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Articles by Dorothea Eisenhardt in JoVE

 JoVE Neuroscience

ミツバチのテングザルの拡張レスポンスの古典的条件における行動薬理学(セイヨウミツバチ


JoVE 2282 1/24/2011

Fachbereich Bio/Chem/Pharm, Institut für Biologie – Neurobiologie, Freie Universität Berlin

我々は、薬物の全身アプリケーションによってミツバチの食欲の嗅覚コンディショニングのパラダイム(セイヨウミツバチ)の行動薬理学のメソッドを実装する方法を示します。 、このメソッドでは、メカニズムの基礎となる学習や、シンプルで信頼性の高い方法で、記憶形成の調査を可能にします。

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絶滅の危機から自発的回復は、ミツバチの欲求学習パラダイム(ミツバチ)のアクイジション·メモリの再固定に依存

絶滅メモリの統合と買収メモリの再固定:メモリの取得には、2つの統合プロセスを開始します。連結プロセスの強さは、アクイジションメモリの強さと検索の試験の強さの両方に依存して阻害への感受性と相関しています。我々は、ミツバチ(ミツバチ)に、連結食欲の嗅覚メモリのメモリ検索は検索試行回数に応じて、両方の連結プロセスにつながることを示している。絶滅の危機から自発的回復は、(5)は、多くによってではなく、(1と2)いくつかの検索の試験によって誘導される。自発的回復は、エメチン、タンパク質合成の阻害剤によってブロックされています。我々は、自然回復アクイジションメモリの根底に、その再固定を締結する。

小さなブレインズ、ブライトマインズ

学習、記憶、および社会的行動は、個々の生存のためだけでなく、ハイブの生存に欠かせないミツバチの生得的な性質である。ミツバチの小さな脳にアクセスし、そのゲノムは、この社会的な昆虫の学習、メモリ、および社会的行動との間の接続を研究するための理想的なモデルを作るの完全な配列の可用性。

絶滅の学習、再固定と内部補強仮説

絶滅の学習の結果として、古いメモリを弱める一つであり、古いものを強化している別の、すでに - 学びの刺激にはなく、関連した補強に動物を公開することによって - 2つの相反するプロセスにつながる連結メモリを取得する学習のいくつかのあまりよく理解されたフォームの結果として連結メモリ。タンパク質合成は、記憶の形成は、このフォームを阻害することができるので、メモリの強化この後者のプロセスは、しばしば、 "再固定"と呼ばれています。学習の2拮抗する形の行動現象は十分に文書化されていますが、記憶形成の対応するプロセスの背後にあるメカニズムはまだかなり議論の余地がある。絶滅の学習とリマインダーの学習、自然回復の現象につながる後者を - それぞれ統合相と思い出と - 検索の試験によって開始されたミツバチの絶滅/再固定の実験の結果を参照すると、我々は2つ​​の相反する学習プロセスがあると主張絶滅の危機から、タンパク質合成阻害をブロックすることができるプロセス。

One検索トライアルミツバチの欲求学習パラダイム(ミツバチ)の再固定を誘導する

タンパク質合成阻害剤のアプリケーションでメモリの検索を組み合わせることにより、再固定化現象と呼ばれる健忘効果につながります。いくつかの行動の研究では、わずか数または弱い取得試験は(重要な絶滅が発生しないこと)、この現象につながることを示している。対照的に、多くの試験では、(重要な絶滅で、その結果)絶滅のメモリの阻害タンパク質合成阻害の結果を組み合わせる。これらの知見に基づいてそれは絶滅が再固定の境界条件であることが示唆された:絶滅が誘導されたときに絶滅メモリの統合が支配的なプロセスです。最近では、ミツバチ(セイヨウミツバチ)に、この仮説を確認することができませんでした:我々は1つの取得試行した後再固定化現象を見つけることができませんでしたが、絶滅につながった5検索の試験後の再固定を実証した。この観測は、我々はここでそれは他の多くの種の前に実証されているように1回収試験では、再固定を誘発するかどうか知りたかった昆虫の特殊なケースに似ている除外することができます。我々はこの時間はタンパク質合成阻害剤の代わりに取得した後、一つのメモリ取得後1時間に適用されたことを除いて、ミツバチの統合を実証するために前に使用されていた実験パラメータを使用してこれを行うため。我々はこれにより、1つの検索試行した後に再固定化現象を示しますが、統合を阻害するために使用されたタンパク質合成阻害剤の倍用量を使用している場合にのみ。

絶滅のメモリの統合以前はトレーニングの間に経験無条件刺激の大きさに依存

ここでは、メモリの取得後の統合プロセスにおける古典的条件付けの間に無条件刺激(米国)の大きさの役割を調べる。我々は、訓練中に、米国の持続時間を変化させ、我々は1つまたは2つの条件刺激のみの試験とメモリの取得後に統合、これらの変動の影響をテストします。私たちは、絶滅のメモリの統合は、トレーニング中に米国の持続時間に依存していることを発見し、この効果はコンディショニング後の飽食の違いに起因している可能性を否定した。我々は、米国の持続時間がクリティカルのしきい値に到達したときのみ絶滅のメモリの統合がトリガされると結論付けている。これは、メモリの統合は、トレーニングの条件のみに応じて独立したプロセスとみなすことはできませんを示しています。その代わりに、同様に動物の以前の経験に依存しています。

ミツバチ脳におけるNMDA受容体サブユニットNR1の急性破壊を選択的記憶形成を損なう

記憶形成には、互いに独立して開発することができ、複数のフェーズから構成される連続的なプロセスです。これらのフェーズは、異なる脳領域における受容体の活性化後に開始するシグナル伝達経路に依存しています。 NMDA受容体のような、学習中にその活性化は、メモリの様々な形態のために重要であると考えられている、神経の入力間の一致するアクティビティのセンサーとして機能します。本研究では、RNA干渉を用いたミツバチの脳におけるNMDA受容体のNR1サブユニットの発現を阻害した。我々は、ミツバチ脳のキノコ体の領域内のサブユニットの発現の破壊欲求学習中や直後には、選択的にメモリに障害を示している。中期的なメモリと早期の長期記憶の形成が障害されていたものの、後半に長期記憶はそのまま残っていた。これは、後期長期記憶の形成は、以前のメモリの段階からNMDA受容体活性への依存度が異なることを示します。

グループの平均動作はミツバチの古典的条件の個々の動作を表すものではありません

同じように処理した動物のグループの古典的条件付けの間に観察されるようなエアコンの動作は、学習と記憶形成の生理的プロセスへの洞察を提供しています。しかし、脊椎動物のいくつかの研究は、グループ平均、行動のパフォーマンスと個々の動物の行動特性の間に顕著な差を発見した。ここでは、多数のデータ(1640匹)ミツバチの嗅覚エアコン(ミツバチ)の分析を行った。絶対および差動古典的条件付けの間に取得したデータは、コンディショニングの試行、エアコン臭、試行間間隔、保持テストの時間数を基準にして異なっていた。我々はさらに動物が絶滅の危機から自発的な回復のためにテストされたデータを調べた。すべてのデータを我々は徐々に増加し、グループの平均学習曲線が十分に個々の動物の行動を表すものではありませんでしたことを発見し設定します。個々の動作は、迅速かつ安定した条件反応(CR)の買収と同様に、CRの次の報われない刺激の迅速かつ安定した停止によって特徴づけられた。また、一方、他方では全か無かの学習プロセスに漸進的な学習プロセスを実装することで、ミツバチが古典的条件付けの間のアソシエーションを形成する方法上の異なるモデルの仮説を提示し、評価します。グループ平均行動の性能にかかわらず、 - 要するに、我々の調査結果は、個々の動作は、ミツバチの内部状態のために意味のある予測因子として認識される必要があることをお勧めします。

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