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

Denna studie stöddes delvis av NIH R15ES029673 (AKM).

1. Förberedelse av passiv undvikandeapparat
<ol><li>Borra ett 4 mm hål vinkelrätt mot väggytan på 14 mL polypropylenodlingsröret och 8 mm från rörbotten. OBS: Använd en elektrisk borr och 5/32 borrkrona för bästa resultat.</li>
	<li>Skär av den övre delen av 14 ml polypropylenodlingsröret med hjälp av en stålkniv för att skapa ett 45 mm långt rörbottenfragment. Det nedre fragmentet fungerar som det nedre facket.</li>
	<li>Skär av spetsen på 1 000 μL blå pipettspets med ett rak...

<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>

Undvikande av hotande stimuli är en avgörande egenskap hos adaptivt beteende hos olika arter från C. elegans till human32. Undvikande inlärningsförfaranden som vanligtvis innebär att fly från en aversiv händelse, används ofta beteendemässiga uppgifter för att undersöka inlärnings- och minnesprocesser hos laboratoriegnagare13 sedan 1970-talet32. I aktiva undvikande förfaranden följs en likgiltig stimulans eller betingad signal ...

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

Lärande och minne är en evolutionärt gammal anpassningsmekanism till miljön, bevarad från Drosophila (D.) till människa1. Fruktflugan är en robust modellorganism för att studera grundläggande principer för lärande och minne eftersom den erbjuder ett brett utbud av kraftfulla genetiska verktyg för att dissekera inneboende molekylära mekanismer2. De banbrytande genetiska screeningstudierna, som identifierade rutabaga3-, amnesiac4- och dunce5-gener som är kritiska för lärande och minne2, utnyttjade luktkonditionering eftersom fruktflugorna förlitar sig på sin skarpa luktsinne för att hitta mat, potentiella kompisar och för att undvika rovdjur6.
Luktkonditionering har blivit ett populärt paradigm för att studera mekanismen för lärande och minne, tack vare införandet av lukt t-labyrint av Tully och Quinn7,8. Därefter har andra metoder för att mäta olika typer av lärande och minne föreslagits, inklusive visuell konditionering9, uppvaktningskonditionering10, aversive phototaxis suppression assay11 och wasp-exponering konditionering12. De flesta av dessa analyser har dock en komplex inställning som måste specialbyggas på en universitetsverkstad eller köpas via en leverantör. Paradigmet som beskrivs här är baserat på en enkel beteendeanalys för att studera aversiv associativ inlärning i flugor som enkelt kan monteras med några tillgängliga förnödenheter.
Det beskrivna paradigmet motsvarar passivt (eller hämmande) undvikande beteende hos laboratoriemöss och råttor där djur lär sig att undvika ett fack där de tidigare har fått elektrisk fotchock13. I murids är förfarandet baserat på deras medfödda undvikande av starkt ljus och preferens för mörkare områden14. Vid den första prövningen placeras djuret i det ljusa facket, varifrån djuret snabbt går ut och kliver in i ett mörkt fack, där en elektrisk fotstöt levereras. Vanligtvis är en enda studie tillräcklig för att bilda ett fast långtidsminne, vilket resulterar i betydligt ökad latens 24 h senare. Latensen används sedan som ett index över djurets förmåga att komma ihåg sambandet mellan den aversiva stimulansen och den specifika miljön15.
Detta arbete beskriver ett analogt förfarande med D. som ett modellsystem som erbjuder flera fördelar jämfört med gnagaremodeller inklusive kostnadseffektivitet, större urvalsstorlek, avsaknad av tillsyn och tillgång till kraftfulla genetiska verktyg16,17. Förfarandet är baserat på negativt geotaxisbeteende, vilket manifesterar sig i flugors lust att klättra upp när de placeras på en vertikal yta18. Installationen består av två vertikala kammare. Vid den första försöket placeras en fruktfluga i ett lägre fack. Därifrån går den vanligtvis ut inom 3-15 s och kliver in i det övre facket där den får en elektrisk stöt. Under en 1 min försök kan vissa flugor ibland komma in i det övre facket igen, vilket resulterar i en extra elektrisk stöt. Under test fasen, 24 h senare, ökas svars tiden avsevärt. Samtidigt minskar antalet chocker jämfört med den första dagen som indikerar att flugor bildade aversivt associativt minne om det övre facket. Latensen, antalet chocker och varaktigheten och frekvensen av grooming bouts används sedan för att analysera djurets beteende och förmågan att bilda och komma ihåg sambandet mellan den aversiva stimulansen och den specifika miljön. De representativa resultaten visar att exponering för den västerländska kosten (WD) avsevärt försämrar passivt undvikande beteende hos manliga flugor, vilket tyder på att WD djupt påverkar flugans beteende och kognition. Omvänt lindrade flygövning den negativa effekten av WD, vilket förbättrade passivt undvikande beteende.

<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

Detta protokoll beskriver ett nytt paradigm för att analysera aversiv associativ inlärning hos vuxna flugor (Drosophila melanogaster). Paradigmet är analogt med passivt undvikande beteende hos laboratoriegnagare där djur lär sig att undvika ett fack där de tidigare har fått en elektrisk stöt. Analysen drar nytta av negativ geotaxis i flugor, vilket manifesterar sig som en lust att klättra upp när de placeras på en vertikal yta. Installationen består av vertikalt orienterade övre och nedre fack. Vid den första försöket placeras en fluga i ett nedre fack varifrån den vanligtvis går ut inom 3-15 s och kliver in i det övre facket där den får en elektrisk stöt. Under den andra prövningen, 24 timmar senare, ökas latensen avsevärt. Samtidigt minskar antalet chocker jämfört med den första studien, vilket indikerar att flugor bildade långtidsminne om det övre facket. Inspelningar av latenser och antal stötar kan utföras med en räkningsräknare och ett stoppur eller med en Arduino-baserad enkel enhet. För att illustrera hur analysen kan användas, karakteriserades det passiva undvikande beteendet hos D. melanogaster och D. simulaner man och kvinna här. Jämförelse av latenser och antal chocker visade att både D. melanogaster och D. simulaner flyger effektivt lärt sig passiv undvikande beteende. Inga statistiska skillnader observerades mellan manliga och kvinnliga flugor. Män var dock lite snabbare när de gick in i det övre facket på den första studien, medan kvinnor fick ett något högre antal chocker i varje retentionsförsök. Den västerländska kosten (WD) avsevärt försämrade lärande och minne hos manliga flugor medan flygträning uppvägde denna effekt. Sammantaget erbjuder det passiva undvikande beteendet hos flugor en enkel och reproducerbar analys som kan användas för att studera grundläggande mekanismer för lärande och minne.

Passiv undvikande studerades i D. melanogaster (Canton-S) och D. simulaner. Experimenten jämförde de sena och antalet mottagna chocker mellan på varandra följande försök. Ursprungligen utfördes experimenten med 3-4 dagar gamla manliga D. melanogasterflugor . Flugor bibehölls på den vanliga Bloomington formulering diet i en klimatstyrd miljö vid 24 °C under en 12 h ljus-mörk cykel, 70% fuktighet och kontrollerad befolkningstäthet. Densiteten kontrollerades genom att hålla ...

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

Detta arbete beskriver ett enkelt beteendeparadigm som tillåter analys av aversiv associativ inlärning hos vuxna fruktflugor. Metoden bygger på att undertrycka det medfödda negativa geotaxisbeteendet på grund av associationen som bildas mellan ett specifikt miljösammanhang och en elektrisk stöt.

Drosophila Passivt undvikande beteende som ett nytt paradigm för att studera associativt aversivt lärande

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

Detta protokoll beskriver en enkel beteendeanalys som gör det möjligt att studera ogynnsam associativ inlärning och minneskonsolidering i flugor, inklusive effekter av genmiljöinteraktioner. Analysen som presenteras här är ett enkelt, reproducerbart och kostnadseffektivt förfarande för att studera minnesmekanismer som enkelt kan monteras med några tillgängliga förnödenheter. Denna analys kan ge insikt i grundläggande mekanismer som ligger till grund för lärande och minnesförsämringar som härrör från olika genetiska, farmakologiska och kostmanipulationer.Morgan Tedder och Steven Bradley, studenter från mitt laboratorium, demonstrerar. För att börja borra ett fyra millimeters hål vinkelrätt ca fyra millimeter från botten inom ett 14 milliliter polypropylenkulturrör. Ta bort den övre delen av odlingsröret för att göra ett 45 millimeters bottenfragment som används som det nedre facket.Skär av toppen av en 1000 mikroliter pipettspets för att skapa ett 12 millimeters fragment. Sätt in fragmentet i odlingsrörets fyra millimeters hål som en lastkaj för att överföra flugorna. Skär en 15 millimeters bit genomskinlig vinylslang och sätt in det nedre och övre facket från motsatta ändar i slangen.Fäst enheten vertikalt med en tvåstifts justerbar klämma. Placera det övre facket vertikalt fastsatt med stötrör. Anslut stötrören med en elektrisk stimulator för att generera elektriska stötar.Använd ett iskallt block, immobilisera tre till fyra dagar gamla flugor och överför dem till separata flaskor med mat 24 timmar före experimentet. Tilldela en kod till alla injektionsflaska enligt beskrivningen i textmanuskriptet. Sug försiktigt en fluga i munaspiratorn genom att dra luft.Sätt in flugan genom att lätt blåsa in i lastkajen och starta omedelbart en minuts timer och stoppur. Sätt på stimulatorn och leverera en elektrisk stöt när flugan kommer in i stötröret. Tryck på stoppuret för att spela in den första svars tiden.Om flugan kommer tillbaka till stötröret, ge ytterligare stötar. Med hjälp av en räkning eller en Arduino-baserad räknare registrerar du antalet chocker under en minuts provperiod. Överför försiktigt flugan tillbaka till injektionsflaskan i slutet av en minuts provperiod.Registrera svars tiden, antalet mottagna chocker och eventuella anmärkningsvärda beteendeförändringar. Rengör det nedre och stötiga facket med 70 %etanol. Torka av med en luddfri rengöringsvävnad och torka den med en hårtork.Upprepa rättegången med nästa fluga. Rengör det nedre utrymmet med vatten och luktfritt tvättmedel efter att experimentet har slutförts. Torka av det nedre och stötiga utrymmet med 70 % etanol och lufttorka över natten.Genom att upprepa ovanstående process efter 24 timmar, utför en andra testperiod. I en liknande sekvens, testa flugorna. Efter att ha utfört en passiv undvikande analys i Drosophila melanogaster manliga flugor, resultat har visat att latensen ökar, antalet chocker minskar, vilket visar att flugor lärde sig association mellan det övre facket och en elektrisk stöt.Frekvensfördelningen visade att de flesta flugor kommer in i det övre facket och får en till tre stötar i den första studien. Vid den fjärde rättegången kommer de flesta flugor inte in i det övre facket och får noll stötar. I efterföljande experiment minskade försökstiden till en minut eftersom frekvensfördelningen för latenser tydligt visade att om flugan inte kommer in i det övre facket inom 60 sekunder i den första studien, kommer den vanligtvis inte in alls.Passiva undvikande analys experiment upprepades i Drosophila simulans manliga och kvinnliga flugor. Resultaten har visat att flugorna var effektiva för att lära sig det passiva undvikande beteendet som framgår av förändringarna i frekvensfördelningar för latenser och chocker hos manliga och kvinnliga flugor. Jämförelse av latenser och antal chocker mellan man och kvinna visade inte på några statistiskt signifikanta skillnader.Men kvinnliga flugor fick något fler chocker i varje rättegång. Analys av grooming bouts i försök två och tre visade att den totala varaktigheten av grooming minskar avsevärt i kvinnliga flugor från försök ett till rättegång tre. Detta tyder på att flugor upplever beteendestress som paralleller gnagare ångest-liknande beteenden.Jämförelse av effekterna av den västerländska kosten och flygövningen på passivt undvikande beteende visar att den västerländska kosten minskar latensen och ökar antalet chocker som indikerar att den västerländska kosten försämrar aversiv associativ inlärning hos flugor. Omvänt mildrade flygövning den negativa effekten av den västerländska kosten. När du försöker denna procedur, kom ihåg att inte stressa flugor.Stressade flugor skulle antingen komma in i det övre facket för snabbt eller inte komma in alls. Alla experiment bör utföras under samma miljöförhållanden och vid samma tid på dagen. Denna teknik ger forskare en ny enkel analys som kan användas för att dissekera inneboende mekanismer för lärande och minneskonsolidering i flugor.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Introduction to Psychology

Behavior

Unit 1

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

Learning

SCIENTISTS IN ACTION

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

Den Crossmodal kongruens Task som ett sätt att få en objektiv Behavioral Mät i gummihand Illusion Paradigm

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

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

En kognitiv Paradigm att undersöka Störningar i arbets minne av distraktioner och avbrott

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

Hur att studera Placebo-svar i åksjuka med Rotation Chair Paradigm i Friska Deltagare

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

Kombinerad Shuttle-Box Träning med Elektro Cortex inspelning och stimulering som ett verktyg för att studera Perception och lärande

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

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

Vagus nerve stimulation som ett verktyg för att inducera plasticitet i vägar som är relevanta för Extinction Lärande

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

Använda FishSim Animation Toolchain att undersöka fisk beteende: en fallstudie på Mate-val kopiering i Zebrasoma 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

Med den visuella världen paradigmen att studera meningen förståelse i Mandarin-talande barn med Autism

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

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

En metod för att fånga gemensam visuell uppmärksamhet med hjälp av mobila Eye-trackers

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

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

Experimentellparadigm för att mäta effekten av inducerade känslor på grammatiklärande

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

Ett nytt pavlovskt skräckkonditioneringsparadigm för att studera frysning och flygbeteende

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