Un Protocole d'intervention en Trompe d'extension pour les enquêtes plasticité comportementale chez les insectes: application à la base, biomédicale et la recherche agricole

Le protocole de conditionnement Proboscis Extension Response (PER), développé pour l’abeille mellifère (Apis mellifera), fournit un moyen écologiquement pertinent et facilement quantifiable pour étudier plusieurs mécanismes d’apprentissage différents chez de nombreuses espèces d’insectes.

L’objectif général de cette procédure est de montrer comment mettre en œuvre le conditionnement comportemental d’une réponse réflexive simple à la nourriture chez les abeilles. Ceci est accompli en capturant d’abord les abeilles, en les retenant dans des harnais, en les nourrissant avec une petite quantité de solution secrète, puis en leur permettant de s’habituer à la retenue. Ensuite, on sélectionne pour le conditionnement des billes qui montrent une motivation suffisante lorsque leurs antennes sont touchées avec du saccharose.

Pendant le conditionnement, la présentation de l’odeur est associée à une récompense de saccharose pour susciter la réponse conditionnée. Ensuite, les essais non renforcés mesurent la présence ou l’absence de la réponse, la latence de la réponse et la durée de la réponse. La dernière étape est l’analyse des données et la présentation graphique des essais de conditionnement et d’essai.

Cette technique a été appliquée avec succès à des études de biologie des abeilles et le comportement d’apprentissage de la santé est particulièrement sensible aux traitements perturbateurs tels que les pesticides, permettant d’évaluer l’impact de ces types de traitements sur le comportement des abeilles domestiques à des niveaux sublétaux. La démonstration visuelle de cette méthode aide à comprendre le timing du stimulus requis pour un conditionnement efficace et les erreurs courantes qui réduisent l’efficacité. Une personne novice dans cette méthode aura du mal avec l’attention portée aux détails requis à la fois par le protocole et les conditions environnantes.

Pour commencer, collectez les abeilles ouvrières à l’entrée de la colonie lorsqu’elles s’arrêtent avant de partir ou lorsqu’elles reviennent de la butinage. Ne capturez qu’une seule abeille par flacon. Tenez l’ouverture du flacon horizontalement ou vers le bas tout en fixant le couvercle pour éviter qu’il ne s’échappe.

Une fois les abeilles recueillies, retournez au laboratoire et placez quelques-uns des flacons à la fois dans une boue d’eau glacée. Une fois qu’une abeille est immobile, retirez immédiatement le flacon de la glace pour éviter une surexposition et placez l’abeille dans un harnais de retenue. Retenir l’abeille avec son thorax dorsal face à la partie découpée du support et sa tête juste au-dessus du haut.

Appuyez doucement sur l’abeille pour que ses pièces buccales dépassent du bord du support. Glissez une bande de ruban adhésif entre la tête et le thorax sur le côté dorsal et fixez fermement l’extrémité libre sur le côté du support. Assurez-vous que le ruban adhésif du harnais est lisse et tendu.

Il ne doit pas y avoir d’espace notable entre l’avant du porte-abeille et le ruban adhésif. S’il y a des trous, l’abeille peut ne pas être en mesure d’étendre correctement son per bois ou elle peut être en mesure de s’échapper. Laissez les abeilles environ 30 minutes se remettre de l’attelage avant de les nourrir.

Ensuite, dans une zone bien éloignée de la zone de formation, nourrissez chaque abeille avec environ trois à quatre microlitres de saccharose de 0,5 molaire pendant l’intervalle entre l’alimentation et le conditionnement. Placez les abeilles dans un endroit calme du laboratoire et dans un récipient en plastique avec des serviettes en papier humides. Pendant ce temps, quelques minutes avant de commencer le conditionnement, Testa se motive à se nourrir en touchant ses antennes avec une petite gouttelette de solution de saccharose à 0,5 molaire.

Ne les laissez pas se nourrir pendant ce test. S’ils répondent en étendant leur psis, ils sont probablement suffisamment motivés pour apprendre et peuvent être utilisés pour le protocole. Lorsque vous êtes prêt, placez la seringue en verre dans un support en pâte à modeler et ajustez-la de manière à ce que l’ouverture de l’extrémité large soit dirigée directement vers les abeilles et 10 E.L’extrémité de la seringue doit être à un à deux centimètres de l’abeille, solidement placée le raccord reliant la cartouche au tube Airstream et au système de valve sur l’extrémité étroite de la seringue.

Au début de chaque essai, placez l’abeille harnachée sur le piquet dans l’arène de conditionnement avec ses antennes pointées directement vers la cartouche d’odeur. Laissez l’abeille se reposer dans l’arène pendant 15 à 25 secondes avant de commencer le stimulus olfactif pour lui permettre de s’habituer à son nouvel environnement. Appuyez sur le bouton de démarrage pour lancer le mécanisme de chronométrage de la diffusion des odeurs.

Surveillez la réponse de l’abeille à l’odeur après le début du stimulus et avant la présentation du stimulus inconditionné. Après chaque essai, laissez l’abeille se reposer dans la zone de conditionnement pendant 15 à 25 secondes supplémentaires pour permettre la formation initiale de la mémoire. Déplacer l’abeille trop tôt après l’essai réduira considérablement l’efficacité de chaque essai de conditionnement.

Pour délivrer le saccharose, tenez la pointe de l’aiguille à deux ou trois centimètres de l’abeille pendant que l’odeur est présentée. Utilisez le bord de l’arène d’entraînement pour éviter de secouer la seringue, car ce mouvement peut distraire l’abeille. Un signal d’alimentation retentira lors de la présentation du stimulus olfactif.

Dès que le signal d’alimentation retentit légèrement, touchez les antennes jusqu’à ce que l’abeille s’étende comme des probos, puis nourrissez l’abeille. Le temps entre la présentation de l’odeur et la présentation du saccharose est critique. Idéalement, ces deux stimuli devraient se chevaucher brièvement.

Si plus de quelques secondes s’écoulent entre la présentation de l’odeur et la présentation du saccharose, les performances de conditionnement diminueront. Après le conditionnement, utilisez des essais non renforcés pour évaluer dans quelle mesure les abeilles se souviennent de l’association conditionnée. Tout d’abord, installez une caméra vidéo sur un trépied au-dessus de la zone d’entraînement et concentrez la caméra sur l’avant de la tête de l’abeille afin que les antennes et le probus soient nets.

Assurez-vous qu’une petite lumière LED, qui indique la présentation d’un stimulus olfactif, se trouve dans une zone derrière l’abeille et où elle est visible dans la vidéo, mais pas pour l’abeille. Cela permet d’identifier le moment de l’apparition et du décalage de l’odeur pendant l’analyse. Pour obtenir les résultats les plus cohérents, utilisez des cartouches d’odeurs fraîchement préparées pour les tests une fois que tout est configuré.

Commencez le test en présentant l’odeur comme indiqué précédemment. Commencez l’enregistrement 20 secondes avant de présenter l’odeur et poursuivez l’enregistrement pendant au moins 20 secondes après. Après le test, utilisez un logiciel de montage vidéo pour noter la réponse de chaque abeille à la condition au stimulus.

Utilisez un système de notation binaire pour noter la réponse de l’extension psis en notant les réponses comme positives ou négatives. Attribuez une note positive à la réponse de B. Lorsque le B extensus psis au-delà de la ligne pratiquée en reliant les extrémités des mandibules ouvertes n’obtient une réponse positive que lorsque le B étend son prob bois après l’apparition de l’odeur, mais avant le décalage de l’odeur marque la réponse de B comme négative lorsqu’il n’y a pas d’extension du prob Bois pendant l’essai, ou si le Pro Bois est étendu après le décalage de l’odorisant, D’autres paramètres peuvent être collectés, tels que la latence jusqu’à l’extension et le nombre et la durée totale des réponses de réponse de l’extension à la condition.

Le stimulus a augmenté au cours des essais de conditionnement ultérieurs. Les réponses aux nouvelles odeurs d’essai, qui différaient du stimulus en longueur de la chaîne carbonée et/ou en position du carbone carboné, ont été réduites proportionnellement au degré de différence entre le stimulus de condition et la nouvelle odeur d’essai. Ces données illustrent la variabilité et le conditionnement réussi entre les nouveaux chercheurs.

Les réponses à l’octal différaient selon le groupe qui effectuait le test. Au cours des essais, l’odeur utilisée comme stimulus de condition a suscité la réponse la plus forte. Lorsque l’octal a été utilisé comme stimulus de condition, la réponse était plus forte pendant les tests par rapport au cyclone méthyle, une nouvelle odeur.

De même, le cyclone méthylique a produit des réponses plus fortes lorsqu’il a été utilisé comme stimulus conditionné. Lorsque l’appariement à l’envers a été utilisé, la réponse conditionnée a été réduite à un niveau proche de celui de la nouvelle odeur, illustrant l’importance d’un timing précis pour un conditionnement réussi après son développement. Cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine des neurosciences pour explorer les bases neuronales de l’apprentissage et de la mémoire et des organismes modèles d’insectes tels que l’abeille

N’oubliez pas que travailler avec des insectes, en particulier des abeilles, peut être dangereux. Assurez-vous de porter un équipement de protection approprié lorsque vous travaillez avec ces animaux.