مشهي التعلم النقابي في الشم ذبابة الفاكهة اليرقات

تهدف هذه الإجراءات إلى تحليل وظائف الدماغ العليا. في نموذج بسيط، يتم ذلك في يرقات DFA عن طريق الشهية والتعلم الشمي الترابطي. ويتم تحقيق ذلك أولاً بجمع 30 يرقأة في طور النمو الثالث في مرحلة التغذية من قارورة غذاء.

بعد ذلك، يتم تدريب اليرقات لمدة خمس دقائق على طبق بتري باستخدام الفركتوز كمكافأة، ومع وجود حاوية رائحة على كل جانب تحتوي على octal كمحفز شمّي. ثم يتم تنفيذ مرحلة تدريب ثانية لمدة خمس دقائق على طبق بدون مكافأة الفركتوز، ومع وجود حاويات رائحة على كل جانب تحتوي على Amal acetate. وبعد ثلاث تكرارات من مرحلتي التدريب هاتين، تُعرّض اليرقات لحاويات رائحة على جوانب متقابلة في اختبار لمدة خمس دقائق بدون مكافأة.

في نهاية المطاف، يشير التفضيل النسبي لرائحة واحدة مقابل خلات الأميل إلى أن يرقات الذباب (drosophila) يمكنها تكوين ارتباط بين المحفزات الشمية ومكافأة السكر، ويمكن استخدام ذلك لدراسة التعلم الترابطي في نظام مرن وراثياً. هذه الطريقة، بالاقتران مع التدخل الجيني في الوظيفة العصبية، يمكن أن تساعد في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال التعلم والذاكرة، مثل ما هي العصبونات التي تشير إلى المكافأة، أو ما هي العصبونات الضرورية أو الكافية لاكتساب أو استرجاع ذاكرة تكرارية؟ إن توضيح هذا الإجراء سيكون بمثابة دليل إرشادي.

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

يعد الطبق الذي يحتوي على الفركتوز هو مكافأة التكييف، بينما يمثل الطبق الفارغ عدم وجود مكافأة. وبالنسبة لمحفزات الحالة، يتم تحضير ثلاثة حاويات روائح مخصصة من مادة التفلون تحتوي كل منها على 10 µL من مادة one octal النقية. تحتوي الأغطية على ثقوب صغيرة للسماح بتبخر الرائحة.

ثانياً، قم بتحضير ثلاث حاويات روائح أخرى تحتوي كل منها على 10 µL من خلات الأميل المخففة بنسبة 1 إلى 50 في زيت البارافين. هذا التخفيف جذاب بقدر جاذبية الـ 10 µL من المادة النقية؛ ابدأ بتجميع 30 من الحشرات التي تتغذى ولا تتجول. ثالثاً، استخرجها من قارورة الطعام.

يمكن تنفيذ هذا البروتوكول في أي وقت من اليوم، فهو مستقل عن الإيقاعات اليوماوية. انقل اليرقات إلى طبق بتري يحتوي على بضع قطرات من مياه الصنبور، وحركها بعناية إلى الأمام والخلف باستخدام فرشاة.

بعد ذلك، انقل اليرقات إلى طبق بتري ثانٍ يحتوي أيضاً على بعض قطرات من مياه 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 كمحفزات. في هذه الحالة، تم استخدام طبق ثماني، ولكن هذا الاختيار اعتباطي لأن المجرب لا يعرف المكافأة. بعد ذلك، ضع مجموعة اليرقات في وسط 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 بتري جديد.

بعد مرور خمس دقائق، استخدم فرشاة رطبة لنقل اليرقات إلى طبق من النوع المقابل مع وجود المحفزات المعاكسة على جانبيه الأيمن والأيسر. حيث تكون الرائحة هنا هي amal acetate. وبمجرد نقل اليرقات، أغلق الغطاء واترك الحيوانات تستكشف 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 مجموعة من المثيرات والمكافآت ثلاث مرات في المجمل.

بالنسبة لمكان الاختبار التجريبي، ضع حاويات الروائح الطازجة، حاوية واحدة من كل محفز على مواقع متقابلة في طبق بتري من الآجار غير المطلي. انقل الحيوانات المدربة إلى منتصف الطبق. أغلق الغطاء وانتظر لمدة خمس دقائق.

بعد مرور خمس دقائق، استخدم قالباً أسفل الطبق يحدد بوضوح ثلاث مناطق من الطبق: اليسرى، واليمنى، والوسطى، ثم قم بعدّ عدد اليرقات في كل منطقة. وتعتبر المنطقة الوسطى نتيجة لعدم التفضيل، مما يجعل التحليل أكثر تقييداً وأقل عرضة للتحيز. وأخيراً، لإكمال التجربة، اختر 30 يرقة جديدة في مرحلة التغذية الثالثة، وكرر التدريب والاختبار باستخدام المزيج المعاكس من المكافأة والمحفزات.

استمر في استخدام حاويات الروائح ذاتها. تطلب الأمر إجراء عدة اختبارات ضابطة لتحديد ما إذا كانت الحيوانات المعدلة وراثياً تمتلك معالجة طبيعية للروائح بالنسبة لمحفزات المكافأة. يبدأ اختبار تفضيل الروائح ليرقات غير متدربة بجمع وغسل 30 يرقة كما تم القيام بذلك في مرحلتي التدريب والاختبار.

بعد ذلك، ضع اليرقات في طبق بتري يحتوي على أغار روز مع وجود أنبوب تحفيز واحد 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 لمصدر التحفيز.

أجرِ هذا الاختبار لكل محفز مُستخدم في التجربة لاختبار تفضيل السكر الفطري. قم بتجهيز أطباق بتري نصفية من خلال قص نصف كمية الآجار من طبق بتري وملء المساحة الفارغة بآجار مصهور من النوع الآخر. تأكد من تماثل حجم النصفين وعدم تشكيل حافة محددة بينهما.

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

بعد ذلك، وباستخدام القالب، قم بعدّ عدد اليرقات على كلا الجانبين وعدّ تلك الموجودة في المنتصف. وقد استُخدم الإجراء الموصوف لتدريب واختبار اليرقات المعدلة وراثياً (trenchgenic lava). وباستخدام المحفزات النموذجية، تم تسجيل 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 المدربة تبادلياً. ونظراً لأن اليرقات التي تم اختبارها كانت معدلة وراثياً، فقد تم تخييرها أيضاً بين حاوية روائح ممتلئة والهواء، وكذلك التخيير بين روائح نقية وروائح مضاف إليها السكر. وأظهر فحص المؤشرات المحسوبة في المخطط الصندوقي أن الحيوانات كانت قادرة على تعلم التمييز بين octal و ML acetate باستخدام روائح الفركتوز كمعزز للشهية.

تعرفت الحيوانات على كلا المثيرين كمواد جاذبة وأظهرت تفضيلاً فطرياً لرائحة الفركتوز على رائحة الأيروبلاين. وقد استُخدم هذا النموذج التجريبي بنجاح مع مجموعة واسعة من المثيرات الشمية والبصرية، فضلاً عن مجموعة متنوعة من المثيرات المجزية والعقابية. ويعد هذا النموذج، مقترناً بالعديد من التلاعبات الجينية القوية المتاحة في ذبابة الدروزوفيلا، مفيداً بشكل خاص في تحليل الشبكات العصبية؛ فعلى سبيل المثال، يمكن تقييم الأدوار الوظيفية لتلك العصبونات في تعلم الشهية عن طريق التلاعب الجيني بمجموعات محددة من العصبونات، والتي يتم تحديدها من خلال أنماط تعبير gal four.

يمكن استخدام هذا الإجراء، جنباً إلى جنب مع التداخل الجيني للوظيفة العصبية، لتحليل الشبكات العصبية في دماغ اليرقة المشاركة في التعلم والذاكرة. ونظراً لبساطة دماغ اليرقة، يمكن تحقيق ذلك وصولاً إلى مستوى الخلية الواحدة.