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

Это исследование было частично поддержано NIH R15ES029673 (AKM).

1. Подготовка аппарата пассивного избегания
<ol><li>Просверлите отверстие диаметром 4 мм, перпендикулярное поверхности стенки 14 мл полипропиленовой культуральной трубки и находящееся на расстоянии 8 мм от дна трубы. ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте электрическую дрель и сверло 5/32 для д...

<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>

Избегание угрожающих раздражителей является важнейшей характеристикой адаптивного поведения у различных видов от C. elegance до human32. Процедуры обучения избеганию, которые обычно влекут за собой побег от аверсивного события, обычно используются поведенческими задачами ?...

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

Обучение и память — это эволюционно древний механизм адаптации к окружающей среде, сохранившийся от дрозофилы (Д.) до человека1. Плодовая муха является надежным модельным организмом для изучения фундаментальных принципов обучения и памяти, поскольку она предлагает широкий спектр мощных генетических инструментов для препарирования внутренних молекулярных механизмов2. Новаторские генетические скрининговые исследования, которые идентифицировали гены rutabaga3, amnesiac4 и dunce5, критически важные для обучения и памяти2, воспользовались обонятельным обусловливанием, поскольку плодовые мухи полагаются на свое острое обоняние, чтобы найти пищу, потенциальных партнеров и избежать хищников6.
Обонятельное обусловливание стало популярной парадигмой для изучения механизма обучения и памяти, благодаря введению обонятельного Т-лабиринта Талли и Куинна7,8. Впоследствии были предложены другие методы измерения различных типов обучения и памяти, включая визуальное обусловливание9, обусловливание ухаживания10, аверсивный анализ подавления фототаксиса11 и кондиционирование воздействия осы12. Тем не менее, большинство из этих анализов имеют сложную настройку, которая должна быть изготовлена на заказ в университетской мастерской или приобретена через поставщика. Парадигма, описанная здесь, основана на простом поведенческом анализе для изучения аверсивного ассоциативного обучения у мух, которое можно легко собрать с помощью нескольких доступных принадлежностей.
Описанная парадигма эквивалентна пассивному (или тормозящему) поведению избегания у лабораторных мышей и крыс, у которых животные учатся избегать отсека, где они ранее получали удар электрическим током13. У мюридов процедура основана на их врожденном избегании яркого света и предпочтении более темных областей14. На первом испытании животное помещается в светлый отсек, откуда животное быстро выходит, шагая в темный отсек, куда наносится удар электрической ногой. Обычно одного испытания достаточно для формирования твердой долговременной памяти, что приводит к значительному увеличению задержки через 24 часа. Затем латентность используется в качестве индекса способности животного запоминать связь между аверсивным стимулом и конкретной средой15.
В этой работе описывается аналогичная процедура с использованием D. в качестве модельной системы, которая предлагает несколько преимуществ по сравнению с моделями грызунов, включая экономическую эффективность, больший размер выборки, отсутствие регулирующего надзора и доступ к мощным генетическим инструментам16,17. Процедура основана на негативном поведении геотаксиса, которое проявляется в желании мух подняться вверх, когда они размещены на вертикальной поверхности18. Установка состоит из двух вертикальных камер. На первом испытании плодовая муха помещается в нижний отсек. Оттуда он обычно выходит в течение 3-15 с, ступая в верхний отсек, где получает удар током. Во время 1-минутного испытания некоторые мухи могут иногда возвращаться в верхний отсек, что приводит к дополнительному поражению электрическим током. На этапе тестирования, спустя 24 часа, задержка значительно увеличивается. При этом количество ударов снижается по сравнению с первым днем, что свидетельствует о том, что у мух формируется аверсивная ассоциативная память о верхнем отсеке. Латентность, количество толчков, а также продолжительность и частота груминговых схваток затем используются для анализа поведения животных и способности формировать и запоминать связь между аверсивным стимулом и конкретной средой. Репрезентативные результаты показывают, что воздействие западной диеты (WD) значительно ухудшает пассивное поведение избегания у самцов мух, предполагая, что WD глубоко влияет на поведение и познание мухи. И наоборот, полетные упражнения смягчили негативное влияние WD, улучшив пассивное поведение избегания.

<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

Этот протокол описывает новую парадигму анализа аверсивного ассоциативного обучения у взрослых мух (Drosophila melanogaster). Парадигма аналогична пассивному поведению избегания у лабораторных грызунов, в котором животные учатся избегать отсека, где они ранее получили удар электрическим током. Анализ использует отрицательный геотаксис у мух, который проявляется как желание подняться вверх, когда они размещены на вертикальной поверхности. Установка состоит из вертикально ориентированных верхнего и нижнего отсеков. На первом испытании муху помещают в нижний отсек, откуда она обычно выходит в течение 3-15 с, и входят в верхний отсек, где она получает удар электрическим током. Во время второго испытания, спустя 24 часа, задержка значительно увеличивается. При этом количество ударов снижается по сравнению с первым испытанием, что свидетельствует о том, что у мух формируется долговременная память о верхнем отсеке. Запись задержек и количества ударов может быть выполнена с помощью счетчика и секундомера или с помощью простого устройства на основе Arduino. Чтобы проиллюстрировать, как может быть использован анализ, здесь было охарактеризовано пассивное поведение избегания D. melanogaster и D. simulans мужского и женского пола. Сравнение задержек и количества ударов показало, что и D. melanogaster , и D. simulans эффективно научились пассивному поведению избегания. Статистических различий между самцами и самками мух не наблюдалось. Тем не менее, самцы были немного быстрее при входе в верхний отсек в первом испытании, в то время как самки получали немного большее количество ударов в каждом испытании удержания. Западная диета (WD) значительно ухудшала обучение и память у самцов мух, в то время как полетные упражнения уравновешивали этот эффект. Взятые вместе, пассивное поведение избегания у мух предлагает простой и воспроизводимый анализ, который можно использовать для изучения основных механизмов обучения и памяти.

Пассивное избегание изучалось у D. melanogaster (Canton-S) и D. симулянты. В экспериментах сравнивали задержки и количество полученных шоков между последовательными испытаниями. Первоначально эксперименты проводились с 3-4-дневными самцами мух D. melanogaster . Мухи содержались на ста?...

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

Эта работа описывает простую поведенческую парадигму, которая позволяет анализировать аверсивное ассоциативное обучение у взрослых плодовых мушек. Метод основан на подавлении врожденного негативного поведения геотаксиса из-за ассоциации, образующейся между конкретным экологическим контекстом и поражением электрическим током.

Дрозофила Пассивное избегающее поведение как новая парадигма для изучения ассоциативного аверсивного обучения

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

Этот протокол описывает простой поведенческий анализ, который позволяет изучать неблагоприятное ассоциативное обучение и консолидацию памяти у мух, включая эффекты взаимодействия генной среды. Анализ, представленный здесь, представляет собой простую, воспроизводимую и экономически эффективную процедуру изучения механизмов памяти, которая может быть легко собрана с помощью нескольких доступных расходных материалов. Этот анализ может дать представление об основных механизмах, лежащих в основе нарушений обучения и памяти в результате различных генетических, фармакологических и диетических манипуляций.Продемонстрировать эту процедуру будут Морган Теддер и Стивен Брэдли, студенты бакалавриата из моей лаборатории. Для начала просверлите четырехмиллиметровое отверстие перпендикулярно примерно четырем миллиметрам от дна в 14-миллилитровой полипропиленовой культуральной трубке. Снимите верхнюю часть культуральной трубки, чтобы сделать 45-миллиметровый нижний фрагмент, используемый в качестве нижнего отсека.Отрежьте верхнюю часть наконечника пипетки объемом 1000 микролитров, чтобы создать 12-миллиметровый фрагмент. Вставьте фрагмент в четырехмиллиметровое отверстие культуральной трубки в качестве погрузочной док-станции для переноса мух. Вырежьте 15-миллиметровый кусок прозрачной виниловой трубки и вставьте нижний и верхний отсек с противоположных концов в трубку.Прикрепите узел вертикально с помощью двухконтактного регулируемого зажима. Расположите верхний отсек вертикально, прикрепленный ударными трубками. Соедините ударные трубки с электрическим стимулятором для создания электрических ударов.Используя ледяную холодную глыбу, обездвижите трех-четырехдневных мух и переложите их в отдельные флаконы с пищей за 24 часа до эксперимента. Присвойте код всем флаконам, как описано в тексте рукописи. Осторожно всасывайте одну муху в рот аспиратора, втягивая воздух.Положите муху, слегка продув в погрузочный док и сразу же запустите минутный таймер и секундомер. Включите стимулятор и нанесите удар электрическим током, когда муха войдет в ударную трубку. Нажмите секундомер, чтобы записать первую задержку.Если муха возвращается в ударную трубку, доставьте дополнительные удары. Используя счетчик или счетчик на основе Arduino, запишите количество ударов в течение одной минуты испытания. Осторожно перенесите муху обратно во флакон в конце одноминутного испытания.Запишите задержку, количество полученных ударов и любые заметные изменения в поведении. Используя 70% этанол, очистите нижний и ударный отсек. Протрите безворсовой чистящей салфеткой и высушите ее с помощью фена.Повторите пробную версию со следующей мухой. Очистите нижний отсек водой и моющим средством без запаха после завершения эксперимента. Используя 70% этанол, протрите нижний и ударный отсек и высушите воздух в течение ночи.Повторив вышеуказанный процесс через 24 часа, выполните второе испытание. В аналогичной последовательности протестируйте мух. После выполнения пассивного анализа избегания у самцов мух Drosophila melanogaster результаты показали, что латентность увеличивается, количество ударов уменьшается, демонстрируя, что мухи узнали связь между верхним отсеком и электрическим ударом.Распределение частот показало, что большинство мух проникают в верхний отсек и получают от одного до трех ударов в первом испытании. К четвертому испытанию большинство мух не заходят в верхний отсек и не получают никаких ударов. В последующих экспериментах продолжительность испытания была сокращена до одной минуты, поскольку частотное распределение по задержкам ясно показало, что если муха не входит в верхний отсек в течение 60 секунд в первом испытании, она обычно не входит вообще.Эксперименты по пассивному избеганию были повторены у самцов и самок Drosophila simulans. Результаты показали, что мухи были эффективны в обучении пассивному поведению избегания, о чем свидетельствуют изменения в частотных распределениях для задержек и шоков у самцов и самок мух. Сравнение латентности и количества шоков между мужчинами и женщинами не выявило каких-либо статистически значимых различий.Тем не менее, самки мух получали немного больше ударов в каждом испытании. Анализ схваток груминга во втором и третьем испытаниях показал, что общая продолжительность груминга значительно уменьшается у самок мух от первого испытания до три испытания. Это говорит о том, что мухи испытывают поведенческий стресс, который аналогичен тревожному поведению грызунов.Сравнение влияния западной диеты и полетных упражнений на пассивное избегание поведения показывает, что западная диета уменьшает латентность и увеличивает количество шоков, указывающих на то, что западная диета ухудшает аверсивное ассоциативное обучение у мух. И наоборот, полетные упражнения смягчили негативное влияние западной диеты. При попытке этой процедуры помните, чтобы не напрягать мух.Стрессовые мухи либо войдут в верхний отсек слишком быстро, либо не войдут вообще. Все эксперименты должны проводиться в одинаковых условиях окружающей среды и в одно и то же время суток. Этот метод дает исследователям новый простой анализ, который можно использовать для анализа внутренних механизмов обучения и консолидации памяти у мух.

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

Crossmodal целевая Конгруэнтность как средство получения объективной поведенческой измерения в иллюзии Paradigm резинкой

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

Когнитивная парадигма по расследованию вмешательства в рабочей памяти по Дистрактионс и прерываний

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

Как плацебо ответов в движении болезни с вращением Председателя парадигмы у здоровых участников

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

В сочетании Трансфер-Box Обучение с электрофизиологических Cortex записи и стимуляции как инструмент для изучения восприятия и обучения

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

Стимуляция блуждающего нерва как инструмент, чтобы побудить пластичность Подготовка актуальным для вымирания обучения

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

С помощью набора инструментов анимации FishSim расследовать поведение рыбы: тематическое исследование на Мате Выбор копирования в Sailfin Моллис

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

Использование парадигмы визуальный мир изучить предложение понимания в Мандарин говорящих детей с аутизмом

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

Методология захвата совместного визуального внимания с помощью мобильных глаз-трекеров

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

Экспериментальная парадигма для измерения влияния индуцированных эмоций на обучение грамматике

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

Роман Павловский Страх кондиционирования Парадигма для изучения замораживания и поведение полета

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