코 확장 응답 곤충의 행동 소성을 조사하기위한 프로토콜 : 기본, 바이오 메디컬에 응용 프로그램, 및 농업 연구

꿀벌(Apis mellifera)을 위해 개발된 코확장반응(PER) 조절프로토콜은 많은 곤충 종에서 여러 가지 학습 메커니즘을 연구하기 위한 생태학적으로 관련성이 있고 쉽게 정량화할 수 있는 수단을 제공합니다.

이 절차의 전반적인 목표는 꿀벌의 음식에 대한 단순한 반사적 반응의 행동 조건화를 구현하는 방법을 보여주는 것입니다. 이것은 먼저 꿀벌을 잡아서, 마구로 묶고, 소량의 비밀 용액을 먹인 다음, 꿀벌이 그 억제에 익숙해지도록 함으로써 이루어진다. 다음 구슬은 안테나가 자당으로 닿을 때 충분한 동기를 보여주는 컨디셔닝을 위해 선택됩니다.

조건화 중에 냄새 표현은 조건화 반응을 이끌어내기 위해 자당 보상과 쌍을 이룹니다. 다음으로, 강화되지 않은 시행은 반응의 유무, 반응의 대기 시간 및 반응의 지속 시간을 측정합니다. 마지막 단계는 데이터 분석과 컨디셔닝 및 테스트 시험의 그래픽 표시입니다.

이 기술은 꿀벌 생물학 연구에 성공적으로 적용되었으며 건강 학습 행동은 살충제와 같은 파괴적인 처리에 특히 민감하여 이러한 유형의 치료가 치사적이지 않은 수준에서 꿀벌 행동에 미치는 영향을 평가할 수 있습니다. 이 방법의 시각적 시연은 효과적인 조건화에 필요한 자극 타이밍과 효과를 감소시키는 일반적인 오류를 이해하는 데 도움이 됩니다. 이 방법을 처음 접하는 개인은 프로토콜과 주변 조건 모두에 필요한 세부 사항에 주의를 기울이는 데 어려움을 겪을 것입니다.

시작하려면 군집 입구에서 일벌이 떠나기 전에 멈추거나 먹이를 찾아 돌아올 때 일벌을 수집합니다. 바이알당 한 마리의 꿀벌만 포획합니다. 바이알 입구를 수평으로 또는 아래를 향하게 잡고 뚜껑을 잠그면 누출되지 않도록 합니다.

꿀벌을 모으면 실험실로 돌아가 한 번에 몇 개의 바이알을 얼음물 슬러리에 넣습니다. 꿀벌이 움직이지 않으면 과다 노출을 피하기 위해 즉시 얼음에서 바이알을 제거하고 꿀벌을 구속 하네스에 넣으십시오. 꿀벌의 등쪽 흉부가 홀더의 컷어웨이 부분을 향하고 머리가 상단 바로 위에 있도록 꿀벌을 구속합니다.

벌의 입 부분이 홀더의 가장자리 너머로 확장되도록 꿀벌을 부드럽게 누릅니다. 머리와 등쪽 흉부 사이에 덕트 테이프 스트립을 밀어 넣고 다른 쪽 끝을 홀더 측면에 단단히 부착합니다. 하네스의 테이프가 매끄럽고 팽팽한지 확인하십시오.

꿀벌 홀더 전면과 테이프 사이에 눈에 띄는 틈이 없어야 합니다. 틈이 있으면 꿀벌이 부아를 제대로 확장할 수 없거나 탈출할 수 있습니다. 꿀벌이 먹이를 먹기 전에 마구에서 회복할 때까지 약 30분 동안 기다립니다.

그런 다음 훈련 지역에서 멀리 떨어진 지역에서 먹이를 주고 훈련하는 사이에 0.5몰 자당을 약 3-4마이크로리터씩 먹입니다. 꿀벌을 실험실의 조용한 공간과 젖은 종이 타월이 있는 플라스틱 용기에 넣습니다. 이 시간 동안, 컨디셔닝을 시작하기 몇 분 전에, 테스타는 0.5 몰 자당 용액의 작은 방울을 더듬이에 만지면서 먹이를 먹도록 동기를 부여한다.

이 테스트 중에는 먹이를 주지 마십시오. 만약 그들이 psis를 확장하여 반응한다면, 그들은 아마도 학습에 충분한 동기를 부여받았을 것이고 프로토콜에 사용될 수 있을 것입니다. 준비가되면 유리 냄새 주사기를 모델링 점토 홀더에 놓고 넓은 끝의 개구부가 꿀벌을 직접 가리키도록 조정하고 10 E. 주사기의 끝은 꿀벌에서 1-2 센티미터이어야하며 카트리지를 주사기의 좁은 끝 부분 위의 Airstream 튜브 및 밸브 시스템에 연결하는 피팅을 단단히 배치해야합니다.

각 실험을 시작할 때, 하네스를 착용한 꿀벌을 더듬이가 냄새 카트리지를 직접 향하도록 하여 컨디셔닝 아레나의 말뚝에 놓습니다. 꿀벌이 새로운 환경에 익숙해질 수 있도록 냄새 자극을 시작하기 전에 15-25초 동안 경기장에서 휴식을 취하게 합니다. 시작 버튼을 눌러 냄새 전달을 위한 타이밍 메커니즘을 시작합니다.

자극이 시작된 후와 무조건적인 자극이 나타나기 전에 냄새에 대한 꿀벌의 반응을 모니터링합니다. 각 시도가 끝나면 꿀벌이 초기 기억 형성을 위해 15-25초 동안 컨디셔닝 영역에서 휴식을 취하도록 합니다. 시험 후 꿀벌을 너무 빨리 움직이면 각 조건화 시험의 효과가 크게 감소합니다.

자당을 전달하려면 냄새가 나는 동안 바늘 끝을 꿀벌에서 2-3cm 떨어진 곳에 두십시오. 주사기가 흔들리지 않도록 훈련장의 가장자리를 사용하면 꿀벌의 주의가 산만해질 수 있습니다. 냄새 자극이 나타나는 동안 공급 신호가 울립니다.

먹이 신호가 울리면 꿀벌이 프로보로 확장될 때까지 안테나를 가볍게 터치한 다음 꿀벌에게 먹이를 줍니다. 냄새의 표현과 자당의 제시 사이의 타이밍은 매우 중요합니다. 이상적으로는 이 두 자극이 잠시 겹쳐야 합니다.

냄새가 나는 것과 자당이 나타나는 사이에 몇 초 이상이 경과하면 컨디셔닝 성능이 저하됩니다. 조건화 후에는 강화되지 않은 테스트 테스트를 사용하여 꿀벌이 조건화된 연관성을 얼마나 잘 기억하는지 평가합니다. 먼저 훈련 구역 위의 삼각대에 비디오 카메라를 설치하고 꿀벌의 머리 앞쪽에 카메라의 초점을 맞춰 더듬이와 프로버스에 선명한 초점을 맞춥니다.

냄새 자극 표시를 나타내는 작은 LED 조명이 꿀벌 뒤의 영역과 비디오에서 볼 수 있는 위치에 있지만 꿀벌에게는 보이지 않는지 확인하십시오. 이를 통해 분석 중 냄새가 발생하고 상쇄되는 시간을 식별할 수 있습니다. 가장 일관된 결과를 얻으려면 모든 것이 설정되면 새로 준비된 냄새 카트리지를 사용하여 테스트하십시오.

앞서 보여준 것처럼 냄새를 나타내어 테스트를 시작하십시오. 냄새가 나기 20초 전에 녹음을 시작하고 그 후에도 최소 20초 동안 녹음을 계속하십시오. 테스트 후 비디오 편집 소프트웨어를 사용하여 자극에 대한 상태에 대한 각 꿀벌의 반응을 점수화합니다.

이진 점수 매기기 시스템을 사용하여 psis 확장 응답의 점수를 매기고 응답을 긍정 또는 음수로 점수를 매깁니다. B의 응답을 긍정적으로 평가합니다. 열린 하악골의 끝을 연결하여 만든 선을 벗어난 B extensus psis가 B가 냄새 시작 후 prob bois를 확장할 때만 긍정적인 반응을 기록하지만, 냄새 오프셋 전에 B의 반응은 시험 중 prob bois의 확장이 없거나 냄새 물질의 오프셋 후에 Pro Bois가 확장된 경우 음성으로 점수가 매겨집니다. 다른 매개 변수, 예를 들어 확장에 대한 대기 시간, 조건에 대한 확장 응답 응답의 수 및 총 기간과 같은 매개 변수를 수집할 수 있습니다.

자극은 후속 조건화 시험에서 증가했다. 탄소 사슬 길이 및 탄소 탄소의 위치에 대한 자극과 다른 새로운 테스트 냄새에 대한 반응은 조건 자극과 새로운 테스트 냄새 사이의 차이 정도에 비례하여 감소되었습니다. 이러한 데이터는 새로운 연구자 간의 가변성과 성공적인 조건화를 보여줍니다.

8진수에 대한 반응은 테스트를 수행하는 그룹에 따라 달랐습니다. 테스트 시험 동안, 상태 자극으로 사용된 냄새가 가장 강한 반응을 이끌어냈습니다. 옥탈을 조건 자극으로 사용했을 때, 새로운 냄새인 메틸 사이클론과 비교했을 때 테스트 중에 반응이 더 강했습니다.

유사하게, 메틸 사이클론은 조건화된 자극으로 사용되었을 때 더 강한 반응을 일으켰습니다. 역방향 페어링을 사용했을 때, 조건화 반응은 새로운 냄새 수준에 가깝게 감소했으며, 이는 개발 후 성공적인 조건화를 위한 정확한 타이밍의 중요성을 보여줍니다. 이 기술은 신경 과학 분야의 연구자들이 학습 및 기억의 신경 기반과 꿀벌과 같은 곤충 모델 유기체를 탐구할 수 있는 길을 열었습니다.

곤충, 특히 꿀벌과 함께 일하는 것은 위험할 수 있다는 것을 잊지 마십시오. 이러한 동물과 함께 일할 때는 적절한 보호 장비를 착용해야 합니다.