Name: מיזוג מישוש וניתוח תנועה של אסטרטגיות דגימת מחושים בדבורי דבש ( תפיס mellifera ל ) (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-12T11:50:00.000+00:00
Duration: 10 min 14 s
Description: למד כיצד לאמן דבורי דבש לגירוי מישוש ולנתח תנועות אנטנות באמצעות טכניקת Motion Capture דו-ממדית ב-MATLAB. שיטה זו מאפשרת חקר למידה טקטילית אסוציאטיבית ולא אסוציאטיבית ב-Apis mellifera.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מודים ליואכים Erber מציג אותנו לפרדיגמה למידת מישוש בדבורי דבש. עבודה זו נתמכה על ידי Cluster של אקסלנס 277 CITEC, במימון במסגרת יוזמת אקסלנס הגרמניה.

1. הכנת הדבורים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלקטי מזון צוף או אבקה נתפסו בשדה או ממזין סוכרוז או ישירות מכניסת הכוורת תוך חזרה מטיול בחיפוש אחר מזון. כל דבורה בודדה נתפסה לתוך בקבוקון זכוכית שנסגר עם תוספת קצף ונלקח מייד למעבדה להמשך טיפול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במעבדה, שהדבורים שנתפסו הם התקררו בקצרה במקרר ב 4 מעלות צלזיוס עד שהם מראים סימנים הראשונים של חוסר תנועה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל דבורה משותקת היחידה היא רכובה בצינור מתכת קטנה עם סרט דבק בין הראש ובית חזה ועל הבטן. יש להקפיד שהחוטם ומחושי חופשיות מטלטלין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצייר את העיניים המורכבות וocelli של דבורה הקבועה בצבע לבן (למשל ממס ללא טיפקס) כדי לחסום את הראייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף טיפה קטנה של שעווה מותכת מאחורי הראש של הדבורה כדי לתקן את זה לקלטת בין הראש ובית החזה כדי למנוע תנועות ראש במהלך הקלטות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמן כל דבורה בודדה עם מספר בקלטת לזיהוי טוב יותר ולמקם את הצינור עם דבורה הקבועה לאווירה לחה כדי למנוע התייבשות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להאכיל את כל דבורה יחידה למשך 5 שניות בטיפין 30% סוכרוז פתרון מוצג עם מזרק ולתת לכל הדבורים להתאושש למשך 30 דקות לפני שמתחיל עם פרוטוקול מיזוג המישוש. </li></ol> 2. מיזוג מישוש <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני המיזוג, כל דבורה יחידה יש ​​להיבדק לתגובת שלוחת החוטם (PER) לגירוי סוכרוז 30% יחול על האנטנות. כך קצה החוטם יש לחצות קו וירטואלי בין הלסתות נפתחו. השלך את כל הדבורים שאינו מגיבים עם PER לגירוי סוכרוז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למיזוג מישוש להשתמש קוביית פליז (למשל 3 X 5 מ&quot;מ) עם חלק או דפוס חרות, למשל, אופקי או אנכיים ויוצרים חריצים צורמים עם אורך גל מיקרומטר 150, כגירוי המותנה (CS). Fאו גירוי בלתי המותנה (ארה&quot;ב) להשתמש בפתרון 30% סוכרוז (סוכר ביתי, מדולל במים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קוביית פליז (CS) ממוקמת לתוך מחזיק בmicromanipulator (למשל, MM33 Märzhäuser) כדי להבטיח מיצוב מדויק במהלך הליך המיזוג. ארה&quot;ב הציגה לדבורה עם מזרק מלא בפתרון 30% סוכרוז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הליך המיזוג מורכב מחמישה זוגות של פתרון סוכרוז (ארה&quot;ב) גירוי חוש המישוש (מדעי מחשב) ועם מרווח בין משפט (ITI) של 5 דקות. הנח דבורה יחידה מול micromanipulator עם גירוי מישוש רוכבים (CS). מקם את CS לאט, כגון שפני השטח של גירוי חוש המישוש הוא מקביל לראש של הדבורה (איור 1 ו-B). המרחק בין בעלי החיים ומשושי האובייקט צריך להיות בטווח של רדיוס עבודת המחושים של הדבורים שנבדקו, כלומר הדבורה צריכה להיות מסוגלת לסרוק את גירוי המישוש בתנוחה נוחה with הן אנטנות. בדוגמא שמוצגת באיור 1, המרחק היה 3 מ&quot;מ. בואו הדבורה לסרוק גירוי חוש המישוש (CS) למשך 5 שניות. אחרי הראשון 3 השניות, להציג טיפה של תמיסה עם מזרק מתחת לחוטם סוכרוז 30% (ארה&quot;ב). השתמש בקצה המזרק בעדינות להעלות את החוטם. גירוי סוכרוז תחת החוטם יעורר הבלתי המותנה לכל 15. אפשר הדבורה ללקק את פרס סוכרוז. השתמש בשעון עצר עם אות אזעקה לשמור על מרווחי הזמן המדויקים במהלך מיזוג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> PER המותנה משמש כמדד להצלחת הלמידה של דבורים. לאחר הזיווגים מתוגמלים הראשונים, דבורים מתחילות להגיב למצגת CS על ידי רחבה של חוטמם, המציין כי הם מצפים גמול הקרוב. A חוטם ארוך באופן מלא שנצפה בכל העת במהלך חלון הזמן של 3 שניות מצגת גירוי חוש מישוש ולפני מצגת סוכרוז הוא בקיע כתגובה חיובית. אין תגובה נספרת שלילית. OCCurrence של PER יש לציין על ידי הנסיין. אחוז הדבורים מראים PER במהלך מצגת CS הוא להתוות עבור כל משפט. </li></ol> 3. הקלטות kinematic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תנועות מחושים של דבורה רתמה אחת נרשמות במצלמת וידאו דיגיטלית עם עדשת מאקרו מתאימה (למשל Basler A602f-2 מצוידים בTechSpec VZM 200, פעל ב50 fps באמצעות חיבור חוטי אש). המצלמה המוצבת מעל לבעלי החיים בנוף מלמעלה למטה (איור 1). באיור 1, הרזולוציה מרחבית של ההקלטות היא 0.02 מ&quot;מ / פיקסל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכייל את המצלמה על ידי הקלטת תמונות בודדות של שחמט 10 x 10 מ&quot;מ עם אורך קצה של 1 מ&quot;מ מאורינטציות שונות תחת מטרת המצלמה. הכיול אפשר לעשות עם תיבת כלי כיול המצלמה 16 Matlab. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח דבורה קבועה אחת מתחת לעדשת המצלמה. תציג את גירוי חוש המישוש, מחובר לmicromanipulator, לבעלי החיים. המשך באותה הצורה כפי שתואר למיזוג מישוש, ולהקליט את תנועת המחושים בעוד הדבורה היא סורקת את האובייקט. חשוב שכל מגוון מחושים עובד וגירוי חוש המישוש גלויים. האפשרויות של דפוסי גירוי נבדקו ומספרי משפט תלויים בעיצוב ניסיוני. </li></ol> 4. ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב רקע התמונה נעשה ב-Matlab. ראשית, הערך החציוני הגוונים האפורים לאורך זמן צריך להיות מחושב עבור כל פיקסל. אובייקטים סטטיים, כמו הראש הקבוע של הדבורה וגירוי חוש המישוש, יהוו רקע התמונה. אובייקטים נעים, כמו שתי אנטנות, לא יהיו חלק מהרקע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל מסגרת של וידאו המוקלט יש להיות טעונה ברצף, ואת ההבדל בין המסגרת הנוכחית ורקע התמונה צריך להיות מחושב. התוצאה של חיסור זה מדגיש את אותם חלקים של התמונה שעוברות מתמונה לתמונה. תעודת זהותלא מוקדם, האנטנות של הדבורה הן האזורים היחידים של ערכים שאינם אפס (התרשים 1C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעיבוד נוסף, שני האזורים הגדולים עם ערכי הפיקסלים אינם אפס הנחה הם כי האנטנות. עבור שתי אנטנות מסיכת בינארי היא להיות שנוצרה עבור כל פיקסל מכיל ערך 1, אם פיקסל שייך לאנטנה וערך 0 אחרים. מסכה זו משמשת כבסיס לאיתור עצות המחושים מאוחר יותר. כדי לקבל את מסכה מקדימה לכל התמונה אפורת הערך של כל פיקסל של תמונת ההבדל הוא בהשוואה לסף שנקבע מראש. מאז אנחנו דואגים רעש מאוחר סף זה נבחר להיות נמוך למדי. המסכה הראשונית אז עדיין מחזיקה שני סוגים של טעויות: ראשית, בשל אזורים קטנים רעש בתמונה הם עדיין חלק מהמסכה. שנית, שטחים ששייכים לאנטנה לא בהכרח להיות מחוברים באופן מלא. האחרונים בעיקר מתרחשים אם הרקע יש את אותה ההארה כאנטנה כ. כדי לחסל את החפצים האלה, סטנדרטייםניתוח מורפולוגי עיבוד תמונה מיושם, כלומר שילוב של שחיקת דימוי והרחבה, בהסתמך על הפונקציות הסטנדרטיות Matlab imerode וimdilate בהתאמה (ראה עמ &#39;17 158-205 להסבר נוסף). לאחר תהליך denoising השערות האנטנות עדיין נמצאות בתוך אותה המסכה. לפיכך, כשלב בא מסכת הבינארי התקבץ לאזורי disjoint באמצעות Matlab פונקצית bwlabel הסטנדרטי (ראה 17 עמ &#39;40-48 לפרטים נוספים על אלגוריתם פילוח התמונה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מספר הפיקסלים באשכול נספר ושני האשכולות הגדולים נבחרו. מרכז הכובד מחושב להבחין בין אנטנת ימין ועל השמאל (1D איור). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיפ המחושים לכל אנטנה יכול להיות מוגדר כפיקסל באשכול עם הערך הגבוה ביותר בכיוון פרוקסימלי לדיסטלי (ראה איור 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>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

הכנת דבורים: איסוף ותיקון הדבורים צריכים להיעשות במהירות, על מנת לשמור את רמת הלחץ של בעלי החיים הנמוכים. לחץ יש השפעה על ההיענות לכל, ולכן יכול להיות השפעה עקיפה על ביצועי למידה בדבורים 19, 20. רמת הלחץ יכולה להיות ירידה על ידי צבת בקבוקוני זכוכית עם דבורים ישירות על קרח מייד אחרי אוסף כדי לשתק אותם במהירות. זה חייב להילקח בחשבון שדבורים צריכים עוד זמן כדי להתאושש כבר תקופת ההרדמה היא לפני. <p class="jove_content" style=";text-align:right;direction...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב / חומרים </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> לקטי אבקנים, תפיס mellifera L. </td><td></td><td></td><td> כוורות פרטיות </td></tr><tr><td> בקבוקוני זכוכית (22 x 45 מ&quot;מ) </td><td> קרל רוט GmbH &amp; Co </td><td> X655.1 </td><td></td></tr><tr><td> צינורות נחושת, 10 30 מ&quot;מ x </td><td></td><td></td><td> בהפקה עצמית </td></tr><tr><td> קוביית נחושת, 3 5 מ&quot;מ x </td><td></td><td></td><td> בהפקה עצמית </td></tr><tr><td> הטיפקס (ממס ללא) </td><td> טיפקס GmbH &amp; Co KG </td><td></td><td></td></tr><tr><td> פתרון סוכרוז (30%) </td><td></td><td></td><td> suger הביתי מדולל במים </td></tr><tr><td> אתנול (70%) </td><td> קרל רוט GmbH &amp; Co </td><td> 9065.3 &lt;/ Td&gt; <td></td></tr><tr><td> מזרק (מ&quot;ל 1) ומחט (0.6 x 25) </td><td> קרל רוט GmbH &amp; Co </td><td> 59.1 </td><td></td></tr><tr><td> להפסיק לצפות </td><td> קרל רוט GmbH &amp; Co </td><td> L423.1 </td><td></td></tr><tr><td> Micromanipulator </td><td> Märzhäuser MM33 </td><td> 00-42-101-0000 </td><td></td></tr><tr><td> מצלמת וידאו דיגיטלית </td><td> Basler A602f-2 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> עדשת מאקרו למצלמה </td><td> TechSpec VZM 200 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Matlab R2009b </td><td> את MathWorks </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

מיזוג מישוש וניתוח תנועה של אסטרטגיות דגימת מחושים בדבורי דבש (<em&gt; תפיס mellifera</em&gt; ל &#39;)

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

דבורי דבש (Apis mellifera ל &#39;) הם חרקי eusocial וידועים לחטיבה המורכבת שלהם בעבודה וביכולת למידה אסוציאטיבית 1, 2. את הדבורים פועל לבלות את המחצית הראשונה של חייהם בתוך הכוורת החשוכה, שבו הם מטפלים בזחלים או בניית המסרקים הרגילים משושה למזון (אבקה או צוף למשל) וגורים 3. האנטנות הן גישושים חושיים יוצאים דופן ולמלא תפקיד מרכזי במשימות שונות מישוש תיווך 4, כולל בניית כוורת 5 וזיהוי תבניות 6. מאוחר יותר בחיים, כל דבורה בודדה משאירה את הכוורת כדי לצאת ללקט מזון. אז דבורה צריכה ללמוד להבחין מקורות מזון רווחיים, לשנן את המיקום שלהם, ולתקשר אותו לחברי הקן שלה 7. דבורים משתמשים באותות שונים פרחוניים כמו צבעים או ריחות 7, 8, אלא גם רמזי מישוש מפני שטח כותרת 9 לגבש זכרונות חושיים של מקור מזון. תחת שיתוף המעבדהnditions, דבורים ניתן לאמן בפרדיגמה למידת אפטטיבית להיפלות תכונות אובייקט מישוש, כגון קצוות או חריצים עם האנטנות שלהם 10, 11, 12, 13. הפרדיגמה למידה זו קשורה קשר הדוק למיזוג חוש הריח הקלסי של תגובת שלוחת החוטם (PER) בדבורים רתומים 14. היתרון של הפרדיגמה למידת המישוש במעבדה הוא האפשרות של שילוב ניסויים התנהגותיים בלימוד עם מדידות פיסיולוגיות שונות, לרבות הניתוח של דפוסי תנועת המחושים.

בניסוי הבא למדנו כיצד למידת מישוש משפיעה על התנהגות דגימת מחושים בדבורי דבש. לשם כך, אנחנו פיקוח התנועה של קצה המחושים בדבורים נאיביים ומותנית לפני ובמהלך ההצגה של גירוי חוש מישוש. ראשית, תנועת המחושים הספונטנית של קבוצת מלקטי מזון אבקה (N = 42) נרשמה לדקות 1. מחצית מהדבורים (N = 21) הייתה אז התנתה ידי זיווג גירוי מישוש עם 30% גמול סוכרוז חמש פעמים. זו הייתה הקבוצה הממוזגת. גירוי המישוש היה משטח 30 x 50 המ&quot;מ...

בפרוטוקול זה אנו מראים כיצד מצב רתמו דבורי דבש לגירויי מישוש ולהציג את טכניקת לכידת תנועת 2D לניתוח קינמטיקה של דפוס דגימת מחושים בקנה מידה זעירה.

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

המטרות הכלליות של הליך זה הן להראות כיצד להתנות דבורי דבש לגירויים מישושיים, ולהציג טכניקת לכידת תנועה דו-ממדית לניתוח הקינמטיקה בקנה מידה עדין ו-10 דפוסי דגימה. בהתחלה, ההליך דורש לכידת דבורים מעופפות חופשיות מול הכוורת שלהן. השלב השני הוא לרתום דבורים לצינורות מתכת ולסתום את עיניהן בצבע לבן.לאחר מכן, הדבורים מאומנות לגירוי מישוש באמצעות הליך ההתניה הקלאסי. השלב האחרון הוא להקליט את תנועת האנטנה של הדבורה המותנית באמצעות מצלמת וידאו דיגיטלית. בסופו של דבר, לכידת תנועה דו-ממדית ב-MATLAB משמשת לניתוח שינויים בהתנהגות תנועת אנטנה בדבורי דבש לאחר פרדיגמות למידה מישוש אסוציאטיביות ולא אסוציאטיביות.ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לחקור אפליה ותפיסה מישוש במינים שונים הניתנים לשינוי. זה יכול להבדיל בין שינויים הנובעים מלמידה מישוש לא אסוציאטיבית לבין שינויים המתרחשים מלמידה אסוציאטיבית כמו במהלך התניה. בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו יתקשו מכיוון שיש לטפל בדבורים בזהירות רבה ותזמון הליך ההתניה המישוש הוא קריטי.השיטה יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום חישת מגע אקטיבית. הוא משתמש בהתנהגות רפלקס טבעית כהתנהגות דיווח, ומאפשר לנו לדעת אם החיה יכולה להבחין בין שני גירויים מישוש או לא. כדי להתחיל לאסוף דבורים ישירות מהכניסה לכוורת.לכוד כל דבורה בבקבוקון זכוכית סגור עם פקק קצף, וקח אותה מיד למעבדה להמשך טיפול במעבדה. בקצרה, מצננים את הדבורים במקרר של ארבע מעלות צלזיוס עד שהן מתחילות להראות סימני חוסר תנועה. ראשית, יש לשתק כל דבורה על צינור מתכת.הניחו סרט דבק סביב הראש ובית החזה ומעל הבטן. ודא שהפרובוס והאנטנה ניתנים להזזה חופשית כדי לחסום את ראיית הדבורה. צבעו את העיניים המורכבות ואת הסלי בצבע לבן.הניחו טיפה קטנה של שעווה מומסת בין הראש לסרט כדי למנוע מהראש לזוז. במהלך ההקלטות. לזיהוי קל יותר, סמנו את הסרט של כל דבורת דבש במספר והניחו את הצינור באווירה לחה כדי למנוע התייבשות.לבסוף, השתמש במזרק מלא בתמיסת סוכרוז 30% כדי להאכיל כל דבורה למשך חמש שניות ולתת לה להתאושש במשך 30 דקות. לפני שתתחיל בפרוטוקול ההתניה המישושית, לפני ההתנייה, בדוק כל B עבור תגובת הארכת ה-psis, או PER. לשם כך, הפעל גירוי סוכרוז של 30% על האנטנות לתגובה נכונה.קצה הפסיס צריך לחצות קו וירטואלי בין הלסתות התחתונות הפתוחות. רק דבורים עם PER נכון משמשות למחקר. לצורך מיזוג מישוש, מבני משטח מתכת משמשים כגירוי מותנה או cs.פני השטח שלהם יכולים להיות חלקים או מחורצים ליצירת מרקם שונה. הגירוי הבלתי מותנה או US הוא פתרון סוכרוז של 30%. הנח את קוביית הפליז למחזיק על מניפולטור מיקרו.זה יאפשר מיקום מדויק במהלך הליך המיזוג. לאחר התקנת הגירוי המישוש, הנח דבורה מול המניפולטור המיקרו. לאחר מכן, מקם לאט את ה-C כך שפני השטח של גירוי המישוש מקבילים לראש הדבורה.הדבורה אמורה להיות מסוגלת לסרוק את גירוי המישוש במצב נוח עם אנטנה. כדי להתחיל בהליך ההתנייה, אפשר לחרוז לסרוק את גירוי המישוש למשך חמש שניות. לאחר שלוש השניות הראשונות, השתמש במזרק כדי להציג טיפה של תמיסת סוכרוז 30% מתחת לחרטום.השתמש בקצה המזרק כדי להרים בעדינות את הפרובוס. גירוי זה אמור לעורר את ה-PER הבלתי מותנה. אפשר לדבורה ללקק את הסוכרוז.פרס לשנייה אחת. המשך בהליך המיזוג עד שהדבורה תקבל חמישה זיווגים. לאחר הזוגות המתוגמלים הראשונים, הדבורים צריכות להתחיל להגיב להצגת CS על ידי הרחבת ה-psis שלהן המצביע על כך שהן מצפות לתגמול הקרוב.פסיס מורחב לחלוטין שנצפה בכל עת במהלך שלוש השניות הראשונות של הצגת גירוי מישוש לפני הצגת סוכרוז מקבל ציון כתגובה חיובית. לבסוף, נוצרת עקומת למידה עבור קבוצת דבורים. לשם כך, אחוז הדבורים המציגות את ה-PER במהלך הצגת CS משורטט עבור כל ניסוי.לאחר המיזוג משתמשים במצלמת וידאו דיגיטלית עם עדשת מאקרו מתאימה להקלטת תנועות האנטנה. כאן אנו משתמשים במצלמת בסלר 602 F, המצוידת בעדשת VZM 200 במפרט טכני המופעלת במהירות של 50 פריימים לשנייה באמצעות חיבור חוט אש, מכוונים את המצלמה כך שהדבורה הרתומה וגירוי המישוש יהיו גלויים. לאחר מכן, כייל את המצלמה על ידי צילום תמונות בודדות של לוח שחמט מכויל מכיוונים שונים.השתמש בתוכנה מיוחדת עם כלי כיול מצלמה כדי לנתח את התמונות. לאחר הכיול, הנח B קבוע יחיד מתחת לעדשת המצלמה והצג את הגירוי המישוש. כפי שהוצג קודם לכן.רשום את תנועת החותם בזמן שהדבורה סורקת את האובייקט. לאחר איסוף הנתונים, MATLAB משמש להגדרת רקע התמונה תחילה, לחישוב ערך קנה המידה האפור החציוני לאורך זמן עבור כל פיקסל. אובייקטים סטטיים כמו הראש הקבוע של הדבורה וגירוי המישוש יהוו את רקע התמונה על ידי הפחתת רקע התמונה מכל פריים את החלקים הנעים בסרטון.באופן אידיאלי, האנטנות של הדבורה מבודדות כאזורים היחידים בעלי ערכים שאינם אפס להמשך עיבוד. ההנחה היא ששני האזורים הגדולים ביותר עם ערכי פיקסלים שאינם אפס הם אנטנות. נוצרת מסכה כדי למקם את קצות האנטנה וכדי שהתמונה כולה תפחית את כמות השגיאה.שילוב של כלי שחיקת תמונה והרחבה מיושמים לאחר שטכניקות אלה הפחיתו את רמת הרעש. פונקציית מסכה בינארית משמשת לקיבוץ האזורים המפורקים. מרכז הכובד מחושב עבור שני הצבירים הגדולים ביותר על מנת להבחין בין האנטנה השמאלית והימנית.כאן, הם מסומנים בצבע אדום וירוק. לבסוף, ניתן להגדיר את קצה האנטנה עבור כל אנטנה כפיקסל באשכול עם הערך הגבוה ביותר בכיוון הפרוקסימלי לדיסטלי, נוצרת היסטוגרמה דו מימדית המציגה את ההתפלגות המרחבית של הקצה המוצג. הנה עקומת הלמידה של התניה מישוש PER בזיוף אבקה.אחוז התגובות החיוביות לאחר הזיווג הראשון היה גבוה משמעותית בהשוואה להתנהגות ספונטנית, ועקומת הלמידה מראה רוויה לאחר התגמול השלישי. בדוגמה זו, תנועת הקצה האנאלי הן בקבוצה המותנית והן בקבוצה הנאיבית נרשמה למשך דקה אחת בנוכחות או בהיעדר הגירוי המישוש שנראה. להלן תנועות מנהרה ספונטניות לפני הצגת גירוי.הבטן מראה את המיקום הרוחבי של קצה המנהרה ואילו הקואורדינטה מראה את המיקום הדיסטלי. סולם הצבעים מציין את אחוז הזמן שקצה האנין בילה בכל מקום נתון. צהוב מציין מיקומים תכופים מאוד אדומים, פחות תכופים ומקומות שחורים מחוץ להישג יד.נתונים אלה מראים שגם הקבוצה וגם הקבוצה המותנית שינו את דפוס התנועה האנטלית שלהם בנוכחות גירוי מישוש בהשוואה להתנהגות הספונטנית שלהם. שימו לב, האזור הצהוב המלבני ליד פני הגירוי מצביע על כך שקצה עקב הנמלה בילה זמן רב בדגימת פני השטח. דבורים מהקבוצה המותנית בילו הרבה יותר זמן עם קצה האנטנה שלהן באזור הגירוי מאשר הדבורים הנאיביות.בעקבות הליך זה, ניתן למצוא שיטות אלקטרופיזיולוגיות ופרמקולוגיות העונות על שאלות נוספות כמו, מהו הבסיס הנוירופיזיולוגי להתנהגות מגע פעילה אצל דבורי דבש לאחר התפתחותו? טכניקה זו של התניה מישושית סללה את הדרך לחוקרים בתחום חישת מגע פעילה לחקור היבטים שונים של אפליית גירוי מישוש, אך גם של למידה וזיכרון מישוש ב-Alpha Pots. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לנתח תנועות חיפוש ודגימה פעילים של מישוש וחרקים.שימו לב שניתן להרחיב את ניתוח התנועה לניתוח תלת מימדי אם מתווספת לפחות מצלמה אחת נוספת בסנכרון לראשונה.

tactile-conditioning-movement-analysis-antennal-sampling-strategies

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

דבורים יכול להיות מותנה פרדיגמה למידה תיאבון חוש הריח (PER מיזוג). באמצעות ריחות כמו גירויים, הקמנו שיטה שבה התנהגות נרשם ובמקביל הדמיה סידן משמשת למדידת פעילות ריח עורר בנוירונים גוף...

בשנת vivo Ca 2 + - הדמיה של נוירונים גוף אינפקטד במהלך הלמידה חוש הריח של דבורת הדבש

אנו מדגימים כיצד ליישם שיטה פרמקולוגיה התנהגותיים לפרדיגמה מיזוג תיאבון הריח של דבורים (אפיס מליפרה) על ידי יישום מערכתי של תרופות. שיטה זו מאפשרת חקירה של מנגנוני הלמידה הבסיסית היווצרות הזיכרון בצורה פשוטה ואמינה.

פרמקולוגיה ההתנהגות של התניה קלאסית תגובת הרחבה חוטם ב דבורי דבש ( אפיס מליפרה)

רמזי ריח לתווך התנהגויות רבות ושונות בחרקים, ולעתים קרובות הם תערובות מורכבות מורכבות מעשרות עד מאה תרכובות נדיפות. שימוש בגז כרומטוגרפיה עם הקלטה רבה ערוצית באונת מחושי החרקים, אנו מתארים שיטה לזיהוי של תרכובות ביו.

זיהוי נדיפים חוש ריח באמצעות קלטות כרומטוגרפיה-Multi-יחידת גז (GCMR) באונת מחושי החרקים

פרוטוקול ההתניה של Proboscis Extension Response (PER), שפותח עבור דבורת הדבש (Apis mellifera), מספק אמצעי רלוונטי מבחינה אקולוגית וניתן לכימות בקלות לחקר מספר מנגנוני למידה שונים במיני חרקים רבים.

תגובת פרוטוקול חוטם הרחבה לחקירת פלסטיות התנהגות בחרקים: בקשה ליסוד, ביו רפואית, ומחקר חקלאי

הקלטות ארוכות טווח תאיים בו זמנית משני neuropiles המוח שונה או שני קטעים אנטומיים שונים הוקמו בדבורי דבש. הקלטות אלה מאפשרות החקירה של היבטים זמניים של עיבוד עצבי על פני אזורים שונים במוח בנוירון הבודד, כמו גם ברמת ההרכב בבעלי חיים מתנהגים.

הקלטות ארוכות טווח בו זמנית בשני שלבים עצביים עיבוד במתנהגים דבורי דבש

סרטון זה מתאר זיהוי בתדר רדיו (RFID) ושיטות הקלטת וידאו רגישות לתנועה לניטור התנהגות הבחירה של דבורי בומבוס.

זיהוי תדר רדיו ווידאו Motion רגיש ביעילות אוטומציה של ההקלטה של ​​התנהגות unrewarded בחירה על ידי צרעות

מבחן התנהגותי חדש מתואר לחקירת תגובות הטעם לטווח קצר של חלקי הפה של דבורי בומבוס הנעות בחופשיות (Bombus terrestris) כלפי חומרים מזינים ורעלים בתמיסה.

Assay רומן ההתנהגות לחקור תגובות Gustatory של הפרט, חופשי-נע דבורים Bumble (<em&gt; בומבוס האדמה</em&gt;)

כתב יד זה מתאר כמה פרוטוקולים לניהול סוכנים תרופתיים כדי דבורי דבש, כולל בשיטות לא פולשניות פשוט לדבורים חינם-עף, כמו גם הגירסות פולשני יותר המאפשרות טיפול מקומי מדויק של דבורים מאופקות.

מניפולציה Neuropharmacological של מאופקים חינם-עף דבש דבורים,<em&gt; Apis mellifera</em

אובדן מושבות דבש הדבש מהווה אתגר לשירותי האבקה של היבול. ההמלצות הנוכחיות להגנה על המאבקים מחייבות גישה חלופית למזעור המגע של דבורי דבש לחומרי הדברה מזיקים באמצעות chemistries דוחה. כאן, אנו מספקים שיטות מפורטות עבור פרוטוקול מעקב חזותי כדי ההרתעה המסך עבור דבורים.

פרוטוקול מעקב וידאו מסך ההרתעה Chemistries עבור דבורים דבש

פרוטוקול זה מתאר את השלבים עבור שימוש בתוכנה הרומן, SwarmSight, עבור מסגרת מעקב של עמדות אנטנה, חוטם חרקים מן האינטרנט המקובלת מצלמת וידאו באמצעות מחשבים קונבנציונלי. התוכנה בחינם, קוד פתוח מעבד מסגרות כ 120 פעמים מהר יותר מאשר בני אדם, מבצעת יותר דיוק אנושי.

SwarmSight: מעקב בזמן אמת של האנטנה חרקים תנועות רפלקס הרחבת חוטם באמצעות הכנה משותפת חומרה קונבנציונלי

אנו מציגים פרוטוקול על התניה קלאסית של נמלים מרוסן, המתיר חוקרים ללמוד צורה למידה וזיכרון חזותיים ברמה של ניתוח לא ניתן לנוע בחופשיות יחידים.

התניה קלאסית חזותי של נמלות עץ

למד כיצד לאמן דבורי דבש לגירוי מישוש ולנתח תנועות אנטנות באמצעות טכניקת Motion Capture דו-ממדית ב-MATLAB. שיטה זו מאפשרת חקר למידה טקטילית אסוציאטיבית ולא אסוציאטיבית ב-Apis mellifera.

מיזוג מישוש וניתוח תנועה של אסטרטגיות דגימת מחושים בדבורי דבש (

גלה סרטונים נוספים