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DOI: 10.3791/68332-v
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
This study investigates the molecular and cellular mechanisms underlying memory forgetting using adult Drosophila, particularly how the brain actively suppresses memories for cognitive flexibility. By developing a novel anesthesia-free in vivo imaging protocol, the researchers aim to uncover the neural correlates of both memory formation and active forgetting.
在学习和记忆等认知过程中研究细胞活动的一个重大障碍是使用麻醉剂进行 体内 成像准备。麻醉会损害包括 果蝇在内的 多个模型中的短期记忆和认知。本研究提出了一种独特的方法,用于制备成人果 蝇 ,以便在没有麻醉 的情况下进行体内 成像。
我们正试图了解自然记忆遗忘的分子、细胞和回路基础,旨在揭示大脑如何主动抹去或抑制记忆以保持认知灵活性。最近的研究表明,遗忘不仅仅是记忆的被动衰减,而是一种高度调节的主动生物过程,需要特定的神经元活动模式。
一个主要挑战是将特定的电路作与动态记忆过程联系起来,同时以严格且可解释的方式整合连接组、遗传和行为数据。我们帮助确定遗忘是一个活跃的生物调节过程。我们的工作确定了果蝇大脑中正常遗忘所需的特定多巴胺能神经元和分子途径。我们的方案可以在没有麻醉的情况下对果蝇进行功能成像,防止麻醉剂产生不必要的非特异性影响。我们使用这种方法来研究潜在的记忆形成和主动记忆遗忘的神经相关性。
[旁白]首先,使用 Dremel 工具和金刚石锯片将 22 号皮下金属管切割成约 10 厘米的长度。使用 Dremel 420 切割轮,抛光管子的两端,形成一个光滑干净的开口,可以容纳苍蝇的长鼻。将切割的管子缠绕在 15 毫升离心管上,以形成所需的弯曲形状。然后切割一根 7 厘米长的 12 号皮下注射金属管。现在使用剃须刀片修剪 2 微升移液器吸头的末端,以适合 22 号金属管。将 12 号管安装到移液器吸头的另一端。接下来,将少量环氧树脂和硬化剂混合在一起。将环氧树脂涂在小金属管与移液器吸头相交处以及较大管与另一端连接处的连接处。让环氧树脂完全固化过夜,然后将组件连接到微型机械手支架并根据需要调整角度。要构建冲击和气味输送移液器,请使用 Dremel 金刚石工具从 1 x 100 玻璃移液器上切下 3 毫升标记处 1 毫升。然后剪下一块尺寸为 24.5 毫米 x 8 毫米、厚度为 1/8 英寸的小矩形亚克力板。切割一个铜减震网格以适合矩形亚克力片。将两根电线焊接到铜栅的两端。现在将铜网格放在亚克力片上并稍微弯曲以容纳苍蝇的腹部和腿部。使用电工胶带将铜网格连接到亚克力件上。然后使用热胶枪将玻璃移液器连接到减震栅上,确保其笔直且居中。要构建记录室,请使用玻璃显微镜载玻片作为室底座。将树脂和环氧树脂胶混合在一起。使用环氧树脂胶,将钕磁铁连接到黑色丙烯酸室的所有四个角上。在每个胶合磁铁的顶部放置一个额外的磁铁。然后使用环氧树脂将新放置的磁铁粘在载玻片上。固化时用回形针将组件固定到位。从吸气器上取下 200 微升移液器吸头。将吸气器插入装有果蝇的小瓶中,并将一只苍蝇吸入 1,000 微升移液器吸头中。将 200 微升移液器吸头放回吸气器上。然后轻轻吹气并轻弹吸气器,使吸气器头朝下固定在 200 微升移液器吸头的顶部。接下来,将解剖室放在机械手支架上。将真空吸尘器连接到固定管,并将流速调整为每分钟约 500 毫升。现在将真空金属管移动到显微镜视野的中心。轻轻地将苍蝇长鼻吸入真空支架中。调整机械手以使苍蝇的头部与腔室开口对齐。打开直流电源。使用铂电阻丝,涂上融化的肉豆蔻酸,将眼睛和胸部粘在腔室上。固定后,断开真空管。使用机械手将记录室从真空连接上拆下,然后将记录室倒置。然后使用铂抗性从下方粘合长鼻。当所有东西都粘好后,关闭直流电源。然后将腔室直立。将腔室连接到载玻片底座上。用剪刀剪下一小块胶带,放在苍蝇头部的前后。旋转腔室,使苍蝇的头部以 90 度角面向实验者。用解剖针沿着眼睛两侧做垂直切口。水平旋转腔室。然后在角质层上做一个水平切割。现在在苍蝇的头顶加入 100 微升盐水。使用锋利的镊子去除角质层窗口,然后用镊子去除任何残留的脂肪或气管。将准备好的苍蝇放在配备激光和水浸物镜的共聚焦显微镜的显微镜载物台上。 使用微型机械手调整减震网格和气味移液器的位置,使苍蝇正确定位在减震网格上。使用航向 z 调节旋钮扫描大脑的 z 轴并定位感兴趣的大脑区域。将帧大小设置为 512 x 512 像素。使用定制或市售的气味输送系统从感兴趣的神经元开始记录。将录制时长设置为 2 分钟。在收集训练前响应后 5 分钟使用气味传递系统启动训练方案。然后在训练后约 5-15 分钟记录训练后反应。钙指示剂GCaMP6f和红色荧光蛋白tdTomato在蘑菇体输出神经元中选择性表达,树突投射到蘑菇体的γ和α破折号叶中,并使用MB077C分裂-GAL4驱动线对神经元进行可视化。蘑菇体输出神经元对 3-辛醇的钙反应在无麻醉逆转调节后 5 分钟显着降低,并在 15 分钟时保持抑制。相比之下,钙对 4-甲基环己醇的反应在训练后 5 分钟显着增强,并在 15 分钟时保持升高。伪彩色图像在训练前后显示出明显的荧光变化。在麻醉的果蝇中,训练后对 CS+ 的钙反应仅部分降低,对 CS- 的反应与基线没有显着差异。定量分析证实,麻醉苍蝇训练后CS+反应显着降低,但CS-反应在统计学上保持不变。与麻醉果蝇相比,未麻醉果蝇的可塑性显着更高。
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