Name: drosophila passive avoidance behavior as a new paradigm to study associative aversive learning
Uploaded: 2021-10-15T15:00:00
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1. Herstellung eines passiven Vermeidungsapparates
<ol><li>Bohren Sie ein 4-mm-Loch senkrecht zur Wandoberfläche des 14-ml-Polypropylenkulturrohrs und 8 mm vom Rohrboden entfernt. HINWEIS: Verwenden Sie eine elektrische Bohrmaschine und einen 5/32-Bohrer für beste Ergebnisse.</li>
	<li>Schneiden Sie mit einem Stahlwerkzeug den oberen Teil des 14 ml Polypropylen-Kulturrohrs ab, um ein 45 mm langes Rohrbodenfragment zu erzeugen. Das untere Fragment dient als unteres Fach.</li>
	<li>Schneiden Sie die...

<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. 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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. 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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>

Die Vermeidung bedrohlicher Reize ist ein entscheidendes Merkmal des adaptiven Verhaltens bei verschiedenen Arten von C. elegance bis human32. Vermeidungslernverfahren, die typischerweise die Flucht vor einem aversiven Ereignis beinhalten, sind seit den 1970er Jahren häufig verwendete Verhaltensaufgaben, um Lern- und Gedächtnisprozesse bei Labornagetieren zu untersuchen13. Bei aktiven Vermeidungsverfahren folgt auf einen gleichgültigen Re...

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

Lernen und Gedächtnis ist ein evolutionär alter Anpassungsmechanismus an die Umwelt, der von Drosophila (D.) bis zum Menschen erhalten bleibt1. Die Fruchtfliege ist ein robuster Modellorganismus zur Untersuchung grundlegender Prinzipien des Lernens und des Gedächtnisses, da sie eine breite Palette leistungsstarker genetischer Werkzeuge zur Verfügung stellt, um intrinsische molekulare Mechanismen zu sezieren2. Die bahnbrechenden genetischen Screening-Studien, die Rutabaga3-, Amnesie4- und Dunce5-Gene identifizierten, die für Lernen und Gedächtnis entscheidend sind2, nutzten die olfaktorische Konditionierung, da die Fruchtfliegen auf ihren scharfen Geruchssinn angewiesen sind, um Nahrung und potenzielle Partner zu finden und Raubtiere zu vermeiden6.
Die olfaktorische Konditionierung ist dank der Einführung des olfaktorischen T-Labyrinths durch Tully und Quinn zu einem beliebten Paradigma geworden, um den Mechanismus des Lernens und des Gedächtnisses zu untersuchen7,8. Anschließend wurden andere Methoden zur Messung verschiedener Arten von Lernen und Gedächtnis vorgeschlagen, darunter visuelle Konditionierung9, Balzkonditionierung10, aversiver Phototaxis-Suppressionsassay11 und Wespenexpositionskonditionierung12. Die meisten dieser Assays haben jedoch ein komplexes Setup, das in einer Universitätswerkstatt speziell angefertigt oder über einen Anbieter erworben werden muss. Das hier beschriebene Paradigma basiert auf einem einfachen Verhaltenstest zur Untersuchung des aversiven assoziativen Lernens bei Fliegen, das mit wenigen verfügbaren Vorräten leicht zusammengesetzt werden kann.
Das beschriebene Paradigma entspricht dem passiven (oder hemmenden) Vermeidungsverhalten bei Labormäusen und Ratten, bei dem Tiere lernen, ein Kompartiment zu meiden, in dem sie zuvor einen elektrischen Fußschock erhalten haben13. Bei Muriden basiert das Verfahren auf ihrer angeborenen Vermeidung von hellem Licht und der Vorliebe für dunklere Bereiche14. Beim ersten Versuch wird das Tier in das helle Kompartiment gebracht, aus dem das Tier schnell austritt und in ein dunkles Kompartiment tritt, wo ein elektrischer Fußschlag abgegeben wird. In der Regel reicht ein einziger Versuch aus, um ein solides Langzeitgedächtnis zu bilden, was 24 Stunden später zu einer deutlich erhöhten Latenz führt. Die Latenz wird dann als Index für die Fähigkeit des Tieres verwendet, sich an den Zusammenhang zwischen dem aversiven Reiz und der spezifischen Umgebung zu erinnern15.
Diese Arbeit beschreibt ein analoges Verfahren unter Verwendung von D. als Modellsystem, das mehrere Vorteile gegenüber Nagetiermodellen bietet, darunter Kosteneffizienz, größere Stichprobengröße, das Fehlen einer regulatorischen Aufsicht und zugang zu leistungsstarken genetischen Werkzeugen16,17. Das Verfahren basiert auf einem negativen Geotaxis-Verhalten, das sich im Drang der Fliegen äußert, nach oben zu klettern, wenn sie auf einer vertikalen Fläche platziert werden18. Der Aufbau besteht aus zwei vertikalen Kammern. Beim ersten Versuch wird eine Fruchtfliege in ein unteres Kompartiment gelegt. Von dort aus tritt es normalerweise innerhalb von 3-15 s aus und tritt in das obere Fach, wo es einen elektrischen Schlag erhält. Während eines 1-minütigen Versuchs können einige Fliegen gelegentlich wieder in das obere Kompartiment eindringen, was zu einem zusätzlichen elektrischen Schlag führt. Während der Testphase, 24 h später, wird die Latenz deutlich erhöht. Gleichzeitig ist die Anzahl der Schocks im Vergleich zum ersten Tag verringert, was darauf hindeutet, dass Fliegen ein aversives assoziatives Gedächtnis über das obere Kompartiment gebildet haben. Die Latenz, die Anzahl der Schocks sowie die Dauer und Häufigkeit der Pflegeanfälle werden dann verwendet, um das Verhalten des Tieres und die Fähigkeit zu analysieren, die Assoziation zwischen dem aversiven Reiz und der spezifischen Umgebung zu bilden und sich daran zu erinnern. Die repräsentativen Ergebnisse zeigen, dass die Exposition gegenüber der westlichen Ernährung (WD) das passive Vermeidungsverhalten bei männlichen Fliegen signifikant beeinträchtigt, was darauf hindeutet, dass die WD das Verhalten und die Kognition der Fliege tiefgreifend beeinflusst. Umgekehrt linderte die Flugübung den negativen Effekt der WD und verbesserte das passive Vermeidungsverhalten.

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	<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>
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			<td>In-house</td>
			<td>AKM-007</td>
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		</tr>
		<tr>
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		</tr>
		<tr>
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		</tr>
		<tr>
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		</tr>
		<tr>
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			<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>
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			<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_ 
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		<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

Dieses Protokoll beschreibt ein neues Paradigma zur Analyse des aversiven assoziativen Lernens bei erwachsenen Fliegen (Drosophila melanogaster). Das Paradigma ist analog zum passiven Vermeidungsverhalten bei Labornagetieren, bei dem Tiere lernen, ein Kompartiment zu meiden, in dem sie zuvor einen elektrischen Schlag erhalten haben. Der Assay nutzt die negative Geotaxis bei Fliegen, die sich als Drang nach oben manifestiert, wenn sie auf einer vertikalen Oberfläche platziert werden. Das Setup besteht aus vertikal ausgerichteten oberen und unteren Fächern. Beim ersten Versuch wird eine Fliege in ein unteres Fach gelegt, aus dem sie normalerweise innerhalb von 3-15 s austritt, und tritt in das obere Fach, wo sie einen elektrischen Schlag erhält. Während des zweiten Versuchs, 24 h später, wird die Latenz deutlich erhöht. Gleichzeitig ist die Anzahl der Schocks im Vergleich zum ersten Versuch verringert, was darauf hindeutet, dass Fliegen ein Langzeitgedächtnis über das obere Kompartiment bildeten. Die Aufzeichnungen von Latenzen und Anzahl der Schocks könnten mit einem Zähler und einer Stoppuhr oder mit einem Arduino-basierten einfachen Gerät durchgeführt werden. Um zu veranschaulichen, wie der Assay eingesetzt werden kann, wurde hier das passive Vermeidungsverhalten von D. melanogaster und D. simulans männlich und weiblich charakterisiert. Der Vergleich der Latenzen und der Anzahl der Schocks ergab, dass sowohl D. melanogaster als auch D. simulans Fliegen das passive Vermeidungsverhalten effizient erlernten. Es wurden keine statistischen Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Fliegen beobachtet. Die Männchen waren jedoch beim Betreten des oberen Kompartiments im ersten Versuch etwas schneller, während die Weibchen in jedem Retentionsversuch eine etwas höhere Anzahl von Schocks erhielten. Die westliche Ernährung (WD) beeinträchtigte das Lernen und Das Gedächtnis bei männlichen Fliegen signifikant, während Flugübungen diesen Effekt ausgleichten. Zusammengenommen bietet das passive Vermeidungsverhalten bei Fliegen einen einfachen und reproduzierbaren Assay, mit dem grundlegende Mechanismen des Lernens und des Gedächtnisses untersucht werden können.

Die passive Vermeidung wurde bei D. melanogaster (Canton-S) und D untersucht. Simulaner. Die Experimente verglichen die Latenzen und die Anzahl der erhaltenen Schocks zwischen aufeinanderfolgenden Versuchen. Zunächst wurden die Experimente mit 3-4 Tage alten männlichen D. melanogaster Fliegen durchgeführt. Fliegen wurden auf der Standard-Bloomington Formulation-Diät in einer klimatisierten Umgebung bei 24 ° C unter einem 12-Stunden-Hell-Dunkel-Zyklus, 70% Luftfeuchtigkeit und kont...

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

Diese Arbeit beschreibt ein einfaches Verhaltensparadigma, das die Analyse des aversiven assoziativen Lernens bei erwachsenen Fruchtfliegen ermöglicht. Die Methode basiert auf der Unterdrückung des angeborenen negativen Geotaxis-Verhaltens aufgrund der Assoziation zwischen einem bestimmten Umweltkontext und einem elektrischen Schlag.

Drosophila Passives Vermeidungsverhalten als neues Paradigma zur Untersuchung assoziativen aversiven Lernens

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

Dieses Protokoll beschreibt einen einfachen Verhaltensassay, der es ermöglicht, nachteiliges assoziatives Lernen und Gedächtniskonsolidierung bei Fliegen zu untersuchen, einschließlich der Auswirkungen von Genumgebungsinteraktionen. Der hier vorgestellte Assay ist ein einfaches, reproduzierbares und kostengünstiges Verfahren zur Untersuchung von Speichermechanismen, die mit wenigen verfügbaren Verbrauchsmaterialien leicht zusammengestellt werden können. Dieser Assay könnte Einblicke in grundlegende Mechanismen geben, die Lern- und Gedächtnisstörungen zugrunde liegen, die sich aus verschiedenen genetischen, pharmakologischen und diätetischen Manipulationen ergeben.Morgan Tedder und Steven Bradley, Studenten aus meinem Labor, werden dieses Verfahren demonstrieren. Bohren Sie zunächst ein vier Millimeter großes Loch senkrecht etwa vier Millimeter von unten in ein 14-Milliliter-Polypropylen-Kulturrohr. Entfernen Sie den oberen Teil des Kulturrohrs, um ein 45-Millimeter-Bodenfragment zu erstellen, das als unteres Fach verwendet wird.Schneiden Sie die Oberseite einer 1000 Mikroliter Pipettenspitze ab, um ein 12-Millimeter-Fragment zu erzeugen. Stecken Sie das Fragment in das vier Millimeter große Loch des Kulturrohrs als Laderampe, um die Fliegen zu transportieren. Schneiden Sie ein 15 Millimeter großes Stück transparenten Vinylschlauch aus und setzen Sie das untere und obere Fach von gegenüberliegenden Enden in den Schlauch ein.Befestigen Sie die Baugruppe vertikal mit einer zweizackigen verstellbaren Klemme. Positionieren Sie das obere Fach vertikal mit Stoßdämpferrohren befestigt. Verbinden Sie die Schockröhren mit einem elektrischen Stimulator, um elektrische Schläge zu erzeugen.Verwenden Sie einen eiskalten Block, immobilisieren Sie drei bis vier Tage alte Fliegen und übertragen Sie sie 24 Stunden vor dem Experiment in separate Fläschchen mit Nahrung. Weisen Sie allen Fläschchen einen Code zu, wie im Textmanuskript beschrieben. Saugen Sie vorsichtig eine Fliege in den Mundsauger, indem Sie Luft ansaugen.Legen Sie die Fliege ab, indem Sie leicht in die Laderampe blasen und starten Sie sofort einen Ein-Minuten-Timer und eine Stoppuhr. Schalten Sie den Stimulator ein und geben Sie einen elektrischen Schlag ab, wenn die Fliege in die Schockröhre eintritt. Drücken Sie die Stoppuhr, um die erste Latenz aufzuzeichnen.Wenn die Fliege wieder in das Schockrohr eindringt, geben Sie zusätzliche Stöße ab. Notieren Sie mit einer Zählung oder einem Arduino-basierten Zähler die Anzahl der Schocks während einer einminütigen Studie. Übertragen Sie die Fliege am Ende einer einminütigen Probe vorsichtig zurück in die Durchstechflasche.Zeichnen Sie die Latenz, die Anzahl der empfangenen Schocks und jede bemerkenswerte Verhaltensänderung auf. Reinigen Sie mit 70% Ethanol das untere und Stoßfach. Mit einem fusselfreien Reinigungstuch abwischen und mit einem Haartrockner trocknen.Wiederholen Sie den Versuch mit der nächsten Fliege. Reinigen Sie das untere Fach nach Abschluss des Experiments mit Wasser und geruchlosem Reinigungsmittel. Wischen Sie mit 70% Ethanol das untere und das Schockfach ab und trocknen Sie es über Nacht an der Luft.Wenn Sie den obigen Vorgang nach 24 Stunden wiederholen, führen Sie einen zweiten Versuch durch. Testen Sie in ähnlicher Reihenfolge die Fliegen. Nach der Durchführung eines passiven Vermeidungstests bei männlichen Fliegen von Drosophila melanogaster haben die Ergebnisse gezeigt, dass die Latenz zunimmt, die Anzahl der Schocks abnimmt, was zeigt, dass Fliegen eine Assoziation zwischen dem oberen Kompartiment und einem elektrischen Schlag gelernt haben.Die Häufigkeitsverteilung ergab, dass die meisten Fliegen in das obere Kompartiment eindringen und im ersten Versuch ein bis drei Schocks erhalten. Beim vierten Versuch gelangen die meisten Fliegen nicht in das obere Kompartiment und erhalten keine Schocks. In nachfolgenden Experimenten wurde die Versuchsdauer auf eine Minute reduziert, da die Häufigkeitsverteilung für Latenzen deutlich zeigte, dass die Fliege, wenn sie im ersten Versuch nicht innerhalb von 60 Sekunden in das obere Kompartiment eindringt, in der Regel gar nicht eintritt.Die Experimente mit dem passiven Vermeidungstest wurden bei männlichen und weiblichen Fliegen von Drosophila simulans wiederholt. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Fliegen das passive Vermeidungsverhalten effektiv lernten, wie es sich aus den Veränderungen der Häufigkeitsverteilungen für Latenzen und Schocks bei männlichen und weiblichen Fliegen ergibt. Der Vergleich der Latenzen und der Anzahl der Schocks zwischen Männern und Frauen ergab keine statistisch signifikanten Unterschiede.Weibliche Fliegen erhielten jedoch in jeder Studie etwas mehr Schocks. Die Analyse von Pflegeanfällen in den Studien zwei und drei ergab, dass die Gesamtdauer der Pflege bei weiblichen Fliegen von Der ersten bis zur dritten Studie signifikant abnimmt. Dies deutet darauf hin, dass Fliegen Verhaltensstress erfahren, der dem angstähnlichen Verhalten von Nagetieren entspricht.Der Vergleich der Auswirkungen der westlichen Diät und der Flugübung auf das passive Vermeidungsverhalten zeigt, dass die westliche Diät die Latenz verringert und die Anzahl der Schocks erhöht, was darauf hindeutet, dass die westliche Ernährung das aversive assoziative Lernen bei Fliegen beeinträchtigt. Umgekehrt milderte Flugübungen die negativen Auswirkungen der westlichen Ernährung. Denken Sie beim Versuch dieses Verfahrens daran, Fliegen nicht zu stressen.Gestresste Fliegen würden entweder zu schnell oder gar nicht in das obere Fach eindringen. Alle Experimente sollten unter den gleichen Umgebungsbedingungen und zur gleichen Tageszeit durchgeführt werden. Diese Technik gibt Forschern einen neuen einfachen Assay, mit dem intrinsische Mechanismen des Lernens und der Gedächtniskonsolidierung bei Fliegen analysiert werden können.

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

Die Kongruenz Crossmodale Aufgabe als ein Mittel zum Ziel Behavioral Messen in der Rubber Hand Illusion Paradigm erhalten

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

Forschung

Verhalten

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

A Cognitive Paradigm zu Störungen im Arbeitsgedächtnis von Ablenkungen und Unterbrechungen Untersuchen

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

Wie Placebo Antworten in Motion Sickness mit einem Drehstuhl Paradigm in gesunde Teilnehmer studieren

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

Kombinierte Shuttle-Box-Training mit Elektrophysiologische Cortex Ableitung und Stimulation als ein Instrument zur Wahrnehmung und Lernen 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

Vagusnervstimulation als Instrument zur Plastizität in Pathways Relevant für Extinction Learning herbei

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

Mit der FishSim Animation Toolchain zu Fisch Verhalten zu untersuchen: A Case Study on Partnerwahl kopieren In Segelkärpflinge 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

Mit Hilfe der visuellen Welt Paradigma Satz Verständnis in Mandarin-sprachigen Kindern mit Autismus zu studieren

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

Eine Methodik zur Erfassung der gemeinsamen visuellen Aufmerksamkeit mit mobilen Eye-Trackern

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

Experimentelles Paradigma zur Messung der Wirkung induzierter Emotionen auf das Grammatiklernen

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

Ein neuartiges Pavlovian Fear Conditioning Paradigma zur Untersuchung von Einfrieren und Flugverhalten

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