O método para medir adulto Drosophila memória associativa é descrito. O ensaio é baseado na capacidade de tempo real para associar um odor apresentado com um reforçador negativa (choque eléctrico) e depois recupera esta informação numa altura posterior, permitindo que a memória a ser medido.
Drosophila têm sido utilizados em experiências de condicionamento clássicos para mais de 40 anos, assim, facilitando grandemente a nossa compreensão da memória, incluindo a elucidação dos mecanismos moleculares envolvidos em doenças cognitivas 1-7. Aprendizagem e memória pode ser testada em larvas de estudar o efeito de genes do desenvolvimento neurológico 8-10 e nas moscas para medir a contribuição de genes plasticidade adultos 1-7. Além disso, o curto tempo de vida da Drosophila facilita a análise de genes medeiam relacionada com a idade perda de memória 5,11-13. A disponibilidade de vários promotores indutiveis que subdividem o sistema nervoso Drosophila torna possível determinar quando e onde um gene de interesse é necessária para a memória normal, bem como relé de diferentes aspectos do sinal de reforço 3,4,14,16.
Memória Estudar no adulto Drosophila permite uma análise detalhada docomportamento e circuitos envolvidos e uma medida da memória de longa duração 15 -17. A duração da fase adulta acomoda manipulações genéticas, comportamentais, alimentares e farmacológicos de longo prazo de memória, para além de determinar o efeito do envelhecimento e das doenças neurodegenerativas em memória 3-6,11-13,15-21.
O condicionamento clássico é induzida pela apresentação simultânea de um sinal de odor neutro (estímulo condicionado, CS +) e um estímulo de reforço, por exemplo., Um choque eléctrico ou de sacarose, (estímulo não condicionado, EUA), que passam a ser associados um com o outro pelo animal 1,16. Um estímulo segunda condicionado (CS -) é posteriormente apresentado sem os EUA. Durante a fase de testes, Drosophila são simultaneamente apresentados com CS + e odores CS. Após o tempo de Drosophila são fornecidos para escolher entre os odores, a distribuição dos animais é gravado. Esta al procedimentobaixos associativas condicionamento aversivo ou apetitivo a ser mensurado de forma confiável sem um viés introduzido pela preferência inata por um dos estímulos condicionados. Várias experiências de controlo são também realizadas para testar se todos os genótipos de responder normalmente a odor e de reforço sozinha.
O método aqui apresentado é o descrito por Tully e Quinn com algumas pequenas modificações 1. A experiência é realizada em duas fases: as moscas são formados na primeira fase, e que as moscas são treinados testados na segunda fase. Durante o treinamento, um grupo de moscas são simultaneamente expostos a um odor (CS +) e um choque elétrico (US) em um tubo de treinamento. As moscas, então, receber odor 2 (CS -) sem um choque elétrico. Este único emparelhamento de um odor especial com o choque é chamado de treinamento de 1 ciclo, e os odores que são mais frequentemente utilizados são de 4 metilciclohexanol (MCH) e 3-octanol (OCT).
A formação de um ciclo, conduz à formação de uma fase lábil de memória que pode ser detectado por até 7 horas; no entanto, a memória é normalmente testado imediatamente para determinar o que é chamado de aprendizagem, aquisição ou 2 min de memória. Memória medida a 30 min ou 1 hora é conhecido como a memória de curto prazo, enquanto3 hr memória é referido como a memória intermédia. A exposição de moscas para ciclos de treinamento repetitivos com intervalos entre os ciclos de formação (formação espaçada) leva a uma forma consolidada de memória de longo prazo, que é dependente de transcrição CREB e dura até uma semana. Formação sem lacunas (treino concentrado) conduz à formação de memória anestesia-resistente (MRA), que semelhante ao da memória de longa duração, é tipicamente medida 24 horas após 5 ciclos de formação 7,13,15-17,20,21.
Com esta abordagem, o efeito de várias mutações do gene sobre estas diferentes fases de memória pode ser determinada. A expressão-driven promotor de transgenes-luz ou sensíveis à temperatura para ativar ou bloquear a atividade neural de neurônios específicos permite investigar quais neurônios são necessários para a aquisição de memória, consolidação e recuperação 3,4,11,15,16,20, 22-24. Memória em 1 hora é normalmente medido quando se estuda perda de memória relacionada com a idade, porque este fORM de memória parece ser particularmente vulneráveis aos efeitos do envelhecimento 11-13. A gama completa dos controlos comportamentais e genéticos são realizados com experiências de memória, por exemplo, para determinar se um defeito do desempenho é devido a um defeito de memória central ou de um defeito sensorial periférica que impede a mosca de detecção do choque ou sugestão olfactiva 5 -7, 1 7, 25,26.
O ensaio de aprendizagem olfactiva choque Drosophila adulta aqui apresentada permite a análise dos mecanismos moleculares subjacentes diferentes fases de memória, incluindo a memória de longo prazo 15-17. Bem como a determinação do efeito do ritmo circadiano do sono, 18, 19, 20,21 dieta senescência 11-13, doença neurodegenerativa 5 e tratamentos com medicamentos 5,6,19 na memória.
Muitas abordagens poderosas foram recentemente desenvolvidos para a imagem funcional dos circuitos neurais que mediam a memória olfativa em moscas 3,4,7,11,16,27. Estas técnicas optogenetic utilizar o vasto repertório de diferentes promotores de Drosophila disponíveis em 14,16. Estes promotores são usados para expressar cálcio e Camp repórteres geneticamente codificados nos neurônios da memória 16,27 para estudar o efeito de mutações genéticas específicas em traços de memória.
The utilização de promotores e mutações em adultos condicionais permite o estudo do papel ao nível pós-desenvolvimento de um produto do gene na memória 3,4,6,7,13,14. Imagem e abordagens comportamentais podem ser combinados com os canais leves e activado por calor para estimular ou inibir a diferentes neurónios, no circuito de memória 11,14,16,22-24 para elucidar ainda mais a sua função. Além disso, os neurônios da memória do corpo cogumelo são acessíveis a célula inteira gravações patch clamp 28 e técnicas matemáticas e computacionais estão sendo usados para modelar Drosophila memória olfativa 29.
Esses avanços experimentais, combinadas com as diferentes formas de protocolos de memória associativa introduzidas aqui, permitir Drosophila a ser usado para modelar os molecular-e no nível do circuito alterações na memória associativa que ocorrem em resposta à recompensa, punição, a motivação, o vício, o envelhecimento ea doença 5,6,11-13,16,30-31.
The authors have nothing to disclose.
Reconhecemos centros banco de Bloomington para a tensão mosca. Este trabalho foi financiado pela bolsa de pesquisa da BBSRC (BB / G008973 / 1).
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 |