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

מחקר זה נתמך בחלקים על ידי NIH R15ES029673 (AKM).

1. הכנת מנגנון הימנעות פסיבית
<ol><li>לקדוח חור 4 מ"מ בניצב על פני השטח הקיר של צינור תרבית פוליפרופילן 14 מ"ל ו 8 מ"מ הרחק מתחתית הצינור. הערה: השתמש במקדחה חשמלית ובקדחה של 5/32 לקבלת התוצאות הטובות ביותר.</li>
	<li>באמצעות סכין כלי פלדה, לחתוך את החלק העליון של צינור תרבית פוליפרופילן 14 מ"ל ?...

<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>

הימנעות מגירויים מאיימים היא מאפיין מכריע של התנהגות הסתגלותית במינים שונים מ C. אלגנטיות לאדם32. הליכי למידה הימנעות אשר בדרך כלל כרוכים בבריחה של אירוע מרתיע, משמשים בדרך כלל משימות התנהגותיות לחקור תהליכי למידה וזיכרון במכרסמים מעבדה13 מאז 1970 של 3...

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

למידה וזיכרון הוא מנגנון הסתגלות עתיק אבולוציוני לסביבה, שנשמר מדרוזופילה (D. ) לאנושות1. זבוב הפירות הוא אורגניזם מודל חזק ללמוד עקרונות בסיסיים של למידה וזיכרון כפי שהוא מציע מגוון רחב של כלים גנטיים רבי עוצמה לנתח מנגנונים מולקולריים מהותיים2. מחקרי ההקרנה הגנטית החלוציים, שזיהו גנים rutabaga3, אמנזיה4 ו- dunce5 החיוניים ללמידה ולזיכרון2, ניצלו את ההתניה הריחית כאשר זבובי הפירות מסתמכים על חוש הריח החריף שלהם כדי למצוא מזון, בני זוג פוטנציאליים, ולהימנע מטורפים6.
מיזוג חוש הריח הפך לפרדיגמה פופולרית ללמוד את מנגנון הלמידה והזיכרון, הודות להכנסת חוש הריח T-maze על ידי טולי וקווין 7,8. לאחר מכן, הוצעו שיטות אחרות למדידת סוגים שונים של למידה וזיכרון, כולל התניה חזותית9, מיזוג חיזור10, בדיקת דיכוי פוטוקסי מרתיעה11, ומיזוג חשיפה לצרעות12. עם זאת, לרוב הבדיקות הללו יש התקנה מורכבת שיש לבנות בהתאמה אישית בסדנה באוניברסיטה או לרכוש אותה באמצעות ספק. הפרדיגמה המתוארת כאן מבוססת על בדיקה התנהגותית פשוטה לחקר למידה אסוציאטיבית מרתיעה בזבובים שניתן להרכיב בקלות עם כמה אספקה זמינה.
הפרדיגמה המתוארת שקולה להתנהגות הימנעות פסיבית (או מעכבת) בעכברים וחולדות מעבדה שבה בעלי חיים לומדים להימנע מתא שבו הם קיבלו בעבר הלם רגל חשמלי13. ב murids, ההליך מבוסס על הימנעות מולדתם של אור בהיר והעדפה לאזורים כהים יותר14. בניסוי הראשון, החיה ממוקמת לתוך התא הבהיר, שממנו החיה יוצאת במהירות, צועדת לתוך תא חשוך, שבו הלם רגל חשמלי מועבר. בדרך כלל, ניסיון יחיד מספיק כדי ליצור זיכרון מוצק לטווח ארוך, וכתוצאה מכך השהיה מוגברת באופן משמעותי 24 שעות מאוחר יותר. ההשהיה משמשת לאחר מכן כמדד ליכולתו של בעל החיים לזכור את הקשר בין הגירוי המרתיע לסביבה הספציפית15.
עבודה זו מתארת הליך אנלוגי באמצעות D. כמערכת מודל המציעה מספר יתרונות על פני מודלים מכרסמים כולל עלות-תועלת, גודל מדגם גדול יותר, היעדר פיקוח רגולטורי, וגישה לכלים גנטיים רבי עוצמה16,17. ההליך מבוסס על התנהגות גיאוטקסית שלילית, המתבטאת בדחף של זבובים לטפס למעלה כאשר הם ממוקמים על משטח אנכי18. ההתקנה מורכבת משני תאים אנכיים. בניסוי הראשון, זבוב פירות ממוקם בתא תחתון. משם, הוא בדרך כלל יוצא בתוך 3-15 שניות, נכנס לתא העליון שבו הוא מקבל הלם חשמלי. במהלך ניסוי של דקה אחת, זבובים מסוימים עשויים מדי פעם להיכנס מחדש לתא העליון, מה שגורם להלם חשמלי נוסף. במהלך שלב הבדיקה, 24 שעות מאוחר יותר, ההשהיה גדלה באופן משמעותי. יחד עם זאת, מספר הזעזועים יורד בהשוואה ליום הראשון המציין כי זבובים יצרו זיכרון אסוציאטיבי מרתיע על התא העליון. ההשהיה, מספר הזעזועים, ומשך ותדירות התקפי הטיפוח משמשים לאחר מכן לניתוח התנהגות בעלי החיים והיכולת ליצור ולזכור את הקשר בין הגירוי המרתיע לסביבה הספציפית. התוצאות הייצוגיות מגלות כי חשיפה לתזונה המערבית (WD) פוגעת באופן משמעותי בהתנהגות ההימנעות הפסיבית בזבובים זכרים, דבר המצביע על כך ש-WD משפיע עמוקות על התנהגות הזבוב ועל הקוגניציה שלו. לעומת זאת, תרגיל טיסה הקל על ההשפעה השלילית של WD, ושיפר את התנהגות ההימנעות הפסיבית.

<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

פרוטוקול זה מתאר פרדיגמה חדשה לניתוח למידה אסוציאטיבית מרתיעה בזבובים בוגרים (Drosophila melanogaster). הפרדיגמה מקבילה להתנהגות הימנעות פסיבית במכרסמים במעבדה שבה בעלי חיים לומדים להימנע מתא שבו הם קיבלו בעבר הלם חשמלי. הבדיקה מנצלת גיאוטקסי שלילי בזבובים, המתבטא כדחף לטפס למעלה כאשר הם ממוקמים על משטח אנכי. ההתקנה מורכבת ממתאים עליונים ותחתונים בעלי כיוון אנכי. בניסוי הראשון, זבוב ממוקם בתא תחתון שממנו הוא יוצא בדרך כלל בטווח של 3-15 שניות, ונכנס לתא העליון שם הוא מקבל הלם חשמלי. במהלך המשפט השני, 24 שעות מאוחר יותר, ההשהיה גדלה באופן משמעותי. יחד עם זאת, מספר הזעזועים יורד בהשוואה לניסוי הראשון, מה שמצביע על כך שזבובים יצרו זיכרון לטווח ארוך על התא העליון. ההקלטות של השהיות ומספר הזעזועים יכולות להתבצע עם מונה ספירה ושעון עצר או עם מכשיר פשוט מבוסס Arduino. כדי להמחיש כיצד ניתן להשתמש בבדיקה, התנהגות ההימנעות הפסיבית של ד' מלנוגסטר ו - D. simulans זכר ונקבה אופיינו כאן. השוואה של השהיות ומספר זעזועים גילתה כי הן D. melanogaster ו D. simulans זבובים למדו ביעילות את התנהגות ההימנעות הפסיבית. לא נצפו הבדלים סטטיסטיים בין זבובים זכריים ונקביים. עם זאת, הזכרים היו קצת יותר מהירים בעת הכניסה לתא העליון בניסוי הראשון, בעוד הנקבות קיבלו מספר מעט גבוה יותר של זעזועים בכל משפט שמירה. הדיאטה המערבית (WD) פגעה באופן משמעותי בלמידה ובזיכרון בזבובים זכרים בזמן שתרגילי טיסה איזנו את האפקט הזה. יחד, התנהגות ההימנעות הפסיבית בזבובים מציעה בדיקה פשוטה וניתנת לשחזור שיכולה לשמש ללימוד מנגנונים בסיסיים של למידה וזיכרון.

ההימנעות הפסיבית נחקרה ב - D. melanogaster (קנטון-S) ו- D. סימולנים. הניסויים השוו את ההשהיה ואת מספר הזעזועים שהתקבלו בין ניסויים רצופים. בתחילה, הניסויים בוצעו עם זבובים זכרים בני 3-4 יום D. melanogaster . זבובים נשמרו על הדיאטה הסטנדרטית בלומינגטון ניסוח בסביבה מבוקרת אקלים ב 24 °C (50 °F) ת...

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

עבודה זו מתארת פרדיגמה התנהגותית פשוטה המאפשרת ניתוח של למידה אסוציאטיבית מרתיעה בזבובי פירות בוגרים. השיטה מבוססת על דיכוי ההתנהגות הגיאוטקסית השלילית המולדת בשל הקשר שנוצר בין הקשר סביבתי מסוים להלם חשמלי.

דרוסופילה התנהגות הימנעות פסיבית כפרדיגמה חדשה לחקר למידה אסוציאטיבית מרתיעה

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

פרוטוקול זה מתאר בדיקה התנהגותית פשוטה המאפשרת ללמוד למידה אסוציאטיבית שלילית ואיחוד זיכרון בזבובים, כולל השפעות של אינטראקציות בסביבת הגנים. הבדיקה המוצגת כאן היא הליך פשוט, ניתן לשחזור וחסכוני לחקר מנגנוני זיכרון שניתן להרכיב בקלות עם כמה אספקה זמינה. בדיקה זו יכולה לספק תובנה לגבי מנגנונים בסיסיים העומדים בבסיס ליקויי למידה וזיכרון הנובעים ממניפולציות גנטיות, פרמקולוגיות ותזונתיות שונות.מי שידגימו את ההליך הזה יהיו מורגן טדר וסטיבן בראדלי, סטודנטים לתואר ראשון מהמעבדה שלי. כדי להתחיל, לקדוח חור ארבעה מילימטרים בניצב כארבעה מילימטרים מלמטה בתוך צינור תרבית פוליפרופילן 14 מיליליטר. הסר את החלק העליון של צינור התרבות כדי להפוך שבר תחתון 45 מילימטר מנוצל כתא התחתון.חותכים את החלק העליון של קצה פיפטה 1000 מיקרוליטר כדי ליצור שבר 12 מ"מ. הכנס את השבר לתוך החור ארבעה מילימטר של צינור התרבות כרציף טעינה כדי להעביר את הזבובים. חותכים חתיכה 15 מילימטר של צינורות ויניל שקופים ולהכניס את התא התחתון והעליון מקצוות מנוגדים לתוך הצינורות.חבר את ההרכבה אנכית באמצעות מהדק מתכוונן דו-ראשי. אתר את התא העליון המחובר אנכית עם צינורות הלם. חבר את צינורות ההלם עם ממריץ חשמלי כדי ליצור זעזועים חשמליים.באמצעות בלוק קר כקרח, לשתק זבובים בני שלושה עד ארבעה ימים ולהעביר אותם לבקבוקונים נפרדים עם מזון 24 שעות לפני הניסוי. הקצה קוד לכל הבקבוקונים כמתואר בכתב היד של הטקסט. בעדינות למצוץ זבוב אחד לתוך השאיפה בפה על ידי ציור אוויר.הפקד את הזבוב על ידי נשיפה קלה לתוך רציף הטעינה ומיד התחל טיימר של דקה אחת ושעון עצר. הפעל את הממריץ ולספק הלם חשמלי כאשר הזבוב נכנס צינור ההלם. לחץ על שעון העצר כדי להקליט את ההשהיה הראשונה.אם הזבוב נכנס שוב לצינור ההלם, לספק זעזועים נוספים. באמצעות ספירה או מונה מבוסס Arduino, להקליט את מספר הזעזועים במהלך משפט של דקה אחת. מעבירים בעדינות את הזבוב בחזרה לבקבוקון בסוף משפט של דקה אחת.רשום את ההשהיה, את מספר הזעזועים שהתקבלו, וכל שינוי בולט בהתנהגות. באמצעות 70% אתנול, נקה את התא התחתון ואת התא ההלם. יש לנגב עם רקמת ניקוי ללא מוך ולייבש אותה באמצעות מייבש שיער.חזור על המשפט עם הזבוב הבא. נקו את התא התחתון במים וחומר ניקוי חסר ריח לאחר השלמת הניסוי. באמצעות 70% אתנול, לנגב את התא התחתון ואת תא ההלם ואוויר יבש לילה.על-ידי חזרה על התהליך שלעיל לאחר 24 שעות, בצע ניסוי שני. ברצף דומה, בדוק את הזבובים. לאחר ביצוע בדיקת הימנעות פסיבית בזבובים זכרים Drosophila melanogaster, התוצאות הראו כי ההשהיה עולה, מספר הזעזועים פוחתת, מה שמוכיח כי זבובים למדו קשר בין התא העליון להלם חשמלי.התפלגות התדרים חשפה כי רוב הזבובים נכנסים לתא העליון ומקבלים זעזוע אחד עד שלושה זעזועים בניסוי הראשון. עד המשפט הרביעי, רוב הזבובים לא נכנסים לתא העליון ומקבלים אפס זעזועים. בניסויים הבאים, משך הניסוי צומצם לדקה אחת מכיוון שהתפלגות התדירות עבור השהיות הראתה בבירור שאם הזבוב אינו נכנס לתא העליון תוך 60 שניות בניסוי הראשון, הוא בדרך כלל אינו נכנס כלל.ניסויי בדיקת ההימנעות הפסיבית חזרו על עצמם בזבובים זכרים ונקבות של דרוזופילה. התוצאות הראו כי הזבובים היו יעילים בלימוד התנהגות ההימנעות הפסיבית כפי שניתן לראות מהשינויים בהתפלגות התדרים עבור השהיות וזעזועים בזבובים זכריים ונקביים. השוואת השהיות ומספר הזעזועים בין זכר לנקבה לא חשפה הבדלים מובהקים סטטיסטית.עם זאת, זבובים נקבות קיבלו מעט יותר זעזועים בכל משפט. ניתוח של התקפי טיפוח בניסויים 2 ו -3 גילה כי משך הזמן הכולל של טיפוח פוחת באופן משמעותי זבובים נשיים מניסוי אחד למשפט שלוש. זה מצביע על כך זבובים לחוות מתח התנהגותי אשר מקביל התנהגויות כמו חרדת מכרסמים.השוואה של ההשפעות של דיאטה מערבית ופעילות גופנית טיסה על התנהגות הימנעות פסיבית להראות כי הדיאטה המערבית מקטינה את ההשהיה ומגדילה את מספר הזעזועים המצביעים על כך שהתזונה המערבית פוגעת בלמידה אסוציאטיבית מרתיעה בזבובים. לעומת זאת, פעילות גופנית בטיסה הקלה על ההשפעה השלילית של הדיאטה המערבית. בעת ניסיון הליך זה, זכור לא להדגיש זבובים.זבובים לחוצים היו נכנסים לתא העליון מהר מדי או לא נכנסים בכלל. כל הניסויים צריכים להתבצע באותם תנאים סביבתיים ובאותו הזמן של היום. טכניקה זו מעניקה לחוקרים בדיקה פשוטה חדשה שניתן להשתמש בה כדי לנתח מנגנונים מהותיים של למידה ואיחוד זיכרון בזבובים.

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

משימת קונגרואנסי Crossmodal כאמצעי להשיג מדוד התנהגות אובייקטיבי בפרדיגמה האשליה יד גומי

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

קוגניטיבית פרדיגמה לחקר הפרעות בזכרון עבודה על ידי הסחות דעת והפרעות

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

איך ללמוד תגובות Placebo במחלת תנועה עם הרוטציה יו&quot;ר Paradigm במשתתפים בריאים

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

שילוב הסעות-Box הדרכה עם אלקטרו Cortex הקלטה וגירוי ככלי לחקר תפיסה ולמידה

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

הקוצב וגאלי ככלי כדי לגרום פלסטיות במסלולים רלוונטיים ללמידה הכחדה

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

באמצעות ערכת הנפשה של FishSim הכלים לחקור התנהגות דגים: חקר מקרה על חבר-הבחירה העתקה של מפרש 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

באמצעות הפרדיגמה העולם הויזואלי ללמוד משפט הבנה בקרב דוברי מנדרינית ילדים עם אוטיזם

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

מתודולוגיה ללכידת תשומת לב ויזואלית משותפת באמצעות עוקבים אחר העין הניידת

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

הפרדיגמה הניסיונית למדידת השפעת הרגש על למידה בדקדוק

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

פרדיגמת מיזוג פחד פבלובית חדשנית ללימוד הקפאה והתנהגות טיסה

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