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Condicionamento clássico é um dos paradigmas mais bem estabelecidos para estudar aprendizagem e memória. O protocolo que aqui apresentamos é uma adaptação do paradigma concebido para mel abelha trabalhadores2,3 e subsequentemente usado com várias outras espécies, como abelhas, moscas de fruta, que também utilizam PER como uma leitura para o aprendizado de10 ,11e gafanhotos e formigas, que uso POR e MaLER, respectivamente de12,13. Usando este protocolo, é possível treinar formigas de madeira aproveitadas para aprender a associação entre uma indicação visual e uma recompensa de açúcar e analisar a retenção desta curta - (10 min) e o meio-termo (1 hora) de memória16.
Em qualquer experimento comportamental, é necessário ter em conta as etapas críticas que podem minimizar a variabilidade nas respostas dos animais. No protocolo apresentado aqui, várias medidas são tomadas para minimizar a variabilidade antes e durante o treinamento. Antes do início dos experimentos, a colônia precisa estar faminto pelo menos dois dias e formigas devem ser seleccionadas com base na sua vontade de comer de uma gota de açúcar em caixa de exploração. Selecionar as formigas desta forma destina-se a maximizar as chances de formigas de formação que estão motivados para alimentar. Cuidado de manipulação também é uma consideração importante porque pode ajudar a reduzir os níveis de estresse, que interrompe a aprendizagem se for muito intenso,21. Para este fim, formigas devem ser anestesiadas com frio de permanecer imóvel enquanto sendo aproveitada, porque qualquer movimento (para escape) durante este procedimento poderia ser uma fonte de stress. Além disso, o contato entre a formiga e a cera deve ser mínimo, evitando o contato entre as antenas e a cera quente ou arame, que pode causar danos. Embora estas observações não foram analisadas formalmente, as antenas parecem mover-se com um padrão específico durante a aprendizagem.
Durante experimentos, cuidadosa entrega do açúcar também é importante para manter as formigas motivado. Novamente, enquanto isto não tem sido analisado formalmente, entrega de comida abrupta parecia causar estresse adicional para a formiga, que por sua vez, levou a uma falta de motivação e aprendizagem. Além disso, a sacarose entregada durante o treinamento deve ser de uma concentração reduzida (200 g/L) para evitar a saciedade antes do final do treinamento e teste. Isso permite que MaLER ser uma resposta incondicional do bom candidato porque, juntamente com um baixo desempenho espontâneo desta resposta para a indicação visual, também não saturar durante os ensaios. Por último, ao contrário da maioria dos condicionamento clássico estudos2,3,5,6,7,8,9,10, 11 , 12 , 13, treinamos uma formiga na época até o final do experimento, deixando-o em lugar entre ensaios, ao invés de removê-lo para testar outra formiga. Formação várias formigas juntos parece produzir resultados mais variáveis, que podem ser devido a um aumento do estresse e/ou conflito entre informação visual causada pela completa mudança do cenário. Para reduzir a duração de cada experimento, usamos um ITI de 5 minutos em vez do ITI de 10 minutos, usado na maioria dos estudos de condicionamento clássico16. Apesar de todas estas considerações devem ajudar a garantir que as formigas são motivadas para alimentar e aprender durante o treinamento, alguns variabilidade não pode ser evitada. Recomendamos usar formigas que parecem ter comportamento social, repetido e locomoção normal e excluindo as formigas da análise no momento em que eles não conseguem se alimentar de um julgamento de treinamento ou um teste.
A natureza do CS não foi testada neste estudo. Embora nós usamos um estímulo visual azul porque formigas do mesmo gênero são sensíveis a estes comprimentos de onda de18, outras cores também podem ser aprendidas em associação com uma recompensa. Experimentos mais seria necessário para caracterizar totalmente as cores sendo visto e aprendido neste set-up. Isto também é verdadeiro para diferentes formas e tamanhos da indicação visual. Nós não testamos se a resolução espacial das formigas seria suficiente para distinguir o estímulo visual apresentado aqui na distância dos olhos das formigas, foi apresentada no. Embora olhos compostos de madeira das formigas têm sido descritos em termos de tamanho e número de facetas22, nosso conhecimento, sua resolução espacial não foi totalmente descrita ainda. No entanto, este foi calculado para Melophorus magoti23. Uma caracterização semelhante de madeira das formigas, ou os olhos dos outros insetos testados contribuiria para uma investigação clara das características da indicação visual está sendo observado e aprendido pelos animais. Além disso, incluímos o movimento ao apresentar o estímulo visual para a formiga, porque mostrou a desempenhar um papel na aprendizagem associativa de abelhas durante o condicionamento clássico6. No entanto, isto foi também não testado neste estudo e, devido à natureza de movimento diferente dos insetos comparados a andar de insetos voadores, diferenças entre abelhas e formigas condicionamento clássico visual poderiam ser observadas.
Em uma nota final, nos foi possível examinar a retenção da memória a longo prazo porque as formigas não sobreviveu sendo aproveitada por períodos tão longos após o treino. No entanto, em séries subsequentes de experimentos, mantivemos as formigas vivo e motivado a comer e aprender quando aproveitado e deixou-os durante a noite em um ambiente escuro e úmido (colocação de uma caixa por cima deles). Portanto, este paradigma poderia ser usada para desvendar a retenção da memória a longo prazo das formigas de madeira, além de memória de curto e médio prazo.
Com este procedimento simples, adaptado de paradigmas gerais condicionamento clássico, é possível estudar a aquisição e retenção de memórias visuais no aproveitado formigas de madeira, que têm sido estudadas amplamente em paradigmas usando animais em movimento livre. Este paradigma tem potencial para ser usado para analisar a base neural da aprendizagem visual em um modelo muito bem estabelecida para a navegação de insetos.