Name: Tactiele Conditioning En Movement Analyse Van antennaal bemonsteringsstrategieën In Honey Bees ( Apis mellifera L.) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-12T11:50:00.000+00:00
Duration: 10 min 14 s
Description: Leer tactiele conditionering en beweginganalyse van antennale bemonstering bij honingbijen (Apis mellifera). Deze methode onderzoekt sensorische verwerking en leermechanismen in insecten.

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

Wij danken Joachim Erber voor de invoering van ons om de tactiele leren in honingbijen. Dit werk werd ondersteund door de Cluster of Excellence 277 CITEC, gefinancierd in het kader van het Duitse Excellence Initiative.

1. Voorbereiding van de bijen <ol><li> Nectar of Pollen verzamelaars zitten gevangen in het veld hetzij van een sucrose feeder of rechtstreeks van de korf ingang terwijl het terugkeren van een foerageer reis. Elke afzonderlijke bijen wordt opgevangen in een glazen injectieflacon die is afgesloten met een schuim plug en onmiddellijk in het laboratorium voor verdere behandeling. </li><li> In het laboratorium worden de vastgelegde bijen kort gekoeld in de koelkast bij 4 ° C totdat ze tonen eerste tekenen van immobiliteit. </li><li> Elke afzonderlijke geïmmobiliseerd bij wordt gemonteerd in een metalen buis met plakband tussen hoofd en thorax en de buik. Zorg moet worden genomen dat de proboscis en antennes zijn vrij beweegbaar. </li><li> Verf de samengestelde ogen en ocelli van de vaste bijen met witte verf (bijvoorbeeld oplosmiddelvrije Tipp-Ex) de visie af te sluiten. </li><li> Voeg een klein druppeltje gesmolten was achter het hoofd van de bij om het te repareren om de band tussen de kop en de thorax om hoofdbewegingen te voorkomen tijdens opnames. </li><li> Markeer elke afzonderlijke bij met een nummer op de band voor een betere identificatie en plaats de buis met de vaste bijen in een vochtige atmosfeer om uitdroging te voorkomen. </li><li> Voer elk afzonderlijk bij gedurende 5 sec met druppels van een 30% sucrose oplossing gepresenteerd met een spuit en laat alle bijen terug gedurende 30 minuten vóór het begin van de tactiele conditionering protocol. </li></ol> 2. Tactile Conditioning <ol><li> Conditioning voor iedere enkele bij moet worden getest op de proboscis verlenging response (PER) van een 30% sucrose stimulus toegepast op de antennes. Daarbij wordt de tip van de proboscis moet oversteken een denkbeeldige lijn tussen de geopende kaken. Gooi alle bijen die niet reageren met een PER van de sucrose stimulus. </li><li> Voor tactiele conditioning gebruik maken van een koperen kubus (bijv. 3 x 5 mm) met een glad of een gegraveerd patroon, bijvoorbeeld horizontaal of verticaal groeven die een rooster met 150 pm golflengte, als de geconditioneerde stimulus (CS). Fof de ongeconditioneerde stimulus (US) gebruik maken van een 30% sucrose-oplossing (huishoudelijke suiker, verdund in water). </li><li> De koperen cube (CS) werd in een houder op een micromanipulator (bijvoorbeeld Märzhäuser MM33) Exacte positionering te verzekeren tijdens de conditionering procedure. De VS aan de bijen met een spuit met een 30% sucrose oplossing. </li><li> De conditionering procedure bestaat uit vijf paringen van de tactiele stimulus (CS) en sucrose-oplossing (VS) met een inter-trial interval (ITI) van 5 minuten. Plaats een bee voor de micromanipulator met gemonteerde tactiele stimulus (CS). Plaats de CS langzaam, zodat het oppervlak van de tactiele stimulus evenwijdig aan het hoofd van de bij (Figuur 1 A en B). De afstand tussen het dier en de tactiele object moet in het bereik van de antennelid werkgebied van de geteste bij, namelijk de bij moeten kunnen de tactiele stimulus scannen in een comfortabele positie wet beide antennes. In het voorbeeld in figuur 1 de afstand was 3 mm. Laat de bijen scannen tactiele stimulus (CS) gedurende 5 sec. Na de eerste 3 sec, presenteren een druppel van 30% sucrose (US) oplossing met een spuit onder proboscis. Gebruik de punt van de spuit voorzichtig verhogen van de proboscis. Sucrose stimulatie onder de proboscis zal uitlokken het onvoorwaardelijke PER 15. Laat de bijen naar de sucrose beloning likken. Gebruik een stopwatch met een alarmsignaal naar de exacte tijdsintervallen te houden tijdens het conditioneren. </li><li> Het geconditioneerde PER wordt gebruikt als maat voor de leersucces van een bij. Na de eerste beloond koppelingen, bijen beginnen te reageren op CS presentatie door uitbreiding van hun slurf, die aangeeft dat zij de komende beloning verwachten. Een volledig uitgebreide proboscis op elk moment waargenomen tijdens de 3 sec tijdvenster van tactiele stimulus presentatie en voordat sucrose presentatie wordt gescoord als een positieve reactie. Geen reactie wordt geteld negatief. De occurrence van de PER moet worden opgemerkt door de experimentator. Het percentage van de bijen die de PER tijdens CS presentatie is uitgezet voor elk proces. </li></ol> 3. Kinematische Recordings <ol><li> Antennaal bewegingen van een enkele ingezet bij worden opgenomen met een digitale videocamera met een geschikte macrolens (bijv. Basler A602f-2 uitgerust met TechSpec VZM 200, bediend bij 50 fps via een fire wire aansluiting). De camera is gepositioneerd boven het dier in een top-down view (Figuur 1 A). In figuur 1 is de ruimtelijke resolutie van de opnamen is 0,02 mm / pixel. </li><li> Kalibreer de camera door het opnemen van enkele foto&#39;s van een 10 x 10 mm dambord met een rand lengte van 1 mm van verschillende oriëntaties onder de camera doelstelling. De kalibratie kan worden gedaan met de camera calibratie tool box Matlab 16. </li><li> Plaats een enkele vaste bee onder de camera lens. Presenteer de tactiele stimulus, bevestigd aan een micromanipulator, Aan het dier. Ga op dezelfde wijze als beschreven voor tactiele conditionering, en noteer de antennaal beweging, terwijl de bijen is het scannen van het object. Het is belangrijk dat de volledige antennelid werkgebied en de tactiele stimulus zichtbaar zijn. De keuzes van de stimulus patronen getest en proef nummers zijn afhankelijk van de experimentele opzet. </li></ol> 4. Data-analyse <ol><li> De berekening van de beeldachtergrond gebeurt in Matlab. Eerst was de mediane waarde in de tijd grijswaarden moet worden berekend voor elke pixel. Statische objecten, zoals de vaste kop van de bij en de tactiele stimulus, vormt de achtergrond. Bewegende objecten, zoals de twee antennes, zal geen deel uitmaken van de achtergrond. </li><li> Elk frame van de opgenomen video heeft opeenvolgend geladen en het verschil tussen het huidige frame en de beeldachtergrond te worden berekend. Het resultaat van deze aftrekking benadrukt die delen van het beeld die beweegt van frame tot frame. Ideally, de antennes van de bij de enige gebieden van niet-nul waarden (Figuur 1C). </li><li> Voor verdere verwerking worden de twee grootste gebieden met nul pixel geacht de antennes zijn. Voor beide antennes een binair masker moet worden gegenereerd die voor elke pixel een waarde 1, indien de pixel behoort tot de antenne en de waarde 0 anders. Dit masker dient als basis voor het lokaliseren van de antennelid tips later. Een eerste masker voor het gehele beeld te krijgen van de grijswaarde van elk beeldpunt van het verschilbeeld wordt vergeleken met een vooraf gedefinieerde drempelwaarde. Aangezien wij zorgen voor geluidsoverlast later deze drempel wordt gekozen om heel laag. De voorlopige masker dan nog draagt ​​twee soorten fouten: Ten eerste, als gevolg van beeldruis kleine regio&#39;s zijn nog steeds deel uit van het masker. Anderzijds kan gebieden die behoren tot de antenne niet noodzakelijkerwijs volledig worden aangesloten. Deze komt meestal als de achtergrond ongeveer dezelfde luminescentie als antenne. Om deze artefacten te elimineren, standaardbeeldverwerking morfologische operatie worden toegepast, dat wil zeggen een combinatie van beeld erosie en dilatatie, met een beroep op de standaard Matlab functies imerode en imdilate respectievelijk (zie 17 pp 158 tot 205 voor meer uitleg). Na de denoising proces de antennes hypothesen zijn nog steeds binnen een en dezelfde masker. Vandaar dat, als een volgende stap de binaire masker is geclusterd voor disjuncte gebieden met behulp van de standaard Matlab functie bwlabel (zie 17 pp 40 tot 48 voor meer informatie op de afbeelding segmentatie-algoritme). </li><li> Het aantal pixels per cluster wordt geteld en de twee grootste clusters geselecteerd. Het zwaartepunt wordt berekend onderscheid te maken tussen de linker en rechter antenne (Figuur 1D). </li><li> De antennelid tip voor elke antenne kan worden gedefinieerd als de pixel in een cluster met de hoogste waarde in de proximale naar distale richting (zie figuur 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>

Geen belangenconflicten verklaard.

Voorbereiding van de bijen: Het verzamelen en tot vaststelling van de bijen moet snel worden gedaan, om de stress niveau van het dier laag te houden. Stress heeft een effect op de PER-reactiviteit en dus kan een indirect effect op de leerprestaties in bijen 19, 20. Het spanningsniveau kan worden verminderd door het plaatsen van de glazen flacon met de bijen direct op ijs direct na afname snel immobiliseren. Moet worden gehouden dat bijen meer tijd hoe langer de anesthesie herstellen periode v...

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van de Reagens / Materiaal </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td><td> Reacties </td></tr><tr><td> Pollen voedermachines, Apis mellifera L. </td><td></td><td></td><td> Prive netelroos </td></tr><tr><td> Glazen flacons (22 x 45 mm) </td><td> Carl Roth GmbH &amp; Co </td><td> X655.1 </td><td></td></tr><tr><td> Messing buizen van 10 x 30 mm </td><td></td><td></td><td> Zelf geproduceerde </td></tr><tr><td> Messing kubus, 3 x 5 mm </td><td></td><td></td><td> Zelf geproduceerde </td></tr><tr><td> Tipp-Ex (oplosmiddelvrij) </td><td> Tipp-Ex GmbH &amp; Co KG </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Sucroseoplossing (30%) </td><td></td><td></td><td> Huishoudelijke suger verdund in water </td></tr><tr><td> Ethanol (70%) </td><td> Carl Roth GmbH &amp; Co </td><td> 9065,3 &lt;/ Td&gt; <td></td></tr><tr><td> Spuit (1 ml) en naald (0,6 x 25) </td><td> Carl Roth GmbH &amp; Co </td><td> 59,1 </td><td></td></tr><tr><td> Stop Watch </td><td> Carl Roth 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> Digitale videocamera </td><td> Basler A602f-2 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Macro lens voor de camera </td><td> TechSpec VZM 200 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Matlab R2009b </td><td> The MathWorks </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

tactiele conditioning en movement analyse van antennaal bemonsteringsstrategieën in honey bees (<em&gt; apis mellifera</em&gt; l.)

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

Honingbijen (Apis mellifera L.) zijn eusociale insecten en bekend om hun complexe verdeling van arbeid en associatief leren capaciteit 1, 2. De werkbijen brengen de eerste helft van hun leven in de donkere bijenkorf, waar ze het verzorgen van de larven of de bouw van de reguliere zeshoekige kammen voor voedsel (zoals stuifmeel of nectar) en broed 3. De antennes zijn buitengewone multisensorische voelsprieten en spelen een centrale rol in de verschillende tactiele gemedieerde taken 4, met inbegrip van bijenkorf gebouw 5 en patroonherkenning 6. Later in het leven, elke afzonderlijke bijen laat de korf om te foerageren naar voedsel. Dan een bij moet leren om winstgevend voedselbronnen discrimineren, hun plaats te onthouden, en het communiceren met haar nestgenoten 7. Bijen maken gebruik van verschillende bloemen signalen zoals kleuren of geuren 7, 8, maar ook tactiele signalen van het blaadje oppervlak 9 tot en met multisensorische herinneringen aan de voedselbron vormen. Onder laboratorium conditions, kunnen de bijen worden getraind in een appetitieve leren paradigma om tactiele object functies, zoals randen of groeven met hun antennes 10, 11, 12, 13 discrimineren. Deze leerparadigma hangt nauw samen met de klassieke conditionering van de olfactorische proboscis extensie reactie (PER) in benut bijen 14. Het voordeel van de voelbare leren in het laboratorium mogelijke combinaties gedragsexperimenten op leren met verschillende fysiologische metingen, inclusief analyse van de antennelid bewegingspatroon.

In het volgende experiment onderzochten we hoe tactiele leren antennaal bemonstering gedrag in honing bijen beïnvloedt. Hiervoor hebben we bewaakt de beweging van de tip antennelid in naïeve en geconditioneerde bijen voor en tijdens presentatie van een tactiele prikkel. Eerst werd de spontane antennelid beweging van een groep van pollen voedermachines (N = 42) opgeslagen gedurende 1 minuut. Helft van de bijen (N = 21) werd bepaald door koppelen vijfmaal een tactiele prikkel met 30% sucrose b...

In dit protocol laten we zien hoe de conditie van de bijen aangewend om tactiele stimuli en de invoering van een 2D motion capture techniek voor het analyseren van de kinematica van gedetailleerde antennaal sampling patroon.

Tactiele Conditioning En Movement Analyse Van antennaal bemonsteringsstrategieën In Honey Bees (<em&gt; Apis mellifera</em&gt; L.)

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

De algemene doelen van deze procedure zijn om te laten zien hoe honingbijen kunnen worden geconditioneerd op tactiele stimuli, en om een 2D motion capture techniek te introduceren voor het analyseren van de kinematica van fijne schaal en 10 bemonsteringspatronen. Aan het begin vereist de procedure het vangen van vrije bijen voor hun korf. De tweede stap is om bijen in metalen buisjes te binden en hun ogen met witte verf te verduisteren.Vervolgens worden de bijen getraind op tactiele stimuli met behulp van de klassieke conditioneringsprocedure. De laatste stap is om de antennebeweging van de geconditioneerde bij op te nemen met een digitale videocamera. Uiteindelijk wordt 2D motion capturing in MATLAB gebruikt om veranderingen in antennebewegingsgedrag bij honingbijen te analyseren na zowel associatieve als niet-associatieve tactiele leerparadigma's.Deze methode kan worden gebruikt om tactiele discriminatie en perceptie bij verschillende veranderlijke soorten te bestuderen. Het kan veranderingen onderscheiden die te wijten zijn aan niet-associatieve tactiele leer van veranderingen die optreden door associatief leren, zoals tijdens conditionering. Over het algemeen zullen individuen die nieuw zijn in deze methode het moeilijk vinden omdat de bijen zeer zorgvuldig moeten worden behandeld en de timing van de procedure voor tactiele conditionering cruciaal is.De methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvragen op het gebied van actief aanraaksensor. Het gebruikt een natuurlijk reflexgedrag als rapportagegedrag, waardoor we kunnen vaststellen of het dier twee tactiele stimuli kan onderscheiden. Om te beginnen verzamel bijen rechtstreeks van de ingang van de korf.Vangt elke bij in een glazen buisje gesloten met een schuimprop, en breng hem onmiddellijk naar het laboratorium voor verdere behandeling in het laboratorium. Koel de bijen kort in een koelkast van vier graden Celsius totdat ze tekenen van immobiliteit beginnen te vertonen. Immobiliseer eerst elke bij op een metalen buis.Plaats kleefband rond het hoofd en de thorax en over de buik. Bevestig dat de probos en een antenne vrij beweegbaar zijn om het zicht van de bij te verduisteren. Verf de samengestelde ogen en selli met witte verf.Plaats een kleine druppel gesmolten was tussen het hoofd en het plakband om te voorkomen dat het hoofd beweegt. Tijdens opnames. Voor gemakkelijker identificatie, markeer het plakband van elke honingbij met een nummer en plaats de buis in een vochtige atmosfeer om uitdroging te voorkomen.Gebruik tenslotte een spuit gevuld met 30% sucrose-oplossing om elke bij vijf seconden te voeren en laat ze 30 minuten herstellen. Voordat u begint met het protocol voor tactiele conditionering, voor de conditionering, test u elke B voor de psis-extensierespons of PER. Om dit te doen, brengt u een 30% sucrose-stimulus aan op de antennes voor een correcte respons.De punt van de psis moet een virtuele lijn tussen de geopende kaken kruisen. Alleen bijen met een correcte PER worden gebruikt voor de studie. Voor tactiele conditionering worden metalen oppervlaktestructuren gebruikt als het geconditioneerde stimulus of cs.Hun oppervlak kan glad of gegroefd zijn om een andere textuur te creëren. De ongeconditioneerde stimulus of US is een 30% sucrose-oplossing. Plaats de messing kubus in een houder op een micromanipulator.Dit maakt exact positioneren tijdens de conditioneringsprocedure mogelijk. Nadat het tactiele stimulus is gemonteerd, plaatst u een bij voor de micromanipulator. Positioneer vervolgens langzaam de Cs zodat het oppervlak van het tactiele stimulus parallel is aan het hoofd van de bij.De bij moet in staat zijn om het tactiele stimulus in een comfortabele positie te scannen met beide antennes. Laat de bij het tactiele stimulus vijf seconden scannen om de conditioneringsprocedure te beginnen. Gebruik na de eerste drie seconden een spuit om een druppel van de 30% sucrose-oplossing onder de probos te presenteren.Gebruik de punt van de spuit om de probos voorzichtig op te tillen. Deze stimulatie zou de ongeconditioneerde PER moeten uitlokken. Laat de bij de sucrose likken.Beloon gedurende één seconde. Ga door met de conditioneringsprocedure totdat de bij vijf koppelingen ontvangt. Na de eerste beloonde koppelingen zouden bijen moeten beginnen te reageren op de presentatie van CS door hun psis uit te breiden, wat aangeeft dat ze de komende beloning verwachten.Een volledig uitgestrekte psis die op elk moment tijdens de eerste drie seconden van de presentatie van het tactiele stimulus wordt waargenomen vóór de sucrose-presentatie, wordt geregistreerd als een positieve respons. Ten slotte wordt een leercurve gegenereerd voor een groep bijen. Hiervoor wordt het percentage bijen dat de PER toont tijdens de presentatie van CS voor elke proef uitgezet. Na de conditionering wordt een digitale videocamera met een geschikte macrolens gebruikt om de antennebewegingen op te nemen. Hier gebruiken we een basler a 602 F camera, uitgerust met een tech spec VZM 200 lens die op 50 frames per seconde werkt via een FireWire-verbinding, pas de camera aan zodat de gebonden bij en het tactiele stimulus zichtbaar zullen zijn. Kalibreer vervolgens de camera door enkele foto's van een gekalibreerde schaakbord vanuit verschillende oriëntaties te maken.Gebruik gespecialiseerde software met een camerakalibratietool om de afbeeldingen te analyseren. Eenmaal gekalibreerd, plaatst u een enkele vaste B onder de cameralens en presenteert u het tactiele stimulus. Zoals eerder is getoond.Neem de enseal-beweging op terwijl de bij het object scant. Nadat de gegevens zijn verzameld, wordt MATLAB gebruikt om eerst de achtergrond van het beeld te definiëren, de mediane grijze schaalwaarde te berekenen over tijd voor elke pixel. Statische objecten zoals het vaste hoofd van de bij en het tactiele stimulus vormen de beeldachtergrond door de beeldachtergrond van elke frame af te trekken, de bewegende delen in de video.Idealiter zijn de antennes van de bij geïsoleerd als de enige gebieden met niet-nulwaarden voor verdere verwerking. De twee grootste gebieden met niet-nul pixelwaarden worden verondersteld de an-antennes te zijn. Een masker wordt gemaakt om de antennepunten te lokaliseren en voor het hele beeld om de hoeveelheid fout te verminderen.Een combinatie van beelderosie en dilatatietools wordt toegepast nadat deze technieken he

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Bijen kunnen worden geconditioneerd in een appetitief olfactorische leren paradigma (PER-conditioning). Het gebruik van geuren als prikkels, hebben we een methode waarin het gedrag wordt vastgelegd, terwijl tegelijkertijd Calcium Imaging wordt gebruikt om de geur oproept activiteit te meten in champignon lichaam...

In vivo Ca 2 + - Beeldvorming van Mushroom Body neuronen tijdens Olfactorische Leren in de Honey Bee

We laten zien hoe je een gedrags-farmacologie methode te implementeren in een appetitief olfactorische conditionering paradigma in de honingbijen (Apis mellifera) door systemische toediening van drugs. Deze methode maakt het mogelijk onderzoek naar de mechanismen die ten grondslag liggen aan leren en geheugen vorming in een eenvoudige en betrouwbare manier.

Behavioural Farmacologie in klassieke conditionering van de Proboscis Extension Response in Honingbijen ( Apis mellifera)

Olfactorische signalen bemiddelen veel verschillende gedragingen in insecten, en zijn vaak complexe mengsels bestaat uit tientallen tot honderden vluchtige verbindingen. Met gaschromatografie met meerkanaals opname in het insect antennelid lobe beschrijven we een werkwijze voor de identificatie van bioactieve verbindingen.

Identificatie van Olfactorische Vluchtige stoffen met behulp van gaschromatografie-en meergezins-Recordings (GCMR) in de Insect antennaal Lobe

Het Proboscis Extension Response (PER) conditioneringsprotocol, ontwikkeld voor de honingbij (Apis mellifera), biedt een ecologisch relevante en gemakkelijk kwantificeerbare manier om verschillende mechanismen van leren bij veel insectensoorten te bestuderen.

Een Proboscis Extension Response Protocol voor het onderzoeken van Behavioral Plasticiteit in Insecten: Toepassing op Basic, Biomedische en Landbouwkundig Onderzoek

Gelijktijdige extracellulaire langdurige opnames van twee verschillende hersengebieden neuropiles of twee verschillende anatomische traktaten werden opgericht in honingbijen. Deze opnamen kan de onderzoek temporele aspecten van neuronale verwerking in verschillende hersengebieden in het neuron en op het ensemble niveau in een dier gedragen.

Gelijktijdige Langdurige Recordings op Twee Neuronale Processing Fasen in Behaving Honingbijen

Deze video beschrijft Radio-Frequency Identification (RFID) en bewegingsgevoelige video-opnamemethoden om keugelgedragen bij hommels te monitoren.

Radio Frequency Identification en bewegingsgevoelige Video Efficiënt Automatiseer Opname van onbeloond keuzegedrag door Hommels

Een nieuwe gedragstest wordt beschreven voor het onderzoeken van de kortetermijn smaakgevoelens van de monddelen van vrij bewegende hommels (Bombus terrestris) ten opzichte van voedingsstoffen en gifstoffen in oplossing.

A Novel Behavioral Assay om Smaak reacties van individuele, vrij bewegende Bumble Bees Onderzoek (<em&gt; Bombus terrestris</em&gt;)

Dit manuscript beschrijft meerdere protocollen voor het toedienen van farmacologische middelen aan de bijen, waaronder eenvoudige niet-invasieve methoden voor vrij vliegende bijen, evenals meer invasieve varianten die precies gelokaliseerde behandeling van ingehouden bijen mogelijk.

Neurofarmacologische Manipulatie van ingetogen en vrij vliegende Honingbijen,<em&gt; Apis mellifera</em

Het verlies van honingbijkolonies is een uitdaging om de bestuivingsdiensten te bestuderen. Huidige beschermingspraktijken van de bestuderende instanties garanderen een alternatieve aanpak om het contact van honingbijen tegen schadelijke pesticiden met behulp van afweermiddelen te beperken. Hier bieden we gedetailleerde methodes voor een visuele tracking protocol om afschermingen voor bijen te screenen.

Video Tracking Protocol voor Screen Deterrent Chemistries voor Honingbijen

Dit protocol worden de stappen beschreven voor het gebruik van de nieuwe software, SwarmSight, voor het bijhouden van de frame-voor-frame van insecten antenne en proboscis posities van conventionele web camera video's met behulp van conventionele computers. De gratis, open-source software verwerkt frames ongeveer 120 keer sneller dan mensen en presteert op beter dan menselijke nauwkeurigheid.

SwarmSight: Real-time Tracking van insecten antenne bewegingen en Proboscis extensie Reflex met een gemeenschappelijke voorbereiding en conventionele Hardware

Presenteren we een protocol voor de klassieke conditionering van wervelende mieren waarmee onderzoekers te bestuderen van visueel leren en geheugen vorming op een niveau van analyse niet mogelijk met vrij bewegende personen.

Visuele klassieke conditionering in hout mieren

Leer tactiele conditionering en beweginganalyse van antennale bemonstering bij honingbijen (Apis mellifera). Deze methode onderzoekt sensorische verwerking en leermechanismen in insecten.

Tactiele Conditioning En Movement Analyse Van antennaal bemonsteringsstrategieën In Honey Bees (

Meer video's verkennen