Name: a proboscis extension response protocol for investigating behavioral plasticity in insects: application to basic, biomedical, and agricultural research
Uploaded: 2014-09-08T13:00:00
Duration: 10 min 31 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Proboscis Extension Response Protocol for Investigating Behavioral Plasticity in Insects: Application to Basic, Biomedical, and Agricultural Research at JoV

Denna forskning stöds av medel från NIH NCRR (R01 RR014166 till BHS), NIH NIDCD (R01 DC011422 BHS co-PI), US Department of Agriculture (J Trumble PI, BH Smith co-PI) och Arizona State University. Finansiering för verkstaden att utbilda studenter (data i Figur 4) lämnades av Science Foundation i Chile.

<ol>
	<li>Rescorla, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+studies+of+Pavlovian+conditioning.">Behavioral studies of Pavlovian conditioning.</a> Annu Rev Neurosci. 11, 329-352 (1988).</li><li>Martin, S. J., Grimwood, P. D., Morris, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+plasticity+and+memory:+an+evaluation+of+the+hypothesis.">Synaptic plasticity and memory: an evaluation of the hypothesis.</a> Annu Rev Neurosci. 23, 649-711 (2000).</li><li>Bitterman, M. E., Menzel, R., Fietz, A., Schafer, S. <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+of+proboscis+extension+in+honeybees+(Apis+mellifera).">Classical conditioning of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera).</a> Journal of Comparative Psychology. 97, 107-119 (1983).</li><li>Giurfa, M., Sandoz, 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=Invertebrate+learning+and+memory:+Fifty+years+of+olfactory+conditioning+of+the+proboscis+extension+response+in+honeybees.">Invertebrate learning and memory: Fifty years of olfactory conditioning of the proboscis extension response in honeybees.</a> Learn Mem. 19, 54-66 (2012).</li><li>Smith, B. H., Wright, G. A., Daly, K. S., Dudareva, N., Pichersky, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Biology of Floral Scents. , 263-295 (2006).</li><li>Menzel, R., Giurfa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dimensions+of+cognition+in+an+insect,+the+honeybee.">Dimensions of cognition in an insect, the honeybee.</a> Behav Cogn Neurosci Rev. 5, 24-40 (2006).</li><li>Kuwabara, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bildung+des+bedingten+Reflexes+von+Pavlovs+Typus+bei+der+Honigbiene,+Apis+mellifera.">Bildung des bedingten Reflexes von Pavlovs Typus bei der Honigbiene, Apis mellifera.</a> Journal of the Faculty of Science, Hokkaido University, Zoology. 13, 458-464 (1957).</li><li>Menzel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+honeybee+as+a+model+for+understanding+the+basis+of+cognition.">The honeybee as a model for understanding the basis of cognition.</a> Nat Rev Neurosci. 13, 758-768 (2012).</li><li>Menzel, R., Kesner, R. P., Olton, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Neurobiology of comparative cognition. , 237-292 (1990).</li><li>Hammer, M., Menzel, R. <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+in+the+honeybee.">Learning and memory in the honeybee.</a> Journal of Neuroscience. 15, 1617-1630 (1995).</li><li>Strube-Bloss, M. F., Nawrot, M. P., Menzel, R. <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+odor-reward+associations.">Mushroom body output neurons encode odor-reward associations.</a> J Neurosci. 31, 3129-3140 (2011).</li><li>Szyszka, P., Galkin, A., Menzel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Associative+and+non-associative+plasticity+in+kenyon+cells+of+the+honeybee+mushroom+body.">Associative and non-associative plasticity in kenyon cells of the honeybee mushroom body.</a> Front Syst Neurosci. 2, (2008).</li><li>Fernandez, P. C., Locatelli, F. F., Person-Rennell, N., Deleo, G., Smith, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Associative+conditioning+tunes+transient+dynamics+of+early+olfactory+processing.">Associative conditioning tunes transient dynamics of early olfactory processing.</a> J Neurosci. 29, 10191-10202 (2009).</li><li>Locatelli, F. 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=Nonassociative+plasticity+alters+competitive+interactions+among+mixture+components+in+early+olfactory+processing.">Nonassociative plasticity alters competitive interactions among mixture components in early olfactory processing.</a> Eur J Neurosci. 37, 63-79 (2013).</li><li>Farooqui, T., Robinson, K., Vaessin, H., Smith, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+early+olfactory+processing+by+an+octopaminergic+reinforcement+pathway+in+the+honeybee.">Modulation of early olfactory processing by an octopaminergic reinforcement pathway in the honeybee.</a> Journal of Neuroscience. 23, 5370-5380 (2003).</li><li>Mussig, L., 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=Acute+disruption+of+the+NMDA+receptor+subunit+NR1+in+the+honeybee+brain+selectively+impairs+memory+formation.">Acute disruption of the NMDA receptor subunit NR1 in the honeybee brain selectively impairs memory formation.</a> J Neurosci. 30, 7817-7825 (2010).</li><li>Hladun, K. R., Smith, B. H., Mustard, J. A., Morton, R. R., Trumble, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selenium+toxicity+to+honey+bee+(Apis+mellifera+L.)+pollinators:+effects+on+behaviors+and+survival.">Selenium toxicity to honey bee (Apis mellifera L.) pollinators: effects on behaviors and survival.</a> PLoS One. 7, e34137 (2012).</li><li>Wiegmann, D. D., Smith, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> International Journal of Comparative Psychology. 22, 141-152 (2009).</li><li>Drezner-Levy, T., Shafir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parameters+of+variable+reward+distributions+that+affect+risk+sensitivity+of+honey+bees.">Parameters of variable reward distributions that affect risk sensitivity of honey bees.</a> J Exp Biol. 210, 269-277 (2007).</li><li>Drezner-Levy, T., Smith, B. H., Shafir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+foraging+specialization+on+various+learning+tasks+in+the+honey+bee+(Apis+mellifera).">The effect of foraging specialization on various learning tasks in the honey bee (Apis mellifera).</a> Behavioral Ecology &amp; Sociobiology. 64, 135-148 (2009).</li><li>Shafir, S., Menda, G., Smith, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caste-specific+differences+in+risk+sensitivity+in+honeybees,+Apis+mellifera.">Caste-specific differences in risk sensitivity in honeybees, Apis mellifera.</a> Animal Behaviour. 69, 859-868 (2005).</li><li>Smith, B. H., Menzel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+analysis+of+variability+in+the+feeding+motor+program+of+the+honey+bee;+the+role+of+learning+in+releasing+a+modal+action+pattern.">An analysis of variability in the feeding motor program of the honey bee; the role of learning in releasing a modal action pattern.</a> Ethology. 82, 68-81 (1989).</li><li>Erber, J., Pribbenow, B., Kisch, J., Faensen, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Operant+conditioning+of+antennal+muscle+activity+in+the+honey+bee+(Apis+mellifera+L).">Operant conditioning of antennal muscle activity in the honey bee (Apis mellifera L).</a> Journal of Comparative Physiology A-Sensory Neural &amp; Behavioral Physiology. 186, 557-565 (2000).</li><li>Smith, B. H., Menzel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+electromyogram+recordings+to+quantify+odorant+discrimination+in+the+honey+bee,+Apis+mellifera.">The use of electromyogram recordings to quantify odorant discrimination in the honey bee, Apis mellifera.</a> Journal of Insect Physiology. 35, 369-375 (1989).</li><li>Stopfer, M., Bhagavan, S., Smith, B. H., Laurent, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+odour+discrimination+on+desynchronization+of+odour-encoding+neural+assemblies.">Impaired odour discrimination on desynchronization of odour-encoding neural assemblies.</a> Nature. 390, 70-74 (1997).</li><li>Daly, K. C., Christensen, T. A., Lei, H., Smith, B. H., Hildebrand, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+modulates+the+ensemble+representations+for+odors+in+primary+olfactory+networks.">Learning modulates the ensemble representations for odors in primary olfactory networks.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 101, 10476-10481 (2004).</li><li>Matsumoto, Y., Menzel, R., Sandoz, J. C., Giurfa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revisiting+olfactory+classical+conditioning+of+the+proboscis+extension+response+in+honey+bees:+a+step+toward+standardized+procedures.">Revisiting olfactory classical conditioning of the proboscis extension response in honey bees: a step toward standardized procedures.</a> J Neurosci Methods. 211, 159-167 (2012).</li><li>Chandra, S. B., Hosler, J. S., Smith, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heritable+variation+for+latent+inhibition+and+its+correlation+with+reversal+learning+in+honeybees+(Apis+mellifera).">Heritable variation for latent inhibition and its correlation with reversal learning in honeybees (Apis mellifera).</a> Journal of Comparative Psychology. 114, 86-97 (2000).</li><li>Chandra, S. B., Hunt, G. J., Cobey, S., Smith, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+trait+loci+associated+with+reversal+learning+and+latent+inhibition+in+honeybees+(Apis+mellifera).">Quantitative trait loci associated with reversal learning and latent inhibition in honeybees (Apis mellifera).</a> Behavior Genetics. 31, 275-285 (2001).</li><li>Hammer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neural+basis+of+associative+reward+learning+in+honeybees.">The neural basis of associative reward learning in honeybees.</a> Trends in Neurosciences. 20, 245-252 (1997).</li><li>Frisch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Dance Language and Orientation of Bees. , (1965).</li><li>Daly, K. C., Smith, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Associative+olfactory+learning+in+the+moth+Manduca+sexta.">Associative olfactory learning in the moth Manduca sexta.</a> J Exp Biol. 203, 2025-2038 (2000).</li><li>Fan, R. J., Anderson, P., Hansson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+analysis+of+olfactory+conditioning+in+the+moth+spodoptera+littoralis+(Boisd.)+(Lepidoptera:+noctuidae).">Behavioural analysis of olfactory conditioning in the moth spodoptera littoralis (Boisd.) (Lepidoptera: noctuidae).</a> J Exp Biol. 200. 23 (Pt 23), 2969-2976 (1997).</li><li>Paranjpe, P., Rodrigues, V., VijayRaghavan, K., Ramaswami, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gustatory+habituation+in+Drosophila+relies+on+rutabaga+(adenylate+cyclase)-dependent+plasticity+of+GABAergic+inhibitory+neurons.">Gustatory habituation in Drosophila relies on rutabaga (adenylate cyclase)-dependent plasticity of GABAergic inhibitory neurons.</a> Learn Mem. 19, 627-635 (2012).</li><li>Vinauger, C., Lallement, H., Lazzari, C. R. <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+in+Rhodnius+prolixus:+habituation+and+aversive+operant+conditioning+of+the+proboscis+extension+response.">Learning and memory in Rhodnius prolixus: habituation and aversive operant conditioning of the proboscis extension response.</a> J Exp Biol. 216, 892-900 (2013).</li><li>Smith, B. H., Abramson, C. I., Tobin, 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=Conditional+withholding+of+proboscis+extension+in+honeybees+(Apis+mellifera)+during+discriminative+punishment.">Conditional withholding of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera) during discriminative punishment.</a> Journal of Comparative Psychology. 105, 345-356 (1991).</li><li>Smith, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+analysis+of+blocking+in+odorant+mixtures:+an+increase+but+not+a+decrease+in+intensity+of+reinforcement+produces+unblocking.">An analysis of blocking in odorant mixtures: an increase but not a decrease in intensity of reinforcement produces unblocking.</a> Behav Neurosci. 111, 57-69 (1997).</li><li>Gerber, B., 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=Honey+bees+transfer+olfactory+memories+established+during+flower+visits+to+a+proboscis+extension+paradigm+in+the+laboratory.">Honey bees transfer olfactory memories established during flower visits to a proboscis extension paradigm in the laboratory.</a> Animal Behaviour. 52, 1079-1085 (1996).</li><li>Rueppell, 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=The+genetic+architecture+of+sucrose+responsiveness+in+the+honeybee+(Apis+mellifera+L).">The genetic architecture of sucrose responsiveness in the honeybee (Apis mellifera L).</a> Genetics. 172, 243-251 (2006).</li></ol>

The authors have no conflicts of interest to disclose.

Detta protokoll presenterades två tillförlitliga metoder för konditione använder PER proceduren. Dessa är två av flera metoder som framgångsrikt används 27, 21. Vi använder Metod 2 för alla experimentella studier med PER eftersom det är konsekvent tillförlitlig, även över olika praktiker. Samma grundläggande förfarande har anpassats till många olika typer av studier med honungsbin, inbegripet användning av olika konditione stimuli och olika beteende reflexer. Det har också varit knuten till undersökningar av den genetiska grunden för skillnader i att lära 28,29, de fysiologiska korrelat till lukt perception och minne i hjärnan 13,14,30 och modulerande och molekylärgenetiska baser beteende 15,16,31 . På grund av den avancerade kunskaper om den ekologiska betydelsen av luktsinnet lärande för honungsbin, som inleddes med de första studierna av Karl von Frisch över 100 år sedan <sup&gt; 31, kan resultat från PER enkelt kopplas till överlevnadsbehov en koloni. Senast har det anpassats till en jordbruks studie för att undersöka subletala beteendeeffekter av bekämpningsmedel och miljögifter 17. Den grundläggande proceduren är kraftfull i att den kan tillämpas för att undersöka problem i andra arter också. Två moth arter, Manduca sexta och Spodoptera littoralis, har använts i PER studier för att undersöka den neurala grunden för luktidentifiering och varje arternas luktinlärningsförmåga 32,33. PER experiment med fruktflugor har gett många insikter i de molekylära signaleringskaskader som deltar i chemosensation och lärande 34. Och PER har nyligen använts för att studera tillvänjning i loppan (Rhodnius prolixus) 35, en viktig smittbärare. I allmänhet är det förfarande väl vid förändringar i metoden; användningen av different metoder kommer sannolikt producera samma relativa skillnaden mellan behandlingsgrupperna. Trots det relativt enkelt förfarande, kan flera problem ibland hindrar honungsbin från att lära av lukt sackaros föreningen. Följande ämnen är möjliga ändringar i protokollet och några av de vanligaste problemen som kan uppstå under PER conditioning. Överväganden om antal och typ av försök i Conditioning protokollet Varje inlärningsprotokoll kräver exponering av bin till ett antal försök i förvärvsfasen. Detta antal beror till stor del på svårigheten i uppgiften. Honungsbin kan lära sig en enkel uppgift efter en enda rättegång, men de behöver minst en tre försök att inducera långtidsminnet bildning. Som väntat kommer honungsbin kräver betydligt fler försök att på lämpligt sätt lära sig en svår uppgift. Generellt finns det ett maximalt antal försök efter som bina inte längre väsentligt förbättrair prestanda. Denna maximala beror på den specifika uppgiften, de typer lukt och koncentrationer, och sackaroskoncentrationen. Vid användning av mer än en typ av försök med olika dofter, presentera de olika försöks i en pseudoslumpsekvens för att hålla bina från att memorera en enkel sekvens av lukt presentationer istället för att lära sig skillnaderna mellan lukt 36. I dessa pseudoslumpsekvenser, måste det finnas lika många försök för var och en av lukttyper. Också, att sannolikheten för att ett prov av en lukt typ föregås av och följt av samma lukt, eller någon av de andra lukter, måste vara lika för alla lukter. För två lukter - A och B - använd följande sekvens: ABBABAAB. Över åtta försök varje lukt presenteras fyra gånger. Sammanfoga identiska sekvenser för att nå det önskade antalet försök för varje doft. Oavsett den experimentella designen, finns det några parametrar som måste förblikonstant för att optimera inlärning. Överlappningen mellan CS och USA är avgörande för effektiv konditionering. Den inter rättegången intervall (figur 1, tabell 1) måste vara konstant och optimeras eftersom oegentligheter eller en för kort eller för lång inter rättegång intervall kan avsevärt påverka effektiviteten av konditione protokoll 1. Överväganden om vikten och design av Behavioral Testing Trials Svaren som registrerats under förvärvsfasen &quot;av ett experiment, då CS och US presenteras tillsammans, kan vara användbart. Men se upp så att de luktpresentationsförhållanden kan skilja sig från en typ av försök till en annan. Under förstärkta studier är lukten, följt av sackaros presenteras i samband med en visuell stimulus (förflyttning av anordningen för att leverera den sackaros droppen) som kan påverka bee svar. Och bina har bara tre sekunders för att visa ett svar (fyra sekunder av luktstimulering minus en sekund lappar sackaros presentation, figur 1). Om försöket innebär bina lär sig att skilja två lukter (t.ex. förstärkta och oförstärkta), den oförstärkta lukt presenteras på alternativa prövningar sker utan den visuella stimulans av belönings presentation och bina har hela fyra sekunder att reagera. Därför svaren på de två lukter är inte helt jämförbara vid förvärvet. Med någon konditioneprotokoll, inte enbart förlita sig på förvärvs kurvorna 1. För att bättre ta reda på vilka bin har lärt, införa en rad oarmerade tekniska prov, då varken lukt förstärks, vilket gör att testning av alla stimuli sker under identiska förhållanden. Beroende på det specifika syftet med försöket, kan testning bestå av enskilda test prövningar av rade lukt eller en serie försök med rade odeller eller en kombination av de konditionerade och nya lukter. En enda test test av rade lukten ger en enkel analys av om binas minns rade lukt. Dock kan svaret på den första test rättegången spegla bina motivation nivå samt deras återkallande av rade lukt. En serie testförsök, antingen en serie utdöende prövningar av rade lukt eller en serie enkla tester av konditionerat och en eller flera nya lukter, kan också användas för att bedöma minnet. Serien av släckförsök kan bedöma hur starkt binas minns rade föreningen. Ju starkare recall det större antalet försök som behövs för att släcka betingad respons. En serie enkla tester av betingade och nya lukter kan också bedöma specificiteten binas minne av rade lukt. Det är också viktigt att konditionera och testa både kontroll och behandlade grupper vid samma tidpunkter. Comparing prestanda bin strax efter konditionering för bin som innehas för längre tidsperioder är problematisk på grund av exponering för sackaros USA genom att mata bina till mättnad. Till exempel kan en minskning i prestanda efter långa mellanrum bero på minnes röta eller det kan bero på förändringar i motiverande tillstånd och / eller lära inducerade av oarmerad exponering mot USA, vilket gör resultaten tvetydiga. Därför bör prestanda hos ett behandlingsgrupp alltid bedömas i förhållande till en kontrollgrupp konditioneras och testas på samma tidpunkter. Lukt Koncentration och integritet Det finns flera sätt på vilka koncentrationen och integriteten av lukt (CS) kan äventyras. Den mest förekommande problemet med lukt leverans är utarmningen av lukt patroner från överanvändning (Figur 2). Byta bläckpatroner 10-12 användningar (var 2 eller 3 försök med grupper om fem honungsbin) för att undvika denna fallgrop. Det är också viktigt att användafärska patroner för tekniska prov, eftersom begagnade patroner kan differentiellt utarmat och därmed nuvarande ojämlika luktstimuli. Ett annat vanligt problem är luktpatron kontamination grund av att använda kassetten för mer än en doft utan att helt rengöra den. En smutsig eller kontaminerad luft flöde kan också oavsiktligt införa ytterligare lukt stimulans (kolfilter kan förhindra bakgrundskontaminering). Detta är särskilt problematiskt när koppling PER konditionering med mätningar av fysiologiska reaktioner på odören. Läckande lukt patroner utgör ett problem eftersom honungsbin exponeras för lukt innan rättegången inleds, vilket minskar framträdande av lukt stimulans. Löst sittande på lufttillförseln för lukt leverans kan resultera i liten eller ingen lukt leverans när ventilen öppnar, på konstgjord väg minska binas svar på den avsedda lukt. Sackaros Solution och obetingat stimulus (Belöning) Den enmount, koncentration och integritet sackaroslösningen som USA är avgörande för framgången av experimentet. Conditioning är en funktion av mängden och koncentrationen av sackaros-vattenlösning som används som USA 37. De mikrometer sprutor som används i Metod 2 möjliggör mycket exakt (ner till 0,2 pl) kontroll över amerikanska leverans, och vi rekommenderar att du använder dem för båda beskrivna metoderna. Användning av tandpetare (Metod 1) är tillräckligt för omständigheter som de dyra sprutorna inte kan användas, till exempel, i utbildning stora grupper av studenter, arbete på fältet, eller med lägre budgetar. Noggrann genomförande av metod 1 är bra så länge timing upprätthålls med regelbundet byte av tandpetare för att undvika ackumulering av sackaros (och koncentrationen levererade). Men med hjälp av tandpetare är det svårare att noggrant kontrollera och uppskatta mängden och omfattningen av USA levererade, vilket är viktigt för studier konditione 1. Koncentrationen av sackaros som behövs för atten tillräcklig belöning för att hålla bina motiverade att lära sig rade föreningen kan bero på svårigheten i uppgiften och binas inre tillstånd eller tid på året. De svårare uppgifter kräver en högre sackaros lösning för bin &quot;för att framgångsrikt lära sig uppgiften. Mögel kan uppbyggd i sackaroslösningar även vid 5 ° C, vilket kommer att äventyra integriteten i den lösning, som påverkar binas hälsa och uppfattning av belöningen under experimentet. Det är bäst att ersätta lösningen med några dagars mellanrum. Precision, Timing, och konsekvens av CS och US Delivery Den mest kritiska frågan om ett korrekt genomförande av ett PER förfarande, eller för den delen någon konditioneförfarande innebär precision, timing och konsekvens i CS och US leverans (Figur 1). Utredarna som är nya förfarandet är ofta oprecisa om leverans av en eller båda stimuli. ISI: ssom misslyckas med att tillåta överlappning CS och US resultera i dålig konditionering prestanda. PLC automatiserar en hörbar signal för försöksledaren att leverera sackaros 3 sek efter debuten av lukt leverans. Utredarna ska hålla sackaros / vattendroppe nära biet för snabb leverans efter signalen. Dessa procedurer hjälper medbringa en konsekvent ISI. Placera ett stoppur vid konditione arenan möjliggör lämplig tidpunkt placering av rättegången samt övervakning binas tid i arenan både före och efter leverans av stimuli. På så sätt ITI ter kan vara relativt konsekvent och hela förfarandet kan köras vid en kontrollerad takt. ITI: s som är för korta, till exempel mindre än 1 min, eller för lång kan leda till dålig konditionering prestanda 1. Säsongs, miljömässiga och kontextuell Effekter på Honey Bee Performance Honungsbin prestationer kan påverkas avsevärt av omgivningenbåde före och under konditioneringen. Ofta kommer de variationer i temperatur och födotillgång som kommer med årstidernas växlingar förändra bina motivation att lära. När blommorna blommar, för att bina motivation lära rade föreningen i labbet minskar 38. När kolonin är stressad - från extrema temperaturer, brist på mat, eller sjukdomsrelaterad stress - binas kommer att visa en minskning av sitt lärande prestanda inuti. Honungsbin förvaras i en flygrummet kan lära bra ett tag, men även där påfrestningen av sjukdomen och åldrande försämra deras lärande prestanda över tiden. Sammanhanget under konditione kan också minska binas prestanda. Eventuella främmande lukter, rörelser och andra stimuli kan distrahera biet från experimentella stimuli. För att undvika detta problem, hålla en någorlunda konsekvent, förenklad visuell kontext. Genotyp och erfarenhet Påverkar PER Performance &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Honey bee arbetare kan skilja sig avsevärt i prestanda på någon konditioneförfarande på grund av uppgiften specialisering, genotyp, eller andra miljöfaktorer 20. Därför är det viktigt att standardisera så mycket som möjligt, de typer av djur som används i ett experiment för att minska interindividuella variationer. I en koloni som leds av en öppen parad drottning, vilket betyder att hon parad med många olika drönare, kommer arbetarna skiljer sig i faderns genotyp. Genetisk bakgrund kan leda till dramatiska skillnader i sensorisk känslighet 39 och inlärningsresultaten 29. Använda kolonier ledda av drottningar instrumentinseminerade med sperma från enstaka drönare 28 reducerar denna interindividuella variationer. De protokoll som beskrivs ovan, finns en metod för att samla honung bee arbetare från boet entrén. Emellertid är dessa honungsbin skiljer sig från varandra med avseende på ålder eller beteende uppgift. De kan vara unga (inexperienced) eller äldre (mer erfarna) hackar. De kan vara unga honungsbin gör sin första orienteringsflyg. Eller de kan vara vakt bin. För att minska variabiliteten, markera bin med ett snabbtorkande lackfärg eller märkning taggar antingen som de dyker upp som vuxna (kontrollera för ålder) och / eller när de börjar födosök (kontrollera för erfarenhet). Sedan ett par dagar senare, samlar de markerade bina för konditione. Arbetstagare som är engagerade i vårdbeteende kan hämtas från ramarna i kupan. Sjuksköterskor kan fastställas när de sätter sina huvuden i en barnaskara cell att föda och ta hand om larven inuti. Använda Virgin Queens eller Drones för PER Conditioning Förutom arbetar honungsbin kan jungfruhonungsbiet drottningar och drönare lätt rade i en PER förfarande för studier som syftar till att utveckla genetiska linjer av honungsbin som skiljer sig i inlärningsresultaten 28. Virgin drottningar ska samlas snart efter they fram ur förpuppning och placeras direkt i hållande selar utan bedövning. Unga, omogna drönare som samlats in från yngel kammen inuti kolonin är i allmänhet inte är motiverade att lära sig. Efter att de har börjat parning flyg, drönare lär lätt PER uppgifter 28. De ska samlas in när de återvänder från en parning flygning och underhålls över natten i en liten bur i en koloni som används för uppfödning av drottningar. Försök inte att utnyttja dem dagen innan konditionering; att de inte överlever väl i selar över natten. Ett par timmar före konditione drönarna kan samlas in från burarna och placeras i de återhållande selar utan bedövning. Slutsatser Detta PER förfarande, i vägen för metoder, utgör en utgångspunkt för utformningen PER experiment. De flesta PER protokoll kräver att det förfarande som beskrivs ändras på något sätt för att genomföra de konkreta målen för försöket och accommodate flera behandlingsgrupper. Det är lätt att genomföra. Dock kräver korrekt genomförande uppmärksamhet på detaljer och praktik. En gång bemästrat det kan vara ett kraftfullt sätt för att lägga till som ett forskningsverktyg för flera grundläggande och tillämpade forskningsprogram med olika insektsarter.

Många insekter lära sig om ekologiskt relevanta stimuli, och de ändrar sedan deras beteendemässiga reaktioner på dessa stimuli för att anpassa sig till nya prediktiva relationer i sin omgivning. Flera olika mekanismer kan ligga bakom denna beteende plasticitet (t.ex. nonassociative, associativa / Pavlovsk och operant / instrumen 1). Dessa typer av plasticitet skiljer sig åt i hur de stimuli eller beteenden är förknippade med viktiga händelser, såsom förekomsten av mat, en kompis, eller fara. Att förstå dessa former av plasticitet är mycket viktigt för grundläggande forskning om hur nervsystemet förändras för att koda nya minnen 2. Det är också viktigt för att förstå de adaptiva beteenden av insekter som är viktiga vektorer för sjukdoms (t.ex. tsetse och mygga) och insekter som är jordbrukssynpunkt viktiga, antingen i växtodlingen (honungsbin) eller som skadedjur. Studera beteende plasticitet i någon animal kräver en nivå av experimentell kontroll över ett antal variabler som inte kan uppnås i fält 1. Det kräver utveckling av en robust konditioneprotokoll som kan användas under mer kontrollerade förhållanden, men som fortfarande är relevanta för beteende under naturliga förhållanden. Honungsbiet (Apis mellifera) är en utmärkt modell för hur man kan utveckla ett protokoll för att utföra kontrollerade analyser av beteende plasticitet 3,4. SNABEL Extension Response (PER) i honungsbin är ett naturligt beteende reflex där honungsbiet utökar sin snabel som svar på antennal stimulering med en sockerlösning. Under normal födosöksbeteende, inträffar PER när honungsbiet finner nektar i en blomma. Lyckligtvis kommer honungsbin lätt uppvisar denna enkla och lätta att kvantifiera beteenden i laboratoriet. Detta gör det möjligt att studera, i en kontrollerad miljö, de mekanismer som påverkar det ekologiskt relevant beteende 5. PER CAn också användas inom en konditione protokoll för att undersöka stimulans perception och inlärning och minne under olika behandlingsförhållanden, som är utformade för att avslöja de beteendemässiga och neurala mekanismer som ligger bakom den plasticitet 6. Eftersom de första studierna av Kuwabara 7 har PER konditionering i stor utsträckning använts för att avslöja nonassociative, associativ och operanta mekanismer som ligger bakom beteende plasticitet i honungsbin 8. Dessa mekanismer är identiska med de visade i studier av fritt flygande honungsbin 9. Till skillnad från studier av fritt flygande honungsbin kan PER protokoll konditione kopplas med elektrofysiologi 10,11 eller levande celler fluorescens avbildning 12-14 av hjärnan. Dessutom PER-protokoll möjliggör experimentell manipulation av nervbanor via farmakologiska eller molekylärgenetiska behandlingar för att testa hypoteser om roller specifika komponenter i nätverket, t.ex. neuromodulators 15,16. PER-protokoll har också ett viktigt sätt att utvärdera subletala effekterna av miljöförhållanden liksom gifter om hälsa och födosök effektivitet honungsbin 17. Här beskrivs två luktleveransmetoder parallellt. Metod 1 är en version av lukt och obetingat stimulus (sackaros) leverans som ger ett billigt och tekniskt enkel metod för att presentera lukt och sackaros belöning. Denna metod är bra för grundutbildning och när automatisering är inte möjligt. Det är ett utmärkt sätt att introducera denna teknik till ett klassrum eller undervisningslaboratorium. Under konditionering för experiment med svårare uppgifter och kopplade fysiologiska bedömningar av lukt perception, inlärning, eller minne, är det mycket viktigt att exakt och precist reglera start, varaktighet leverans tidpunkten för stimuli. För den mest pålitliga stimulans leverans, använd ett sätt att automatisera luktleverans and en exakt metod för belöning leverans. Metod 2 sysselsätter automatiserad lukt leverans och mer exakt sackaros leverans. Det är tekniskt mer sofistikerad och kräver mer för den första installationen än metod 1, men det avsevärt ökar konsekvensen av tidpunkten och mängden av stimuli som används för konditionering och bör användas när det är möjligt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1278">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:203px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:587px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Sucrose</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S9378-1KG</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Odorant compounds (for example):</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td rowspan="6" style="width:587px;">For additional examples of odorants, see any of the papers on olfactory processing from the Smith lab</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">1-hexanol</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">471402-100ML</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:371px;">2-octanone</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">W280208-800G-K</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">heptanol</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">51778-5ML</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">gerianol</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">163333-25G</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">nonanal</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">131210-100ML</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Hexane</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">296090-1L</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Heavy Mineral Oil</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">330760-1L</td>
			<td style="width:587px;">Make sure it&#8217;s odorless</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Ethanol</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">459836-1L</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Scintillation vials</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z190535-1PAK</td>
			<td style="width:587px;">Use a small drill bit to bore a small hole in the cap of the vials&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Bee harness</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;">Custom-made from 0.9 cm diameter plastic soda straws or hard plastic/metal tubing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Duct tape</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Kimwipes</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z188956-1PAK</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Wash bottles</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z560847-3EA</td>
			<td style="width:587px;">For the 70% ethanol&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Small fan in mountable housing</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Dryer tubing</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">FOR METHOD 1 ONLY</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Name</td>
			<td style="width:203px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:587px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">20 ml disposable plastic syringes</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">WU-07945-18</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">15 mm filter paper circles</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z274844-1PAK</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Pushpins</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Toothpicks</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">FOR METHOD 2 ONLY</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Name</td>
			<td style="width:203px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:587px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Gilmont Micrometer syringe, 0.2 mL</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">EW-07840-00</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Gilmont micrometer syringe tip</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">EW-07841-00</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">26G 3/8&#8221; Leur hub hypodermic needles</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">14-826-10</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:371px;">1cc tuberculin syringes (plastic/glass)</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z181641-1EA&#160;&#160; OR &#160;&#160;Z192090-200EA</td>
			<td style="width:587px;">glass tuberculin syringes are available, but plastic syringes are much less expensive and will work well for a limited number of uses</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Small rubber/silicone restrictors</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-95702-02</td>
			<td>Made from 4.8 mm outer diameter silicone tubing or the rubber tips of the 1 cc syringe plungers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Parafilm</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P7793-1EA</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">75 X 100 mm filter paper</td>
			<td style="width:203px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z695106-500EA</td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:371px;">Direct Logic 05 Programmable Logic Controller</td>
			<td style="width:203px;">Koyo Electronics Industries Co, Ltd</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;">http://www.koyoele.co.jp/&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; OR&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; english/support/dlc.html#plc</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:371px;">1 mm, 4mm &#38; 6 mm inner diameter PVC or silicone tubing&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">Various</td>
			<td style="width:587px;">Cole-Parmer has a wide selection of suitable tubing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Polypropylene connectors &#38; leur fittings</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">Various</td>
			<td style="width:587px;">Cole-Parmer has a wide selection of connectors and fittings for many tube sizes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">65-mm Correlated Flowmeter</td>
			<td style="width:203px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">EW-03216-08</td>
			<td style="width:587px;">Aluminum with Glass float; For Liquids and Gases, With Valve</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">&#160;&#160;&#160;&#160; OR&#160;</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:587px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:371px;">Tetra Whisper 300 (Tetratek DW96-2) Aquarium Air Pump</td>
			<td style="width:203px;">Aquacave</td>
			<td style="width:119px;">AE-TETRA-300</td>
			<td style="width:587px;">www.aquacave.com</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:371px;">LIF series Solenoid Valves for .042 &#34; ID Tubing, Configuration &#34;E&#34;</td>
			<td style="width:203px;">The Lee Company</td>
			<td style="width:119px;">LFAA1200118H</td>
			<td style="width:587px;">Neoprene, 430 SS, 302 SS, 280mWatts&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; http://www.theleeco.com/LEEWEB2.NSF</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">PC-Board 12VDC 70dB Piezo Buzzer</td>
			<td style="width:203px;">RadioShack</td>
			<td style="width:119px;">273-074</td>
			<td style="width:587px;">www.radioshack.com</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a proboscis extension response protocol for investigating behavioral plasticity in insects: application to basic, biomedical, and agricultural research

Insekter ändra sina svar på stimuli genom erfarenhet att associera dessa stimuli med händelser viktiga för överlevnad (t.ex. mat, kompisar, hot). Det finns flera beteende mekanismer genom vilka en insekt lär framträdande föreningar och relaterar dem till dessa händelser. Det är viktigt att förstå detta beteende plasticitet för program som syftar mot att hjälpa insekter som är till nytta för jordbruket. Denna förståelse kan också användas för att upptäcka lösningar på biomedicinska och jordbruks problem som insekter som fungerar som sjukdomsspridare och skadedjur. SNABEL Extension Response (PER) konditione protokoll utvecklades för honungsbin (Apis mellifera) mer än 50 år sedan för att studera hur de uppfattar och lära sig om blommor lukter, som signalerar de nektar och pollen resurser en koloni behöver för överlevnad. Den PER Förfarandet ger en robust och enkel att anställa ramverk för att studera flera olika ekologiskt relevant mechanismer för beteende plasticitet. Det är lätt att anpassa för användning med ett flertal andra insektsarter och andra beteende reflexer. Dessa protokoll kan lätt användas i samband med olika medel för övervakning av neural aktivitet i CNS via elektrofysiologi eller bioimaging, eller för att manipulera riktade neuromodulatory vägar. Det är en robust analys för att snabbt detektera subletala effekter på beteende som orsakas av miljöpåverkande faktorer, toxiner eller bekämpningsmedel. Vi visar hur PER-protokollet är enkel att genomföra med hjälp av två förfaranden. En är lämplig som en laboration för studenter eller för snabba analyser av effekten av en experimentell behandling. Den andra ger mer noggrann kontroll av variabler, vilket är viktigt för studier av beteendekonditionering. Vi visar hur flera åtgärder för beteendesvaret, från binära ja / nej till mer kontinuerlig variabel som latens och varaktighet snabel förlängningen kan användas för att testa Hypothesear. Och vi diskutera några fallgropar som forskare möter ofta när de använder förfarandet för första gången.

Vi presenterar två exempel på användning av PER protokoll som beskrivs ovan. Det första exemplet görs användning av Metod 2 för att studera hur honungsbin uppfattar olika lukter som en funktion av den molekylära likhet med lukt användas som CS 5,24,25. Det andra är ett exempel på användning av Metod 1 och några av de försiktighetsåtgärder som måste vidtas när du börjar använda PER experiment konditione i forskningslaboratorium. Studier som denna har använts för att beskriva lukt &quot;perceptuell rymden&quot; av honungsbin och nattfjärilar i samband med Bioimaging 13 eller elektrofysiologiska analyser 26. Honungsbin (n = 20) konditionerades att associera luktämnen dekanal med sackaros förstärkning över 12 framåtparningskonditione försök (Figur 3A). Ungefär 10% av honungsbin svarade &quot;spontant&quot; på första försöket, vilket är normalt. Efter att andelen som responded öka under de närmaste prövningar förrän 100% av honungsbin svarade på femte försöket och varje efterföljande rättegång. Flera studier har visat att denna ökning av svaret är specifik för den framåthoppar villkoret (figur 1) i förhållande till flera viktiga kontrollförfaranden 3. Efter förvärvsfasen, fick varje honungsbiet utsatts för en serie oarmerade tekniska prov (Figur 3B), som innebar exponering för lukt CS och flera andra odörer som systematiskt skilde från CS i molekylära strukturer. Honungsbin reagerade starkast till CS. Deras svar på de andra odörer sjönk som en funktion av de systematiska förändringar i strukturen, med lägst svar på odörer minst som CS. I figur 4, resultaten från en nyligen workshop där eleverna lärt sig, för första gången, hur man skick honungsbin som använder metod 1 illustreras. Studenter granar<html> t rade honungsbin av framåthoppar methycyclohexanone (MCH) eller oktanol (oktober) med sackaros förstärkning (Figur 4A). Procent svar var lägre på första försöket och ökade på efterföljande prövningar, vilket tyder på att bina lärt lukt sackaros föreningen. Det fanns skillnader i den grad att bina lärt den betingad association mellan olika grupper av studenter. Enligt vår erfarenhet kan sådana skillnader bero på lukt som användes som CS, de vaga inslag i metoden (metod 1), eller till träningsnivån praktiker. I det tredje fallet, blir prestanda snabbt mer i linje med de praktiker &quot;ökad erfarenhet. Efter konditionerades varje honungsbi testas två gånger med varje doft. I grupper om honungsbin som hade rade med framåt parning av oktober eller MCH, var svaret som väntat starkast till rade lukten (Figur 4B). <html> ent &quot;&gt; Den andra gruppen av honungsbin som upplevt fram pairing till oktober konditionerades parallellt med en annan grupp där lukten oktober var bakåt parat med sackaros. Bakåthoppar är en av flera typer av kontrollförfaranden för att visa att ökningen av svar är specifika för vidarebefordra parning och inte på grund av en annan process, till exempel icke-specifik upphetsning från allergi. För bakåtihopkopplingen av sackaros USA och lukt CS presenteras i omvänd ordning för att det som visas i figur 1. Förvärvs data från bakåthoppar är visas inte på grund av att CR inte kan görs med tanke på presentationen av lukt CS efter presentationen av sackaros. Som skulle förutsägas för associativ konditionering, var svarsnivåer till oktober högre i den främre parade Gruppen jämfört med bakåt gruppen (Figur 4C). 7fig1highres.jpg &quot;width =&quot; 500 &quot;/&gt; Figur 1. Diagram för experimentell design för konditione använder framåtihopkoppling. Se tabell 1 för definitioner av de termer som används i denna figur. (A) CS (lukt) föregår och överlappar med USA (sackaros / vattenlösning). Förhållandet mellan CS och USA visat är optimal för konditione honungsbin och malar. Men det optimala ISI kan bero på konditione protokoll och djurarter 1. (B) Uppdelning och relativa tidpunkten för CS, CR, USA, och UR. CR som sker antingen före amerikanska presentation eller under oarmerade &quot;test&quot; försök är den beroende mått för försöksprotokoll. <img alt="Figur 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51057/51057fig2highres.jpg" width="500" /> Figur 2 Lukt utarmning med återanvändning av patronerna. För dessa uppgifter, lukt patroner varinstallation med hexanol som beskrivs i texten. Hexanol används ofta som ett CS i PER studier; dock kommer den faktiska hastigheten för utarmning bero på lukt och vätska. Patroner användes sedan en gång för 4 sekunder varje minut över åtta studier (förutsatt 5 honungsbin / rättegång i ett standardexperiment som skulle motsvara 40 användningar). Späd i det angivna lösningsmedlet, som var relativt standard för PER experiment, var 2,0 MSEK (A) och 0,2 (B). (A, B) Lukten samplades efter den första och åttonde prövningar genom adsorption på en fast fas mikroextraktion (SPME) fiber som sedan desorberades på en gaskromatograf. De relativa områden under topparna var högre efter den första rättegången i förhållande till den åttonde för både lösningsmedel och för båda koncentrationer (Wilcoxon matchade par signed rank test p &lt;0,05 [*] eller högre), vilket visar att mindre lukt levererades från patronen efter patronen hade använts ett antal gånger. (C, D) Samma uppgifter som visar just den åttonde tr<html> IAL med y-axeln expanderas. Det visar att utarmning var något större för hexan relativt mineralolja, men bara på den lägre koncentrationen. <img alt="Figur 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51057/51057fig3highres.jpg" width="500" /> Figur 3 Förvärv och test med dekanal som CS och metod 2 konditione. (A) Försöks-för-prov svar (CR) över 12 framåt hopkoppling försök (Figur 1). Uppgifterna kommer från n = 20 honungsbin rade i fyra grupper om fem honungsbin vardera. ISI var 3 sekunder och ITI var 6 min. (B) Oarmerade tester med lukter som skiljer sig från dekanal genom kolkedjelängd och / eller position karbonylkolet. De lukter presenterades i en randomiserad serie över de fyra grupperna och varvades med förstärkta försök med dekanal (var 2-3 försök) för att undvika utrotning av CR. e_content &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; always &quot;&gt; <img alt="Figur 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51057/51057fig4highres.jpg" width="500" /> Figur 4. Data från en workshop under vilken doktorander utbildades att betinga honungsbin använder PER metod 1. (A) Förvärvs data från tre grupper av honungsbin rade att oktanol (n = 23 och 15 för Gps 1 respektive 2) och metylcyklohexanon (n = 10) (B) CR under oarmerade tester med både lukt. fyra försök som presenteras i slumpmässig serie över grupper. (C) Oarmerade tester med båda lukter i två grupper av honungsbin, en framåt parade (GP 1, n = 23) och en bakåt parade (n = 25). <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> Term (förkortning) </td><td> Definition </td><td> Relevant Exempel </td></tr><tr><td> Betingad stimulus (CS) </td><td> Ettstimulans som framkallar lite eller inget svar först och signalerar USA </td><td> LUKT </td></tr><tr><td> Betingad respons (CR) en </td><td> Svaret på CS efter association med USA </td><td> SNABEL Extension </td></tr><tr><td> Obetingat stimulus (US) </td><td> En biologiskt signifikant stimulus som framkallar ett svar </td><td> SACKAROS / vattenlösning </td></tr><tr><td> Obetingade Response (UR) en </td><td> Svaret på den amerikanska </td><td> SNABEL Extension </td></tr><tr><td> Inter-Stimulus Intervall (ISI) </td><td> Tiden mellan starten av KS och uppkomsten av den amerikanska </td><td> LUKT till sackaros intervall </td></tr><tr><td> Inter-Trial intervall (ITI) </td><td> Tiden mellan successiva CS-amerikanska ihopkopplingar för ett enskilt djur </td><td> LUKT (trial n) till LUKT (rättegång n + 1) intervall </td></tr></tbody></table> Tabell 1 Imtigt Terminologi. Se Figur 1 för en illustration av dessa termer. a För PER konditione CR och UR är desamma, även för andra typer av föreningar och reflexer CR och UR kan skilja sig. <a href="/files/ftp_upload/51057/BEE_4.avi" target="_blank">Film 1.</a> En video av en honungsbiet utför PER efter det hade betingats att svara på en lukt. Notera PER respons bee ca 1,5 sek efter lukt debut. Tracking programvara kartlagt antennal rörelser som svar på presentationen av lukten. Linjerna ritas i det övre högra hörnet av videon skildrar den verkliga antennal rörelser. De två graferna längst ner på skärmen visar antennal rörelser på X (vänster) och Y (höger) koordinater. De vertikala linjerna i diagrammet som visas i videon visar, från vänster till höger, ljus PÅ, PER, tända av och snabel indragning.

Watch this Scientific Journal Video about A Proboscis Extension Response Protocol for Investigating Behavioral Plasticity in Insects: Application to Basic, Biomedical, and Agricultural Research at JoV

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

En SNABEL Extension Response protokoll för utredning Behavioral plasticitet i Insekter: Anmälan till Enkel, biomedicinsk och jordbruksforskning

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

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Combining Behavioral Endocrinology and Experimental Economics: Testosterone and Social Decision Making

Kombinera Behavioral Endokrinologi och experimentell ekonomi: Testosteron och sociala beslutsfattande

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in ...

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

TMS: Använda Theta-Burst protokollet Utforska Mechasnism av plasticitet hos personer med Fragile X-syndrom och autism

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees (Apis mellifera)

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees Apis mellifera

Beteende farmakologi i klassiska Konditionering av SNABEL Extension Response på honungsbin ( Apis mellifera)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the ...

Enabling High Grayscale Resolution Displays and Accurate Response Time Measurements on Conventional Computers

Aktivera Hög Gråskala upplösning Visar och korrekt svar tidsmätningar på konventionella datorer

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments ...

A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats

En allmän metod för att utvärdera Inkubation av Sackaros Craving på råttor

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and ...

A Lightweight, Headphones-based System for Manipulating Auditory Feedback in Songbirds

En lätt, hörlurar system för att manipulera Auditiv feedback i Songbirds

Experimental manipulations of sensory feedback during complex behavior have provided valuable insights into the computations underlying motor control and ...

Inducing Plasticity of Astrocytic Receptors by Manipulation of Neuronal Firing Rates

Induktion Plasticitet hos astrocytiska Receptorer genom manipulering av neuron priser

Close to two decades of research has established that astrocytes in situ and in vivo express numerous G protein-coupled receptors (GPCRs) that can be ...

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

Färgning Insekter för Behavioral Analyser: den parningsbeteende hos bedövade<em&gt; Drosophila</em

Mating experiments using Drosophila have contributed greatly to the understanding of sexual selection and behavior. Experiments often require simple, easy ...

Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

Online transkraniell magnetisk stimulering protokoll för mätning av kortikal fysiologi är associerad med svar hämning

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...

SwarmSight: Real-time Tracking of Insect Antenna Movements and Proboscis Extension Reflex Using a Common Preparation and Conventional Hardware

SwarmSight: Realtidsspårning av insekt antenn rörelser och Snabel förlängning Reflex med hjälp av en gemensam beredning och konventionell hårdvara

Many scientifically and agriculturally important insects use antennae to detect the presence of volatile chemical compounds and extend their proboscis ...