moving rodents for neural circuit modulation. Theoretical principles of light transmission as an experimental consideration are discussed in the context of performing in vivo optogenetic stimulation. The protocol details the design and construction of both simple and complex laser configurations and describes tethering strategies to permit simultaneous stimulation of multiple animals for high-throughput behavioral testing.

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

Optogenetics has become a powerful tool for use in behavioral neuroscience experiments. This protocol offers a step-by-step guide to the design and set-up of laser systems, and provides a full protocol for carrying out multiple and simultaneous in vivo optogenetic stimulations compatible with most rodent behavioral testing paradigms.

Kemirgen Santral Sinir Sistemi vivo optogenetic Stimülasyon içinde

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

Mass Histology to Quantify Neurodegeneration in Drosophila

Progressive neurodegenerative diseases like Alzheimer&#39;s disease (AD) or Parkinson&#39;s disease (PD) are an increasing threat to human health worldwide. Although mammalian models have provided important insights into the underlying mechanisms of pathogenicity, the complexity of mammalian systems together with their high costs are limiting their use. Therefore, the simple but well-established Drosophila model-system&#160;provides an alternative for investigating the molecular pathways that are affected in these diseases. Besides behavioral deficits, neurodegenerative diseases are characterized by histological phenotypes such as neuronal death and axonopathy. To quantify neuronal degeneration and to determine how it is affected by genetic and environmental factors, we use a histological approach that is based on measuring the vacuoles in adult fly brains. To minimize the effects of systematic error and to directly compare sections from control and experimental flies in one preparation, we use the &#39;collar&#39; method for paraffin sections. Neurodegeneration is then assessed by measuring the size and/or number of vacuoles that have developed in the fly brain. This can either be done by focusing on a specific region of interest or by analyzing the entire brain by obtaining serial sections that span the complete head. Therefore, this method allows one to measure not only severe degeneration but also relatively mild phenotypes that are only detectable in a few sections, as occurs during normal aging.

Mass Histology to Quantify Neurodegeneration in Drosophila

Drosophila is widely used as a model system to study neurodegeneration. This protocol describes a method by which degeneration, as determined by vacuole formation in the brain, can be quantified. It also minimizes effects due to the experimental procedure by processing and sectioning control and experimental flies as one sample.

Kitle Histoloji nörodejenerasyon belirlememize<em&gt; Drosophila</em

Progressive neurodegenerative diseases like Alzheimer&#39;s disease (AD) or Parkinson&#39;s disease (PD) are an increasing threat to human health ...

Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

Clinical research has leveraged a variety of paradigms to assess cognitive decline, commonly targeting spatial learning and memory abilities. However, interest in the cognitive processes of nonmodel species, typically within an ecological context, has also become an emerging field of study. In particular, interest in the cognitive processes in reptiles is growing although experimental studies on reptilian cognition are sparse. The few reptilian studies that have experimentally tested for spatial learning and memory have used rodent paradigms modified for use in reptiles. However, ecologically important aspects of the physiology and behavior of this taxonomic group must be taken into account when testing for spatially based cognition. Here, we describe modifications of the dry land Barnes maze and associated testing protocol that can improve performance when probing for spatial learning and memory ability in small squamate reptiles. The described paradigm and procedures were successfully used with male side-blotched lizards (Uta stansburiana), demonstrating that spatial learning and memory can be assessed in this taxonomic group with an ecologically relevant apparatus and protocol.

This paper describes a modification of the Barnes maze, a standard rodent paradigm used to assess spatial memory and learning, for use in small squamate reptiles.

Küçük pul pul Sürüngenler Mekansal Öğrenme ve Bellek değerlendirilmesi

Clinical research has leveraged a variety of paradigms to assess cognitive decline, commonly targeting spatial learning and memory abilities. However, ...

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model organisms such as the fruit fly, Drosophila melanogaster. Drosophila is useful for understanding the basic neurobiology underlying cognitive deficits resulting from mutations in genes associated with human cognitive disorders, such as intellectual disability (ID) and autism. This work describes a methodology for testing learning and memory using a classic paradigm in Drosophila known as courtship conditioning. Male flies court females using a distinct pattern of easily recognizable behaviors. Premated females are not receptive to mating and will reject the male&#39;s copulation attempts. In response to this rejection, male flies reduce their courtship behavior. This learned reduction in courtship behavior is measured over time, serving as an indicator of learning and memory. The basic numerical output of this assay is the courtship index (CI), which is defined as the percentage of time that a male spends courting during a 10 min interval. The learning index (LI) is the relative reduction of CI in flies that have been exposed to a premated female compared to na&#239;ve flies with no previous social encounters. For the statistical comparison of LIs between genotypes, a randomization test with bootstrapping is used. To illustrate how the assay can be used to address the role of a gene relating to learning and memory, the pan-neuronal knockdown of Dihydroxyacetone phosphate acyltransferase (Dhap-at) was characterized here. The human ortholog of Dhap-at, glyceronephosphate O-acyltransferase (GNPT), is involved in rhizomelic chondrodysplasia punctata type 2, an autosomal-recessive syndrome characterized by severe ID. Using the courtship conditioning assay, it was determined that Dhap-at is required for long-term memory, but not for short-term memory. This result serves as a basis for further investigation of the underlying molecular mechanisms.

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

This protocol describes a Drosophila learning and memory assay called courtship conditioning. This classic assay is based on a reduction of male courtship behavior after sexual rejection by a non-receptive premated female. This natural form of behavioral plasticity can be used to test learning, short-term memory, and long-term memory.

Öğrenme ve Bellek Tedrisi Olan Drosophila Kurbanlığı İklimlendirme

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model ...