Name: olfactory behaviors assayed by computer tracking of drosophila in a four-quadrant olfactometer
Uploaded: 2016-08-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 52 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer at JoVE.com

We thank Terry Shelley for manufacturing the fly arena and the light-tight enclosure, Liz Marr for help with fly stock maintenance, and Xiaojing Gao and Junjie Luo for help with the Matlab code used for data analysis. We thank Johan Lundstr&#246;m at the Monell Chemical Senses Center for demonstrating his odor delivery setup. This work was supported by grants from the Whitehall Foundation (CJP) and NIH NIDCD (R01DC013070, CJP).

1. Kurulum Montaj <ol><li> sağlanan çizim (Ek Malzemeler, SupplementalSketch_StarShapedArena.pdf) &#39;e göre politetrafloroetilen (PTFE) dışarı yıldız şekilli arena (0.7 cm 19.5 cm 19.5 cm) imalatı. Arena ticari ya da özel bir tesis ile imal edilebilir. </li><li> İki cam plakalar (2 mm kalınlığında 20.25 cm 20.25 cm) Edinme ve hassas bir elmaslı matkap ucu kullanarak cam plakaların birinin merkezinde (~ çapı 0.7 cm) bir delik açın. </li><li> davranışsal arena için bir ışık geçirmez davranış kutusunu imalatı. Ayrıca sağlanan çizimler (Yardımcı Malzeme, SupplementalSketch_LightTightBox.pdf) göre kızıl ötesi CCD video kamera için bir ışık geçirmez kamera kutusu imalatı. kutu ticari ya da özel bir tesis ile imal edilebilir. </li><li> arka duvarı ve davranış kutunun yan duvarlarına LED diziler klima monte edin. sıcaklık probu yerleştirinGerçek zamanlı sıcaklık geri beslemesi ve ayarlanması için bir yan delikten davranış kutusunda (Şekil 1 ve ayrıntılar için 2 bakınız). </li><li> Kameranın IR filtresi ve dairesel polarize takın ve kamera kutusu içine aksamını monte edin. Davranış kutusu ve kamera kutusu davranış kutusunun daha iyi sıcaklık kontrolü (detaylar için Şekil 1 ve 2&#39;ye bakınız) için bir cam pencere ile ayrılır. </li><li> Bir kamera adaptörü Kızılötesi CCD kamera bağlayın. USB dönüştürücü kamera adaptörünü bağlayın. veri toplama için bilgisayardaki USB bağlantı noktasına USB dönüştürücü bağlayın. </li><li> üreticinin talimatlarına göre bilgisayardaki video dönüştürücü sürücüyü yükleyin. İsteğe bağlı olarak, kamera ayarları ve satın alma parametreleri geniş bir yelpazede erişmek için USB video dönüştürücü üreticisi tarafından sağlanan görüntü işleme yazılımı yükleyin. </li><li> çıkışı &quot;ile klima ünitesi (bağlayınsıcaklık kontrol sıcaklık kontrolörü arkasında) üzerine termokupl &quot;&quot; aracılığıyla sıcaklık kontrol arkasında) ve sıcaklık probu (üzerinde &quot;. davranış kutusu içine probu yerleştirin. Not: Yerleşimimizin sıcaklık kontrol sistemi 18 ° C ve 30 ° C arasında kutu sıcaklık muhafaza edebilir. Daha yüksek ya da daha düşük ortam sıcaklıkları nöronal aktivitenin işlemek veya sinaptik iletim inhibe deneyler thermogenetic (dTrpA1, TrpM8 ya shibire ts) için yararlı olabilir. En deneyler için, sıcaklık 25 ° C&#39;de muhafaza edilir. </li><li> (Detaylı şemaları ve bağlantı parçaları için Şekil 1B bakınız) aşağıdaki adımlarda koku dağıtım sistemi monte: <ol><li> merkezi klima sistemi, hava girişini kontrol etmek için hava basıncı regülatörü kullanın. Merkezi A havanın temizlenmesi için basınç regülatörü (odun kömürü ile dolu) karbon hava filtresi iletişimeir sistemi. </li><li> yüksek çözünürlüklü debimetre tüpler tarafından düzenlenen çoklu kanallardan oluşan akış kontrol sistemi monte edin. </li><li> Şekil 1B ve 2F gösterildiği gibi bir manifoldu yoluyla debimetre tüpleri karbon hava filtresinden çıkışını bağlayın. Debimetreler bırakarak temiz hava odasına ihraç veya ısmarlama koku odalarına 24 içine girilirse düzenleyen elektronik kontrollü 3-yollu selenoid valfler aracılığıyla debimetre tüplerin çıkışını yönlendirin. </li><li> üreticinin kılavuzuna göre selenoid vana denetleyicisi takın. </li></ol></li><li> bir veri toplama cihazı (DAQ) ve üreticinin kılavuzuna göre bir güç kaynağına bağlayarak elektronik hava debimetre monte edin. Her deneyden önce arenada her kadranda eşit debileri doğrulamak için DAQ arayüzü yazılımı yükleyin. </li></ol> 2. Olfaktor Uyaranlar Hazırlık <ol><li> 5 koku hazırlayınbir plastik dış kap meydana karınca odalar 24, orta kısmında cam iç kap, ısmarlama bir PTFE kapak parçası, orijinal saklama kabı kapağı çıkarıldı ve iki tek-yönlü vana. Not: PTFE kapağın çevresinde bir O-halka koku perfüzyon sırasında koku haznesinden hava kaçağı önlemek için kullanılabilir. Şematik ve odaların fotoğraflar için Şekil 2 Şekil 1&#39;e bakınız. </li><li> Solvent kontroller için dört Odorant odaları ve bir test odorant için bir bölmeyi kullanın. (Iyice deneyler önce karıştırın test Koku moleküllerini + uygun çözücüler) solvent veya odorant seyreltme 1000 ul cam kapları doldurun ilgili plastik hazne içerisindeki cam kap yerleştirin (plastik odasına sıvı dışarı dökmek değil) ve kapağı sıkın . her zaman test odorant ve solvent kontrolleri için temiz odasını kullandığınızdan emin olun. Not: Koku cazibe w elma sirkesi (% 5 asitlik) ve 1/16 seyreltme ile tetiklenebilirater. Bunun aksine, koku itme davranışı mineral yağ içinde, etil propionat% 10 seyreltme kullanılarak incelenebilir. Bu durumlarda, kontrol uyaranlar saf mineral yağ ile koku odaları bulunmaktadır. </li></ol> 3. Fly Hazırlık <ol><li> Arka standart mısır unu ortamında uçar. 30 erkek ve bir standart şişede 30 kadın ebeveyn sineklerin yerleştirin ve onları 25 ° C veya oda sıcaklığında 5 gün boyunca yumurtalarını edelim. </li><li> Her deney için, yeni eclosed toplamak (&lt;1 gün eski) 25 erkek ve 25 kadın kısa CO 2 anestezi altında uçuyor. </li><li> 2-4 gün standart bir uçucu madde ile bir şişe içinde sinekler tutun. </li><li> 40-42 saat deneyden önce, CO olmadan 2 anestezi sinekler transferi &#160; ~ 10 mi,% 1 agaroz jeli ile flakon. Bu onların lokomotor aktiviteyi artırmak için yardımcı olur gıda olmadan nemlendirilmelidir sinekler devam edecektir. Not: Sinekler% 90&#39;ından fazlası açlık hayatta gerekir. Bazı genotipleri iyileşmek azsenin ve 40 saat açlık boyunca bunu yapmak olmayabilir. Bu gibi durumlarda, örneğin 24-28 saat gibi daha kısa süreler kabul edilebilir ama hepsi deneysel koşullar ve tekrarlar için aynı tutulmalıdır. </li></ol> Çekici ve Kovucu Parfüm katkılar 4. Davranışsal Tepkiler <ol><li> Sıcaklık kontrolörü açın ve 25 ° C olarak ayarlayın. </li><li> Odorant odasının çıkışına hortumu takarak ve odorant odaları (kontrol ve test koku) bağlayın push-to-connect davranış kutusunda uydurma. </li><li> kontrolü ve Odorant Airstreams / dk 100 ml eşit olduğundan emin olmak için hava akımı ölçer kullanılarak her kadranda akış hızını kontrol edin. </li><li> Tamamen kuru hava (~ 3-4 dk) PTFE sinek arena ve% 70 etanol 2-3 kez ile cam plakalar temizleyin ve onlara izin verir. </li><li> kelepçeler ile arenaya cam plakalar yapıştırın. </li><li> Transferi 2 anestezi cam plakalar birinde delikten arenaya CO olmadan uçar. kıçtaer transferi, kaçmasını önlemek için sinek delik dairesel örgü yerleştirin. Not: CO2 anestezi Drosophila davranışı 25 etkilediği gösterilmiştir ve davranışsal deney, 24 saat içinde kullanılmamalıdır. </li><li> ışık geçirmez odasına sinekler arena yerleştirin arena köşelerine davranış kutusuna montaj-connect push-to bağlı boru bağlayarak dört kontrol hava akımları bağlamak, odasının kapısını kapatın ve 10- bekleyin 15 dk sinekler yeni ortama alışmak izin vermek. Mümkünse, önyargı deneysel sonucu olabilir olası minimum ışık sızıntısını önlemek için, deneyler yapılmaktadır odasında ışıkları kapatın. </li><li> sinekler 4 kontrol hava akımlarına maruz edildiği bir 5-10 dk kontrol deneyini, çalıştırın. </li><li> , Sinekler arenada düzgün yayılı emin olmak için (aşağıda Veri analizi bölümüne bakınız) hemen verileri analiz ve Gözde mekan Endeksi yakıno arena içinde tercih ya da kaçınma hiçbir kontrolsüz kaynakları (örn dışarıdan, düzensiz ısı dağılımı, düzensiz arena, koku kirliliği, vb sızan ışık) olduğunu doğrular olarak 0&#39;a Bu adım, esastır. Sinekler eşitsiz dağıtıldığı ya da lokomotor aktivite düşükse, sinekler atmak tekrar arena temizleyin (4.4 Adım) ve deney tekrar sineklerin yeni bir toplu kullanın. </li><li> 3-yollu vana veya konnektör tüpleri yeniden takarak açarak kurulum, test odorant odasına bağlayın. </li><li> 5-10 dakika test deneme çalıştırın ve aşağıdaki 5. bölümde tartışıldığı gibi verileri analiz (ayrıca Referans 14 ve Şekil 3). 20 dakika daha uzun Kayıtlar hesaplama işlemi zor olabilir veri dosyaları neden olabilir. artık deneysel kayıtlar istenirse, hızla durdurmak ve izleme programı yeniden başlatın. Bu deneysel kayıtlar arasında bir ~ 10 sn boşluğu sonuçlanır. </li><li> Discard sinekler. </li><li> Temiz arena ve cam% 70 etanol ile plakaları (4.4 Adım) ve ışık geçirmez muhafaza içinde bağlayıcı tüpleri değiştirin. deneyler hızlandırmak için yeni bir temiz arenada kullanılabilir ve deneysel çalışır yaparken kirli arena temizlenmelidir. </li><li> Gerekirse, sineklerin yeni bir parti ile başka bir deneme çalıştırın. Birkaç deneyler aynı gün çalıştırmak ise, hiçbir odorant bir önceki test vadede sistemin bırakılır sağlamak için aşırı özen gösterin. Bu normalde CO 2 koku maddesi veya düşük konsantrasyonlarda ile ilgili bir sorun değil, deneysel çalışmalar arasında 24 saat boşluğu kadar için son derece konsantre uyaranlara ihtiyaç duyulabilir. Odorant kirlenme kontrol deneyleri sırasında şüphesi varsa ek olarak, akış boruları sonra tüm boru değiştirilebilir. Her zaman sürekli sistemi temizlemek için deneyler arasında kuru havayı bırakın </li></ol> 5. Veri Analizi Not: Önerilen sinek izleme edinme Softwar(Malzeme ayrıntılı, e) satın alma sırasında gerçek zamanlı olarak sinekleri izler ve zaman damgası ve * dat formatında algılanan tüm sinekler koordinatlarını kaydeder. Biz ısmarlama bir Matlab rutin Matlab biçime verileri dönüştürmek için ve verileri analiz etmek için geliştirdik. Kod örnekleri Yardımcı Malzeme verilmiştir, ancak uygulama ayrıntıları veri toplama için kullanılan yazılıma bağlı olacaktır. <ol><li> ham verileri yükleyin. Arena hatlarını takip mekansal maske oluşturun ve gürültü (Şekil 4A, Ek Kod MaskSpatialFiltering.m, Score.m, DrawCircularMask temsil olarak arena dışında kalan tüm veri noktalarını kaldırmak için ham verilere maske uygulayın. m). </li><li> Bu veriler, ses veya hareketsiz sinekler (Şekil 4B, Ek kod TemporalFiltering.m) tarafından üretilen olması muhtemeldir olarak 3 saniye daha uzun süre için 0.163 cm / s altında bir hızda hareket tüm veri noktaları çıkarın. </li><li> Kalan verileri görselleştirmekTek yörüngeleri tek seferde onları çizerek ya da noktalar (Şekil 3, Ek Kod SingleTrajectoryViewer.m). Not: dört alan koku sınırlarının yeri muhtemelen kullanılan gibi herbir koku verici madenin özellikleri ve hava akımı oranları gibi faktörlere bağlıdır. Örneğin, çok uçucu koku muhtemelen daha az uçucu koku daha tam olarak koku kadranı dolduracaktır. Bu nedenle, her bir odorant biraz farklı bir koku sınırları sergileyebilir olasıdır. Bu, belirli bir noktadan hava örnek için bir vakum kullanılır, ve böylece bu noktada odorant konsantrasyonu bozan olarak koku sınırları ölçmek için bir fotoiyonizasyon detektörün kullanımı sorunlu olabilir. Bununla birlikte, koku sınırları hızla sinek davranışsal verilere dayanarak tahmin edilebilir. Örneğin, farklı koku yanıt olarak biriken uçucu parçalar göre bir koku sınır açık Şekil 3C ve 3D gözlemlenebilir. </li><li> CalKontrol deneyleri hiçbir tercih yanıtı oluşturmak olmadığını belirlemek için, ve aynı zamanda bir odorant (veya optogenetic 9) uyarana tepki erişmek için bir cazibe endeksi hesaplanmalıdır. Bir Yere İndeksi (AI) hesaplamak için, bir kontrol veya test kayıt son 5 dakika kullanın. +1 (Mutlak cazibe) ve -1 (mutlak itme) arasında kalan cazibe bir ölçü elde etmek için, aşağıdaki formül AI hesaplamak için kullanılır: <img alt="denklem 1" src="/files/ftp_upload/54346/54346eq1.jpg" /> N test test kadranda veri noktalarının sayısı olduğu, N kontrol üç kontrol kadranda veri noktalarının ortalama sayısıdır. Hiçbir tercih sıfıra yakın değerlere belirtilir gibi Bu tedbir sezgisel. Bununla birlikte, doğru odorant kadranında yer almaktadır sinek sayısına oranını göstermez. Bu ölçü elde etmek için, yüzde indeksi (PI) kullanılabilir: <img alt="denklem 2" src=&quot;/files/ftp_upload/54346/54346eq2.jpg&quot; /&gt; N test test kadranda veri noktalarının sayısı ve N toplam dört kadranda veri noktalarının toplam sayısıdır. Bu formül 0.25 davranışsal tercihi (Şekil 3E ve 4C, Yardımcı Kod AttractionIndex.m) karşılık gelen, 0 ve 1 arasında düşen bir ölçü sağlar. </li><li> Her tekrarı için sineklerin yeni bir grup kullanarak, her deneysel koşul 5-10 tekrarlar çalıştırın. Kolmogorov-Smirnov parametrik olmayan bir test (Şekil 3F, Matlab kstest2 fonksiyonu) kullanarak denetimleri koşulları arasında ya da karşı çekim dizinleri karşılaştırın. </li></ol>

<ol>
	<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 U S A. 58 (3), 1112-1119 (1967).</li><li>Thorpe, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Further+studies+on+pre-imaginal+olfactory+conditioning+in+insects.">Further studies on pre-imaginal olfactory conditioning in insects.</a> Proc R Soc B. 127 (848), 424-433 (1939).</li><li>Tully, T., Quinn, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classical+conditioning+and+retention+in+normal+and+mutant+Drosophila+melanogaster.">Classical conditioning and retention in normal and mutant Drosophila melanogaster.</a> J Comp Physiol A. 157 (2), 263-277 (1985).</li><li>Anholt, R. R., Mackay, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+genetic+analyses+of+complex+behaviours+in+Drosophila.">Quantitative genetic analyses of complex behaviours in Drosophila.</a> Nat Rev Genet. 5 (11), 838-849 (2004).</li><li>Vosshall, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Into+the+mind+of+a+fly.">Into the mind of a fly.</a> Nature. 450 (7167), 193-197 (2007).</li><li>Wu, M. N., Koh, K., Yue, Z., Joiner, W. J., Sehgal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genetic+screen+for+sleep+and+circadian+mutants+reveals+mechanisms+underlying+regulation+of+sleep+in+Drosophila.">A genetic screen for sleep and circadian mutants reveals mechanisms underlying regulation of sleep in Drosophila.</a> Sleep. 31 (4), 465-472 (2008).</li><li>Dankert, H., Wang, L., Hoopfer, E. D., Anderson, D. J., Perona, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+monitoring+and+analysis+of+social+behavior+in+Drosophila.">Automated monitoring and analysis of social behavior in Drosophila.</a> Nat Methods. 6 (4), 297-303 (2009).</li><li>Branson, K., Robie, A. A., Bender, J., Perona, P., Dickinson, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+ethomics+in+large+groups+of+Drosophila.">High-throughput ethomics in large groups of Drosophila.</a> Nat Methods. 6 (6), 451-457 (2009).</li><li>Aso, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mushroom+body+output+neurons+encode+valence+and+guide+memory-based+action+selection+in+Drosophila.">Mushroom body output neurons encode valence and guide memory-based action selection in Drosophila.</a> Elife. 3, e04580 (2014).</li><li>Pfeiffer, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+for+neuroanatomy+and+neurogenetics+in+Drosophila.">Tools for neuroanatomy and neurogenetics in Drosophila.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 105 (28), 9715-9720 (2008).</li><li>Pfeiffer, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refinement+of+tools+for+targeted+gene+expression+in+Drosophila.">Refinement of tools for targeted gene expression in Drosophila.</a> Genetics. 186 (2), 735-755 (2010).</li><li>Venken, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+engineering:+Drosophila+melanogaster+and+beyond.">Genome engineering: Drosophila melanogaster and beyond.</a> Wiley Interdiscip Rev Dev Biol. , (2015).</li><li>Diao, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plug-and-play+genetic+access+to+drosophila+cell+types+using+exchangeable+exon+cassettes.">Plug-and-play genetic access to drosophila cell types using exchangeable exon cassettes.</a> Cell Rep. 10 (8), 1410-1421 (2015).</li><li>Lin, C. C., Prokop-Prigge, K. A., Preti, G., Potter, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+odors+trigger+Drosophila+males+to+deposit+a+pheromone+that+guides+aggregation+and+female+oviposition+decisions.">Food odors trigger Drosophila males to deposit a pheromone that guides aggregation and female oviposition decisions.</a> Elife. 4, (2015).</li><li>Pettersson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+aphid+sex+attractant.">An aphid sex attractant.</a> Insect Systematics &amp; Evolution. 1 (1), 63-73 (1970).</li><li>Semmelhack, J. L., Wang, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Select+Drosophila+glomeruli+mediate+innate+olfactory+attraction+and+aversion.">Select Drosophila glomeruli mediate innate olfactory attraction and aversion.</a> Nature. 459 (7244), 218-223 (2009).</li><li>Vet, L. E. M., Lenteren, J. C. V., Heymans, M., Meelis, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+airflow+olfactometer+for+measuring+olfactory+responses+of+hymenopterous+parasitoids+and+other+small+insects.">An airflow olfactometer for measuring olfactory responses of hymenopterous parasitoids and other small insects.</a> Physiological Entomology. 8 (1), 97-106 (1983).</li><li>Faucher, C., Forstreuter, M., Hilker, M., de Bruyne, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+responses+of+Drosophila+to+biogenic+levels+of+carbon+dioxide+depend+on+life-stage,+sex+and+olfactory+context.">Behavioral responses of Drosophila to biogenic levels of carbon dioxide depend on life-stage, sex and olfactory context.</a> J Exp Biol. 209 (Pt 14), 2739-2748 (2006).</li><li>Katsov, A. Y., Clandinin, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motion+processing+streams+in+Drosophila+are+behaviorally+specialized.">Motion processing streams in Drosophila are behaviorally specialized.</a> Neuron. 59 (2), 322-335 (2008).</li><li>Gao, X. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+kinematics+and+motor-related+neurons+for+aversive+chemotaxis+in+Drosophila.">Specific kinematics and motor-related neurons for aversive chemotaxis in Drosophila.</a> Curr Biol. 23 (13), 1163-1172 (2013).</li><li>Gao, X. J., Clandinin, T. R., Luo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extremely+sparse+olfactory+inputs+are+sufficient+to+mediate+innate+aversion+in+Drosophila.">Extremely sparse olfactory inputs are sufficient to mediate innate aversion in Drosophila.</a> PLoS One. 10 (4), e0125986 (2015).</li><li>Ronderos, D. S., Lin, C. C., Potter, C. J., Smith, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Farnesol-detecting+olfactory+neurons+in+Drosophila.">Farnesol-detecting olfactory neurons in Drosophila.</a> J Neurosci. 34 (11), 3959-3968 (2014).</li><li>Riabinina, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+and+expanded+Q-system+reagents+for+genetic+manipulations.">Improved and expanded Q-system reagents for genetic manipulations.</a> Nat Methods. 12 (3), 219-222 (2015).</li><li>Lundstrom, J. N., Gordon, A. R., Alden, E. C., Boesveldt, S., Albrecht, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+building+an+inexpensive+computer-controlled+olfactometer+for+temporally-precise+experiments.">Methods for building an inexpensive computer-controlled olfactometer for temporally-precise experiments.</a> Int J Psychophysiol. 78 (2), 179-189 (2010).</li><li>Colinet, H., Renault, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+effects+of+CO2+anaesthesia+in+Drosophila+melanogaster.">Metabolic effects of CO2 anaesthesia in Drosophila melanogaster.</a> Biology Letters. 8 (6), 1050-1054 (2012).</li><li>Ramdya, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanosensory+interactions+drive+collective+behaviour+in+Drosophila.">Mechanosensory interactions drive collective behaviour in Drosophila.</a> Nature. 519 (7542), 233-236 (2015).</li><li>Ofstad, T. A., Zuker, C. S., Reiser, 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=Visual+place+learning+in+Drosophila+melanogaster.">Visual place learning in Drosophila melanogaster.</a> Nature. 474 (7350), 204-207 (2011).</li><li>Beshel, J., Zhong, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graded+encoding+of+food+odor+value+in+the+Drosophila+brain.">Graded encoding of food odor value in the Drosophila brain.</a> J Neurosci. 33 (40), 15693-15704 (2013).</li><li>Steck, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high-throughput+behavioral+paradigm+for+Drosophila+olfaction+-+The+Flywalk.">A high-throughput behavioral paradigm for Drosophila olfaction - The Flywalk.</a> Sci Rep. 2, 361 (2012).</li><li>Thoma, M., Hansson, B. S., Knaden, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+Quantification+of+Odor-guided+Behavior+in+Drosophila+melanogaster+Using+the+Flywalk+Paradigm.">High-resolution Quantification of Odor-guided Behavior in Drosophila melanogaster Using the Flywalk Paradigm.</a> J. Vis. Exp. (106), (2015).</li><li>Claridge-Chang, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Writing+memories+with+light-addressable+reinforcement+circuitry.">Writing memories with light-addressable reinforcement circuitry.</a> Cell. 139 (2), 405-415 (2009).</li><li>Parnas, M., Lin, A. C., Huetteroth, W., Miesenbock, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odor+discrimination+in+Drosophila:+from+neural+population+codes+to+behavior.">Odor discrimination in Drosophila: from neural population codes to behavior.</a> Neuron. 79 (5), 932-944 (2013).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Burada açıklanan dört alan olfactometer yabani tip ve mutant Drosophila uçar büyük popülasyonlarının koku yanıtları incelemek için çok yönlü bir davranış sistemdir. Her deney (kurulum, deneysel çalışır ve temizlik dahil) ~ 1 saat sürer ve 4-6 deneyler rutin olarak her gün yapılabilir. 5 dakika boyunca 40-50 sinekler kullanan tipik bir deney yaklaşık 450.000 analiz için veri noktaları paletli oluşturur. tarif edilen konfigürasyon, min gün arasında değişen bir zaman dönemi boyun...

Dış ortama uyum ve cevap verme yeteneği bütün hayvanların hayatta kalması için kritik öneme sahiptir. Bir hayvan, tehlikeleri önlemek yiyecek ararlar ve arkadaşları bulmak ve önceki deneyimlerinden öğrenmek gerekiyor. Duyu sistemleri, görsel, kimyasal ve mechanosensory olarak uyaranlara, çeşitli almak ve yorumlanır ve çözülecek merkezi sinir sistemine bu sinyalleri göndermek için çalışır. Beyin daha sonra yemek için kazarak ya da yırtıcı kaçan olarak algılanan ortama göre uygun motor davranışları, yönlendirir. duyu sistemleri dış dünyayı algılar ve beyin çözer ve kararları yönlendirir nasıl nörobiyoloji önemli bir sorundur nasıl anlamak. Drosophila melanogaster nasıl nöral devreleri kılavuz davranışları araştırmak için güçlü bir model sistem. Bakımı basit ve ucuz olmasının yanı sıra, Drosophila çok çeşitli ve karmaşık sisteme ait davranışları gösteren, henüz COMPAC ile bunuyaklaşık 100.000 nöron sinir sistemini t. Güçlü genetik teknikler Drosophila genomu işlenmesi için mevcuttur ve transjenik soylarda binlerce selektif ve tekrarlanabilir nöronların 10-13 aynı alt kümelerini etiket olduğu oluşturulmuştur. Bu transgenik çizgiler, seçici olarak etiketli nöronların (aktive veya inhibe) aktivitesini değiştirmek için kullanılabilir ve bu manipülasyonlar kadar sinir işlevleri kılavuz davranışları araştırmak için kullanılabilir. Çoklu davranış testleri çeşitli Drosophila davranışlarını incelemek için geliştirilmiştir. Drosophila birçok hayvanlar gibi, böyle, yiyecek bulma arkadaşları bulma ve tehlikelerin önlenmesi gibi birçok davranış seçenek, rehberlik için koku alma duygusu kullanın. Koku alma, bu nedenle dış uyaranlara algılanır ve uygun seçimler rehberlik edecek bir hayvanın sinir sistemi tarafından nasıl yorumlandığı araştırmak için iyi bir duyu sistemidir. Bu nedenle, bir çok deney araştırılmak geliştirilmiştirting larva ve yetişkin koku davranışlar. Geleneksel, Drosophila koku davranışlar doğuştan tahlil için kullanılan ve koku davranışları 3 öğrenilebilir iki seçenek T-labirent paradigması ile analiz edilmiştir. Bu testte, yaklaşık 50 sinek iki boru arasında bir seçenek sunulur: bir boru, söz konusu koku içeren ve bir kontrol Deodorantını (genellikle koku çözücü) içerir. Sinekler bir seçim yapmak için zaman belirli bir süre verilir ve daha sonra farklı odacıklarda olan sineklerin sayısı sayılır. T-labirent sayıda deney için basit bir deney de, bazı sınırlamalar vardır. Örneğin, koku davranışlar yalnızca bir zaman noktasında ölçülür ve bu zaman noktasında önce yapılan farklı seçenek atılır. Benzer şekilde, nüfus içindeki sinekler bireysel davranışları ihmal edilmiştir. Buna ek olarak, T-labirent hataları tanıtmak olabilir sineklerin manuel sayım gerektirir. Son olarak, sadece iki ölçülen seçenek için, bugenellikle ince davranış değişiklikleri tespit etmek için gerekli istatistiki gücünü azaltır. İki seçenek T-labirent bir alternatif dört kadran (dört alanı) olfactometer 14-18 olduğunu. Bu deneyde, hayvanlara arena dört köşesinin her kokulandınlmış hava potansiyel kaynağı ile dolu olan bir ring araştırmak. arena dört deneysel olarak tanımlanmış koku kadranın oluşumunu maksimize etmek bir puckered yıldız şekli vardır. Koku sonra köşelerinden birinde verilirse yalnızca bu tek kadranda yer alıyor. Hayvanların davranışları üç kontrol kadranlarda davranışları karşılaştırıldığında kolaylıkla girdikleri ve koku kadranı terk izlenir ve edilebilir. Dört bölgeli olfactometer tahlil böylece kayıtları büyük bir deneysel arenada üzerinde koku uyaranlara zamansal ve mekansal davranış tepkisi. Dört bölgeli olfactometer ilk Pettersson ve ark., 15 ve Vet ve arkadaşları tarafından geliştirilmiştir. 17 ol araştırmak içinBireysel parazitik Hymenoptera fabrika davranışsal tepkileri. Faucher ve ark., 18 ve Semmelhack ve Wang 16 bireysel Drosophila koku yanıtları izlemek için kurulum uyarladı. Dört bölgeli olfactometer testi koku ve koşulları geniş bir yelpazede için izin, çekici ve itici tepkiler aynı ölçüde hassastır. Özel olarak yazılmış sinek izleme yazılımı, Alex Katsov 19 tarafından geliştirilen ve şu anda (Malzeme ayrıntılı) Julian Brown tarafından yapılmaktadır, dört bölgeli olfactometer 14,20-23 daha yeni uygulamalarına ek avantajlar getirmiştir. Yüksek mekansal aynı anda 100 sinekler (27.5 piksel / cm) ve herhangi bir zaman noktasında pozisyon, hız ve sinekler ivme gibi çeşitli parametreler, ayıklanması sağlar çözünürlük, zamansal (sn 30 kare) kadar tahlil etmek artık mümkün. Bu kokuları 20 sineklerin davranışsal tepkilerin dinamikleri soruşturma sağlar </s&gt; Yukarı. Tüm izleme süresi boyunca nüfus içindeki tek tek sinekler tipi muhafaza değildir, ancak, dikkat edilmelidir. Bunun yerine, her sinek parça kesmeyen sürece iki olarak sinek parça için kaydedilir. sinekler sapmak sonra hangi noktada, yeni parçalar atanır. (Malzeme Tablo ayrıntılı) diğer video yakalama yazılımı birleşmeyle, aynı yapılandırma esnek izleme sürelerini tanır ve daha düşük bir kare hızında görüntü alarak en fazla 24 saat boyunca sinekler izlemek için kullanılabilir. Bu seçenek, sineklerin yumurtlama davranışları incelemek ve ovipositional tercihleri ​​14 ile vücut pozisyonlarını karşılaştırmak için kullanıldı. Dört alan olfaktometrenin da çok modlu yanıtları çalışma (örneğin, koku ve görsel) uyaranlara kullanılabilir, ya da duyusal uyaranların sunum Optogenetic 9 veya thermogenetic 21 uyarımı birleştirmek. Ayrıca, yüksek zamansal çözünürlük yörüngeleri çıkarma fo izin verirtopluluk veri kümesinde r her sinek. Bu nedenle, yöntem koku güdümlü nüfus davranışları ve aynı zamanda bireysel sosyal etkileşimler hakkında soruşturma sağlar. Bu testte elde edilen veriler, davranışsal ekranlar için dört alan olfaktometrenin kullanılmasına imkan verir, sağlam ve yüksek oranda tekrarlanabilir. Biz dört kadran olfactometer için buraya kurulum düzeneğini açıklar. Biz daha çok konsantre etil propiyonat cevaben elma sirkesi ve itme cevaben koku cazibe tahlil kullanımını göstermektedir. Son olarak, biz tarif ve kaydedilen sinek izleme verilerinin analizi için örnek kod sağlar.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Air delivery system&amp;nbsp;&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;(Quantity needed)&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;&lt;strong&gt;Tubing and connectors&lt;/strong&gt;&lt;/em&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thermoplastic NPT(F) Manifolds</td><td>Cole-Parmer, IL, USA</td><td>R-31522-31</td><td>1</td></tr><tr><td>Hex reducing&amp;nbsp; nipple (1/4MNPT-&gt;1/8MNPT)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5232T314</td><td>1</td></tr><tr><td>Tubing (ID:1/8)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5108K43</td><td>50 Ft</td></tr><tr><td>Tubing (ID:1/16)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>52355K41</td><td>100 Ft</td></tr><tr><td>Barbed tube fittings</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5117K71</td><td>1 pack</td></tr><tr><td>Push-to-connect tube fittings</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5779K102</td><td>4</td></tr><tr><td>Barbed Tube Fittings (1/4MNPT-&gt;1/8BF)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5463K439</td><td>1 pack (10)</td></tr><tr><td>Barbed Tube Fittings (1/8MNPT-&gt;1/8BF)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5463K438</td><td>2 pack (10)&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Barbed Tube Fittings (1/8MNPT-&gt;1/16BF)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>5463K4</td><td>2 pack (10)&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Barbed Tube Fittings (1/4MNPT-&gt;1/4BF)</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>&amp;nbsp; 5670K84</td><td>1</td></tr><tr><td>Hex head plug</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>48335K152</td><td>1</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;&lt;strong&gt;Air pressure regulator, air filter and flowmeters&lt;/strong&gt;&lt;/em&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;(Quantity needed)&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Labatory gas drying unit</td><td>W A HAMMOND DRIERITE CO LTD, OH, USA</td><td>Model: L68-NP-303; stock #26840</td><td>1</td></tr><tr><td>Multitube frames for 150 mm flowtubes</td><td>Cole-Parmer, IL, USA</td><td>R03215-30</td><td>1</td></tr><tr><td>Multitube frames for 150 mm flowtubes</td><td>Cole-Parmer, IL, USA</td><td>R03215-76</td><td>1</td></tr><tr><td>150 mm flowtubes</td><td>Cole-Parmer, IL, USA</td><td>R-03217-15</td><td>9</td></tr><tr><td>Valve Cartridge</td><td>Cole-Parmer, IL, USA</td><td>R-03218-72</td><td>9</td></tr><tr><td>Precision Air regulator</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>6162K13</td><td>1</td></tr><tr><td>Soleniod valves</td><td>Automate Scientific, Berkeley, CA</td><td>02-10i</td><td>4</td></tr><tr><td>Solenoid valve controller</td><td>ValveLink 8.2, Automate Scientific, Berkeley, CA</td><td>01-18</td><td>1</td></tr><tr><td>Electronic flow meter</td><td>Honeywell</td><td>AWM3100V</td><td>1</td></tr><tr><td>DAQ (NI USB-6009, National Instruments) and a&amp;nbsp;</td><td>National Instruments</td><td>NI USB-6009</td><td>1</td></tr><tr><td>Power supply</td><td>Extech Instruments</td><td>382200</td><td>1</td></tr><tr><td>Odor chambers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polypropylene Wide Mouth jar 2 oz; 60 ml</td><td>Nalgene</td><td>562118-0002</td><td>At least 5 are required per experiment, but a separate chamber is required for each dillution of each odorant. Available at Container Store, part #635114)</td></tr><tr><td>Glass odor chamber, 0.25 oz</td><td>Sunburst Bottle</td><td>LB4B</td><td>At least 5 are required per experiment&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>&quot;In&quot; valve for odor chamber</td><td>Smart Products, Inc., CA, USA</td><td>214224PB-0011S000-4074</td><td>1 of these parts is used per odor chamber but they need to be replaced frequently</td></tr><tr><td>&quot;Out&quot; valve for odor chamber</td><td>Smart Products, Inc., CA, USA</td><td>224214PB-0011S000-4074</td><td>1 of these parts is used per odor chamber but they need to be replaced frequently</td></tr><tr><td>O ring</td><td>RT Dygert International, MN, USA</td><td>AS568-029 Buna-N O-R</td><td>1 pack (100)</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;&lt;strong&gt;Fly arena, camera and behavior boxes&lt;/strong&gt;&lt;/em&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;(Quantity needed)&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Behavior and camera box material</td><td>Interstate plastics, CA, USA</td><td>ABS black extruded (https://www.interstateplastics.com/Abs-Black-Extruded-Sheet-ABSBE~~ST.php)</td><td>1803 sq inch</td></tr><tr><td>Teflon for fly arena and odor chamber inserts, 3/8&quot; thick, 12&quot; x 12&quot;</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>8545K27&amp;nbsp;</td><td>1</td></tr><tr><td>Glass plates, 1/8&quot; Thick, 9&quot; x 9&quot;</td><td>McMaster-Carr, IL, USA</td><td>8476K191&amp;nbsp;</td><td>2</td></tr><tr><td>Dual action thermoelectric controller</td><td>WAtronix Inc, CA, USA</td><td>DA12V-K-0</td><td>1</td></tr><tr><td>IR LED array</td><td>Advanced Illumination, Rochester, VT, USA</td><td>AL4554-88024, PS24-TL</td><td>2 LED arrays and one power supply</td></tr><tr><td>Air conditioner Unit</td><td>Melcor Store</td><td>&amp;nbsp;MAA280T-12</td><td>1</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;&lt;strong&gt;Imaging system&lt;/strong&gt;&lt;/em&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;(Quantity needed)&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Cosmicar/Pentax C21211TH (12.5 mm F/1.4) C-mount Lens</td><td>B AND H PHOTO AND ELECTRONICS CORP, NY, USA</td><td>PEC21211 KP</td><td>1</td></tr><tr><td>CCXC-12P05N Interconnect Cable</td><td>B AND H PHOTO AND ELECTRONICS CORP, NY, USA</td><td>SOCCXC12P05N</td><td>1</td></tr><tr><td>DC-700 Camera Adapter</td><td>B AND H PHOTO AND ELECTRONICS CORP, NY, USA</td><td>SODC700</td><td>1</td></tr><tr><td>B+W 40,5 093 IR filter</td><td>B AND H PHOTO AND ELECTRONICS CORP, NY, USA</td><td>65-072442</td><td>1</td></tr><tr><td>TiFFEN 40.5 mm Circular polarizer</td><td>Amazon</td><td></td><td>1</td></tr><tr><td>IR Videocamera</td><td>Industrial Vision Source, FL, USA</td><td>Sony XC-EI50 (SY-XC-E150)</td><td>1</td></tr><tr><td>USB video converter</td><td>The Imagingsource, NC, USA</td><td>DFG/USB2-It</td><td>1</td></tr><tr><td>iFlySpy2 (fly tracking software)</td><td>Julian Brown, Stanford, Calfornia: julianrbrown@gmail.com</td><td>iFlySpy2</td><td>1</td></tr><tr><td>IC Capture 2.2 software</td><td>The Imagingsource, NC, USA (http://www.theimagingsource.com/en_US/products/software/iccapture/)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>&lt;em&gt;&lt;strong&gt;Miscellaneous&lt;/strong&gt;&lt;/em&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;(Quantity needed)&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Dremel rotary tool</td><td>Dremel, Racine, WI, USA</td><td>Dremel 8000-03&amp;nbsp;</td><td>1</td></tr><tr><td>Diamond-coated drill bits for glass cutting</td><td>Available from various suppliers; MSC industrial Supply Co, Melville, NY</td><td>90606328</td><td>1</td></tr></tbody></table>

olfactory behaviors assayed by computer tracking of drosophila in a four-quadrant olfactometer

Nörobiyoloji önemli bir zorluk nedeniyle karmaşık davranışları, güçlü genetik teknikler ve kompakt sinir sisteminde uygun hayvan davranışları yönlendirecek. Drosophila melanogaster tür soruşturmaların için mükemmel bir model sistem işlev nasıl sinir devreleri anlamaktır. Laboratuvar davranış testleri uzun (örneğin Phototaxis, kemotaksis, duyusal öğrenme ve bellek) 1-3 karşılık gelen davranışları altında yatan nöral mekanizmalar doğal çevrenin özelliklerini taklit ve incelemek için Drosophila ile kullanılmıştır. Belirli sinir alt kümelerini etiket transgenik Drosophila hatları büyük koleksiyonları son durumu ile, davranış testleri davranışları 4-11 ile nöronların bağlamak için önemli bir rol almış. Birlikte veri analizi için altta yatan hesaplama rutinleri ile çok yönlü ve tekrarlanabilir paradigmalar, çeşitli genotyp ile aday sinek hatları hızlı testler için vazgeçilmezdires. Özellikle yararlı test edilen hayvanların, deney süresi ve sunulan uyarıcı niteliği sayısında esnek kurulumları vardır. seçim tahlil de kazanmak ve analiz etmek kolay tekrarlanabilir veri oluşturmak gerekir. Burada, Drosophila davranışsal tepkileri tahlil edilmesi için bir sistem ve bir protokol ayrıntılı bir tarifi büyük dört alan alanda uçan sunulmuştur. Kur, tek bir koku uyarana sinek tepkilerini tahlil için kullanılmaktadır; Bununla birlikte, aynı kurulum çok koku, görsel veya Optogenetic uyaranlara, ya da bunların bir kombinasyonu test etmek için modifiye edilebilir. olfactometer kurulum kokuları yanıt sinek popülasyonlarının faaliyet kayıtları ve hesaplamalı analitik yöntemler sinek davranışlarını ölçmek için uygulanır. Toplanan veriler verimli veri toplama ve deneysel koşullar optimizasyonu için gereklidir deneysel çalışma, hızlı okuma-out almak için analiz edilir.

Dört bölgeli olfactometer tahlil kayıtları ve büyük bir davranış alan üzerinde birçok sinekler yürüme faaliyetlerini analiz eder. Parfüm bir, iki, üç ya da dört kadran butonu hava akışları içine sokulabilir. kokuların yokluğunda, sinekler serbestçe tüm dört çeyrek arasında hareket edecektir. un-kasıtlı önyargıları tahlil girmiş değil olduğunu gösterir gibi bu davranış gözlemlemek için çok önemlidir. Bu önyargıları ışık, sıcaklık dalgalanm...

Watch this Scientific Journal Video about Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer at JoVE.com

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.

Of Bilgisayar İzleme tarafından Analiz Edilmiş Olfaktor Davranışlar<em&gt; Drosophila</em&gt; Dört kadranda olfactometer içinde

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

olfactory-behaviors-assayed-computer-tracking-drosophila-four

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

15.6K Görüntüleme.  Johns Hopkins University School of Medicine. 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.

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

Combining Computer Game-Based Behavioural Experiments With High-Density EEG and Infrared Gaze Tracking

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they yield data relevant to the cognitive processing that occurs under ecologically valid conditions. These two goals often are at odds, since well controlled stimuli often are too repetitive to sustain subjects' motivation. Studies employing electroencephalography (EEG) are often especially sensitive to this dilemma between ecological validity and experimental control: attaining sufficient signal-to-noise in physiological averages demands large numbers of repeated trials within lengthy recording sessions, limiting the subject pool to individuals with the ability and patience to perform a set task over and over again. This constraint severely limits researchers' ability to investigate younger populations as well as clinical populations associated with heightened anxiety or attentional abnormalities. Even adult, non-clinical subjects may not be able to achieve their typical levels of performance or cognitive engagement: an unmotivated subject for whom an experimental task is little more than a chore is not the same, behaviourally, cognitively, or neurally, as a subject who is intrinsically motivated and engaged with the task. A growing body of literature demonstrates that embedding experiments within video games may provide a way between the horns of this dilemma between experimental control and ecological validity. The narrative of a game provides a more realistic context in which tasks occur, enhancing their ecological validity (Chaytor &amp; Schmitter-Edgecombe, 2003). Moreover, this context provides motivation to complete tasks. In our game, subjects perform various missions to collect resources, fend off pirates, intercept communications or facilitate diplomatic relations. In so doing, they also perform an array of cognitive tasks, including a Posner attention-shifting paradigm (Posner, 1980), a go/no-go test of motor inhibition, a psychophysical motion coherence threshold task, the Embedded Figures Test (Witkin, 1950, 1954) and a theory-of-mind (Wimmer &amp; Perner, 1983) task. The game software automatically registers game stimuli and subjects' actions and responses in a log file, and sends event codes to synchronise with physiological data recorders. Thus the game can be combined with physiological measures such as EEG or fMRI, and with moment-to-moment tracking of gaze. Gaze tracking can verify subjects' compliance with behavioural tasks (e.g. fixation) and overt attention to experimental stimuli, and also physiological arousal as reflected in pupil dilation (Bradley et al., 2008). At great enough sampling frequencies, gaze tracking may also help assess covert attention as reflected in microsaccades - eye movements that are too small to foveate a new object, but are as rapid in onset and have the same relationship between angular distance and peak velocity as do saccades that traverse greater distances. The distribution of directions of microsaccades correlates with the (otherwise) covert direction of attention (Hafed &amp; Clark, 2002).

Procedures for recording high-density EEG and gaze data during computer game-based cognitive tasks are described. Using a video game to present cognitive tasks enhances ecological validity without sacrificing experimental control.

Birleştiren Bilgisayar Oyun-Tabanlı Yüksek Yoğunlukta EEG ve Kızılötesi Gaze Takip Davranışsal deneyler

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they ...

Nörobilim

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.

Yüksek çözünürlüklü Ölçüm Drosophila Larva Koku-Driven Davranış

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

Biyoloji

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.

Drosophila Uçuş sırasında Görme aracılığı Koku Takibi

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.

Toplayıcılık Davranış için Tek-sinek Deneyi<em&gt; Drosophila</em

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

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.

Test<em&gt; Drosophila</emBir Y-labirenti testi ile&gt; koku alma

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

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

In their natural environment, insects such as the vinegar fly Drosophila melanogaster are bombarded with a huge amount of chemically distinct odorants. To complicate matters even further, the odors detected by the insect nervous system usually are not single compounds but mixtures whose composition and concentration ratios vary. This leads to an almost infinite amount of different olfactory stimuli which have to be evaluated by the nervous system.
To understand which aspects of an odor stimulus determine its evaluation by the fly, it is therefore desirable to efficiently examine odor-guided behavior towards many odorants and odor mixtures. To directly correlate behavior to neuronal activity, behavior should be quantified in a comparable time frame and under identical stimulus conditions as in neurophysiological experiments. However, many currently used olfactory bioassays in Drosophila neuroethology are rather specialized either towards efficiency or towards resolution.
Flywalk, an automated odor delivery and tracking system, bridges the gap between efficiency and resolution. It allows the determination of exactly when an odor packet stimulated a freely walking fly, and to determine the animal&#180;s dynamic behavioral reaction.

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

The automated tracking system Flywalk is used for high-resolution quantification of odor-guided behavior in Drosophila melanogaster.

Koku kılavuzluğunda Davranış Yüksek çözünürlüklü Niceleme<em&gt; Drosophila melanogaster</emKullanma&gt;<em&gt; Flywalk</em&gt; Paradigma

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

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.

Yanıt koku nöronlar Optogenetic uyarılması olarak Drosophila larva davranışını izlemek

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

Drosophila Otizm Spektrum Bozukluğunun Genetik ve Davranışsal Özelliklerine İlişkin Modeller

Paradigms for Behavioral Assessment in Drosophila Model of Autism Spectrum Disorder

Autism Spectrum Disorder (ASD) encompasses a heterogeneous group of neurodevelopmental disorders with common behavioral symptoms including deficits in social interaction and ability for communication, enhanced restricted or repetitive behaviors, and also, in some cases, learning disability and motor deficit. Drosophila has served as an unparalleled model organism for modeling a great number of human diseases. As many genes have been implicated in ASD, fruit flies have emerged as a powerful and efficient way to test the genes putatively involved with the disorder. As hundreds of genes, with varied functional roles, are implicated in ASD, a single genetic fly model of ASD is unfeasible; instead, individual genetic mutants, gene knockdowns, or overexpression-based studies of the fly homologs of ASD-associated genes are the common means for gaining insight regarding molecular pathways underlying these gene products. A host of behavioral techniques are available in Drosophila which provide easy readout of deficits in specific behavioral components. Social space assay and aggression and courtship assays in flies have been shown to be useful in assessing defects in social interaction or communication. Grooming behavior in flies is an excellent readout of repetitive behavior. Habituation assay is used in flies to estimate the ability for habituation learning, which is found to be affected in some ASD patients. A combination of these behavioral paradigms can be utilized to make a thorough assessment of the human ASD-like disease state in flies. Using Fmr1 mutant flies, recapitulating Fragile-X syndrome in humans, and POGZ-homolog row knockdown in fly neurons, we have shown quantifiable deficits in social spacing, aggression, courtship behavior, grooming behavior, and habituation. These behavioral paradigms are demonstrated here in their simplest and straightforward forms with an assumption that it would facilitate their widespread use for research on ASD and other neurodevelopmental disorders in fly models.

Yazar Spotlight: Meyve Sineklerinde Otizm Spektrum Bozukluğu Belirtilerini Keşfetmek — Genetik Modeller ve Davranışsal Testler

Autism Spectrum Disorder (ASD) is associated with impaired social and communicative behavior and the emergence of repetitive behavior. For studying the interrelation between ASD genes and behavioral deficits in the Drosophila model, five behavioral paradigms are described in this paper for assaying social spacing, aggression, courtship, grooming, and habituation behavior.

Otizm Spektrum Bozukluğunun Drosophila Modelinde Davranışsal Değerlendirme Paradigmaları

Autism Spectrum Disorder (ASD) encompasses a heterogeneous group of neurodevelopmental disorders with common behavioral symptoms including deficits in ...

Of Bilgisayar İzleme tarafından Analiz Edilmiş Olfaktor Davranışlar

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Birleştiren Bilgisayar Oyun-Tabanlı Yüksek Yoğunlukta EEG ve Kızılötesi Gaze Takip Davranışsal deneyler

Yüksek çözünürlüklü Ölçüm Drosophila Larva Koku-Driven Davranış

Drosophila Uçuş sırasında Görme aracılığı Koku Takibi

Toplayıcılık Davranış için Tek-sinek Deneyi

Test

Koku kılavuzluğunda Davranış Yüksek çözünürlüklü Niceleme

Yanıt koku nöronlar Optogenetic uyarılması olarak Drosophila larva davranışını izlemek

Otizm Spektrum Bozukluğunun Drosophila Modelinde Davranışsal Değerlendirme Paradigmaları

Otizm Spektrum Bozukluğunun Drosophila Modelinde Davranışsal Değerlendirme Paradigmaları

Otizm Spektrum Bozukluğunun Drosophila Modelinde Davranışsal Değerlendirme Paradigmaları