Name: Neuropharmakologische Manipulation von Verhaltene und Free-Fliegen-Honig-Bienen, Apis mellifera (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 8 s
Description: Erfahren Sie Methoden zur Verabreichung pharmakologischer Wirkstoffe an frei fliegende und fixierte Honigbienen, Apis mellifera. Diese Techniken ermöglichen präzise Studien zur Neurobiologie und Soziobiologie.

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Dieses Projekt wurde durch ARC Grant DP0986021 und NHMRC Grant 585442 finanziert. ABB wird durch ein ARC Future Fellowship (FT140100452) unterstützt. JAP wird durch ein iMQRES-Stipendium der Macquarie University und durch ein DAAD-Doktorandenstipendium des Deutschen Akademischen Austauschdienstes unterstützt. JMD wird vom CNRS und der Universität Paul Sabatier unterstützt.

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<li>Felsenberg, J., Gehring, K. B., Antemann, V., Eisenhardt, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioural+pharmacology+in+classical+conditioning+of+the+proboscis+extension+response+in+honeybees+%28Apis+mellifera%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Behavioural pharmacology in classical conditioning of the proboscis extension response in honeybees (Apis mellifera).</a> J. Vis. Exp. (47), e2282(2011).</li>
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<li>Barron, A. B., Maleszka, R., Helliwell, P. G., Robinson, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+cocaine+on+honey+bee+dance+behaviour%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Effects of cocaine on honey bee dance behaviour.</a> J. Exp. Biol. 212 (2), 163-168 (2009).</li>
<li>Devaud, J. -M., Papouin, T., Carcaud, J., Sandoz, J. -C., Grünewald, B., Giurfa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+substrate+for+higher-order+learning+in+an+insect%3A+Mushroom+bodies+are+necessary+for+configural+discriminations%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Neural substrate for higher-order learning in an insect: Mushroom bodies are necessary for configural discriminations.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. , 1-9 (2015).</li>
<li>Vergoz, V., Roussel, E., Sandoz, J. -C., Giurfa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aversive+learning+in+honeybees+revealed+by+the+olfactory+conditioning+of+the+sting+extension+reflex%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Aversive learning in honeybees revealed by the olfactory conditioning of the sting extension reflex.</a> PLoS One. 2 (3), e288(2007).</li>
<li>Henry, M., Béguin, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+common+pesticide+decreases+foraging+success+and+survival+in+honey+bees%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A common pesticide decreases foraging success and survival in honey bees.</a> Science. 336 (6079), 348-350 (2012).</li>
<li>Søvik, E., Perry, C. J., LaMora, A., Barron, A. B., Ben-Shahar, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Negative+impact+of+manganese+on+honeybee+foraging%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Negative impact of manganese on honeybee foraging.</a> Biol. Lett. 11 (3), 20140989(2015).</li>
<li>Farooqui, T., Vaessin, H., Smith, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Octopamine+receptors+in+the+honeybee+%28Apis+mellifera%29+brain+and+their+disruption+by+RNA-mediated+interference%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Insect+Physiol%22%5BJournal%5D)">Octopamine receptors in the honeybee (Apis mellifera) brain and their disruption by RNA-mediated interference.</a> J. Insect Physiol. 50 (8), 701-713 (2004).</li>
<li>Guo, X., Su, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recipe+for+a+Busy+Bee%3A+MicroRNAs+in+Honey+Bee+Caste+Determination%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Recipe for a Busy Bee: MicroRNAs in Honey Bee Caste Determination.</a> PLoS One. 8 (12), e81661(2013).</li>
<li>Cristino, A. S., Barchuk, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuroligin-associated+microRNA-932+targets+actin+and+regulates+memory+in+the+honeybee%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Neuroligin-associated microRNA-932 targets actin and regulates memory in the honeybee.</a> Nat. Commun. 5, 5529(2014).</li>
<li>Vargaftig, B. B., Coignet, J. L., de Vos, C. J., Grijsen, H., Bonta, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mianserin+hydrochloride%3A+Peripheral+and+central+effects+in+relation+to+antagonism+against+5-hydroxytryptamine+and+tryptamine%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Mianserin hydrochloride: Peripheral and central effects in relation to antagonism against 5-hydroxytryptamine and tryptamine.</a> Eur. J. Pharmacol. 16 (3), 336-346 (1971).</li>
<li>Beggs, K. T., Tyndall, J. D. A., Mercer, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Honey+bee+dopamine+and+octopamine+receptors+linked+to+intracellular+calcium+signaling+have+a+close+phylogenetic+and+pharmacological+relationship%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Honey bee dopamine and octopamine receptors linked to intracellular calcium signaling have a close phylogenetic and pharmacological relationship.</a> PLoS One. 6 (11), (2011).</li>
<li>Matsumoto, Y., Menzel, R., Sandoz, J. -C., Giurfa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revisiting+olfactory+classical+conditioning+of+the+proboscis+extension+response+in+honey+bees%3A+a+step+toward+standardized+procedures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Revisiting olfactory classical conditioning of the proboscis extension response in honey bees: a step toward standardized procedures.</a> J. Neurosci. Methods. 211 (1), 159-167 (2012).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Die Methoden oben skizzierten ermöglichen eine einfache, effektive und robuste Behandlung von entweder freifliegenden oder spannte Honigbienen. Diese Verfahren sind kompatibel mit vielen experimentellen Paradigmen und biologischen Fragen (Tabelle 1). Alle der freifliegenden Methoden leicht nutzbar Bienen angewendet werden kann. Das Gegenteil ist weniger erfolgreich, da jedoch vorübergehende Zurückhaltung und invasive Behandlungsmethoden oft Bienenflugfähigkeit beeinträchtigen können. <p class="jove_...

Seit Karl von Frisch ihre Tanzsprache aufgeklärt 1, Honigbienen sind eine populäre Studie Arten für die Forscher das Verhalten der Tiere und der Neurobiologie geblieben. In den letzten Jahren an der Schnittstelle zwischen diesen beiden Bereichen und mehreren anderen Disziplinen (zB Molekularbiologie, Genomik und Informatik) haben neben ihnen entstanden entstanden eine Vielzahl von neuen Disziplinen. Dies hat zu einer raschen Entwicklung neuer Theorien und Modelle für das Verständnis, wie das Verhalten von Aktivität führt innerhalb des Nervensystems. Aufgrund der einzigartigen Lebensstil, reiche Verhaltensrepertoire und Leichtigkeit der experimentellen und pharmakologische Manipulation, Bienen haben an der Spitze dieser Revolution blieb. Honigbienen werden verwendet neurobiologischen Grund Fragen zu untersuchen, wie die zugrunde liegenden Lernen und Gedächtnis 2,3, Entscheidung 4 zu machen, Riech 5 oder visuelle Verarbeitung 6. In den letzten Jahren die hon11, schlafen 12, Alterung 13 oder die zugrunde liegenden Mechanismen der Anästhesie 14 - ey Biene hat für die medizinische Forschung, wie die Auswirkungen von Suchtmitteln im Allgemeinen reserviert sogar bereits 7 für das Studium Themen als Modell verwendet. Im Gegensatz zu den klassischen genetischen Modellorganismen (zB D. melanogaster, C. elegans, M. musculus), gibt es nur sehr wenige genetische Werkzeuge zur Verfügung , für die Manipulation von neuronalen Funktionen in Honigbienen, obwohl dies derzeit 15 ändern. Stattdessen haben Studien Honigbiene in erster Linie auf pharmakologische Manipulationen verlassen. Dies war sehr erfolgreich; jedoch ist die Vielfalt der Bienenforschung, so dass eine Reihe von Methoden für die pharmakologische Verabreichung benötigt werden. Forschung mit Honigbienen befasst sich sehr unterschiedliche Fragen, wird von Forschern aus verschiedenen Disziplinen und Hintergründe untersucht und verwendet eine Vielzahl von experimentellen Ansätzen. Viele ReseBogen Fragen erfordern Bienen entweder frei fliegenden sein, frei in ihrer Kolonie interagieren, oder beides. Dies kann es den Überblick über einzelne Versuchstiere machen schwer zu halten und macht Zurückhaltung oder Kanülierung nicht machbar. Um die Vielfalt von Bienenforschung aufzunehmen, eine Vielzahl von Drug-Delivery-Methoden benötigt werden, so dass für eine robuste und flexible Verwaltung, während sichergestellt wird, dass die pharmakokinetischen und pharmakodynamischen Profile, Invasivität des Verfahrens und seine Zuverlässigkeit, das Paradigma in Frage entsprechen. Aufgrund dieser unterschiedlichen Bedürfnisse haben die meisten Forschungsgruppen ihre eigenen einzigartigen Wirkstoffverabreichung Methoden entwickelt. Bisher hat dies eine Stärke der Bienenforschungsgemeinschaft gewesen; für die Verabreichung desselben Arzneimittels in verschiedenen Umständen es ermöglicht die Entwicklung von Anordnungen von Methoden geführt. Unser Ziel ist es nicht ein einziges standardisiertes Verfahren für die pharmakologische Manipulationen von Bienen zu entwickeln, sondern Methoden zu betonen, dasshaben sich als besonders erfolgreich zu sein, und helfen den Forschern übernehmen diese. Wir diskutieren die grundlegenden Prinzipien, wie sie arbeiten, sowie ihre Vor- und Nachteile.

<table><tbody><tr><td>Saccharose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8501</td><td>Jeder Lieferant wird</td></tr><tr><td>tun Natriumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S7653</td><td></td></tr><tr><td>Kaliumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9333&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Magnesiumchlorid-Hexahydrat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M2670</td><td></td></tr><tr><td>Calciumchlorid-Dihydrat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C8106</td><td></td></tr><tr><td>Dextrose-Monohydrat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>49159</td><td></td></tr><tr><td>Phosphatpuffer-Kochsalzlösung (PBS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P4417</td><td></td></tr><tr><td>Schutzwachs</td><td>Dentaurum</td><td>124-305-00</td><td></td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H3375</td><td></td></tr><tr><td>Dimethylformamid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D4551</td><td></td></tr><tr><td>95% Ethanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>493511</td><td></td></tr><tr><td>Glaskapillare</td><td>WPI</td><td>1B100F-3</td><td></td></tr><tr><td>23 G NanoFil Nadel</td><td>WPI</td><td>NF33BV-2</td><td></td></tr><tr><td>Sehr feine Forsceps</td><td>Dumont</td><td>0208-55-PO</td><td></td></tr><tr><td>Elektrode Abzieher</td><td>SRI</td><td>2001</td><td></td></tr><tr><td>FemtoJet Mikroinjektor</td><td>Eppendorf</td><td>5247 000.01</td><td></td></tr><tr><td>Eicosane</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>219274</td><td></td></tr><tr><td>manueller Mikromanipulator</td><td>Brinkmann Instrumentenbau</td><td>MM-33</td><td></td></tr><tr><td>elektronischer Mikromanipulator</td><td>Luigs & Neumann Feinmechanik + Elektortechnik</td><td>Junior Gerät XYZ</td><td></td></tr><tr><td>Stereomikroskop</td><td>Leica</td><td>M80</td><td></td></tr><tr><td>Lötkolben</td><td>Weller</td><td>WESD51</td><td></td></tr><tr><td>Dextran, Alexa Fluor 546, 10.000 MW</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>D-22911</td><td></td></tr><tr><td>Dextran, Alexa Fluor 568, 10.000 MW</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>D-22912</td><td></td></tr><tr><td>kleine Petrischale</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P5481</td><td></td></tr><tr><td>Mineralöl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M5904</td><td></td></tr><tr><td>50 ml Zentrifugenröhrchen</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>339652</td><td></td></tr><tr><td>Pinzette</td><td>Australian Entomological Supplies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Klingenhalter und -brecher</td><td>Australian Entomological Supplies</td><td>E130</td><td></td></tr><tr><td>Feder zweischneidige Rasierklinge</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>50-949-135</td><td></td></tr><tr><td>Nichromdraht</td><td></td><td></td><td>Jeder Lieferant wird tun</td></tr><tr><td>Elektrische Drähte</td><td></td><td></td><td>Jeder Lieferant wird tun</td></tr><tr><td>Modellfarbe</td><td>Tamiya USA</td><td>Abhängig von der Farbe</td><td></td></tr><tr><td>Rapportspender</td><td>Hamilton Firma</td><td>PB-600-1</td><td></td></tr><tr><td>Glasspritze</td><td>WPI</td><td>NANOFIL</td><td></td></tr><tr><td>Fluoreszenz-Betrachtungssystem</td><td>Nightsea</td><td>SFR-GR</td><td></td></tr><tr><td>Gradnetz</td><td>ProSciTech</td><td>S8014-24</td><td></td></tr><tr><td>Mikrokapillare mit Halterung</td><td>Drummond</td><td>1-000-0010</td><td></td></tr><tr><td>Flüssigsilikon</td><td></td><td></td><td>Jeder Lieferant macht</td></tr><tr><td>Thermoelement</td><td>Digitech</td><td>QM-1324</td><td></td></tr><tr><td>Mikropipette</td><td>Eppendorf</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

neuropharmakologische manipulation von verhaltene und free-fliegen-honig-bienen,<em&gt; apis mellifera</em

Neuropharmacological Manipulation of Restrained and Free-flying Honey Bees, Apis mellifera

Honigbienen zeigen erstaunliche Lernfähigkeiten und fortschrittliche Sozialverhalten und Kommunikation. Außerdem ihr Gehirn ist klein, leicht zu visualisieren und zu untersuchen. Aus diesem Grund haben die Bienen schon lange ein beliebtes Modell unter Neurobiologie und Neuroethologen für die neuronalen Grundlagen der sozialen und natürlichen Verhalten zu studieren. Es ist jedoch wichtig, dass die experimentellen Techniken Bienen zu studieren interferieren nicht mit dem Verhalten untersucht. Aus diesem Grund war es notwendig, eine Reihe von Techniken für die pharmakologische Manipulation von Honigbienen zu entwickeln. In diesem Beitrag zeigen wir Methoden zur Behandlung von zurückhaltender oder frei fliegenden Honigbienen mit einem breiten Spektrum von pharmakologischen Wirkstoffen. Dazu gehören sowohl nicht-invasive Methoden wie orale und topische Behandlungen, sowie mehr invasive Methoden, die entweder systemisch oder lokalisierte Art und Weise für präzise Medikamentenabgabe zu ermöglichen. Schließlich diskutieren wir die Vor- und Nachteile der einzelnen Methoden und beschreibengemeinsame Hürden und wie man sie am besten überwinden. Wir schließen mit einer Diskussion über die Bedeutung der experimentellen Methode auf die biologischen Fragen der Anpassung und nicht umgekehrt.

Eine Auswahl von repräsentativen Ergebnissen für die oben beschriebenen Verfahren gezeigt sind, in erster Linie zu zeigen, dass die Verfahren pharmakologische Mittel erlauben das Gehirn und beeinflussen honey bee Verhalten zu erreichen. Spezifische Auswirkungen auf die Gehirnprozesse können leicht folgende Thorax Injektion erhalten werden. Da pharmakologische Wirkstoff...

Dieses Manuskript beschreibt mehrere Protokolle für pharmakologische Mittel zur Verabreichung von Honigbienen, einschließlich einfacher nicht-invasive Methoden zur freifliegenden Bienen, sowie mehr invasive Varianten, die eine präzise lokalisierte Behandlung von zurückhaltender Bienen ermöglichen.

Neuropharmakologische Manipulation von Verhaltene und Free-Fliegen-Honig-Bienen,<em&gt; Apis mellifera</em

Honey bees demonstrate astonishing learning abilities and advanced social behavior and communication. In addition, their brain is small, easy to visualize ...

Das übergeordnete Ziel dieser Verfahren besteht darin, pharmakologische Substanzen zuverlässig und robust auf das zentrale Nervensystem von Honigbienen oder ähnlichen Insekten anzuwenden. Diese Methoden können helfen, zentrale Fragen in den Bereichen Soziobiologie, Neuroethologie und Bienenzucht zu beantworten, beispielsweise durch die Erforschung der neurobiologischen Mechanismen sozialen Verhaltens. Der Hauptvorteil dieser Techniken liegt darin, dass sie die Untersuchung der Neurobiologie bei Nicht-Modellorganismen wie der Honigbiene ermöglichen, bei denen genetische Werkzeuge derzeit begrenzt sind.Die Verfahrensdemonstration wird Jenny Plath, eine Doktorandin aus dem Neuroethologie-Labor der Macquarie University, durchführen. Arzneimittel können oral oder per Injektion verabreicht werden. Injektionen können in den Thorax, in das Ocellus oder in die ocellare Bahn vorgenommen werden.Ocellus-Injektionen verabreichen Wirkstoffe im gesamten Kopfbereich, während Ocellartrakt-Injektionen gezielt bestimmte Hirnregionen ansteuern. Für alle Injektionen stellen Sie einen Mikroskalpell her, indem Sie mit einem Klingenhalter eine Ecke einer doppelschneidigen Rasierklinge abbrechen. Befestigen Sie das Klingenfragment an einem Klingenhalter, sodass eine gut geeignete Klinge mit einer scharfen Spitze entsteht.Präparieren Sie für eine thorakale Injektion ein zwei Millimeter großes Loch direkt oberhalb des Skutellums neben dem hinteren Flügelansatz des Thorax einer Biene. Achten Sie darauf, nicht zu tief zu schneiden, da dies die Flugmuskulatur verletzen könnte, und vermeiden Sie sorgfältig die Flügelscharniere. Im Idealfall sollten nur drei Seiten durchtrennt werden, sodass die Cuticula-Lasche später zurückgefaltet werden kann, um die Verletzungsstelle zu verschließen.Injizieren Sie nun die Substanz in den Thorax. Danach bringen Sie die Cuticula-Lappen wieder über die Öffnung zurück; nach zehn Stunden wird sie sich erneut verbinden und verschließen. Um Zugang zum Gehirn zu erhalten, fixieren Sie den Kopf einer gesattelten Biene, indem Sie den Halsbereich mit handgewärmtem Zahnwachs auffüllen, um so die Antennen-Riechrezeptoren oder andere für das Verhalten der Biene möglicherweise wichtige Zellen zu schonen.Die Antenne kann auch mit Zahnwachs fixiert werden. Anschließend wird mit dem Mikroskalpell vorsichtig die Linse des mittleren Ocellus entfernt, indem die Spitze des Mikroskalpells unter die Linse geschoben und die Linse sanft von der Kopfkapsel gelöst wird. Damit die Substanz in die gesamte Kopfkapsel eindringen kann, pipettieren Sie die Substanz vorsichtig auf die Ocellusöffnung und warten Sie, bis sie eingezogen ist.Alternativ können Teilbereiche des Gehirns durch Injektion entlang der Ocellartrakt durch gezielte Injektion von 250 Nanolitern Wirkstoff in einer Tiefe von 50 Mikrometern angepeilt werden, um Gehirnstrukturen in der Nähe des Ocellus zu erreichen. Anschließend wird das Zahnwachs entfernt, und die Biene erhält eine Ruhephase, bevor das experimentelle Verfahren fortgesetzt wird. Zum Herstellen der Injektionsnadeln werden einkommastellige Glasr&ouml;hrchen so gezogen, dass eine Spitze von etwa 0,5 Zentimeter L&auml;nge entsteht.Als Nächstes unter einem Stereomikroskop die Spitzen brechen, um eine Öffnung mit einem äußeren Durchmesser von etwa 10 bis 15 Mikrometern zu erzeugen. Dies kann mithilfe einer Skala auf einem Objektmikrometer gemessen werden. Füllen Sie nun eine Injektionsnadel mit der Wirkstofflösung.Dann befestigen Sie an dem Injektionssystem die beladene Injektionsnadel am Mikromanipulator. Testen und kalibrieren Sie das Injektionssystem in Mineralöl, um je nach Größe der anvisierten Hirnstruktur eine Bolusgabe von 0,5 bis zwei Nanoliter bereitzustellen. Messen Sie mithilfe eines Objektmikrometers den Durchmesser der Tröpfchen, um deren Volumen zu berechnen.Um den Kopf einer gespannten Biene zu fixieren, verwenden Sie wie zuvor weichen Zahnwachs. Schneiden Sie dann mit einem Mikroskalpell eine Öffnung in den vorderen Teil der Kopfkapsel, und zwar mit drei Schnitten: einen knapp unterhalb des mittleren Ocellus; einen am Rand des rechten oder linken Auges; und einen oberhalb der Antennenansätze. Verwenden Sie ein Stück Zahnwachs, um die geöffnete Klappe an Ort und Stelle zu halten.Als Nächstes schieben Sie vorsichtig die Drüsen und die Luftröhre mit einer feinen Pinzette beiseite und erzeugen eine kleine Öffnung in der Neurilemma oberhalb der Zielhirnstruktur. Führen Sie nun die Spitze der Glaspipette in den gewünschten Hirnbereich ein, idealerweise senkrecht zur Gehirnoberfläche und bis zur erforderlichen Tiefe, um die Zielstruktur zu erreichen. Injizieren Sie anschließend den Medikamentenbolus.Bei der gezielten Behandlung gepaarter Hirnregionen jeweils eine Injektion in jede Hemisphäre vornehmen, um beide Hemisphären zu beeinflussen. Wenn ein fluoreszierender Farbstoff zusammen mit der Applikation injiziert wird, können die oberflächennahen Hirnregionen mittels Fluoreszenzlicht betrachtet werden. Andere Regionen können später mithilfe der konfokalen Mikroskopie überprüft werden.Nach der Injektion wird die Cuticula-Lasche zurückgelegt und der Schnitt verschlossen, indem ein etwa einen Millimeter durchmessender Eicosan-Kristall mit einem dünnen Draht, der an einem Mikrolötkolben befestigt ist, über der Cuticula geschmolzen wird. Dies reduziert die Mortalität erheblich. Um eine so flüchtige Substanz wie von einem beheizten Heizdraht zu verabreichen, lösen Sie sie in reinem Ethanol.Bohren Sie vorsichtig Löcher in den Deckel eines 50-Millimeter-Röhrchens und führen Sie die beiden Drähte durch die Löcher. Um einen Glühdraht herzustellen, wickeln Sie den Chromstahldraht eng um einen Nagel, befestigen den Chromstahldraht an zwei elektrischen Leitern und ziehen anschließend den Nagel heraus. Danach befestigen Sie die Drähte und verschließen Sie die Löcher mit Silikon. Verbinden Sie nun die Drähte mit einer Stromquelle und messen Sie mithilfe eines Thermoelements die Temperatur des Glühdrahts. Zur Kalibrierung des Geräts pipettieren Sie vorsichtig zwei Mikroliter der Wirkstofflösung auf den Glühdraht und lassen Sie das Ethanol vollständig bei Raumtemperatur verdunsten.Stellen Sie die Spannung im Strom so ein, dass der Medikamentenbolus innerhalb von zehn Sekunden nach Einschalten der Energie verdampft. Das Medikament sollte nicht durch thermische Zersetzung zerstört werden. Ein Niederschlag ist normalerweise auf dem trockenen Filament zu erkennen, wenn sorgfältig überprüft wird.Um die Arzneimittel einer Biene zuzuführen, laden Sie eine frei fliegende oder fixierte Biene in das Röhrchen ein und befestigen Sie vorsichtig den Deckel mit den herausführenden Drähten. Schalten Sie dann die Stromquelle für 10 Sekunden ein und warten Sie weitere 50 Sekunden, bis die verdampfte Substanz vollständig von der Biene aufgenommen wurde, bevor Sie die Biene entfernen. Spezifische Wirkungen auf Gehirnprozesse können leicht nach einer Injektion in den Thorax erzielt werden.Beispielsweise wurden Transkriptionsblocker mithilfe dieser Technik verabreicht, um Phasen des Gedächtnisses zu identifizieren, die eine Genexpression erfordern. Es wurden selektive und zeitabhängige Wirkungen auf Gedächtnisaufgaben erzielt. Die Diffusion von Molekülen in die Kopfhämolymphe führt zu schnellen, dosisabhängigen Effekten, die durch Injektion in das Ocellus erreicht werden.Bei bestimmten Dosis-Konzentrationen verringerten diffus konzentrierte Allatostatine die Leistung in einem olfaktorischen Lernassay. Um die räumlichen und zeitlichen Eigenschaften spezifischer Gehirnregionen zu testen, wurden fixierte Bienen in einem olfaktorischen PER-Konditionierungsparadigma trainiert und anschließend mit Procain in die Pilzkörperkalkonen oder in die vertikalen Loben injiziert. Bei der anschließenden Überprüfung des Erinnerungsvermögens war die Leistung nur bei Bienen beeinträchtigt, die bilateral injiziert worden waren.In einer Arena mit mehreren Futterstellen wurden Bienen vorsichtig eingefangen, während sie gerade dabei waren, von einer Futterstelle mit einmolarem Saccharose abzufliegen. Die eingefangenen Bienen erhielten eine Behandlung mit 100 Mikrogramm volatilisiertem Freibasis-Cocain, was zu einer erhöhten Nahrungsaufnahme an halbmolaren Futterstellen führte, jedoch nicht an zweimolaren Futterstellen. Nachdem Sie dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man freifliegenden oder fixierten Bienen entweder durch Injektion oder durch Volatilisierung Wirkstoffe verabreicht.Wenn man diese Techniken einmal beherrscht, können sie innerhalb weniger Stunden an einer großen Anzahl von Bienen durchgeführt werden. Nach diesem Verfahren können weitere Methoden wie die Konditionierung der Rüsselausstreckung angewendet werden, um zusätzliche Fragen zur Neurobiologie von Lernen und Gedächtnis zu beantworten.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowissenschaften

Wir zeigen, wie eine Verhaltens-Pharmakologie-Methode in einem appetitive olfaktorischen Konditionierung bei Honigbienen (Apis mellifera) durch systemische Applikation von Medikamenten zu implementieren. Diese Methode erlaubt Erforschung der Mechanismen, die Lernen und Gedächtnisbildung in eine einfache und zuverlässige Weise.

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning der Proboscis Erweiterung Reaktionszeit in Honigbienen ( Apis mellifera)

In diesem Protokoll zeigen wir, wie Bedingung Honigbienen auf taktile Reize genutzt und die Einführung einer 2D-Motion-Capture-Technik zur Analyse der Kinematik feinskaligen antennalen Abtastmuster.

Tactile Conditioning und Bewegungsanalyse der antennalen Sampling Strategies In Honey Bees (<em&gt; Apis mellifera</em&gt; L.)

In diesem Protokoll beschreiben wir zwei Strategien, die gleichzeitig zwei Gene unterdrücken (doppelte Gen Knockdown) in Honigbienen. Dann präsentieren wir, wie die Rüssel extension response (PER) Test, um die Wirkung der doppelten Gen Knockdown auf Honigbiene geschmacklichen Wahrnehmung studieren verwenden.

RNAi-vermittelte Gene Knockdown Doppelzimmer und Gustatorisch Perception Measurement in Honey Bees (<em&gt; Apis mellifera</em&gt;)

Das Proboscis Extension Response (PER) Konditionierungsprotokoll, das für die Honigbiene (Apis mellifera) entwickelt wurde, bietet ein ökologisch relevantes und leicht quantifizierbares Mittel, um verschiedene Lernmechanismen bei vielen Insektenarten zu untersuchen.

Eine Nasennebenschutz-Protokoll für die Untersuchung Verhaltensplastizität bei Insekten: Anwendung auf Grund, Biomedizinische und Agrarforschung

Gleichzeitige extrazellulären langfristige Aufnahmen von zwei verschiedenen Hirn Neuropile oder zwei unterschiedliche anatomische Bahnen wurden in Honigbienen etabliert. Diese Aufnahmen ermöglichen die Untersuchung der zeitlichen Aspekte der neuronalen Verarbeitung zwischen verschiedenen Hirnregionen an der einzelnen Neurons als auch auf Ebene des Ensembles in einem Tier verhalten.

Gleichzeitige Langzeit-Aufnahmen auf zwei neuronale Verarbeitungsstufen in Behaving Honigbienen

Es wird ein neuartiger Verhaltensassay beschrieben, um die kurzfristigen Geschmacksreaktionen der Mundwerkzeuge von frei beweglichen Hummeln (Bombus terrestris) auf Nährstoffe und Toxine in Lösung zu untersuchen.

A Novel Verhaltenstest Gustatory Antworten einzelner, frei beweglichen Bumble Bees zur Untersuchung (<em&gt; Bombus terrestris</em&gt;)

Hier beschreiben wir unser ausführliches Protokoll zur Herstellung von Single-Kohorte Bienenvölker - ein nützliches Werkzeug für die Analyse der Rolle-assoziierten Arbeiter Physiologie. Wir beschreiben auch detaillierte Protokolle für Arbeitnehmer mit Juvenilhormons und Ecdyson Behandlung der Beteiligung dieser Hormone an der Regulation der Arbeiter Verhalten und / oder Physiologie zu bewerten.

Erstellung von Einzel-Kohorte Kolonien und Hormonbehandlung von Arbeitshonigbienen Physiologie Assoziierte Analysieren mit Rolle und / oder endokrine System

Der Verlust der Honigbienen-Kolonien stellt eine Herausforderung für die Ernte-Bestäubung dar. Die derzeitigen Bestäuberschutzpraktiken rechtfertigen einen alternativen Ansatz, um den Kontakt von Honigbienen zu schädlichen Pestiziden mit abweisenden Chemikalien zu minimieren. Hier bieten wir detaillierte Methoden für ein visuelles Tracking-Protokoll, um Abschreckungsmittel für Bienen zu screenen.

Video-Tracking-Protokoll auf Bildschirm abschreckende Chemie für Honigbienen

Dieses Protokoll beschreibt Schritte zur Nutzung der neuartigen Software, SwarmSight, für Frame-by-Frame-Tracking von Insekt Antenne und Rüssel Positionen von herkömmlichen Web Kamera Videos mit konventionellen Computern. Die kostenlose, Open-Source-Software verarbeitet Bilder etwa 120 Mal schneller als Menschen und führt zu besser als menschliche Genauigkeit.

SwarmSight: Echtzeit-Tracking von Insekten Antenne Bewegungen und Rüssel Erweiterung Reflex mit einem gemeinsamen Vorbereitung und konventioneller Hardware

Um die hemmende Wirkung von pharmakologische Agenten auf Phospholipase C (PLC) in verschiedenen Regionen des Gehirns Honigbiene zu testen, stellen wir einen biochemischen Assays um PLC-Aktivität in diesen Regionen zu messen. Dieser Test könnte nützlich für den Vergleich von PLC-Aktivität bei Geweben, sowie bei den Bienen, die unterschiedliche Verhalten ausstellen.

Erkennung von Phospholipase C Aktivität im Gehirn Homogenat von der Honigbiene

Hier wird ein Protokoll zur Verwendung des CRISPR-Cas9-Systems zur Reduzierung der Produktion eines Proteins im erwachsenen Honigbienenhirn zur Erprobung der Antikörperspezifität vorgestellt.

Anti-RDL und Anti-mGlutR1-Rezeptoren Antikörpertests in Honeybee Brain Sections mit CRISPR-Cas9

Erfahren Sie Methoden zur Verabreichung pharmakologischer Wirkstoffe an frei fliegende und fixierte Honigbienen, Apis mellifera. Diese Techniken ermöglichen präzise Studien zur Neurobiologie und Soziobiologie.

Neuropharmakologische Manipulation von Verhaltene und Free-Fliegen-Honig-Bienen,

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