Name: Conditionnement tactile et danalyse des mouvements des stratégies déchantillonnage antennaires chez les abeilles ( Apis mellifera L.) (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-12T11:50:00.000+00:00
Duration: 10 min 14 s
Description: Découvrez le conditionnement tactile des abeilles Apis mellifera et l'analyse cinématique des mouvements antennaires par capture de mouvement 2D. Cette méthode permet d'étudier l'apprentissage associatif et non-associatif chez les insectes.

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Nous tenons à remercier Joachim Erber pour nous introduire dans le paradigme de l&#39;apprentissage tactile chez les abeilles. Ce travail a été soutenu par le Pôle d&#39;excellence de 277 CITEC, financé dans le cadre de l&#39;Initiative d&#39;excellence allemande.

1. Préparation des abeilles <ol><li> Butineuses de nectar ou de pollen sont pris dans le domaine soit à partir d&#39;un chargeur de saccharose ou directement à partir de l&#39;entrée de la ruche, alors qu&#39;il rentrait d&#39;un voyage de recherche de nourriture. Chaque abeille est capturée dans un flacon en verre qui est fermé par un bouchon de mousse et pris immédiatement dans le laboratoire pour une manipulation ultérieure. </li><li> Dans le laboratoire, les abeilles capturées sont brièvement refroidi au réfrigérateur à 4 ° C jusqu&#39;à ce qu&#39;ils montrent les premiers signes de l&#39;immobilité. </li><li> Chaque abeille immobilisée est monté dans un petit tube de métal avec du ruban adhésif entre la tête et le thorax et l&#39;abdomen. Des précautions doivent être prises pour que la trompe et les antennes peuvent se déplacer librement. </li><li> Peindre les yeux composés et des ocelles de l&#39;abeille fixe avec de la peinture blanche (par exemple, sans solvant, Tipp-Ex) pour occlure vision. </li><li> Ajouter une petite goutte de cire fondue derrière la tête de l&#39;abeille pour le fixer à la bande entre la tête et le thorax pour éviter les mouvements de la tête lors des enregistrements. </li><li> Marquez chaque abeille avec un certain nombre sur la bande pour une meilleure identification et placer le tube avec l&#39;abeille fixe dans une atmosphère humide pour éviter la déshydratation. </li><li> Nourrir chaque abeille pendant 5 sec avec des gouttelettes d&#39;une solution de saccharose à 30% présentaient une seringue et laisser toutes les abeilles de récupérer pendant 30 min avant de commencer avec le protocole de conditionnement tactile. </li></ol> 2. Conditionnement tactile <ol><li> Avant le conditionnement, chaque abeille doit être testé pour la réponse extension du proboscis (PER) à un stimulus de saccharose à 30% appliqué aux antennes. Ainsi le bout de la trompe doit traverser une ligne virtuelle entre les mandibules ouvertes. Jeter toutes les abeilles qui ne répondent pas à un PER à la relance du saccharose. </li><li> Pour le conditionnement tactile utiliser un cube en laiton (par exemple 3 x 5 mm) avec une surface lisse ou un motif gravé, par exemple, horizontale ou rainures verticales formant une grille de 150 um de longueur d&#39;onde, comme le stimulus conditionné (CS). Faou le stimulus inconditionnel (États-Unis) utilisent une solution de saccharose à 30% (sucre de ménage, dilué dans de l&#39;eau). </li><li> Le cube en laiton (SM) est placé dans un support sur ​​un micromanipulateur (par exemple, Märzhäuser MM33) afin d&#39;assurer un positionnement précis pendant la procédure de conditionnement. Aux Etats-Unis est présenté à l&#39;abeille avec une seringue remplie d&#39;une solution de saccharose à 30%. </li><li> La procédure de conditionnement se compose de cinq paires de stimulus tactile (CS) et une solution de saccharose (États-Unis), avec un intervalle inter-essai (IIT) de 5 min. Placez une abeille devant le micromanipulateur avec le stimulus tactile monté (CS). Placez le CS lentement, de sorte que la surface de la stimulation tactile est parallèle à la tête de l&#39;abeille (figure 1 A et B). La distance entre l&#39;animal et l&#39;objet tactile devrait être de l&#39;ordre du rayon antennaire de travail de l&#39;abeille testée, à savoir l&#39;abeille doit être capable d&#39;analyser le stimulus tactile dans une position confortable wvec les deux antennes. Dans l&#39;exemple illustré à la figure 1, la distance était de 3 mm. Laissez l&#39;abeille analyser le stimulus tactile (CS) pendant 5 sec. Après la première section 3, présenter une gouttelette du saccharose 30% (US) avec une solution de la seringue sous la trompe. Utilisez le bout de la seringue pour soulevez doucement la trompe. La stimulation du saccharose dans la trompe suscitera l&#39;inconditionné PAR 15. Laissez l&#39;abeille à lécher la récompense du saccharose. Utiliser un chronomètre avec un signal d&#39;alarme pour maintenir des intervalles de temps précis au cours du conditionnement. </li><li> Le PER conditionné est utilisé comme mesure pour la réussite de l&#39;apprentissage d&#39;une abeille. Après les appariements premier récompensés, les abeilles commencent à réagir à la présentation CS, par extension, de leur trompe, ce qui indique qu&#39;ils attendent la récompense à venir. A trompe complètement étendus observés à tout moment pendant la fenêtre 3 sec Temps de présentation des stimuli tactiles et avant la présentation du saccharose est marqué comme une réponse positive. Aucune réponse négative est compté. Le occurrence du PER est à noter par l&#39;expérimentateur. Le pourcentage des abeilles montrant le PER lors de la présentation CS est tracée pour chaque procès. </li></ol> 3. Les enregistrements cinématiques <ol><li> Mouvements antennaires d&#39;une seule abeille exploitées sont enregistrées avec une caméra vidéo numérique avec une lentille macro approprié (par exemple Basler A602f-2 équipé d&#39;TechSpec VZM 200, fonctionnant à 50 images par seconde via une connexion fire wire). La caméra est positionnée au-dessus de l&#39;animal dans une vue de haut en bas (Figure 1). Dans la figure 1, la résolution spatiale des enregistrements est de 0,02 mm / pixel. </li><li> Calibrer l&#39;appareil par l&#39;enregistrement d&#39;images individuelles d&#39;un damier de 10 x 10 mm avec une longueur d&#39;arête de 1 mm à partir des orientations différentes dans le cadre du but caméra. Le calibrage peut être fait avec la boîte à outils Matlab appareil de calibrage 16. </li><li> Placez une seule abeille fixe en dessous de la lentille de la caméra. Présenter le stimulus tactile, fixé à un micromanipulateur, À l&#39;animal. Procéder de la même manière que décrit pour le conditionnement tactile, et d&#39;enregistrer le mouvement antennaire tandis que l&#39;abeille est la numérisation de l&#39;objet. Il est important que la gamme complète antennaire de travail et le stimulus tactile sont visibles. Les choix de configurations de stimulus testé et numéros d&#39;essai dépendent de la conception expérimentale. </li></ol> 4. Analyse des données <ol><li> Le calcul du fond de l&#39;image se fait en Matlab. Tout d&#39;abord, la valeur médiane niveaux de gris au fil du temps doit être calculé pour chaque pixel. Les objets statiques, comme la tête fixe de l&#39;abeille et le stimulus tactile, constituera le fond de l&#39;image. Les objets en mouvement, comme les deux antennes, ne fera pas partie de l&#39;arrière-plan. </li><li> Chaque trame de la vidéo enregistrée doit être chargé de manière séquentielle, et la différence entre l&#39;image courante et l&#39;image de fond doit être calculée. Le résultat de cette soustraction souligne les parties de l&#39;image qui sont en mouvement de trame en trame. Ideally, les antennes de l&#39;abeille sont les seuls domaines de valeurs non nulles (figure 1C). </li><li> Pour un traitement ultérieur, les deux plus grandes zones avec des valeurs de pixels non nuls sont supposés être des antennes. Pour les deux antennes d&#39;un masque binaire doit être généré pour chaque pixel contenant une valeur 1, si le pixel appartient à l&#39;antenne et 0 sinon valeur. Ce masque sert de base pour localiser les conseils des antennes plus tard. Pour obtenir un masque préliminaire pour l&#39;image entière de la valeur de gris de chaque pixel de l&#39;image de différence est comparée à un seuil prédéfini. Depuis nous nous occupons de bruit tard ce seuil est choisi pour être assez faible. Le masque préliminaire puis porte toujours deux types d&#39;erreurs: Premièrement, en raison de bruit de l&#39;image régions petits font encore partie du masque. Deuxièmement, les zones qui appartiennent à l&#39;antenne ne sont pas forcément être totalement connecté. Celle-ci survient surtout si le fond est à peu près la même luminescence que l&#39;antenne. Pour éliminer ces artefacts, standardopération de traitement d&#39;image morphologique sont appliquées, c&#39;est à dire une combinaison de l&#39;érosion et la dilatation d&#39;image, en s&#39;appuyant sur ​​les fonctions standard Matlab imerode et imdilate respectivement (voir 17 pp 158-205 pour plus d&#39;explications). Après le processus de débruitage des hypothèses antennes sont encore contenus dans le même masque. Par conséquent, comme prochaine étape du masque binaire est concentrée dans les zones disjointes utilisant la norme Matlab fonction bwlabel (voir 17 pp 40-48 pour plus de détails sur l&#39;algorithme de segmentation d&#39;image). </li><li> Le nombre de pixels par grappe est compté et les deux plus grandes grappes sont sélectionnées. Le centre de gravité est calculée de distinguer entre l&#39;antenne gauche et droit (figure 1D). </li><li> La pointe antennaire pour chaque antenne peut être définie comme étant le pixel dans un groupe avec la valeur la plus élevée dans la direction proximale-distale pour-(voir la figure 1D). </li></ol>

<ol><li>Page, R. E., Scheiner, R., Erber, J., Amdam, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+development+and+evolution+of+division+of+labor+and+foraging+specialization+in+a+social+insect+%28Apis+mellifera++L.%29%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Top.+Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">The development and evolution of division of labor and foraging specialization in a social insect (Apis mellifera L.).</a> Curr. Top. Dev. Biol. 74, 253-286 (2006).</li>
<li>Menzel, R., Müller, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+and+memory+in+honeybees%3A+From+behavior+to+neural+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Learning and memory in honeybees: From behavior to neural substrates.</a> Annu. Rev. Neurosci. 19, 379-404 (1996).</li>
<li>Seeley, T. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSeeley%2C+TD+%22The+wisdom+of+the+hive%22">The wisdom of the hive</a>. , Harvard University Press. Cambridge Mass, London. (1995).</li>
<li>Staudacher, E., Gebhardt, M. J., Dürr, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antennal+movements+and+mechanoreception%3A+neurobiology+of+active+tactile+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Insect+Physiol%22%5BJournal%5D)">Antennal movements and mechanoreception: neurobiology of active tactile sensors.</a> Adv. Insect Physiol. 32, 49-205 (2005).</li>
<li>Martin, H., Lindauer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sinnesphysiologische+Leistungen+beim+Wabenbau+der+Honigbiene%5BTitle%5D)+AND+%22Z.+Vergl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Sinnesphysiologische Leistungen beim Wabenbau der Honigbiene.</a> Z. Vergl. Physiol. 53, 372-404 (1966).</li>
<li>Kevan, P. G. Texture sensitivity in the life of honeybees. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKevan%2C+PG+%22Neurobiology+and+behavior+of+honeybees%22">Neurobiology and behavior of honeybees</a>. Menzel, R., Mercer, A. , Springer Verlag. Berlin, Heidelberg, New York. 96-101 (1987).</li>
<li>von Frisch, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3avon+Frisch%2C+K+%22Tanzsprache+und+Orientierung+der+Bienen%22">Tanzsprache und Orientierung der Bienen</a>. , Springer Verlag. Berlin, Heidelberg, New York. (1965).</li>
<li>Waser, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flower+constancy%3A+definition%2C+cause%2C+and+ceasurement%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Nat%22%5BJournal%5D)">Flower constancy: definition, cause, and ceasurement.</a> Am. Nat. 127, 593-603 (1986).</li>
<li>Kevan, P. G., Lane, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flower+petal+microtexture+is+a+tactile+cue+for+bees%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Flower petal microtexture is a tactile cue for bees.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82, 4750-4752 (1985).</li>
<li>Erber, J., Kierzek, S., Sander, E., Grandy, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+learning+in+the+honeybee%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Tactile learning in the honeybee.</a> J. Comp. Physiol. A. 183, 737-744 (1998).</li>
<li>Kisch, J., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Operant+conditioning+of+antennal+movements+in+the+honey+bee%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain.+Res%22%5BJournal%5D)">Operant conditioning of antennal movements in the honey bee.</a> Behav. Brain. Res. 99, 93-102 (1999).</li>
<li>Scheiner, R., Erber, J., Page, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+learning+and+the+individual+evaluation+of+the+reward+in+honey+bees+%28Apis+mellifera+L.%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Tactile learning and the individual evaluation of the reward in honey bees (Apis mellifera L.).</a> J. Comp. Physiol. A. 185, 1-10 (1999).</li>
<li>Erber, J., Scheiner, R. Honeybee learning. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aErber%2C+J+%22Encyclopedia+of+Neuroscience%22">Encyclopedia of Neuroscience</a>. Adelman, G., Smith, B. , Elsevier. (2004).</li>
<li>Bitterman, M. E., Menzel, R., Fietz, A., Schäfer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Classical+conditioning+of+proboscis+extension+in+honeybees+%28Apis+mellifera%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Psychol%22%5BJournal%5D)">Classical conditioning of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera).</a> J. Comp. Psychol. 97, 107-119 (1983).</li>
<li>Dacher, M., Gauthier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Involvement+of+NO-synthase+and+nicotinic+receptors+in+learning+in+the+honey+bee%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">Involvement of NO-synthase and nicotinic receptors in learning in the honey bee.</a> Physiol. Behav. 95, 200-207 (2008).</li>
<li>Camera Calibration Toolbox for Matlab [Internet]. , Available from: 
 <a target="_blank" href=" http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc"> http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc</a> (2004).</li>
<li>Haralick, R. M., Shapiro, L. G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHaralick%2C+RM+%22Computer+and+Robot+Vision%22">Computer and Robot Vision</a>. I, Addison-Wesley. Reading, Mass. (1992).</li>
<li>Erber, J. Tactile antennal learning in the honey bee. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aErber%2C+J+%22Honeybee+Neurobiology+and+Behavior%22">Honeybee Neurobiology and Behavior</a>. Galizia, C. G., et al. , Springer Verlag. 439-455 (2012).</li>
<li>Pankiw, T., Page, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+pheromones%2C+hormones%2C+and+handling+on+sucrose+response+thresholds+of+honey+bees+%28Apis+mellifera+L.%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Effect of pheromones, hormones, and handling on sucrose response thresholds of honey bees (Apis mellifera L.).</a> J. Comp. Physiol. A. 189, 675-684 (2003).</li>
<li>Harris, J. W., Woodring, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+stress%2C+age%2C+season+and+source+colony+on+levels+of+octopamine%2C+dopamine+and+serotonine+in+the+honey+bee+%28Apis+mellifera+L.%29+brain%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Insect.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effects of stress, age, season and source colony on levels of octopamine, dopamine and serotonine in the honey bee (Apis mellifera L.) brain.</a> J. Insect. Physiol. 38, 29-35 (1992).</li>
<li>Scheiner, R., Kuritz-Kaiser, A., Menzel, R., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+responsiveness+and+the+effects+of+equal+subjective+rewards+on+tactile+learning+and+memory+of+honeybees%5BTitle%5D)+AND+%22Learn.+Mem%22%5BJournal%5D)">Sensory responsiveness and the effects of equal subjective rewards on tactile learning and memory of honeybees.</a> Learn. Mem. 12, 626-635 (2005).</li>
<li>Mujagic, S., Sarkander, J., Erber, B., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sucrose+acceptance+and+different+forms+of+associative+learning+of+the+honey+bee+%28Apis+mellifera+L.%29+in+the+field+and+laboratory%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Sucrose acceptance and different forms of associative learning of the honey bee (Apis mellifera L.) in the field and laboratory.</a> Front. Behav. Neurosci. 4, 46(2010).</li>
<li>Scheiner, R., Barnert, M., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variation+in+water+and+sucrose+responsiveness+during+the+foraging+season+affects+proboscis+extension+learning+in+honey+bees%5BTitle%5D)+AND+%22Apidologie%22%5BJournal%5D)">Variation in water and sucrose responsiveness during the foraging season affects proboscis extension learning in honey bees.</a> Apidologie. 34, 67-72 (2003).</li>
<li>Mujagic, S., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sucrose+acceptance%2C+discrimination+and+proboscis+responses+of+honey+bees+%28Apis+mellifera+L.%29+in+the+field+and+the+laboratory%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Sucrose acceptance, discrimination and proboscis responses of honey bees (Apis mellifera L.) in the field and the laboratory.</a> J. Comp. Physiol. A. 195, 325-339 (2009).</li>
<li>Friedrich, A., Thomas, U., Müller, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+at+different+satiation+levels+reveals+parallel+functions+for+the+cAMP-protein+kinase+A+cascade+in+formation+of+long-term+memory%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Learning at different satiation levels reveals parallel functions for the cAMP-protein kinase A cascade in formation of long-term memory.</a> J. Neurosci. 24, 4460-4468 (2004).</li>
<li>Erber, J., Pribbenow, B., Grandy, K., Kierzek, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+motor+learning+in+the+antennal+system+of+the+honeybee+%28Apis+mellifera+L.%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Tactile motor learning in the antennal system of the honeybee (Apis mellifera L.).</a> J. Comp. Physiol. A. 181, 355-365 (1997).</li>
<li>Lambin, M., Déglise, P., Gauthier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antennal+movements+as+indicators+of+odor+detection+by+worker+honeybees%5BTitle%5D)+AND+%22Apidologie%22%5BJournal%5D)">Antennal movements as indicators of odor detection by worker honeybees.</a> Apidologie. 36, 119-126 (2005).</li>
</ol>

Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

Préparation des abeilles: Collecte et fixant les abeilles doit être fait rapidement, afin de maintenir le niveau de stress de la dépression animal. Le stress a un effet sur ​​la réactivité PER-et, par conséquent, pourrait avoir un effet indirect sur ​​les performances d&#39;apprentissage des abeilles 19, 20. Le niveau de stress peut être diminué en plaçant les flacons de verre avec les abeilles directement sur la glace immédiatement après le prélèvement pour les immobiliser rapidement. Il doi...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom de réactif / Matériel </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires </td></tr><tr><td> Butineuses de pollen, Apis mellifera L. </td><td></td><td></td><td> Urticaire privés </td></tr><tr><td> Flacons en verre (22 x 45 mm) </td><td> Carl Roth GmbH &amp; Co </td><td> X655.1 </td><td></td></tr><tr><td> Tubes en laiton, 10 x 30 mm </td><td></td><td></td><td> Autoproduits </td></tr><tr><td> Cube en laiton, 3 x 5 mm </td><td></td><td></td><td> Autoproduits </td></tr><tr><td> Tipp-Ex (sans solvant) </td><td> Tipp-Ex GmbH &amp; Co KG </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Solution de saccharose (30%) </td><td></td><td></td><td> Suger ménager dilué dans de l&#39;eau </td></tr><tr><td> L&#39;éthanol (70%) </td><td> Carl Roth GmbH &amp; Co </td><td> 9065,3 &lt;/ Td&gt; <td></td></tr><tr><td> Seringue (1 ml) et une aiguille (0,6 x 25) </td><td> Carl Roth GmbH &amp; Co </td><td> 59,1 </td><td></td></tr><tr><td> Stop Watch </td><td> Carl Roth GmbH &amp; Co </td><td> L423.1 </td><td></td></tr><tr><td> Micromanipulateur </td><td> Märzhäuser MM33 </td><td> 00-42-101-0000 </td><td></td></tr><tr><td> Caméra vidéo numérique </td><td> Basler A602f-2 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Objectif macro pour appareil photo </td><td> TechSpec VZM 200 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Matlab R2009b </td><td> The MathWorks </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

conditionnement tactile et d&#39;analyse des mouvements des stratégies d&#39;échantillonnage antennaires chez les abeilles (<em&gt; apis mellifera</em&gt; l.)

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees (Apis mellifera L.)

Les abeilles (Apis mellifera L.) sont insectes sociaux et bien connus pour leur division complexe du travail et de la capacité d&#39;apprentissage associatif 1, 2. Les abeilles ouvrières passer la première moitié de leur vie à l&#39;intérieur de la ruche obscure, où ils sont soigner les larves ou le renforcement des peignes régulière hexagonale pour la nourriture (pollen ou de nectar par exemple) et du couvain 3. Les antennes sont extraordinaires palpeurs multisensorielles et jouent un rôle crucial dans divers tactiles tâches induites par 4, y compris bâtiment de 5 et 6 ruche reconnaissance des formes. Plus tard dans la vie, chaque abeille quitte la ruche à la recherche de nourriture. Puis, une abeille doit apprendre à distinguer les sources alimentaires rentables, mémoriser leur emplacement, et les communiquer à ses compagnons de nidification 7. Les abeilles utilisent différents signaux floraux comme les couleurs ou les odeurs 7, 8, mais aussi les indices tactiles de la surface des pétales de 9 à former des souvenirs multisensoriels de la source de nourriture. En vertu de coopération entre laboratoiresnditions, les abeilles peuvent être formés dans un paradigme d&#39;apprentissage appétitive de discriminer les caractéristiques des objets tactiles, tels que des bords ou des rainures avec leurs antennes 10, 11, 12, 13. Ce paradigme d&#39;apprentissage est étroitement lié au conditionnement classique de la réponse olfactive extension du proboscis (PER) dans les abeilles harnachés 14. L&#39;avantage du paradigme de l&#39;apprentissage tactile en laboratoire est la possibilité de combiner des expériences comportementales sur l&#39;apprentissage de diverses mesures physiologiques, y compris l&#39;analyse de la forme du mouvement antennaire.

Dans l&#39;expérience suivante, nous avons étudié la façon dont l&#39;apprentissage tactile affecte le comportement d&#39;échantillonnage antennaire chez les abeilles. Pour cela, nous avons suivi le mouvement de la pointe antennaire chez les abeilles naïfs et conditionné avant et pendant la présentation d&#39;un stimulus tactile. Tout d&#39;abord, le mouvement spontané antennaire d&#39;un groupe de butineuses de pollen (N = 42) a été enregistré pendant 1 min. La moitié des abeilles (N = 21) ...

Dans ce protocole, nous montrons comment les abeilles état attelé à des stimuli tactiles et mettre en place une technique de capture de mouvement 2D pour analyser la cinématique de fin échelle modèle d&#39;échantillonnage antennaire.

Conditionnement tactile et d&#39;analyse des mouvements des stratégies d&#39;échantillonnage antennaires chez les abeilles (<em&gt; Apis mellifera</em&gt; L.)

Honey bees (Apis mellifera L.) are eusocial insects and well known for their complex division of labor and associative learning capability1, 2. The worker ...

Les objectifs généraux de cette procédure sont de montrer comment conditionner les abeilles à des stimuli tactiles, et d’introduire une technique de capture de mouvement 2D pour analyser la cinématique de l’échelle fine et 10 modèles d’échantillonnage. Au début, la procédure consiste à capturer des abeilles en vol libre devant leur ruche. La deuxième étape consiste à atteler les abeilles dans des tubes métalliques et à obstruer leurs yeux avec de la peinture blanche.Ensuite, les abeilles sont entraînées à des stimuli tactiles à l’aide de la procédure de conditionnement classique. La dernière étape consiste à enregistrer le mouvement de l’antenne de l’abeille conditionnée à l’aide d’une caméra vidéo numérique. En fin de compte, la capture de mouvement 2D dans MATLAB est utilisée pour analyser les changements de comportement du mouvement d’une antenne chez les abeilles mellifères après des paradigmes d’apprentissage tactile associatifs et non associatifs.Cette méthode peut être utilisée pour étudier la discrimination tactile et la perception chez diverses espèces modifiables. Il peut différencier les changements dus à l’apprentissage tactile non associatif des changements résultant de l’apprentissage associatif comme pendant le conditionnement. En général, les personnes qui ne connaissent pas cette méthode auront du mal à le faire parce que les abeilles doivent être manipulées avec beaucoup de soin et que le moment de la procédure de conditionnement tactile est crucial.La méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la détection active du toucher. Il utilise un comportement réflexe naturel comme comportement de rapport, ce qui nous permet de dire si l’animal peut ou non discriminer entre deux stimuli tactiles. Pour commencer, collectez les abeilles directement à l’entrée de la ruche.Capturez chaque abeille dans un flacon en verre fermé par un bouchon en mousse, et apportez-la immédiatement au laboratoire pour une manipulation ultérieure en laboratoire. Brièvement, refroidissez les abeilles dans un réfrigérateur à quatre degrés Celsius jusqu’à ce qu’elles commencent à montrer des signes d’immobilité. Tout d’abord, immobilisez chaque abeille sur un tube métallique.Placez du ruban adhésif autour de la tête et du thorax et sur l’abdomen. Vérifiez que le probus et une antenne sont librement mobiles pour obstruer la vision de l’abeille. Peignez les yeux et les selli composés avec de la peinture blanche.Placez une petite goutte de cire fondue entre la tête et le ruban adhésif pour éviter que la tête ne bouge. Pendant les enregistrements. Pour faciliter l’identification, marquez le ruban de chaque abeille avec un numéro et placez le tube dans une atmosphère humide pour éviter la déshydratation.Enfin, utilisez une seringue remplie de solution de saccharose à 30 % pour nourrir chaque abeille pendant cinq secondes et laissez-les récupérer pendant 30 minutes. Avant de commencer le protocole de conditionnement tactile, avant le conditionnement, testez chaque B pour la réponse d’extension psis ou PER. Pour ce faire, appliquez un stimulus à 30 % de saccharose sur les antennes pour une réponse correcte.L’extrémité du psis doit traverser une ligne virtuelle entre les mandibules ouvertes. Seules les abeilles avec un PER correct sont utilisées pour l’étude. Pour le conditionnement tactile, des structures de surface métalliques sont utilisées comme stimulus conditionné ou cs.Leur surface peut être lisse ou rainurée pour créer une texture différente. Le stimulus inconditionné ou US est une solution à 30 % de saccharose. Placez le cube en laiton dans un support sur un micro-manipulateur.Cela permettra un positionnement précis pendant la procédure de conditionnement. Une fois le stimulus tactile monté, placez une abeille devant le micromanipulateur. Ensuite, positionnez lentement les C de manière à ce que la surface du stimulus tactile soit parallèle à la tête de l’abeille.L’abeille doit être capable de balayer le stimulus tactile dans une position confortable avec les deux antennes. Pour commencer la procédure de conditionnement, laissez la perle balayer le stimulus tactile pendant cinq secondes. Après les trois premières secondes, à l’aide d’une seringue, présentez une gouttelette de la solution de saccharose à 30 % sous le probos.À l’aide de l’extrémité de la seringue, soulevez doucement le probus. Cette stimulation devrait provoquer le PER inconditionné. Permettez à l’abeille de lécher le saccharose.Récompense pour une seconde. Poursuivez la procédure de conditionnement jusqu’à ce que l’abeille reçoive cinq appariements. Après les premiers appariements récompensés, les abeilles devraient commencer à répondre à la présentation CS par extension de leur psis indiquant qu’elles attendent la récompense à venir.Un psis complètement étendu observé à tout moment au cours des trois premières secondes de présentation du stimulus tactile avant la présentation du saccharose est noté comme une réponse positive. Enfin, une courbe d’apprentissage est générée pour un groupe d’abeilles. Pour cela, le pourcentage d’abeilles présentant le PER lors de la présentation de la CS est tracé pour chaque essai.Après le conditionnement, une caméra vidéo numérique avec un objectif macro approprié est utilisée pour enregistrer les mouvements de l’antenne. Ici, nous utilisons une caméra 602 F, équipée d’un objectif VZM 200 de spécification technique fonctionnant à 50 images par seconde via une connexion filaire de feu, ajustons la caméra de manière à ce que l’abeille harnachée et le stimulus tactile soient visibles. Ensuite, calibrez l’appareil photo en prenant des photos uniques d’un damier calibré dans différentes orientations.Utilisez un logiciel spécialisé avec un outil d’étalonnage de l’appareil photo pour analyser les images. Une fois calibré, placez un seul B fixe sous l’objectif de la caméra et présentez le stimulus tactile. Comme indiqué précédemment.Enregistrez le mouvement de l’étanchéité pendant que l’abeille scanne l’objet. Une fois les données collectées, MATLAB permet de définir d’abord l’arrière-plan de l’image, puis de calculer la valeur médiane de l’échelle de gris au fil du temps pour chaque pixel. Les objets statiques tels que la tête fixe de l’abeille et le stimulus tactile constitueront l’arrière-plan de l’image en soustrayant l’arrière-plan de l’image de chaque image des pièces mobiles de la vidéo.Idéalement, les antennes de l’abeille sont isolées comme les seules zones de valeurs non nulles pour un traitement ultérieur. Les deux plus grandes zones avec des valeurs de pixel non nulles sont supposées être les antennes a. Un masque est créé pour localiser les extrémités de l’antenne et pour l’ensemble de l’image afin de réduire la quantité d’erreur.Une combinaison d’outils d’érosion et de dilatation de l’image est appliquée une fois que ces techniques ont réduit le niveau de bruit. Une fonction de masque binaire est utilisée pour regrouper les zones disjointes. Le centre de gravité est calculé pour les deux plus grands de ces amas afin de distinguer l’antenne gauche de l’antenne droite.Ici, ils sont étiquetés en rouge et vert. Enfin, la pointe de l’antenne pour chaque antenne peut être définie comme le pixel d’un cluster avec la valeur la plus élevée dans la direction proximale à distale, un histogramme bidimensionnel est créé qui montre la distribution spatiale de la pointe d’une pointe représentée. Voici la courbe d’apprentissage du conditionnement tactile du PER chez le faussaire de pollen.Le pourcentage de réponses positives après le premier appariement était significativement plus élevé par rapport au comportement spontané, et la courbe d’apprentissage montre une saturation après la troisième récompense. Dans cet exemple, le mouvement de la pointe anale dans le groupe conditionné et le groupe naïf a été enregistré pendant une minute en présence ou en absence du stimulus tactile observé. Voici les mouvements spontanés d’un tunnel avant la présentation du stimulus.L’absa montre la position latérale de l’extrémité d’un tunnel tandis que l’ordonnée montre la position distale. L’échelle de couleurs indique le pourcentage de temps que la pointe de l’anin a passé à un endroit donné. Le jaune indique que les emplacements sont très fréquents, que les emplacements sont rouges, moins fréquents et que les emplacements noirs sont hors de portée.Ces données montrent que le groupe et le groupe conditionné ont modifié leur schéma de mouvement antal en présence d’un stimulus tactile par rapport à leur comportement spontané. Notez que la région jaune rectangulaire près de la surface du stimulus indique que la pointe du talon de la fourmi a passé beaucoup de temps à échantillonner la surface. Les abeilles du groupe conditionné ont passé beaucoup plus de temps avec leur pointe d’antenne dans la zone du stimulus que les abeilles naïves.À la suite de cette procédure, des méthodes électrophysiologiques et pharmacologiques peuvent être trouvées pour répondre à des questions supplémentaires telles que : quelle est la base neurophysiologique du comportement tactile actif chez les abeilles après son développement ? Cette technique de conditionnement tactile a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la détection active du toucher pour explorer divers aspects de la discrimination des stimuli tactiles, mais aussi de l’apprentissage tactile et de la mémoire dans les Alpha Pots. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’analyser la recherche tactile active et les mouvements d’échantillonnage et les insectes.Notez que l’analyse du mouvement peut être étendue à l’analyse tridimensionnelle si au moins une caméra supplémentaire est ajoutée de manière synchronisée à la première.

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