December 15th, 2016
אנו מתארים פרוטוקול גרימת מתגמל nonrewarding חוויות בזבובי פירות (תסיסנית) באמצעות צריכת אתנול מרצון כאמצעי לשינויים במדינות גמול.
המטרה הכוללת של הליך זה היא למדוד את הניהול העצמי של אתנול בזבובי פירות כפרוקסי לשינויים במצבי התגמול. שיטה זו יכולה לסייע לענות על שאלות מפתח במדעי המוח, כמו למשל כיצד החוויה מקודדת במוח, ומובילה לשינוי התנהגות. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא פשוטה יחסית, ואינה דורשת התקנה מסובכת.
הפרוטוקול מורכב משני חלקים בדידים. הראשון הוא חשיפת הזבובים לחוויות מתגמלות ולא מתגמלות, והשני הוא בחינת צריכת אתנול מרצון כמדד למוטיבציה להשיג תגמול על תרופה. ניתן להשתמש בשני חלקי הפרוטוקול בנפרד.
לגרום לאפנון החוויה כצעד ראשוני לבדיקות נוספות במורד הזרם, או, כמבחן הזנה עצמאי, דו-ברירה. המדגימות את ההליך יהיו שיר זר, סטודנטית לתואר שני, וג'וליה ריבקין, סטודנטית לתואר שני, שתיהן מהמעבדה שלי. כדי להתחיל בבניית המזין הנימים, קח תחילה בקבוקון זבוב רגיל עם חורים קטנים לאורך צד הבקבוקון.
השתמש בסכין גילוח כדי לחתוך את תקע הבקבוקון לשניים, לרוחב. סמן ארבע נקודות על פני התקע, וצור צורה מרובעת למיקום מחזיקי הנימים. בעזרת מחט בגודל 18, צור ארבעה חורים דרך התקע במיקום הסימנים.
והפוך את החורים לרחבים יותר באמצעות מיקרופיפטה. בעזרת סכין גילוח, חותכים ארבע מיקרופיפטות כך שיחזיקו היטב חמישה נימי זכוכית של מיקרוליטר. הכנס אותם לחורים בתקע המוכן.
סמן את המיקום על התקע של שני הנימים שיכילו אתנול. לאחר מכן, מסדרים בקבוקוני זכוכית במדפי מיקרו-צנטריפוגה. ממיסים מזון זבובים ואז שופכים שני מיליליטר לכל אחד מהבקבוקונים.
הניחו לאוכל להתקשות ולאחר מכן כסו את הבקבוקונים בניילון. התחל בלקיחת זבובים זכרים ששוכנו בנפרד בבקבוקונים קטנים יותר בבידוד. הקצה אותם לשתי קבוצות באופן אקראי.
אלה שיעברו חוויות הזדווגות מתגמלות, לעומת חוויות לא מתגמלות. החל מהקבוצה הלא מתגמלת, הוסף נקבה שהזדווגה בעבר לכל בקבוקון. נעבור לקבוצת התגמול, הוסף נקבה בתולה לכל בקבוקון.
צפו במפגשי ההזדווגות כדי להבטיח שזכרים המקיימים אינטראקציה עם נקבות בתולות מזדווגים בהצלחה בשעה הראשונה. ושזכרים שמקיימים אינטראקציה עם נקבות שהזדווגו בעבר אינם מזדווגים. חשוב להתבונן היטב, כדי לוודא שהקבוצה המזדווגת אכן עוברת הזדווגות, ושהקבוצה הדחויה לא מצליחה להזדווג.
לאחר שעה, הסר מהניסוי את כל הזכרים מהקבוצה שנדחתה והצליחו להזדווג, וזכרים מהקבוצה המזדווגת שלא הזדווגו בסופו של דבר בסוף האימון הראשון. סיים את מפגש ההתניה על ידי שאיבת הנקבות שהזדווגו בעבר מהמצב הלא מתגמל, ושמור את הפרטים הללו לניסויים מאוחרים יותר. לבסוף, הסירו והשליכו את הנקבות מקבוצת הזכרים המזדווגים.
תנו לזבובים לנוח במשך שעה, ולאחר מכן חזרו על בדיקת ההתניה בת השעה פעמיים נוספות עם מנוחה של שעה בין לבין. יש לחזור על אימונים אלה שוב בכל יום למשך שלושה ימים נוספים. לאחר מפגש ההתניה האחרון ביום הרביעי, שאפו את הזכרים הבודדים והניחו אותם בקבוצות של שישה עד שמונה לתוך בקבוקוני ההזנה הנימים, תוך שמירה על זבובים באותה קבוצת תגמול ביחד.
השתמש בתקע רך כדי לשמור על הזכרים במקומם במהלך ההעברה. לאחר הכנסת כל הזבובים, החלף את התקע הרך בתקע המזין הנימים. הרטיבו את התקעים על ידי הוספת חמישה מיליליטר מים בעדינות לחלק העליון של כל פקק, והימנעו משפיכה לתוך הבקבוקון.
הכינו את תמיסות האתנול והמזון במים, ולאחר מכן הניחו חמש טיפות מיקרוליטר מהן על רצועת סרט מעבדה. אפשר לתמיסה למלא את הנימים עד שהיא מגיעה לסימן של חמישה מיקרוליטר. ולאחר מכן הקש עליהם בעדינות על הרצועה כדי למקם את התמיסה בדיוק בקו המסומן מראש.
אטמו את קצות הנימים על ידי טבילתם בטיפות קטנות של שמן מינרלי. לבסוף, הכנס את שני הנימים המכילים אתנול ושאינם מכילים אתנול לתוך המתאמים בתקע. הצדדים החשופים צריכים לבלוט מילימטר אחד או פחות ממשטח התקע.
שמירה על פתח הנימים קרוב לפקק הרטוב מפחיתה את האידוי ומאפשרת גישה נוחה למזון, שכן זבובים בדרך כלל יושבים על הפקקים ומטפסים על הנימים החשופים כדי לאכול. בנוסף, הכינו בקבוקון מדומה אחד ללא זבובים, שישמש כבקרה להערכת אידוי טבעי. לבסוף, רשום את המיקום היחסי של הנוזל בכל אחד מהנימים בבקבוקונים ביחס לקו השחור במילימטרים.
הכניסו את הבקבוקונים לחממה הניסיונית למשך 24 שעות. מדוד ורשום את רמות הנוזל בכל נימים שהוסרו ביחס לקו השחור. לאחר שהניסוי מתבצע, החלף את הנימים בשעה מוגדרת, בכל יום.
הרטיבו מחדש את התקעים בשני מיליליטר מים, ולאחר מכן החזירו את הבקבוקונים לחממה. זבובי פירות זכרים מסוג קנטון S שנאספו עם האקלוזיה והתיישנו עד גיל ארבעה ימים, נבדקו במשך ארבעה ימים להעדפתם המולדת לצרוך אלכוהול. ניתוח הכמויות שנצרכו מתמיסות המכילות אתנול ולא אתנול, מראה כי הזבובים הפגינו העדפה משמעותית למקור המזון של 15% אתנול.
ניסוי ה-CAFE חזר על עצמו עם זכרים מזווגים לעומת זכרים שנדחו. שתי הקבוצות שוכנו בעבר בנפרד, ונחשפו לנקבות שקיבלו או דחו את ההזדווגות. עם הצגת בקבוקוני ה-CAFE בקבוצות הקבוצה הדחויה צרכה יותר מנימי האתנול.
זה הצביע על כך שחוסר תגמול נתפס הוביל לעלייה בהתנהגות של חיפוש תגמול. לעומת זאת, הזדווגות מוצלחת מגדילה את רמות התגמול הפנימיות, מה שבתורו מוריד את צריכת האתנול. בזמן ניסיון הליך זה, חשוב לשמור על סביבה לחה היטב במשך כל הניסוי, עם דגש נוסף על חלק הצריכה, השקיית הפקקים מדי יום ושמירה על הקצוות הנימים בסמיכות לתקעים הרטובים.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
פרוטוקול זה מתאר כיצד לגרום לחוויות מתגמלות ולא מתגמלות בזבובי פרי (Drosophila melanogaster) באמצעות צריכת אתנול מרצון. הוא משמש כמדד לשינויים במצבי תגמול, ומספק תובנות לגבי שינויים התנהגותיים.
Quantitative measurement of reward-seeking behavior in Drosophila via ethanol self-administration provides a scalable model for dissecting neural and genetic mechanisms underlying motivation. This approach enables early-stage target validation and mechanistic de-risking for neurobehavioral pathways relevant to addiction and reward modulation. Its simplicity and reproducibility position it as a foundational tool for portfolio triage and hypothesis-driven discovery in neuropharmacology.
This method integrates at the interface of early discovery and lead identification, supporting hypothesis testing and target prioritization for neurobehavioral indications.