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

Deze studie werd gedeeltelijk ondersteund door NIH R15ES029673 (AKM).

1. Voorbereiding van passieve ontwijkingsapparatuur
<ol><li>Boor een gat van 4 mm loodrecht op het wandoppervlak van de polypropyleen kweekbuis van 14 ml en op 8 mm afstand van de buisbodem. OPMERKING: Gebruik een elektrische boor en 5/32 boor voor het beste resultaat.</li>
	<li>Snijd met een stalen gebruiksmes het bovenste deel van de 14 ml polypropyleen kweekbuis af om een 45 mm lang buisbodemfragment te creëren. Het onderste fragment dient als het onderste compartiment.</li>
	<li>Snijd de punt v...

<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>

Het vermijden van bedreigende stimuli is een cruciaal kenmerk van adaptief gedrag bij verschillende soorten van C. elegantie tot mens32. Vermijdingsleerprocedures die meestal het ontsnappen van een aversieve gebeurtenis met zich meebrengen, zijn veelgebruikte gedragstaken om leer- en geheugenprocessen bij laboratoriumknaagdieren13 sinds de jaren 197032 te onderzoeken. Bij actieve vermijdingsprocedures wordt een onverschillige stimulus of gec...

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

Leren en geheugen is een evolutionair oud aanpassingsmechanisme aan de omgeving, geconserveerd van Drosophila (D.) tot de mens1. De fruitvlieg is een robuust modelorganisme om fundamentele principes van leren en geheugen te bestuderen, omdat het een breed scala aan krachtige genetische hulpmiddelen biedt om intrinsieke moleculaire mechanismen te ontleden2. De baanbrekende genetische screeningstudies, die rutabaga3, amnesiac4 en dunce5-genen identificeerden die cruciaal zijn voor leren en geheugen2, maakten gebruik van olfactorische conditionering omdat de fruitvliegen vertrouwen op hun scherpe reukvermogen om voedsel, potentiële partners te vinden en roofdieren te vermijden6.
Olfactorische conditionering is een populair paradigma geworden om het mechanisme van leren en geheugen te bestuderen, dankzij de introductie van olfactorisch T-doolhof door Tully en Quinn7,8. Vervolgens zijn andere methoden voorgesteld om verschillende soorten leren en geheugen te meten, waaronder visuele conditionering9, baltsconditionering10, aversieve fototaxisonderdrukkingstest11 en wespenblootstellingsconditionering12. De meeste van deze testen hebben echter een complexe opstelling die op maat moet worden gebouwd in een universitaire werkplaats of moet worden gekocht via een leverancier. Het paradigma dat hier wordt beschreven, is gebaseerd op een eenvoudige gedragstest om aversief associatief leren bij vliegen te bestuderen dat gemakkelijk kan worden samengesteld met een paar beschikbare benodigdheden.
Het beschreven paradigma staat gelijk aan passief (of remmend) vermijdingsgedrag bij laboratoriummuizen en ratten waarin dieren leren een compartiment te vermijden waar ze eerder een elektrische voetschok hebben gekregen13. Bij murids is de procedure gebaseerd op hun aangeboren vermijding van fel licht en voorkeur voor donkere gebieden14. Bij de eerste proef wordt het dier in het heldere compartiment geplaatst, van waaruit het dier snel naar buiten gaat en in een donker compartiment stapt, waar een elektrische voetschok wordt afgeleverd. Meestal is een enkele studie voldoende om een solide langetermijngeheugen te vormen, wat resulteert in een aanzienlijk verhoogde latentie 24 uur later. De latentie wordt vervolgens gebruikt als een index van het vermogen van het dier om de associatie tussen de aversieve stimulus en de specifieke omgeving te onthouden15.
Dit werk beschrijft een analoge procedure met behulp van D. als een modelsysteem dat verschillende voordelen biedt ten opzichte van knaagdiermodellen, waaronder kosteneffectiviteit, grotere steekproefomvang, de afwezigheid van regelgevend toezicht en toegang tot krachtige genetische hulpmiddelen16,17. De procedure is gebaseerd op negatief geotaxisgedrag, dat zich manifesteert in de drang van vliegen om omhoog te klimmen wanneer ze op een verticaal oppervlak worden geplaatst18. De opstelling bestaat uit twee verticale kamers. Bij de eerste proef wordt een fruitvlieg in een lager compartiment geplaatst. Van daaruit verlaat het meestal binnen 3-15 s en stapt het in het bovenste compartiment waar het een elektrische schok ontvangt. Tijdens een proef van 1 minuut kunnen sommige vliegen af en toe het bovenste compartiment opnieuw binnendringen, wat resulteert in een extra elektrische schok. Tijdens de testfase, 24 uur later, wordt de latentie aanzienlijk verhoogd. Tegelijkertijd is het aantal schokken verminderd in vergelijking met de eerste dag, wat aangeeft dat vliegen een aversief associatief geheugen vormden over het bovenste compartiment. De latentie, het aantal schokken en de duur en frequentie van verzorgingsaanvallen worden vervolgens gebruikt om het gedrag van dieren en het vermogen om de associatie tussen de aversieve stimulus en de specifieke omgeving te vormen en te onthouden te analyseren. De representatieve resultaten onthullen dat blootstelling aan het westerse dieet (WD) passief vermijdingsgedrag bij mannelijke vliegen aanzienlijk schaadt, wat suggereert dat de WD het gedrag en de cognitie van de vlieg diepgaand beïnvloedt. Omgekeerd verlichtte vliegoefening het negatieve effect van de WD, waardoor passief vermijdingsgedrag werd verbeterd.

<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

Dit protocol beschrijft een nieuw paradigma voor het analyseren van aversief associatief leren bij volwassen vliegen (Drosophila melanogaster). Het paradigma is analoog aan passief vermijdingsgedrag bij laboratoriumknaagdieren waarin dieren leren een compartiment te vermijden waar ze eerder een elektrische schok hebben gekregen. De test maakt gebruik van negatieve geotaxis bij vliegen, wat zich manifesteert als een drang om omhoog te klimmen wanneer ze op een verticaal oppervlak worden geplaatst. De opstelling bestaat uit verticaal georiënteerde bovenste en onderste compartimenten. Bij de eerste proef wordt een vlieg in een lager compartiment geplaatst van waaruit hij meestal binnen 3-15 s naar buiten komt en in het bovenste compartiment stapt waar hij een elektrische schok krijgt. Tijdens de tweede proef, 24 uur later, wordt de latentie aanzienlijk verhoogd. Tegelijkertijd is het aantal schokken afgenomen in vergelijking met de eerste proef, wat aangeeft dat vliegen een langetermijngeheugen vormden over het bovenste compartiment. De opnames van latenties en het aantal schokken kunnen worden uitgevoerd met een telteller en een stopwatch of met een op Arduino gebaseerd eenvoudig apparaat. Om te illustreren hoe de test kan worden gebruikt, werd hier het passieve vermijdingsgedrag van D. melanogaster en D. simulans mannelijk en vrouwelijk gekarakteriseerd. Vergelijking van latenties en aantal schokken onthulde dat zowel D. melanogaster als D. simulans vliegen efficiënt het passieve vermijdingsgedrag leerden. Er werden geen statistische verschillen waargenomen tussen mannelijke en vrouwelijke vliegen. Mannetjes waren echter iets sneller bij het betreden van het bovenste compartiment tijdens de eerste proef, terwijl vrouwtjes een iets hoger aantal schokken kregen in elke retentieproef. Het westerse dieet (WD) verminderde het leren en het geheugen bij mannelijke vliegen aanzienlijk, terwijl vliegoefeningen dit effect compenseerden. Alles bij elkaar biedt het passieve vermijdingsgedrag bij vliegen een eenvoudige en reproduceerbare test die kan worden gebruikt voor het bestuderen van basismechanismen van leren en geheugen.

De passieve vermijding werd bestudeerd in D. melanogaster (Canton-S) en D. simulans. De experimenten vergeleken de latenties en het aantal ontvangen schokken tussen opeenvolgende onderzoeken. Aanvankelijk werden de experimenten uitgevoerd met 3-4 dagen oude mannelijke D. melanogaster-vliegen. Vliegen werden gehandhaafd op het standaard Bloomington Formulation-dieet in een klimaatgecontroleerde omgeving bij 24 ° C onder een licht-donkercyclus van 12 uur, 70% vochtigheid en gecontroleer...

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

Dit werk beschrijft een eenvoudig gedragsparadigma dat de analyse van aversief associatief leren bij volwassen fruitvliegen mogelijk maakt. De methode is gebaseerd op het onderdrukken van het aangeboren negatieve geotaxisgedrag als gevolg van de associatie gevormd tussen een specifieke omgevingscontext en een elektrische schok.

Drosophila Passief vermijdingsgedrag als een nieuw paradigma om associatief aversief leren te bestuderen

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

Dit protocol beschrijft een eenvoudige gedragstest die het mogelijk maakt om nadelig associatief leren en geheugenconsolidatie bij vliegen te bestuderen, inclusief effecten van genomgevingsinteracties. De hier gepresenteerde test is een eenvoudige, reproduceerbare en kosteneffectieve procedure voor het bestuderen van geheugenmechanismen die gemakkelijk kunnen worden geassembleerd met een paar beschikbare benodigdheden. Deze test zou inzicht kunnen geven in basismechanismen die ten grondslag liggen aan leer- en geheugenstoornissen als gevolg van verschillende genetische, farmacologische en voedingsmanipulaties.Deze procedure wordt gedemonstreerd door Morgan Tedder en Steven Bradley, studenten van mijn laboratorium. Boor om te beginnen een gat van vier millimeter loodrecht op ongeveer vier millimeter van de bodem in een polypropyleen kweekbuis van 14 milliliter. Verwijder het bovenste deel van de kweekbuis om een bodemfragment van 45 millimeter te maken dat als onderste compartiment wordt gebruikt.Snijd de bovenkant van een pipetpunt van 1000 microliter af om een fragment van 12 millimeter te maken. Steek het fragment in het vier millimeter gat van de kweekbuis als laadperron om de vliegen over te brengen. Snijd een stuk transparante vinylbuis van 15 millimeter en steek het onderste en bovenste compartiment van tegenovergestelde uiteinden in de buis.Bevestig de montage verticaal met behulp van een tweeledige verstelbare klem. Plaats het bovenste compartiment verticaal bevestigd met schokbuizen. Verbind de schokbuizen met een elektrische stimulator om elektrische schokken te genereren.Immobiliseer met behulp van een ijskoud blok drie tot vier dagen oude vliegen en breng ze 24 uur voor het experiment over in afzonderlijke flesjes met voedsel. Wijs een code toe aan alle injectieflacons zoals beschreven in het tekstmanuscript. Zuig zachtjes een vlieg in de mondspirator door lucht aan te zuigen.Deponeer de vlieg door lichtjes in het laadperron te blazen en start onmiddellijk een timer en stopwatch van één minuut. Schakel de stimulator in en geef een elektrische schok wanneer de vlieg de schokbuis binnenkomt. Druk op de stopwatch om de eerste latentie op te nemen.Als de vlieg de schokbuis opnieuw binnendringt, geef dan extra schokken. Registreer met behulp van een telling of een Arduino-gebaseerde teller het aantal schokken tijdens een proefperiode van één minuut. Breng de vlieg voorzichtig terug in de injectieflacon aan het einde van een proefperiode van één minuut.Noteer de latentie, het aantal ontvangen schokken en elke opmerkelijke gedragsverandering. Gebruik 70% ethanol om het onderste en schokcompartiment te reinigen. Veeg af met een pluisvrij reinigingsdoekje en droog het met een föhn.Herhaal de proef met de volgende vlieg. Reinig het onderste compartiment met water en geurloos reinigingsmiddel na het voltooien van het experiment. Veeg met 70% ethanol het onderste en schokcompartiment schoon en droog het 's nachts aan de lucht.Door het bovenstaande proces na 24 uur te herhalen, voert u een tweede proef uit. Test in een vergelijkbare volgorde de vliegen. Na het uitvoeren van een passieve vermijdingstest bij Drosophila melanogaster mannelijke vliegen, hebben de resultaten aangetoond dat de latentie toeneemt, het aantal schokken afneemt, wat aantoont dat vliegen associatie tussen het bovenste compartiment en een elektrische schok hebben geleerd.Uit de frequentieverdeling bleek dat de meeste vliegen het bovenste compartiment binnendringen en één tot drie schokken krijgen in de eerste proef. Bij de vierde proef komen de meeste vliegen niet in het bovenste compartiment en ontvangen ze nul schokken. In latere experimenten werd de duur van het onderzoek teruggebracht tot één minuut omdat de frequentieverdeling voor latenties duidelijk aantoonde dat als de vlieg in de eerste proef niet binnen 60 seconden het bovenste compartiment binnenkomt, hij meestal helemaal niet binnenkomt.De passieve vermijdingstestexperimenten werden herhaald in Drosophila simulans mannelijke en vrouwelijke vliegen. De resultaten hebben aangetoond dat de vliegen effectief waren in het leren van het passieve vermijdingsgedrag, zoals blijkt uit de veranderingen in frequentieverdelingen voor latenties en schokken bij mannelijke en vrouwelijke vliegen. Vergelijking van latenties en aantal schokken tussen man en vrouw bracht geen statistisch significante verschillen aan het licht.Vrouwelijke vliegen kregen echter iets meer schokken in elke proef. Analyse van verzorgingsaanvallen in proeven twee en drie onthulde dat de totale duur van de verzorging aanzienlijk afneemt bij vrouwelijke vliegen van proef één tot proef drie. Dit suggereert dat vliegen gedragsstress ervaren die parallel loopt met angstachtig gedrag van knaagdieren.Vergelijking van de effecten van het westerse dieet en vliegoefeningen op passief vermijdingsgedrag tonen aan dat het westerse dieet de latentie vermindert en het aantal schokken verhoogt, wat aangeeft dat het westerse dieet aversief associatief leren bij vliegen schaadt. Omgekeerd verminderde vliegoefeningen het negatieve effect van het westerse dieet. Vergeet bij het proberen van deze procedure niet om vliegen te stressen.Gestreste vliegen zouden te snel het bovenste compartiment binnendringen of helemaal niet binnenkomen. Alle experimenten moeten worden uitgevoerd onder dezelfde omgevingsomstandigheden en op hetzelfde tijdstip van de dag. Deze techniek geeft onderzoekers een nieuwe eenvoudige test die kan worden gebruikt om intrinsieke mechanismen van leren en geheugenconsolidatie in vliegen te ontleden.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

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

De crossmodaal Congruentie Taak als een middel om een ​​doelstelling Behavioral Meet verkrijgen in de 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

Een cognitief paradigma om interferentie in Working Memory van Afleiding en onderbrekingen onderzoeken

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

Hoe te Placebo Reacties in Motion Sickness met een Rotatie Stoel Paradigm in Gezonde Studie deelnemers

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

Using the Activity-based Anorexia Rodent Model to Study the Neurobiological Basis of Anorexia Nervosa

Met behulp van de Activity-based Anorexia knaagdier Model naar de neurobiologische basis van Anorexia Nervosa Studie

Anorexia nervosa (AN) is a psychiatric illness characterized by excessively restricted caloric intake and abnormally high levels of physical activity. A ...

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

Gecombineerd Shuttle-Box Training met Elektrofysiologische Cortex opnemen en stimulatie als een instrument om Perception en learning studie

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

Nervus Vagus Stimulatie als een Tool om plasticiteit te induceren in Pathways Relevant voor Extinction Learning

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

Met behulp van de FishSim animatie Toolchain te onderzoeken vis gedrag: een Case-studie over de keuze van de partner-kopiëren In Sailfin Mollies

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

Met behulp van de visuele wereld paradigma te bestuderen zin begrip in Mandarijn sprekende kinderen met 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

Een methodologie voor het vastleggen van gezamenlijke visuele aandacht met behulp van mobiele 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

Experimenteel paradigma voor het meten van het effect van geïnduceerde emotie op grammaticaleren

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