一种利用简易方法测量奖赏寻求行为变化的方式 黑腹果蝇

本实验的主要目标是通过测量果蝇对乙醇的自我给药行为，间接评估其奖赏状态的变化。该方法有助于回答神经科学领域的一些关键问题，例如，大脑如何编码经验信息，并由此导致行为的改变。该技术的主要优势在于操作相对简单，无需复杂的实验装置。

该方案包含两个独立的部分。第一部分是让果蝇经历具有奖赏性和无奖赏性的体验，第二部分是通过检测其自愿摄入乙醇的行为来评估其获取药物奖赏的动机。该方案的这两个部分可独立使用。

为了诱导经验的调控，作为后续下游实验的初始步骤，或作为独立的双选择进食实验。演示该实验步骤的是我实验室的硕士生 Shir Zer 和研究生 Julia Ryvkin。开始构建毛细管饲喂器时，首先取一个标准的果蝇培养管，其管壁侧面带有小孔。

使用剃刀刀片横向将瓶塞切成两半。在瓶塞表面标记四个点，形成一个正方形，用于定位毛细管支架。使用18号针头在标记位置穿过瓶塞打四个孔。

使用微量移液器将孔扩大。用剃刀片切割四根微量移液器，使其能够牢固地固定五微升玻璃毛细管。将这些毛细管插入制备好的塞子孔中。

标记插头上两根将装有乙醇的毛细管的位置。接着，将玻璃小瓶排列在微量离心管架中。融化果蝇食物，然后将2 mL倒入每个小瓶中。

让食物凝固，然后用塑料膜盖住小瓶。首先，取单独饲养在较小瓶子中的雄性果蝇，将其随机分为两组。

将经历有奖赏与无奖赏交配经历的果蝇分组。首先处理无奖赏组，在每个小瓶中加入一只已交配过的雌蝇；接着处理有奖赏组，在每个小瓶中加入一只处女雌蝇。

观察交配过程，确保与处女雌蝇接触的雄蝇在第一小时内成功交配，而与已交配雌蝇接触的雄蝇不发生交配。必须仔细观察，以确认已交配组雄蝇确实完成交配，且被拒绝组雄蝇未发生交配。

一小时后，从被拒绝交配组中移除成功交配的雄性个体，并从已交配组中移除在首次训练阶段结束时未能完成交配的雄性个体。通过抽吸方式清除非奖励条件下先前已交配的雌性个体，保留这些个体用于后续试验，以此结束条件化阶段。最后，移除并弃除已交配雄性组中的雌性个体。

让果蝇休息一小时，然后再次进行一次时长为一小时的条件化实验，两次实验之间间隔一小时。此训练程序需连续再重复三天，每天一次。在第四天最后一次条件化实验结束后，用吸管吸取单独饲养的雄蝇，按每组六至八只分装至毛细管饲喂小瓶中，确保同一奖励组的果蝇被放置在一起。

使用软塞在转移过程中固定雄蝇。待所有果蝇插入后，将软塞替换为毛细管饲喂塞。通过在每个塞子顶部轻轻加入五毫升水来润湿塞子，注意避免液体溢出至小瓶内。

配制乙醇和水的食物溶液，然后将这些溶液各取 5 µL 滴加到实验室封膜条上。让溶液充满毛细管，直至达到 5 µL 刻度线。随后轻轻敲击封膜条，使溶液准确地位于预先标记的刻度线上。

将毛细管两端浸入矿物油的小液滴中以封口。最后，将含有乙醇和不含乙醇的毛细管插入塞子中的适配器内，暴露的一端应从塞子表面伸出一毫米或更短。

将毛细管的开口端靠近湿润的塞子可减少蒸发，并便于果蝇取食，因为果蝇通常停在塞子上，并沿暴露的毛细管向下爬行以摄取食物。此外，准备一个不含果蝇的对照管，用于评估自然蒸发情况。最后，记录各试管中毛细管内液面相对于黑线的位置，单位为毫米。

将小瓶放入实验培养箱中培养24小时。测量并记录每根取出的毛细管中液面相对于黑线的位置。实验开始后，每天在固定时间更换毛细管。

用两毫升水重新润湿塞子，然后将小瓶放回培养箱中。收集刚羽化的野生型Canton S品系雄性果蝇，并饲养至4日龄，在随后的四天内检测其对酒精摄入的先天偏好性。对含乙醇和不含乙醇溶液摄取量的分析显示，果蝇显著偏好摄取含15%乙醇的食物来源。

CAFE实验在交配成功与交配被拒绝的雄性果蝇之间重复进行。两组果蝇此前均单独饲养，并分别接触过接受或拒绝交配的雌性。当被引入CAFE小瓶的群体中时，交配被拒绝的组从乙醇毛细管中摄取了更多的液体。

这表明，感知到的奖励不足会导致寻求奖励行为的增加。相反，成功的交配会提高体内的奖励水平，从而降低乙醇摄入量。在进行该实验操作时，必须在整个实验过程中保持良好的湿度环境，尤其在摄入阶段更需注意，应每天为琼脂塞加水，并确保毛细管末端紧靠湿润的琼脂塞。