Name: drosophila passive avoidance behavior as a new paradigm to study associative aversive learning
Uploaded: 2021-10-15T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Drosophila Passive Avoidance Behavior as a New Paradigm to Study Associative Aversive Learning at JoVE.com

Denne undersøgelse blev støttet i dele af NIH R15ES029673 (AKM).

1. Forberedelse af passivt undgåelsesapparat
<ol><li>Bor et 4 mm hul vinkelret på vægoverfladen på 14 mL polypropylenkulturrøret og 8 mm væk fra rørbunden. BEMÆRK: Brug en elektrisk boremaskine og 5/32 bor for at opnå de bedste resultater.</li>
	<li>Ved hjælp af en stål utility kniv, afskære den øverste del af 14 mL polypropylen kultur rør til at skabe en 45 mm lang rør bund fragment. Bundfragmentet fungerer som det nederste rum.</li>
	<li>Skær spidsen af 1.000 μL blå pipettespids ...

<ol>
	<li>Kandel, E. R., Dudai, Y., Mayford, M. 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+molecular+and+systems+biology+of+memory.">The molecular and systems biology of memory.</a> Cell. 157 (1), 163-186 (2014).</li><li>McGuire, S. E., Deshazer, M., Davis, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thirty+years+of+olfactory+learning+and+memory+research+in+Drosophila+melanogaster.">Thirty years of olfactory learning and memory research in Drosophila melanogaster.</a> Progress in Neurobiology. 76 (5), 328-347 (2005).</li><li>Livingstone, M. S., Sziber, P. P., 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=Loss+of+calcium/calmodulin+responsiveness+in+adenylate+cyclase+of+rutabaga,+a+Drosophila+learning+mutant.">Loss of calcium/calmodulin responsiveness in adenylate cyclase of rutabaga, a Drosophila learning mutant.</a> Cell. 37 (1), 205-215 (1984).</li><li>Quinn, W. G., Sziber, P. P., Booker, 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+Drosophila+memory+mutant+amnesiac.">The Drosophila memory mutant amnesiac.</a> Nature. 277 (5693), 212-214 (1979).</li><li>Dudai, Y., Jan, Y. N., Byers, D., Quinn, W. G., 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=dunce,+a+mutant+of+Drosophila+deficient+in+learning.">dunce, a mutant of Drosophila deficient in learning.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 73 (5), 1684-1688 (1976).</li><li>Busto, G. U., Cervantes-Sandoval, I., Davis, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+learning+in+Drosophila.">Olfactory learning in Drosophila.</a> Physiology. 25 (6), 338-346 (2010).</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> Journal of Comparative Physiology. A: Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 157 (2), 263-277 (1985).</li><li>Wright, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+the+techniques+used+in+studying+associative+olfactory+learning+and+memory+in+adult+Drosophila+in+vivo:+A+historical+and+technical+perspective.">Evolution of the techniques used in studying associative olfactory learning and memory in adult Drosophila in vivo: A historical and technical perspective.</a> Invertebrate Neuroscience. 14 (1), 1-11 (2014).</li><li>Vogt, K., Yarali, A., Tanimoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversing+stimulus+timing+in+visual+conditioning+leads+to+memories+with+opposite+valence+in+Drosophila.">Reversing stimulus timing in visual conditioning leads to memories with opposite valence in Drosophila.</a> PloS One. 10 (10), 0139797 (2015).</li><li>Koemans, T. S., 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=Drosophila+courtship+conditioning+as+a+measure+of+learning+and+memory.">Drosophila courtship conditioning as a measure of learning and memory.</a> Journal of Visualized Experiments. (124), e55808 (2017).</li><li>Ali, Y. O., Escala, W., Ruan, K., Zhai, 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=Assaying+locomotor,+learning,+and+memory+deficits+in+Drosophila+models+of+neurodegeneration.">Assaying locomotor, learning, and memory deficits in Drosophila models of neurodegeneration.</a> Journal of Visualized Experiments. (49), e2504 (2011).</li><li>Bozler, 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=A+systems+level+approach+to+temporal+expression+dynamics+in+Drosophila+reveals+clusters+of+long+term+memory+genes.">A systems level approach to temporal expression dynamics in Drosophila reveals clusters of long term memory genes.</a> Plos Genetics. 13 (10), 1007054 (2017).</li><li>Atucha, E., Roozendaal, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+inhibitory+avoidance+discrimination+task+to+investigate+accuracy+of+memory.">The inhibitory avoidance discrimination task to investigate accuracy of memory.</a> Frontiers in Behavioral Neuroscience. 9, 60 (2015).</li><li>Thiels, E., Hoffman, E. K., Gorin, 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=A+reliable+behavioral+assay+for+the+assessment+of+sustained+photophobia+in+mice.">A reliable behavioral assay for the assessment of sustained photophobia in mice.</a> Current Eye Research. 33 (5), 483-491 (2008).</li><li>Detrait, E. R., Hanon, E., Dardenne, B., Lamberty, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+inhibitory+avoidance+test+optimized+for+discovery+of+cognitive+enhancers.">The inhibitory avoidance test optimized for discovery of cognitive enhancers.</a> Behavior Research Methods. 41 (3), 805-811 (2009).</li><li>Piper, M. D. W., Partridge, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+as+a+model+for+ageing.">Drosophila as a model for ageing.</a> Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Basis of Disease. 1864 (9), 2707-2717 (2018).</li><li>Chalmers, 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=A+multicomponent+screen+for+feeding+behaviour+and+nutritional+status+in+Drosophila+to+interrogate+mammalian+appetite-related+genes.">A multicomponent screen for feeding behaviour and nutritional status in Drosophila to interrogate mammalian appetite-related genes.</a> Molecular Metabolism. 43, 101127 (2021).</li><li>Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+iterative+negative+geotaxis+(RING):+a+new+method+for+assessing+age-related+locomotor+decline+in+Drosophila.">Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila.</a> Experimental Gerontology. 40 (5), 386-395 (2005).</li><li>Yang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+homemade+tools+to+handle+fruit+flies-Drosophila+melanogaster.">Simple homemade tools to handle fruit flies-Drosophila melanogaster.</a> Journal of Visualized Experiments. (149), e59613 (2019).</li><li>Barradale, F., Sinha, K., Lebestky, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+Drosophila+grooming+behavior.">Quantification of Drosophila grooming behavior.</a> Journal of Visualized Experiments. (125), e55231 (2017).</li><li>Denmark, 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=The+effects+of+chronic+social+defeat+stress+on+mouse+self-grooming+behavior+and+its+patterning.">The effects of chronic social defeat stress on mouse self-grooming behavior and its patterning.</a> Behavioural Brain Research. 208 (2), 553-559 (2010).</li><li>Kalueff, A. V., 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=Neurobiology+of+rodent+self-grooming+and+its+value+for+translational+neuroscience.">Neurobiology of rodent self-grooming and its value for translational neuroscience.</a> Nature Reviews: Neuroscience. 17 (1), 45-59 (2016).</li><li>Motulsky, 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> Intuitive biostatistics: A nonmathematical guide to statistical thinking. Fourth edition. , (2018).</li><li>Qiao, B., Li, C., Allen, V. W., Shirasu-Hiza, M., Syed, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+analysis+of+long-term+grooming+behavior+in+Drosophila+using+a+k-nearest+neighbors+classifier.">Automated analysis of long-term grooming behavior in Drosophila using a k-nearest neighbors classifier.</a> Elife. 7, 34497 (2018).</li><li>Mu, M. 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=A+limbic+circuitry+involved+in+emotional+stress-induced+grooming.">A limbic circuitry involved in emotional stress-induced grooming.</a> Nature Communications. 11 (1), 2261 (2020).</li><li>Song, C., Berridge, K. C., Kalueff, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stressing'+rodent+self-grooming+for+neuroscience+research.">Stressing' rodent self-grooming for neuroscience research.</a> Nature Reviews: Neuroscience. 17 (9), 591 (2016).</li><li>Wang, C., Chan, J. S., Ren, L., Yan, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Obesity+reduces+cognitive+and+motor+functions+across+the+lifespan.">Obesity reduces cognitive and motor functions across the lifespan.</a> Neural Plasticity. 2016, 2473081 (2016).</li><li>Lewis, A. R., Singh, S., Youssef, F. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cafeteria-diet+induced+obesity+results+in+impaired+cognitive+functioning+in+a+rodent+model.">Cafeteria-diet induced obesity results in impaired cognitive functioning in a rodent model.</a> Heliyon. 5 (3), 01412 (2019).</li><li>Yohn, S. E., Galbraith, J., Calipari, E. S., Conn, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shared+behavioral+and+neurocircuitry+disruptions+in+drug+addiction,+obesity,+and+binge+eating+disorder:+Focus+on+Group+I+mGluRs+in+the+mesolimbic+dopamine+pathway.">Shared behavioral and neurocircuitry disruptions in drug addiction, obesity, and binge eating disorder: Focus on Group I mGluRs in the mesolimbic dopamine pathway.</a> ACS Chemical Neuroscience. 10 (5), 2125-2143 (2019).</li><li>Lopez-Taboada, I., Gonzalez-Pardo, H., Conejo, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Western+Diet:+Implications+for+brain+function+and+behavior.">Western Diet: Implications for brain function and behavior.</a> Frontiers in Psychololgy. 11, 564413 (2020).</li><li>Murashov, A. 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=Preference+and+detrimental+effects+of+high+fat,+sugar,+and+salt+diet+in+wild-caught+Drosophila+simulans+are+reversed+by+flight+exercise.">Preference and detrimental effects of high fat, sugar, and salt diet in wild-caught Drosophila simulans are reversed by flight exercise.</a> FASEB Bioadvances. 3 (1), 49-64 (2021).</li><li>Krypotos, A. M., Effting, M., Kindt, M., Beckers, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Avoidance+learning:+A+review+of+theoretical+models+and+recent+developments.">Avoidance learning: A review of theoretical models and recent developments.</a> Frontiers in Behavioral Neuroscience. 9, 189 (2015).</li><li>Binder, M. D., Hirokawa, N., Windhorst, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Encyclopedia of Neuroscience. , 3093 (2009).</li><li>Mery, F., Belay, A. T., So, A. K., Sokolowski, M. B., Kawecki, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+polymorphism+affecting+learning+and+memory+in+Drosophila.">Natural polymorphism affecting learning and memory in Drosophila.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (32), 13051-13055 (2007).</li><li>Tan, Y., Yu, D., Pletting, J., Davis, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gilgamesh+is+required+for+rutabaga-independent+olfactory+learning+in+Drosophila.">Gilgamesh is required for rutabaga-independent olfactory learning in Drosophila.</a> Neuron. 67 (5), 810-820 (2010).</li><li>&#214;gren, S. O., Stiedl, O., Stolerman, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Encyclopedia of Psychopharmacology. , 960-967 (2010).</li></ol>

Undgåelse af truende stimuli er et afgørende kendetegn ved adaptiv adfærd hos forskellige arter fra C. elegance til human32. Undgåelse læringsprocedurer, som typisk indebærer flugt af en aversiv begivenhed, er almindeligt anvendte adfærdsmæssige opgaver til at undersøge læring og hukommelse processer i laboratoriet gnavere13 siden 1970'erne32. I aktive undgåelsesprocedurer efterfølges et ligegyldigt stimulus- eller konditioneret ...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/63163">Drosophila Passive Avoidance Behavior as a New Paradigm to Study Associative Aversive Learning</a>. The Representative Results and Discussion&#160;sections were&#160;updated.
In the Representative Results, the legend for Figure 5 was updated from:
Figure 5: Comparison of passive avoidance and grooming behavior in D. simulans males and females. (A)&#160;Average latency (s) per trial. The graph shows no statistically significant differences between males and females in the latencies. (B) An average number of received shocks per trial. The graph shows no statistically significant differences between males and females in the number of received shocks. (C) The total duration of grooming bouts in trials 1-3. While there were no statistically significant differences between males and females, the female flies showed a considerable increase in grooming behavior during trials 2 and 3 compared to trial 1. Abbreviations: *- P&#60;0.05. One-way ANOVA with Tukey&#39;s multiple comparisons test.
to:
Figure 5: Comparison of passive avoidance and grooming behavior in D. simulans males and females. (A)&#160;Average latency (s) per trial. The graph shows no statistically significant differences between males and females in the latencies. (B) An average number of received shocks per trial. The graph shows no statistically significant differences between males and females in the number of received shocks. (C) The total duration of grooming bouts in trials 1-3. While there were no statistically significant differences between males and females, the female flies showed a considerable decrease in grooming behavior during trials 2 and 3 compared to trial 1. Abbreviations: *- P&#60;0.05. One-way ANOVA with Tukey&#39;s multiple comparisons test.
In the Discussion, the third paragraph&#160;was updated from:
The assay worked equally well in D. melanogaster and D. simulans male and female flies, demonstrating that the paradigm could be adapted to different D. species. The changes in fly behavior characterized by increased latencies and decreased number of shocks were statistically significant in the second trial and would strengthen with subsequent trials. Interestingly, if na&#239;ve flies were habituated to the apparatus without electric shock, they would enter the upper compartment a little faster on the second and the third trials. However, the decrease in latencies was not statistically significant (data not shown). No statistically significant differences were observed between sexes, although female flies had somewhat longer latencies and received slightly more shocks. This difference could be due to a combination of factors, including females&#39; failure to associate the shock with the upper compartment, a stronger geotaxis, or possibly because females are slightly larger and slower than males. The total duration of grooming bouts was significantly higher in the second and third trials in female flies, which draws a parallel between D. and rodent anxiety-like behaviors26.
to:
The assay worked equally well in D. melanogaster and D. simulans male and female flies, demonstrating that the paradigm could be adapted to different D. species. The changes in fly behavior characterized by increased latencies and decreased number of shocks were statistically significant in the second trial and would strengthen with subsequent trials. Interestingly, if na&#239;ve flies were habituated to the apparatus without electric shock, they would enter the upper compartment a little faster on the second and the third trials. However, the decrease in latencies was not statistically significant (data not shown). No statistically significant differences were observed between sexes, although female flies had somewhat longer latencies and received slightly more shocks. This difference could be due to a combination of factors, including females&#39; failure to associate the shock with the upper compartment, a stronger geotaxis, or possibly because females are slightly larger and slower than males. The total duration of grooming bouts was significantly lower&#160;in the second and third trials in female flies, which draws a parallel between D. and rodent anxiety-like behaviors26.

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/63163">Drosophila Passive Avoidance Behavior as a New Paradigm to Study Associative Aversive Learning</a>. The Representative Results and Discussion&#160;sections were&#160;updated.

Erratum: Drosophila Passive Avoidance Behavior as a New Paradigm to Study Associative Aversive Learning

Læring og hukommelse er en evolutionært gammel tilpasningsmekanisme til miljøet, bevaret fra Drosophila (D.) til human1. Frugtfluen er en robust modelorganisme til at studere grundlæggende principper for læring og hukommelse, da den tilbyder en bred vifte af kraftfulde genetiske værktøjer til at dissekere iboende molekylære mekanismer2. De banebrydende genetiske screening undersøgelser, som identificerede rutabaga3, hukommelsestab, og dunce5 gener afgørende for læring og hukommelse2, benyttede sig af olfaktoriske konditionering som frugt fluer stole på deres skarpe lugtesans for at finde mad, potentielle hjælpere, og for at undgå rovdyr6.
Olfaktorisk konditionering er blevet et populært paradigme for at studere mekanismen for læring og hukommelse, takket være indførelsen af olfaktorisk T-labyrint af Tully og Quinn7,8. Efterfølgende, andre metoder til at måle forskellige typer af læring og hukommelse er blevet foreslået, herunder visuel konditionering9, frieri conditioning10, aversive phototaxis undertrykkelse assay11, og hveps-eksponering conditioning12. Men de fleste af disse analyser har en kompleks opsætning, der skal specialbygget på et universitetsværksted eller købes gennem en leverandør. Paradigmet beskrevet her er baseret på en simpel adfærdsmæssig analyse for at studere aversiv associativ læring i fluer, der let kan samles med et par tilgængelige forsyninger.
Det beskrevne paradigme svarer til passiv (eller hæmmende) undgåelsesadfærd hos laboratoriemus og rotter, hvor dyr lærer at undgå et rum, hvor de tidligere har fået elektrisk fodchok13. I murids er proceduren baseret på deres medfødte undgåelse af stærkt lys og præference for mørkere områder14. På det første forsøg placeres dyret i det lyse rum, hvorfra dyret hurtigt kommer ud og træder ind i et mørkt rum, hvor der leveres et elektrisk fodchok. Normalt er en enkelt retssag tilstrækkelig til at danne en solid langtidshukommelse, hvilket resulterer i signifikant øget ventetid 24 timer senere. Latenstiden bruges derefter som et indeks over dyrets evne til at huske sammenhængen mellem den aversive stimulus og det specifikke miljø15.
Dette arbejde beskriver en analog procedure ved hjælp af D. som et modelsystem, der giver flere fordele i forhold til gnavermodeller, herunder omkostningseffektivitet, større stikprøvestørrelse, fraværet af myndighedstilsyn og adgang til kraftfulde genetiske værktøjer16,17. Proceduren er baseret på negativ geotaxis adfærd, som manifesterer sig i fluer trang til at klatre op, når de er placeret på en lodret overflade18. Opsætningen består af to lodrette kamre. På det første forsøg placeres en frugtflue i et lavere rum. Derfra går det normalt inden for 3-15 s og træder ind i det øverste rum, hvor det får et elektrisk stød. Under en 1 min forsøg, kan nogle fluer lejlighedsvis genindtræde i det øverste rum, hvilket resulterer i en ekstra elektrisk stød. I testfasen, 24 timer senere, øges ventetiden betydeligt. Samtidig reduceres antallet af chok i forhold til den første dag, hvilket indikerer, at fluer dannede aversiv associativ hukommelse om det øverste rum. Ventetiden, antallet af chok og varigheden og hyppigheden af plejeanfald bruges derefter til at analysere dyrets adfærd og evnen til at danne og huske sammenhængen mellem den aversive stimulus og det specifikke miljø. De repræsentative resultater viser, at eksponering for den vestlige kost (WD) væsentligt forringer passiv undgåelse adfærd i mandlige fluer, hvilket tyder på, at WD dybt påvirker fluens adfærd og kognition. Omvendt, flyvning øvelse lettet den negative effekt af WD, forbedre passiv undgåelse adfærd.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bloomington Formulation diet</td>
			<td>Nutri-Fly</td>
			<td>&#160;66-112</td>
			<td>Available from Genesee Scientific Inc., San Diego, CA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1000 &#181;L Blue tip</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>NC9546243</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>17 x 100 mm 14 mL polypropylene culture tube</td>
			<td>VWR</td>
			<td>&#160;60818-689</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aduino-based Automatic Kontrol Module</td>
			<td>In-house</td>
			<td>AKM-007</td>
			<td>This unit is optional. Complete description, schematics, wiring diagram and a code are provided at the ECU Digital Market - https://digitalmarket.ecu.edu/akmmodule</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dual-Display 2-Channel&#160; Digital Clock/Timer</td>
			<td>Digi-Sense</td>
			<td>AO-94440-10</td>
			<td>https://www.amazon.com/Cole-Parmer-AO-94440-10-Dual-Display-2-Channel-Jumbo-Digit/dp/B00PR0809G/ref=sr_1_5?dchild=1&#38;keywords=Dual-Display+timer+jumbo&#38;qid=1627660660&#38;sr= 
			8-5#customerReviews</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electronic Finger Counter</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.amazon.com/gp/product/B01M8IRK6F/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&#38;psc=1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Sparkleen 1 Detergent</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>04-320-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fly mouth aspirator</td>
			<td>In-house</td>
			<td></td>
			<td>Prepared as described in reference 19.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grass S88 stimulator</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Could be replaced with any stimulator which can provide described parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kim-wipes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>06-666</td>
			<td>Kimberly-Clark Professional 34120</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal block for fly immobilization</td>
			<td>In-house</td>
			<td></td>
			<td>4 x 13 x 23.5cm aluminum block</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nutiva USDA Certified Organic, non-GMO, Red Palm Oil</td>
			<td>Nutiva</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.amazon.com/Nutiva-Certified-Cold-Filtered-Unrefined-Ecuadorian/dp/B00JJ1E83G/ref=sxts_rp_s1_0?cv_ct_cx=Nutiva+USDA+Certified+Organic%2C+non-GMO%2C+Red+Palm+Oil&#38;dchild=1&#38;keywords=Nutiva+USDA+Certified+Organic%2C+non-GMO%2C+Red+Palm+Oil&#38;pd_rd_i=B00JJ1E83G&#38;pd_ 
			rd_r=f35e9d2f-afe4-44b6-afc2-1c9cd705be18&#38;pd_rd_w= 
			R3Zb4&#38;pd_rd_wg=eUv1m&#38;pf_rd_ 
			p=c6bde456-f877-4246-800f-44405f638777&#38;pf 
			_rd_r=M94N11RC7NH333EMJ66Y 
			&#38;psc=1&#38;qid=1627661533&#38;sr=1-1-f0029781-b79b-4b60-9cb0-eeda4dea34d6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shock tube</td>
			<td>CelExplorer</td>
			<td>TMA-201</td>
			<td>https://www.celexplorer.com/product_detail.asp?id=217&#38;MainType=110&#38;SubType=8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stopwatch</td>
			<td>Accusplit</td>
			<td>A601XLN</td>
			<td>https://www.amazon.com/gp/product/B0007ZGZYI/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&#38;psc=1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transparent vinyl tubing (3/4&#8221; OD, 5/8&#8221; ID)</td>
			<td>Lowes</td>
			<td></td>
			<td>Avaiable from Lowes</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

drosophila passive avoidance behavior as a new paradigm to study associative aversive learning

Denne protokol beskriver et nyt paradigme for analyse af aversiv associativ læring i voksne fluer (Drosophila melanogaster). Paradigmet er analogt med passiv undgåelsesadfærd hos laboratorie gnavere, hvor dyr lærer at undgå et rum, hvor de tidligere har fået et elektrisk stød. Analysen udnytter negativ geotaxis i fluer, hvilket manifesterer sig som en trang til at klatre op, når de er placeret på en lodret overflade. Opsætningen består af vertikalt orienterede øvre og nedre rum. På det første forsøg placeres en flue i et lavere rum, hvorfra den normalt kommer ud inden for 3-15 s, og træder ind i det øverste rum, hvor den får elektrisk stød. Under det andet forsøg, 24 timer senere, er ventetiden øget betydeligt. Samtidig reduceres antallet af stød sammenlignet med det første forsøg, hvilket indikerer, at fluer dannede langtidshukommelse om det øverste rum. Optagelserne af latencies og antallet af chok kunne udføres med en tælle tæller og et stopur eller med en Arduino-baseret simpel enhed. For at illustrere, hvordan analysen kan bruges, den passive undgåelse adfærd D. melanogaster og D. simulans mandlige og kvindelige blev karakteriseret her. Sammenligning af latencies og antallet af chok afslørede, at både D. melanogaster og D. simulans fluer effektivt lært passiv undgåelse adfærd. Der blev ikke observeret statistiske forskelle mellem mandlige og kvindelige fluer. Mænd var dog lidt hurtigere, mens de kom ind i det øverste rum på det første forsøg, mens kvinder fik et lidt højere antal chok i hvert fastholdelsesforsøg. Den vestlige kost (WD) betydeligt nedsat læring og hukommelse i mandlige fluer, mens flyvning motion opvejet denne effekt. Samlet set tilbyder passiv undgåelsesadfærd i fluer en enkel og reproducerbar analyse, der kan bruges til at studere grundlæggende mekanismer for læring og hukommelse.

Den passive undgåelse blev undersøgt i D. melanogaster (Canton-S) og D. simulans. Forsøgene sammenlignede latencies og antallet af modtagne chok mellem på hinanden følgende forsøg. Oprindeligt blev forsøgene udført med 3-4 dage gamle mandlige D. melanogaster fluer. Fluer blev opretholdt på standard Bloomington Formulation kost i et klimakontrolleret miljø ved 24 °C under en 12 timers lys-mørk cyklus, 70% fugtighed og kontrolleret befolkningstæthed. Tætheden blev kontrolle...

Watch this Scientific Journal Video about Drosophila Passive Avoidance Behavior as a New Paradigm to Study Associative Aversive Learning at JoVE.com

Drosophila Passive Avoidance Behavior as a New Paradigm to Study Associative Aversive Learning

Dette arbejde beskriver et simpelt adfærdsparadigme, der gør det muligt at analysere aversiv associativ læring i voksne frugtfluer. Metoden er baseret på at undertrykke den medfødte negative geotaxis adfærd på grund af sammenhængen dannet mellem en bestemt miljøkontekst og et elektrisk stød.

Drosophila Passiv undgåelse adfærd som et nyt paradigme for at studere associativ aversiv læring

This protocol describes a new paradigm for analyzing aversive associative learning in adult flies (Drosophila melanogaster). The paradigm is analogous to ...

Denne protokol beskriver en simpel adfærdsmæssig analyse, der giver mulighed for at studere negative associative læring og hukommelse konsolidering i fluer, herunder virkninger af gen miljø interaktioner. Analysen præsenteres her er en enkel, reproducerbar, og omkostningseffektiv procedure for at studere hukommelsesmekanismer, der let kan samles med et par tilgængelige forsyninger. Denne analyse kunne give indsigt i grundlæggende mekanismer, der ligger til grund for indlærings- og hukommelsesnedsættelser som følge af forskellige genetiske, farmakologiske og diætmanipulationer.Viser denne procedure vil være Morgan Tedder og Steven Bradley, bachelorstuderende fra mit laboratorium. Til at begynde med skal du bore et fire millimeter hul vinkelret omkring fire millimeter fra bunden inden for et 14 milliliter polypropylenkulturrør. Fjern den øverste del af kulturrøret for at lave et 45 millimeter bundfragment, der bruges som det nederste rum.Skær toppen af en 1000 mikroliter pipettespids af for at skabe et 12 millimeter fragment. Indsæt fragmentet i kulturrørets fire millimeter hul som en læsserampe for at overføre fluerne. Skær et 15 millimeter stykke gennemsigtig vinylrør og indsæt det nederste og øverste rum fra modsatte ender i slangen.Fastgør samlingen lodret ved hjælp af en tostrenget justerbar klemme. Find det øverste rum lodret fastgjort med stødrør. Tilslut stødrørene med en elektrisk stimulator for at generere elektriske stød.Brug en iskold blok, immobilisere tre-til-fire-dages gamle fluer og overføre dem til separate hætteglas med mad 24 timer før eksperimentet. Tildel en kode til alle hætteglass som beskrevet i tekstmanuskriptet. Sug forsigtigt en flyve ind i munden aspirator ved at trække luft.Sæt farten ved let at blæse ind i læsserampen og straks starte en et-minuts timer og stopur. Tænd for stimulatoren og levér et elektrisk stød, når fluen kommer ind i stødrøret. Tryk på stopuret for at registrere den første ventetid.Hvis fluen genindtræder i stødrøret, skal du levere yderligere stød. Ved hjælp af en optælling eller en Arduino-baseret tæller skal du registrere antallet af chok under en et-minuts prøveperiode. Overfør forsigtigt fluen tilbage til hætteglasset efter et minuts prøveperiode.Registrer ventetiden, antallet af modtagne chok og enhver bemærkelsesværdig ændring i adfærden. Rengør under- og stødrummet med 70 %-ethanol. Tør med en fnugfri rengøring væv og tørre det ved hjælp af en hårtørrer.Gentag retssagen med den næste flue. Rengør det nederste rum med vand og lugtfrit vaskemiddel efter at have afsluttet forsøget. Brug 70% ethanol, tør det nederste og stød rum og luft tør natten over.Ved at gentage ovenstående proces efter 24 timer skal du udføre en anden retssag. I en lignende rækkefølge testes fluerne. Efter at have udført en passiv undgåelse assay i Drosophila melanogaster mandlige fluer, har resultaterne vist, at ventetiden stiger, antallet af stød falder, hvilket viser, at fluer lært sammenhæng mellem det øverste rum og et elektrisk stød.Frekvensfordelingen viste, at de fleste fluer kommer ind i det øverste rum og modtager et til tre stød i det første forsøg. Ved det fjerde forsøg kommer de fleste fluer ikke ind i det øverste rum og modtager nul stød. I efterfølgende forsøg blev forsøgsvarigheden reduceret til et minut, fordi frekvensfordelingen for latencies tydeligt viste, at hvis fluen ikke kommer ind i det øverste rum inden for 60 sekunder i det første forsøg, kommer den normalt slet ikke ind.Den passive undgåelse assay eksperimenter blev gentaget i Drosophila simulans mandlige og kvindelige fluer. Resultaterne har vist, at fluerne var effektive til at lære den passive undgåelsesadfærd som det fremgår af ændringerne i frekvensfordelinger for latencies og chok hos mandlige og kvindelige fluer. Sammenligning af latencies og antallet af chok mellem mand og kvinde afslørede ingen statistisk signifikante forskelle.Men kvindelige fluer fik lidt flere chok i hvert forsøg. Analyse af grooming anfald i forsøg to og tre viste, at den samlede varighed af grooming falder betydeligt i kvindelige fluer fra forsøg et til forsøg tre. Dette tyder på, at fluer oplever adfærdsmæssig stress, som paralleller gnaver angst-lignende adfærd.Sammenligning af virkningerne af den vestlige kost og flyveøvelse på passiv undgåelsesadfærd viser, at den vestlige kost nedsætter ventetiden og øger antallet af chok, der indikerer, at den vestlige kost forringer aversiv associativ læring i fluer. Omvendt afbødede flyveøvelse den negative effekt af den vestlige kost. Når du forsøger denne procedure, skal du huske ikke at stresse fluer.Stressede fluer ville enten komme ind i det øverste rum for hurtigt eller vil slet ikke komme ind. Alle forsøg skal udføres under de samme miljøforhold og på samme tidspunkt af dagen. Denne teknik giver forskerne en ny simpel analyse, der kan bruges til at dissekere iboende mekanismer for læring og hukommelse konsolidering i fluer.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Introduction to Psychology

Behavior

Unit 1

Drosophila Passive Avoidance Behavior as a New Paradigm to Study Associative Aversive Learning

Learning

SCIENTISTS IN ACTION

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

Den Crossmodal Congruency opgave som middel til at opnå et mål Behavioral måling på Rubber Hand Illusion Paradigm

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

A Cognitive Paradigm to Investigate Interference in Working Memory by Distractions and Interruptions

En Kognitiv Paradigm at undersøge interferens i Working Memory af distraktioner og afbrydelser

Goal-directed behavior is often impaired by interference from the external environment, either in the form of distraction by irrelevant information that ...

How to Study Placebo Responses in Motion Sickness with a Rotation Chair Paradigm in Healthy Participants

Sådan Undersøgelse Placebo Svar i Motion Sickness med Rotation Chair Paradigm Hos raske deltagere

Placebo responses occur in every medical intervention when patients or participants expect to receive an effective treatment to relieve symptoms. However, ...

Combined Shuttle-Box Training with Electrophysiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning

Kombineret Shuttle-Box Træning med Elektrofysiologisk Cortex Optagelse og Stimulation som værktøj til at studere Perception og læring

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the ...

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

Vagus nerve stimulation som et redskab til at fremkalde Plasticitet i Pathways Relevant for Extinction Læring

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

Ved hjælp af FishSim Animation Toolchain at undersøge fisk adfærd: en Case Study om Mate-valg kopiering i Sailfin jensoehrberg

Over the last decade, employing computer animations for animal behavior research has increased due to its ability to non-invasively manipulate the ...

Using the Visual World Paradigm to Study Sentence Comprehension in Mandarin-Speaking Children with Autism

Ved hjælp af visuelle verden paradigme at studere sætning forståelse i Mandarin-talende børn med autisme

Sentence comprehension relies on the ability to rapidly integrate different types of linguistic and non-linguistic information. However, there is ...

A Methodology for Capturing Joint Visual Attention Using Mobile Eye-Trackers

En metode til at opfange fælles visuel opmærksomhed ved hjælp af mobile Eye-trackers

With the advent of new technological advances, it is possible to study social interactions at a microlevel with unprecedented accuracy. High frequency ...

Experimental Paradigm for Measuring the Effect of Induced Emotion on Grammar Learning

Eksperimentel paradigme til måling af effekten af inducerede følelser på grammatik læring

Previous studies have found that emotion has significant influence on the learning of foreign language vocabulary and textual comprehension. However, ...

A Novel Pavlovian Fear Conditioning Paradigm to Study Freezing and Flight Behavior

En roman Pavlovian Fear Conditioning Paradigm at studere indefrysning og Flight Behavior

Fear- and anxiety-related behaviors significantly contribute to an organism&#8217;s survival. However, exaggerated defensive responses to perceived threat ...