Name: operant learning of drosophila at the torque meter
Uploaded: 2008-06-16T23:19:00
Duration: 17 min 31 s
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O projeto original do compensador de torque origina com Karl Goetz. A configuração especial nesta apresentação é em grande medida, empréstimo e foi originalmente desenvolvido por Martin Heisenberg e Wolf Reinhard. Estou especialmente grato a estas duas pessoas para o seu contínuo apoio, incentivo e expertise.

Fly médio A composição dos alimentos é fundamental para voar de aprendizagem (Guo et al, 1996.) <ul><li> 1000 ml de água </li><li> Farinha de milho 180 g </li><li> 10 g de soja </li><li> 18,5 g de fermento </li><li> Ágar 7,5 g </li><li> Melaço 40 g </li><li> Xarope (beterraba) 40 g </li><li> Nipagin 2,5 g </li></ul> Cada frasco é fornecido com um pouco de fermento fresco colar, vivendo e um pedaço de papel de filtro para proporcionar uma superfície adicional para moscas e pupas. Fly criação e encenação O procedimento a seguir é realizada todos os dias, levando a precisamente encenado animais cultivados na densidade apropriada. Todos os recém-moscas ecclosed desde o último procedimento do dia anterior são coletados para reprodução e experimentos. Os mais antigos frascos sem qualquer pupas que vivem restantes são descartados. Quatro moscas dia de idade são adicionados a um frasco de doce para a deposição de ovos durante a noite. A densidade de moscas fêmea deve ser de aproximadamente 20 para cada frasco, ajustado para o tamanho do frasco e da cepa utilizada. A densidade ideal é aquele que é alto o suficiente para o meio de voar para liquefazer durante as fases larval e baixa o suficiente de modo que todas as larvas têm pupated antes da ecclose voa primeiro. As moscas egg-laying do dia anterior são removidos e descartados. Fly preparação Moscas são mantidos em meio fubá / melaço padrão, como descrito acima a 25 ° C e umidade de 60% com um regime light/12hr 12h escuro. Após uma breve imobilizando 24-48h de idade por moscas frio anestesia, as moscas são colados (Superglue vidro UV adesivo, 505127A, Pacer Technology, Cucamonga, Ca., EUA), com cabeça e tórax de um gancho de cobre em forma de triângulo (0,05 milímetros de diâmetro ) dias antes do experimento. Os animais são então mantidas individualmente durante a noite em pequenas câmaras úmidas contendo alguns grãos de sacarose. Aparelho O dispositivo núcleo do set-up é o compensador de torque (torquímetro) (Götz, 1964). Ele mede o momento angular de uma mosca em torno do seu eixo vertical do corpo, causadas por manobras de vôo pretendido. A mosca, colada ao gancho, como descrito acima, está ligado ao medidor de torque através de um grampo para realizar vôo estacionário no centro de um panorama cilíndrico (arena, diâmetro 58mm), que é homogeneamente iluminado por trás. A fonte de luz é um 100W, lâmpada de tungstênio de iodo-12V. Para a iluminação verde e azul da arena, a luz é transmitida através de banda larga monocromática Kodak Wratten filtros de gelatina (# 47 e # 99, respectivamente). Os filtros podem ser trocados por um solenóide rápida dentro de 0.1s. Alternativamente, a arena é iluminado com &quot;luz do dia&quot; por passagem através de um filtro azul-verde (Rosco &quot;surfblue&quot; No. 5433), ou nenhum filtro em tudo. O espectro de transmissão do filtro Rosco azul-esverdeada usada neste estudo é equivalente ao de um filtro BG18 (Schott, Mainz) e constitui um intermediário entre o azul Kodak e filtros verde (Brembs Hempel e de Ibarra, 2006; Liu et al ., 1999). A arena pode ser girado ao redor do fly usando um computador controlado motor elétrico. Em tal um &quot;simulador de vôo&quot; situação, a velocidade angular da arena é proporcional, mas dirigida contra torque da mosca yaw (acoplamento fator K =- 11 ° / s • 10-10Nm). Isso permite que o fly para estabilizar o panorama e controlar a sua orientação angular. Este &quot;direção de vôo&quot; virtual (ie, a posição arena) é registrado continuamente através de um potenciômetro circular (Novotechnik, A4102a306). Uma analógica para a digital do cartão conversor (PCL812; Advantech Co.) alimenta a posição arena e o sinal de torque de guinada para um computador que armazena os traços (amostragem de freqüência de 20Hz) para posterior análise. Punição é conseguido pela aplicação de calor a partir de um laser infravermelho ajustável (825 nm, 150 mW), dirigido por trás e acima sobre a cabeça da mosca e no tórax. O feixe de laser é pulsada (cerca de largura de pulso 200ms em ~ 4Hz) e sua intensidade reduzida para garantir a sobrevivência da mosca. Experimentos Aprendizagem padrão Para o experimento padrão-aprendizagem tradicional (Dill e Heisenberg, 1995; Dill et al, 1993, 1995;. Liu et al, 2006;. Liu et al, 1998;. Liu et al, 1999;. Wolf e Heisenberg, 1991) , quatro negros, em forma de T padrões de orientação alternada (ou seja, dois na vertical e duas invertido) são espaçadas na parede arena (largura padrão de ψ = 40 ° altura, θ = 40 °, largura de barras = 14 °, como visto a partir da posição da mosca). Um programa de computador divide o 360 ° da arena em 4 quadrantes virtuais 90 °, cujo centro são indicados pelos padrões. As moscas controlar a posição angular dos padrões com seu torque de guinada (situação simulador de vôo). Durante o treinamento, a punição de calor é feita contígua com o aparecimento de uma das orientações padrão na área frontal visual. Reforço de cada padrãoé sempre empatou dentro de grupos. Durante o teste, o calor está permanentemente desligado e de preferência da mosca padrão registrado. Aprender de cor Aprendizagem de cor é realizado como descrito anteriormente (Brembs e Heisenberg, 2000; Brembs Hempel e de Ibarra, 2006; Brembs e Wiener, 2006; Wolf e Heisenberg, 1997). A arena é dividida em quatro quadrantes virtuais 90 °, os centros dos quais são denotados por quatro listras verticais idênticos (largura ψ = 14 ° altura, θ = 40 °). A mosca está a controlar a posição angular das quatro faixas idênticas com seu torque de guinada, como descrito para os padrões T-shaped acima. A cor da iluminação de toda a arena é alterado sempre que uma das fronteiras virtuais quadrante passa um ponto na frente do fly. Durante o treinamento, a punição de calor é subordinada em uma das duas cores. Durante os testes, o calor está permanentemente desligado e de preferência da mosca de cor gravada. É claro, as cores podem ser combinados com testes padrões para o condicionamento de compostos (Brembs e Heisenberg, 2001). Yaw aprendizagem torque Yaw aprendizagem torque é realizada conforme descrito anteriormente (Brembs e Heisenberg, 2000; Heisenberg e Wolf, 1993). Faixa da mosca torque espontânea yaw é dividida em uma &quot;esquerda&quot; e de domínio &quot;direito&quot;, correspondendo aproximadamente a qualquer vira à esquerda ou à direita. Não existem padrões na parede arena. Durante o treinamento, o calor é aplicada sempre que o torque da mosca guinada está em um domínio e desligado quando o torque passa para o outro. Nas fases de teste, o calor é permanentemente desligado e escolha da mosca de domínios yaw torque é gravado. Aprendizagem Composite Aprendizagem Composite é uma extensão da guinada aprendizagem torque, como descrito anteriormente (Brembs e Heisenberg, 2000). Basicamente, yaw aprendizagem torque e aprendizagem de cores são combinadas em um experimento com operante equivalente (torque yaw) e clássicos (cores) preditores. Durante o treinamento, a mosca é aquecido sempre torque da mosca guinada passa para o domínio associado a punição. Sempre que a mosca muda domínios torque guinada, não apenas a temperatura, mas também coloração arena é alterado (de verde para azul ou vice-versa). Assim, yaw domínio torque e cor servem como preditores equivalente de calor. Nas fases de teste, o calor é permanentemente desligado e apenas a escolha da mosca de cores torque yaw domínios / é gravado. Discussão Esta configuração experimental combina excelente controle sobre as circunstâncias experimentais com um organismo modelo avançado genética. Utilizando os procedimentos descritos nesta apresentação, as bases moleculares e neurobiológicos de uma variedade de características comportamentais podem ser investigadas, incluindo, mas não limitado a, os mecanismos de geração de comportamento espontâneo, condicionamento operante e clássico, reconhecimento de padrões, visão de cores ou controle curso .

<ol>
	<li>Guo, 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=Conditioned+visual+flight+orientation+in+Drosophila;+Dependence+on+age,+practice+and+diet.">Conditioned visual flight orientation in Drosophila; Dependence on age, practice and diet.</a> Learn. Mem.. 3, 49-59 (1996).</li><li>Goetz, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optomotorische+Untersuchung+des+visuellen+Systems+einiger+Augenmutanten+der+Fruchtfliege+Drosophila.">Optomotorische Untersuchung des visuellen Systems einiger Augenmutanten der Fruchtfliege Drosophila.</a> Kybernetik. 2, 77-92 (1964).</li><li>Liu, L., Wolf, R., Ernst, R., Heisenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Context+generalization+in+Drosophila+visual+learning+requires+the+mushroom+bodies.">Context generalization in Drosophila visual learning requires the mushroom bodies.</a> Nature. 400, 753-756 (1999).</li><li>Brembs, B., Hempel de Ibarra, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+parameters+support+generalization+and+discrimination+learning+in+Drosophila+at+the+flight+simulator.">Different parameters support generalization and discrimination learning in Drosophila at the flight simulator.</a> Learn. Mem. 13, 629-637 (2006).</li><li>Liu, G., 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=Distinct+memory+traces+for+two+visual+features+in+the+Drosophila+brain.">Distinct memory traces for two visual features in the Drosophila brain.</a> Nature. 439, 551-556 (2006).</li><li>Wolf, R., Heisenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+organization+of+operant+behavior+as+revealed+in+Drosophila+flight+orientation.">Basic organization of operant behavior as revealed in Drosophila flight orientation.</a> J. Comp. Physiol. A Neuroethol. Sens. Neural. Behav. Physiol. 169, 699-705 (1991).</li><li>Liu, L., 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=Conditioned+visual+flight+orientation+in+Drosophila+melanogaster+abolished+by+benzaldehyde.">Conditioned visual flight orientation in Drosophila melanogaster abolished by benzaldehyde.</a> Pharmacol Biochem Behav. 61, 349-355 (1998).</li><li>Dill, M., Heisenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+pattern+memory+without+shape+recognition.">Visual pattern memory without shape recognition.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 349, 143-152 (1995).</li><li>Dill, M., Wolf, R., Heisenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+pattern+recognition+in+Drosophila+involves+retinotopic+matching.">Visual pattern recognition in Drosophila involves retinotopic matching.</a> Nature. 365, 751-753 (1993).</li><li>Dill, M., Wolf, R., Heisenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+analysis+of+Drosophila+landmark+learning+in+the+flight+simulator.">Behavioral analysis of Drosophila landmark learning in the flight simulator.</a> Learn. Mem. 2, 152-160 (1995).</li><li>Wolf, R., Heisenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+Space+from+Visual+Motion:+Turn+Integration+in+Tethered+Flying+Drosophila.">Visual Space from Visual Motion: Turn Integration in Tethered Flying Drosophila.</a> Learn. Mem. 4, 318-327 (1997).</li><li>Brembs, B., Heisenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+operant+and+the+classical+in+conditioned+orientation+in+Drosophila+melanogaster+at+the+flight+simulator.">The operant and the classical in conditioned orientation in Drosophila melanogaster at the flight simulator.</a> Learn. Mem. 7, 104-115 (2000).</li><li>Brembs, B., Wiener, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Context+generalization+and+occasion+setting+in+Drosophila+visual+learning.">Context generalization and occasion setting in Drosophila visual learning.</a> Learn. Mem. 13, 618-628 (2006).</li><li>Brembs, B., Heisenberg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conditioning+with+compound+stimuli+in+Drosophila+melanogaster+in+the+flight+simulator.">Conditioning with compound stimuli in Drosophila melanogaster in the flight simulator.</a> J Exp Biol. 204, 2849-2859 (2001).</li><li>Heisenberg, M., Wolf, 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+sensory-motor+link+in+motion-dependent+flight+control+of+flies.">The sensory-motor link in motion-dependent flight control of flies.</a> Rev. Oculomot. Res. 5, 265-283 (1993).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Esta configuração experimental combina excelente controle sobre as circunstâncias experimentais com um organismo modelo avançado genética. Utilizando os procedimentos descritos nesta apresentação, as bases moleculares e neurobiológicos de uma variedade de características comportamentais podem ser investigadas, incluindo, mas não limitado a, os mecanismos de geração de comportamento espontâneo, condicionamento operante e clássico, reconhecimento de padrões, visão de cores ou controle curso .

operant learning of drosophila at the torque meter

Para experiências no medidor de torque, moscas são mantidas em meio padrão voar a 25 ° C e umidade de 60% com um regime light/12hr 12h escuro. Um regime de melhoramento padronizado assegura densidade larvária adequada e pareados por idade coortes. Cold-anestesiados moscas são coladas com cabeça e tórax para um gancho em forma de triângulo um dia antes do experimento. Anexado ao medidor de torque através de uma pinça, as manobras da mosca voo são medidos como o momento angular em torno de seu eixo vertical do corpo. A mosca é colocado no centro de um panorama cilíndrico para realizar vôo estacionário. Analógico para um cartão de conversor digital alimenta o sinal de torque de guinada para um computador que armazena o rastreamento para posterior análise. O computador também controla uma variedade de estímulos que pode ser trazido sob o controle da mosca, fechando o ciclo de feedback entre esses estímulos eo traço torque guinada. Punição é conseguido pela aplicação de calor a partir de um laser infravermelho ajustável.

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Operant Learning of Drosophila at the Torque Meter

Medir o torque de guinada de Drosophila conectada com o medidor de torque permite o controle neurocientista requintados da situação de estímulo do animal experimental. Juntamente com as ferramentas genético único disponível na mosca da fruta, este paradigma é utilizado para uma ampla variedade de pesquisas neurobiológicas.

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