مشهي التعلم النقابي في الشم ذبابة الفاكهة اليرقات

الهدف من هذا الإجراء هو تحليل وظائف الدماغ العليا. في نموذج بسيط، يتم ذلك باستخدام يرقات DFA عن طريق الشهية والتعلم الشمي الترابطي. ويتم تحقيق ذلك أولاً من خلال جمع 30 يرقة في الطور الثالث في مرحلة التغذية من قارورة غذاء.

بعد ذلك، يتم تدريب اليرقات لمدة خمس دقائق على طبق بتري باستخدام الفركتوز كمكافأة ووعاء رائحة على كل جانب يحتوي على octal كمحفز شمّي. ثم يتم إجراء مرحلة تدريب ثانية لمدة خمس دقائق على طبق بدون مكافأة الفركتوز ومع أوعية رائحة على كل جانب تحتوي على Amal acetate. وبعد ثلاث تكرارات من مرحلتي التدريب، تُعرَّض اليرقات لأوعية رائحة على جوانب متقابلة في اختبار لمدة خمس دقائق بدون مكافأة.

في نهاية المطاف، يشير التفضيل النسبي للرائحة لأحد المكونات مقابل خلات الأميل (Amyl acetate) إلى أن يرقات الدروسوفيلا (drosophila) يمكنها تكوين ارتباط بين المحفزات الشمية ومكافأة السكر، ويمكن استخدام ذلك لدراسة التعلم الارتباطي في نظام مرن وراثياً. يمكن لهذه الطريقة، بالاقتران مع التداخل الوراثي في الوظيفة العصبية، أن تساعد في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال التعلم والذاكرة، مثل ما هي العصبونات التي تعطي إشارة المكافأة، أو ما هي العصبونات الضرورية أو الكافية لاكتساب أو استرجاع ذاكرة تكرارية؟ إن استعراض هذا الإجراء سيكون بمثابة خطوة تأسيسية.

قام طالب دكتوراه من مختبري أولاً بتحضير أطباق Petri تحتوي على 2.5% aros بدون فركتوز. ولتحضير أطباق الفركتوز، يتم إضافة الفركتوز إلى aros المذاب ثم صبه في الطبق. بعد ذلك، يتم تمييز كل طبق من هذه الأطباق برمز مختلف لضمان تعمية المجرب.

يعد الطبق الذي يحتوي على الفركتوز هو مكافأة التهيئة، بينما يمثل الطبق الفارغ عدم وجود مكافأة. وبالنسبة لمحفزات التهيئة، قم بتحضير ما مجموعه ثلاث حاويات روائح مخصصة من التيفلون تحتوي على 10 µL من مادة one octal النقية. تحتوي الأغطية على ثقوب صغيرة للسماح بتبخر الرائحة.

ثانياً، قم بتجهيز ثلاث حاويات روائح أخرى تحتوي كل منها على 10 µL من أسيتات الأميل المخففة بنسبة 1 إلى 50 في زيت البرافين. هذا التخفيف جذاب بنفس قدر 10 µL من المادة النقية، ابدأ بجمع 30 حشرة في حالة تغذية، وليس في حالة تجوال. ثالثاً، من قارورة الغذاء.

يمكن تنفيذ هذا البروتوكول في أي وقت من اليوم، فهو غير مرتبط بالإيقاعات اليوماوية. انقلي اليرقات إلى طبق بتري يحتوي على بضع قطرات من ماء الصنبور، ثم حركيها بعناية إلى الأمام والخلف باستخدام فرشاة.

بعد ذلك، انقل اليرقات إلى طبق بتري ثانٍ يحتوي أيضاً على بضع قطرات من ماء الصنبور. افحص اليرقات للتأكد من وجود معجون الطعام على جدران أجسامها. الآن، ضع طبق بتري في التجهيزات التجريبية لتدريب اليرقات على ربط الروائح بإشارة سكر معينة.

ضع حاوية رائحة على الجانب الأيسر والجانب الأيمن لأحد نوعي الأطباق المستخدمة في المحفزات. في هذه الحالة تم استخدام طبق ثماني، ولكن الاختيار اعتباطي لأن المجرب لا يعرف المكافأة. بعد ذلك، ضع مجموعة يرقات thi في منتصف الطبق.

أغلق الغطاء وانتظر لمدة خمس دقائق بينما تتعرض الحيوانات للمحفزات. تأكد من قدرة اليرقات على التغلب على التوتر السطحي لقطرة الماء حتى لا تظل محاصرة وتتمكن من الاستكشاف بحرية. ضع حاوية جديدة من Amal acetate على طبق Petri نظيف.

بعد مرور خمس دقائق، استخدم فرشاة رطبة لنقل اليرقات إلى طبق من النوع المقابل، حيث توجد المحفزات المعاكسة على جانبيه الأيمن والأيسر. الرائحة المستخدمة هنا هي amal acetate. وبمجرد نقل اليرقات، أغلق الغطاء واترك الحيوانات تستكشف المكان لمدة خمس دقائق.

عند انتهاء هذا الوقت، تكون الجولة الأولى من التدريب قد اكتملت. قم بتنفيذ جولتين إضافيتين من التدريب بنفس طريقة الجولة الأولى، مع نقل الحيوانات بواسطة فرشاة رطبة وتعريضها لكل مزيج من المثير والمكافأة ثلاث مرات في المجمل.

بالنسبة لموقع الاختبار التجريبي، ضع حاويات روائح طازجة، حاوية واحدة من كل محفز في مواقع متقابلة داخل طبق بتري من نوع agros غير مطلي. انقل الحيوانات المدربة إلى وسط الطبق، ثم أغلق الغطاء وانتظر لمدة خمس دقائق.

بعد مرور خمس دقائق، استخدم قالباً أسفل الطبق يحدد بوضوح ثلاث مناطق في الطبق: اليسار واليمين والمنتصف، ثم قم بعدّ عدد اليرقات في كل منطقة. تمثل المنطقة الوسطى درجة عدم التفضيل، مما يجعل التحليل أكثر دقة وأقل عرضة للانحياز. وأخيراً، لإكمال التجربة، اختر 30 يرقة جديدة في طور التغذية الثالث وكرر عمليتي التدريب والاختبار باستخدام التركيبة العكسية من المكافأة والمحفزات.

استمر في استخدام نفس حاويات الروائح. يتطلب الأمر إجراء عدة اختبارات ضابطة لتحديد ما إذا كانت الحيوانات المعدلة وراثيًا تمتلك معالجة طبيعية للمواد الشمية بالنسبة لمحفزات المكافأة. يبدأ اختبار تفضيل الروائح لليرقات غير الخبيرة بجمع وغسل 30 يرقة كما تم القيام به في مرحلتي التدريب والاختبار.

بعد ذلك، ضع اليرقات في طبق بتري يحتوي على آغار الروز، مع وضع قارورة محفز واحدة فقط على أحد الجوانب. أغلق الغطاء وانتظر لمدة خمس دقائق. لاحقاً، وباستخدام القالب، قم بعدّ عدد اليرقات الموجودة في الجانب القريب، وفي المنتصف، وفي الجانب البعيد من الطبق بالنسبة للمحفز.

قم بإجراء هذا الاختبار لكل محفز مُستخدم في التجربة لاختبار تفضيل السكر لدى الحشرات غير المعتادة. قم بتحضير أطباق بتري نصفية بنصفين، وذلك عن طريق قطع نصف كمية الآجار من طبق بتري وملء المساحة الفارغة بآجار منصهر من النوع الآخر. توخَّ الحذر لضمان تطابق النصفين في الحجم وعدم تكوين حافة محددة بينهما.

قد يتطلب ذلك التدرب باستخدام طبق نصف نصف مُحضّر وفي درجة حرارة الغرفة، ووضع 30 من اليرقات الساذجة المنظفة من التغذية. ثالثاً، ضع اليرقات النجمية في مركز الطبق. أغلق الغطاء وانتظر لمدة خمس دقائق.

بعد ذلك، وباستخدام القالب، يتم عدّ عدد اليرقات على كلا الجانبين وعدّ تلك الموجودة في المنتصف. وقد استُخدم الإجراء الموصوف لتدريب واختبار يرقات trenchgenic. وباستخدام المحفزات النموذجية، جُمعت البيانات على شكل عدد اليرقات في مناطق مختلفة من أطباق بتري.

بعد مرور خمس دقائق من تفضيل هذه البيانات، تم حساب المؤشرات واشتقاق مؤشرات الأداء من المجموعات التي تم تدريبها تبادلياً. ونظراً لأن اليرقات المختبرة كانت معدلة وراثياً، فقد تم تقديم خيار بين حاوية روائح ممتلئة والهواء، بالإضافة إلى خيار بين الروائح النقية والروائح مضافاً إليها السكر. وكشف فحص المؤشرات المحسوبة في المخطط الصندوقي (box plot) أن الحيوانات كانت قادرة على تعلم التمييز بين أحد الروائح و ML acetate باستخدام روائح الفركتوز كمحفز للشهية.

تعرفت الحيوانات على كلا المحفزين كمواد جاذبة، وأظهرت تفضيلاً فطرياً لرائحة الفركتوز على الرائحة الأخرى. وقد استُخدم هذا النموذج التجريبي بنجاح مع مجموعة واسعة من المحفزات الشمية والبصرية، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من المحفزات المكافئة والعقابية. ويعد هذا النموذج، مقترناً بالعديد من التعديلات الجينية القوية المتاحة في drosophila، مفيداً بشكل خاص في تحليل الشبكات العصبية؛ فعلى سبيل المثال، يمكن تقييم الأدوار الوظيفية لتلك العصبونات في تعلم الشهية من خلال التلاعب جينياً بمجموعات محددة من العصبونات، والتي يتم تحديدها بواسطة أنماط تعبير gal four.

يمكن استخدام هذا الإجراء، إلى جانب التداخل الجيني في الوظيفة العصبية، لتحليل الشبكات العصبية في دماغ اليرقة المشاركة في التعلم والذاكرة. وبفضل بساطة دماغ اليرقة، يمكن تحقيق ذلك وصولاً إلى مستوى الخلية الواحدة.