24 gennaio 2011
Dimostriamo come implementare un metodo di farmacologia comportamentale in un paradigma di condizionamento appetitivo olfattivo nelle api (Apis mellifera) mediante l'applicazione sistemica di farmaci. Questo metodo permette di indagine del processo di apprendimento dei meccanismi di base e formazione della memoria in modo semplice e affidabile.
L'obiettivo generale di questa procedura è studiare i meccanismi molecolari alla base dell'apprendimento e della formazione della memoria. Nelle api mellifere, il primo passo è raccogliere le api volanti libere dal loro alveare. Successivamente, le api vengono imbrigliate in tubi di plastica.
Il terzo passo della procedura consiste nell'eseguire il condizionamento classico. I farmaci possono essere iniettati in determinati momenti del condizionamento per studiare il loro effetto sull'apprendimento e sulla formazione della memoria. Il passaggio finale della procedura consiste nel testare la conservazione della memoria.
In definitiva, i cambiamenti nel comportamento dopo il trattamento farmacologico possono rivelare i meccanismi molecolari alla base dell'apprendimento e della formazione della memoria. Nelle api. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo dell'affinamento e della memoria, scoprendo i meccanismi molecolari della formazione della memoria.
In generale, i ricercatori nuovi a questo metodo avranno difficoltà perché i tempi di presentazione degli stimoli durante il condizionamento e il recupero della memoria devono essere esatti. Inoltre, il regime alimentare è fondamentale. La procedura sarà dimostrata tagliando gli ingranaggi e Johannes Faberg agli studenti laureati del mio laboratorio Il giorno prima dell'esperimento, raccogliere le api tra le due e le 16:00 utilizzando una piramide di plexiglass permeabile alla luce UV.
Una volta tornati in laboratorio, posizionate la piramide sulla sua base e scurite le pareti con un asciugamano lasciando scoperto l'apice. Apri l'apice e tieni una fiala di vetro sopra l'apertura, consentendo a una singola ape di entrare nella fiala prima di richiuderla. Continuare questa procedura fino a quando tutte le api non sono state trasferite in una fiala di vetro in autunno e in inverno.
Quando le api non volano all'esterno, un alveare viene tenuto all'interno di una serra in una rete, le singole api vengono catturate direttamente dalla rete. Utilizzando una fiala di vetro per b, immobilizzare un'ape raffreddando la fiala sul ghiaccio per due minuti e mezzo o tre minuti e mezzo. Monitora attentamente l'ape e rimuovila dal ghiaccio non appena smette di muoversi.
Imbracare l'ape immobilizzata in un piccolo tubo di plastica con del nastro adesivo. Assicurati che l'ape sia in grado di muovere liberamente la sua oside, ma non la testa, il torace o le zampe. È anche importante non comprimere il collo.
Una volta che un'ape è preparata. Posizionare la provetta in un foro numerato su una griglia. Per una migliore maneggevolezza e identificazione.
I tubi vengono sempre riportati nello stesso foro. Dopo la manipolazione, nutrire le api tra le quattro e le 18:00 in un luogo distinto dal sito di condizionamento. Suscita la risposta di estensione Probos o PER toccando le api e le antenne.
Con una soluzione di saccarosio, consentire all'ape di consumare una goccia di circa quattro microlitri di soluzione di SRA. Assicurati di non imbrattare le antenne dell'ape, il pro bois o il tubo di plastica. Dai da mangiare a ogni ape fino a quando non lo fanno più.
Mostra un PER veloce e affidabile quando le loro antenne hanno toccato con la soluzione. Nelle sere successive dell'esperimento, nutrire ogni ape quattro volte con una goccia di soluzione di saccarosio. Riempi una ciotola di plastica alta circa 0,5-un centimetro con acqua del rubinetto.
Posiziona la rastrelliera delle api imbracate nella ciotola usando un piatto di lysa come piattaforma. Coprite la ciotola con del cartoncino e riponete a temperatura ambiente. Per la notte. Le api subiscono il condizionamento olfattivo intorno alle 10:00 del mattino successivo al prelievo.
30 minuti prima dell'inizio dell'esperimento. Posiziona la rastrelliera delle api da imbracatura vicino al sito di condizionamento, ma lontano dall'apertura del tubo di scarico dove le api verranno addestrate. Quindi, prepara lo stimolo della condizione lavorando in una cappa.
Usa un puntale del filtro per pipettare quattro microlitri di olio di chiodi di garofano su una carta da filtro rotonda. Mettere la carta da filtro profumata in una siringa da 20 millilitri e inserire lo stantuffo. Imposta il lettore audio che invierà un segnale acustico allo sperimentatore.
Ciò garantisce la tempistica precisa dello stimolo, lo stimolo di insorgenza, lo stimolo offset, la durata e il posizionamento. Preparati a registrare il comportamento dell'ape durante il condizionamento. Un punteggio positivo viene assegnato se l'ape estende il suo SSIS tra l'insorgenza dello stimolo condizionale e la presentazione dello stimolo incondizionato.
Attraversare una linea virtuale tra le mandibole aperte Per iniziare una prova di acquisizione, selezionare l'ape da addestrare e posizionarla davanti allo scarico per 10 secondi. Poco prima della fine di questo intervallo di dieci secondi, posiziona la siringa contenente l'odore a tre centimetri dalle api e dalle antenne. Presentare l'odore in cinque secondi spingendo 20 millilitri di aria attraverso la siringa.
Dopo tre secondi, introdurre lo stimolo incondizionato toccando la parte ventrale dei flagelli distali sia di un'antenna con una soluzione di saccarosio, umida e stuzzicadenti. Facendo attenzione a non depositare la soluzione sulle api e sulle antenne, l'ape viene quindi lasciata leccare lo stuzzicadenti. Questo stimolo composto dura quattro secondi prima che le api vengano rimosse dal contesto di addestramento e rimesse nella rastrelliera.
13 secondi dopo la presentazione dello stimolo della condizione, una prova di allenamento dura 28 secondi. Riportare l'ape al sito di addestramento dopo un intervallo di prova intermedio di 10 minuti. Condurre la seconda delle tre prove come mostrato in precedenza e attendere altri 10 minuti prima di eseguire l'accoppiamento finale.
Al termine dell'allenamento per la giornata, rimetti le rastrelliere nella ciotola. Ricordarsi di nutrire ogni ape quattro volte con una gocciolina da quattro microlitri di soluzione di saccarosio tra le quattro e le 18:00 Come dimostrato in precedenza, i test di ritenzione possono essere eseguiti a qualsiasi intervallo, da minuti a giorni dopo l'allenamento. Preparati per il test della memoria posizionando il rastrelliero di api vicino al sito di condizionamento per 30 minuti.
Avvia il test posizionando un'ape davanti allo scarico per 10 secondi. Presentare lo stimolo della condizione per cinque secondi e notare il verificarsi di un PER. Al termine del test per la giornata, riposizionare le griglie nella ciotola.
Ricordarsi di nutrire ogni ape quattro volte con una gocciolina da quattro microlitri di soluzione di saccarosio tra le quattro e le 18:00 come dimostrato in precedenza alla fine dell'intero esperimento, verificare che l'ape sia ancora in grado di estendere i suoi probos toccando le antenne con la soluzione di SRA da includere nell'analisi, le api devono sopravvivere all'intero esperimento e avere un PER intatto. In alcuni studi, le iniezioni sistemiche vengono utilizzate per studiare l'effetto degli interventi farmacologici sulla memoria olfattiva. Queste iniezioni possono essere somministrate in momenti diversi a seconda del disegno dell'esperimento.
Per iniziare, praticare un piccolo foro nella cuticolare della parte posteriore dello scootin S vicino alla fessura dello scootle S sopra il muscolo di volo, utilizzando un ago ipodermico usa e getta. Successivamente, riempire una provetta capillare di vetro con un microlitro della soluzione da testare. Inserire il capillare nel foro della cuticolare e iniettare la soluzione nel muscolo del volo.
Gli sperimentatori addestrati sono in grado di iniettare un B ogni 30 secondi, consentendo una tempistica precisa di iniezione e condizionamento. Qui vengono presentati due esperimenti. Il primo esperimento esamina l'impatto di un'iniezione sistemica di soluzione salina somministrata prima dell'allenamento sull'apprendimento di una memoria.
Ci sono tre gruppi in questo studio, un gruppo che non riceve alcun trattamento, un'iniezione sistemica di un microlitro di soluzione salina tamponata con fosfato o un gruppo fittizio. Questi trattamenti sono stati somministrati 30 minuti prima dell'allenamento mostrato qui a sinistra. La percentuale di animali che hanno mostrato la risposta condizionata durante l'acquisizione è aumentata durante le tre prove di addestramento, senza differenze esistenti tra i gruppi.
I grafici a barre a destra mostrano che né l'iniezione di PBS né la lesione fittizia hanno influenzato la ritenzione della memoria. 24 ore dopo l'addestramento nel secondo esperimento, le iniezioni sono state somministrate 40 minuti Dopo l'addestramento, le api sono state divise in un gruppo che ha ricevuto soluzione salina e un altro che ha ricevuto un microlitro dell'inibitore della sintesi proteica e della micina dell'ESO. Questi risultati evidenziano l'importanza della sintesi proteica nella formazione della memoria olfattiva.
Seguendo questa procedura, è possibile effettuare registrazioni elettrofisiologiche ed elettrofisiologiche per rispondere a ulteriori domande come qual è la base neurofisiologica dell'apprendimento e della formazione della memoria dopo il suo sviluppo? Questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo dell'apprendimento e della ricerca sulla memoria per esplorare il meccanismo molecolare e neurofisiologico nella formazione della memoria nell'ape.
In questo articolo viene illustrato un metodo di farmacologia comportamentale nell'ape mellifera (Apis mellifera) per studiare l'apprendimento e la formazione della memoria mediante l'applicazione di farmaci. Il metodo consente uno studio affidabile dei meccanismi alla base di questi processi cognitivi.
La farmacologia comportamentale che utilizza il condizionamento classico della risposta di estensione del proboiscide (PER) nelle api mellifere permette un'analisi precisa dei meccanismi molecolari alla base dell'apprendimento e della memoria. Questo approccio fornisce un sistema robusto e quantitativo per valutare l'impatto di interventi farmacologici sui processi cognitivi, sostenendo la validazione precoce dei bersagli e la riduzione del rischio meccanicistico nella ricerca e sviluppo focalizzata sulla neurobiologia. L'affidabilità e la scalabilità del metodo lo rendono prezioso per i percorsi di ricerca traslazionale che richiedono un'elevata affidabilità predittiva nei bersagli molecolari coinvolti nella formazione della memoria.
Questo metodo si integra nel percorso dalla scoperta alla fase preclinica, consentendo test basati su ipotesi di interventi molecolari in un sistema comportamentale controllato.