Die Methode, die erwachsenen Drosophila Assoziativspeicher messen beschrieben. Der Test basiert auf der Fähigkeit der Fliege, einen Geruch mit einem negativen Verstärker (elektrischer Schlag) vorgestellt verbinden und dann erinnern diese Informationen zu einem späteren Zeitpunkt, so dass Speicher gemessen werden kann.
Drosophila in klassischen Konditionierung Experimente über 40 Jahren verwendet worden, so stark erleichtert das Verständnis des Speichers, einschließlich der Aufklärung der molekularen Mechanismen der kognitiven Erkrankungen 1-7 beteiligt. Lernen und Gedächtnis in Larven, die Wirkung von Neuroentwicklungsgene 8-10 studieren und in Fliegen untersucht werden, um den Beitrag der Erwachsenen Plastizität Gene 1-7 messen. Darüber hinaus ist die kurze Lebensdauer von Drosophila erleichtert die Analyse von Genen der Vermittlung altersbedingten Gedächtnisstörungen 5,11-13. Die Verfügbarkeit von vielen Promotoren, die das Nervensystem zu unterteilen Drosophila macht es möglich zu bestimmen, wann und wo ein Gen von Interesse für normale Speicher sowie Relais verschiedener Aspekte des Verstärkungssignals 3,4,14,16 erforderlich.
Studieren Speicher bei erwachsenen Drosophila ermöglicht eine detaillierte Analyse derVerhalten und Komponenten bestehen und eine Messung des Langzeitspeichers 15 -17. Die Länge der erwachsenen Stadium beherbergt längerfristigen genetischen, Verhaltens-, Ernährungs-und pharmakologische Manipulationen des Gedächtnisses, zusätzlich zur Bestimmung der Wirkung des Alterns und neurodegenerativer Erkrankungen auf der Speicher 3-6,11-13,15-21.
Klassische Konditionierung wird durch die gleichzeitige Präsentation einer geruchsneutral Cue (bedingten Reiz, CS +) und einer Verstärkung Stimulus, wie zB., Einem elektrischen Schlag oder Saccharose, (unbedingter Reiz, USA), die miteinander durch das Tier assoziiert werden induziert 1,16. Eine zweite bedingten Reiz (CS -) wird anschließend ohne die USA vorgestellt. Während der Testphase werden Drosophila gleichzeitig mit CS + und CS-Gerüche präsentiert. Nachdem die Drosophila Zeit zwischen den Gerüchen wählen vorgesehen, ist die Verteilung der Tiere aufgezeichnet. Dieses Verfahren alTiefs assoziativ aversiven oder appetitive Anlage zuverlässig ohne Vorspannung, die durch die angeborene Vorliebe für eine der beiden Reize konditioniert eingeführt gemessen werden. Verschiedene Kontrollexperimente werden auch durchgeführt, um zu testen, ob alle Genotypen reagieren normalerweise auf Geruch und Verstärkung allein.
Die hier vorgestellte Methode ist, dass durch Tully und Quinn mit einigen kleinen Modifikationen 1 beschrieben. Der Versuch wird in zwei Phasen durchgeführt: die Fliegen in der ersten Phase ausgebildet und die ausgebildeten Fliegen werden in der zweiten Phase getestet. Während der Ausbildung sind eine Gruppe von Fliegen gleichzeitig Geruch ausgesetzt 1 (CS +) und einen elektrischen Schlag (US) in einem Trainings Röhre. Die Fliegen erhalten dann Geruch 2 (CS -) ohne einen elektrischen Schlag. Diese einzige Paarung von einem bestimmten Geruch mit einem Schock wird als 1-Zyklus-Ausbildung, und die Gerüche, die am häufigsten verwendet werden, sind 4-methylcyclohexanol (MCH) und 3-Octanol (OCT).
Ein-Zyklus-Training führt zur Bildung eines labilen Phase des Speichers, der für bis zu 7 Stunden nachgewiesen werden kann; jedoch ist der Speicher in der Regel sofort getestet, um festzustellen, was bezeichnet Lernen, Erwerb oder 2 min Speicher. Speicher gemessen bei 30 min oder 1 h wird als Kurzzeitgedächtnis bezeichnet, während3 Stunden Speicher wird als Halbzeit-Speicher bezeichnet. Die Belichtung von Fliegen zu wiederholende Trainingszyklen mit Lücken zwischen den Trainingszyklen (Abstand Training) führt zu einer konsolidierten Form von Langzeitgedächtnis, das CREB-Transkriptions abhängig ist und dauert bis zu einer Woche. Training ohne Lücken (massierten Ausbildung) führt zur Bildung von Anästhesie-resistenten Speicher (ARM), die ähnlich wie das Langzeitgedächtnis, wird typischerweise nach 5 Zyklen Ausbildung 7,13,15-17,20,21 gemessen 24 Stunden.
Mit diesem Ansatz kann die Wirkung verschiedener Gen-Mutationen in diesen verschiedenen Phasen des Speichers bestimmt. Der Promotor getriebene Expression von licht oder temperaturempfindlichen Transgene zu aktivieren oder blockieren die neuronale Aktivität bestimmter Nervenzellen erlaubt es, zu untersuchen, welche Nervenzellen für Speicher Akquisition, Konsolidierung und Wieder 3,4,11,15,16,20 erforderlich sind, 22-24. Speicher bei 1 h wird in der Regel gemessen, wenn das Studium altersbedingten Gedächtnisstörungen, da diese form von Speicher scheint besonders anfällig für die Auswirkungen der Alterung 11-13. Eine vollständige Palette von Verhaltens-und genetischen Kontrollen mit Memory-Experimente durchgeführt, um beispielsweise festzustellen, ob eine Leistung, Mangel wegen eines zentralen Speicher-Defekt oder eine periphere sensorische Defekt, der die Fliege verhindert Erfassung der Schlag oder olfaktorische Stimmung 5 -7, 1 7, 25,26.
Die Drosophila erwachsenen Riech Schock Lern Assay ermöglicht hier vorgestellten Analyse der zugrunde liegenden molekularen Mechanismen verschiedenen Phasen der Erinnerung, einschließlich Langzeitgedächtnis 15-17. Sowie die Bestimmung der Wirkung von circadianen Rhythmen 18, 19 Schlaf, Ernährung 20,21, Seneszenz 11-13, neurodegenerative Erkrankung, 5 und medikamentöse Behandlungen auf 5,6,19 Speicher.
Viele mächtige Ansätze wurden vor kurzem für die funktionelle Bildgebung der neuronalen Schaltkreise, die olfaktorische Gedächtnis in Fliegen 3,4,7,11,16,27 vermitteln entwickelt. Diese optogenetischen Techniken verwenden, die große Repertoire der verschiedenen Promotoren in Drosophila 14,16. Diese Promotoren werden verwendet, um genetisch kodierte Kalzium und cAMP-Reporter in den Speicher Neuronen 16,27 äußern, um die Wirkung von bestimmten Gen-Mutationen auf Erinnerungsspuren zu untersuchen.
The Einsatz von Promotoren und bedingte Mutationen bei Erwachsenen ermöglicht die Untersuchung des postEntwicklungs Rolle eines Genprodukts im Speicher 3,4,6,7,13,14. Bildgebung und Verhaltens Ansätze mit licht-und wärmeaktivierte Kanäle zu stimulieren oder zu hemmen verschiedene Neuronen in der Speicherschaltung 11,14,16,22-24 ihrer Funktion weiter aufzuklären kombiniert werden. Außerdem Pilzkörper Neuronen Speicher zugänglich sind Ganzzell Patch-Clamp-Aufnahmen 28 und mathematische und computergestützte Techniken werden eingesetzt, um Drosophila Riech Speicher 29 zu modellieren.
Diese experimentellen Fortschritte, kombiniert mit den verschiedenen Formen der hier vorgestellten Assoziativspeicher Protokolle ermöglichen Drosophila verwendet werden, um die molekular und Schaltungsebene Veränderungen in assoziativen Speicher, die in Reaktion auftreten, zu belohnen, Strafe, Motivation, Sucht-Modell werden, Altern und Krankheit 5,6,11-13,16,30-31.
The authors have nothing to disclose.
Wir erkennen an, Bloomington Lager Zentren für die Fliege Belastung. Diese Arbeit wurde durch Forschungsstipendium BBSRC (BB / G008973 / 1) unterstützt.
Materials | Source | Cat. No. | |
3-Octanol | Sigma | 218405 | |
4-Methyl cyclohexanol | Sigma | 15,309-5 | |
Benzaldehyde | Sigma | 418099 | |
Mineral Oil | Fluka | BP2629-1 | |
Hexyl acetate | Sigma | 108154 | |
Fructose | Sigma | F0127 | |
Agarose | Bioline | BIO-41025 |