Tork Metre Drosophila Edimsel Öğrenme

Summary

Yaw tork tork metre ile gergin Drosophila Ölçüm deneysel hayvan uyaran durumun sinirbilimci nefis kontrol sağlar. Meyve sineği benzersiz bir genetik araçları ile birlikte, bu paradigma nörobiyolojik araştırma geniş bir yelpazede kullanılmaktadır.

Abstract

Deneyler için tork metre, sinekler, 25 standart sinek ortamda tutulur ° C ve% 60 nem 12saat light/12hr karanlık bir rejimle. Standardize bir üreme rejimine uygun larva yoğunluğu ve yaş olarak eşleştirilmiş kohortlarında sağlar. Soğuk anestezi sinekler bir üçgen şeklindeki kanca deney bir gün önce baş ve göğüs ile yapıştırılır. Tork metre bir kelepçe ile bağlı, sinek amaçlanan uçuş manevraları kendi dikey ekseni etrafında açısal momentum olarak ölçülür. Sinek sabit uçuş gerçekleştirmek için silindirik bir panorama merkezinde yer almaktadır. Bir analog dijital dönüştürücü kart, daha sonra analiz için izleme saklayan bir bilgisayara yaw tork sinyali beslenir. Bilgisayar sinek kontrol altına alınması ve bu uyaranlara yaw tork iz arasındaki geri besleme döngüsü kapatarak uyaranların çeşitli kontrol eder. Cezaya ayarlanabilir bir kızılötesi lazer ısı uygulanarak elde edilir.

Protocol

Orta Fly

Sinek gıda kompozisyon (. Guo ve ark, 1996) öğrenme için kritik öneme sahiptir:

• Su 1000 ml
• Mısır unu 180 g
• Soya 10 g
• Maya 18.5 g
• Agar 7.5 g
• Pekmez 40 g
• Şurup (şeker pancarı) 40 g
• Nipagin 2.5 g

Her flakon, taze, canlı maya hamur dab ve sinek ve pupa için ek bir yüzey sağlamak için bir parça filtre kağıdı ile verilir.

Sinek üreme ve evreleme

Aşağıdaki yordam, tam uygun yoğunlukta yetiştirilen hayvanların sahnelenen giden, her gün yapılır. Önceki gün son bir prosedür bu yana tüm yeni ecclosed sinekler yetiştirme ve deneyler için toplanır. Kalan tüm yaşam pupa olmadan eski şişeleri atılır. Dört gün eski sinek gece için taze bir yumurta birikimi flakonuna eklenir. Dişi sinek yoğunluğu yaklaşık 20 Her flakon, flakon boyutunu için ayarlanmış olmalı ve gerilim kullanılır. Ideal bir yoğunluk tüm larvalar, ilk sinekler ecclose önce pupated olduğu gibi larva evreleri ve yeterince düşük sinek orta sırasında sıvılaştırmak için yeterince yüksek biridir. Önceki gün gelen yumurtlama sinekler kaldırılır ve iptal edilir.

Hazırlık Fly

25 Yukarıda açıklandığı gibi Sinekler standart mısır unu / pekmez ortamda tutulur ° C ve% 60 nem 12saat light/12hr karanlık bir rejimle. Kısaca soğuk anestezi 24-48 saat eski sinekler hareketsizleştirir sonra, sineklerin (çapı 0.05mm ile bir üçgen şeklinde bakır kanca, baş ve göğüs (superglue UV cam yapıştırıcı, 505127A, Pacer Teknoloji, Cucamonga, Ca., ABD) yapıştırılır deney gün önce). Hayvanların sonra gece sakaroz birkaç tahıl içeren küçük nemli odalarında ayrı ayrı tutulur.

Cihaz

Set-up temel cihaz (tork metre) tork kompansatör (Götz, 1964). Bu amaçlanan uçuş manevraları nedeniyle kendi dikey ekseni etrafında bir sinek açısal momentum, ölçer. Sinek, yukarıda açıklandığı gibi kanca yapıştırılmış, bir kelepçe ile homojen arkadan aydınlatılmış silindirik bir panorama (arena, çap 58mm), merkezi sabit uçuş gerçekleştirmek için tork metre eklenir. Işık kaynağı 100W, 12V iyot tungsten ampul. Arena, yeşil ve mavi aydınlatma, ışık monokromatik geniş bant Kodak Wratten jelatin filtreleri (sırasıyla # 47 ve # 99) geçirilir. Filtreler 0.1s içinde hızlı bir selenoid tarafından değiştirilebilir. Alternatif olarak, mavi-yeşil bir filtre (Rosco "surfblue" Hayır, 5433), ya da hiç bir filtre üzerinden geçerek arena "gün ışığı" ile aydınlatılmıştır. Bu çalışmada kullanılan Rosco mavi-yeşil filtre iletim spektrumlu bir BG18 filtresi (Schott, Mainz) eşdeğer ve Kodak yeşil ve mavi filtreler (Brembs ve Hempel de Ibarra, 2006 arasında bir ara teşkil eder; Liu ve ark. , 1999). Arena bilgisayar kontrollü bir elektrikli motor kullanılarak sinek etrafında döndürülebilir. Böyle bir "uçuş simülatörü" durum, arena açısal hız ile doğru orantılıdır, ancak (faktör K kaplin =- 11 ° / s • 10-10nm) sinek yaw tork yöneltilen. Bu panorama stabilize etmek ve onun açısal yönünü kontrol etmek için sinek sağlar. Bu sanal "uçuş yönü" (yani, arena pozisyonu) dairesel bir potansiyometre (Novotechnik, A4102a306) ile sürekli olarak kaydedilir. Bir analog dijital dönüştürücü kart (PCL812 Advantech Co) arenada konumunu ve daha sonra analiz için izlerini saklar (frekans 20Hz örnekleme) bir bilgisayara yaw tork sinyali beslenir. Cezaya sinek kafası ile göğüs kafesi üzerine, arkasında ve yukarıda ayarlanabilir bir kızılötesi lazer (825 nm, 150 mW), ısı uygulanarak elde edilir. Lazer ışını darbeli (~ 4Hz yaklaşık 200ms darbe genişliği) ve sineğin hayatta kalmasını sağlamak için yoğunluğu azalır.

Deneyler

Desen öğrenme

Geleneksel desen öğrenme deneyi (Dereotu ve Heisenberg, 1995; Dereotu ve ark, 1993, 1995; Liu ve ark, 2006; Liu ve ark, 1998; Liu ve ark, 1999; Kurt ve Heisenberg, 1991) , alternatif yönlendirme dört siyah, T-şekilli desenler (yani iki dik ve iki ters) arenada duvar (genişlik ψ = 40 °, yükseklik θ = 40 °, bar genişliği = 14 °, desen gibi görülen eşit aralıklı sineğin pozisyonu). Bir bilgisayar programı, 4 sanal 90 ° kadranın içine arena 360 ° böler, merkezleri desenleri ile gösterilir. Sinekler yaw tork (uçuş simülatörü durum) ile desen açısal konumunu kontrol eder. Eğitim süresince, ısı ceza frontal görme alanı desen yönelimleri bir görünüm ile bitişik yapılır. Her desenin Güçlendirilmesiher zaman gruplar içinde eşitledi. Test süresince, ısı kalıcı olarak kapatılabilir ve sinek deseni tercih kaydedildi.

Renk öğrenme

Renk öğrenme daha önce açıklandığı gibi yapılır (Brembs ve Heisenberg, 2000; Brembs ve Hempel de Ibarra, 2006; Brembs ve Wiener, 2006, Wolf ve Heisenberg, 1997). Arenada dört sanal 90 ° kadran ayrılmıştır merkezleri dört özdeş dikey çizgiler (genişlik ψ = 14 °, yükseklik θ = 40 °) ile gösterilir. Sinek, yukarıda T-şekilli desenler açıklandığı gibi dört yaw tork ile aynı çizgili açısal pozisyon kontrol etmektedir. Sanal kadranda sınırları bir sineğin önünde bir noktaya geçtiği zaman bütün arena aydınlatma rengi değişti. Eğitim sırasında, ısı ceza iki renk bir şarta yapılır. Test sırasında, ısı kalıcı olarak kapatılabilir ve sinek renk tercih kaydedildi. Tabii ki, renkleri, desenleri ile bileşik klima (Brembs ve Heisenberg, 2001) kombine edilebilir.

Yaw tork öğrenme

Yaw tork öğrenme (Heisenberg ve Wolf, 1993 Brembs ve Heisenberg, 2000), daha önce açıklandığı gibi yapılır. Sinek spontan yaw tork aralığı yaklaşık sola veya sağa döner ya karşılık gelen "sol" ve "sağ" etki alanı ayrılmıştır. Arena duvar desenleri vardır. Eğitim süresince, ısı sinek yaw tork bir etki olduğunda uygulanır ve tork diğer geçtiğinde kapalı. Test aşamalarında, ısı sürekli kapalı ve sineğin yaw tork etki seçim kaydedilir.

Kompozit öğrenme

Kompozit öğrenme (Brembs ve Heisenberg, 2000) önce açıklandığı gibi, yaw tork öğrenme bir uzantısıdır. Temel olarak, yaw tork öğrenme ve renk öğrenme eşdeğer edimsel (yaw tork) ve belirleyicileri (renk) klasik bir deney birleştirilir. Eğitim süresince, sinek sinek yaw tork ceza ile ilişkili alanı içine geçer zaman ısıtılır. Sinek, sadece sıcaklık değil, aynı zamanda arenada renklenme (yeşil, mavi ya da tam tersi) değiştirildi, rotadan çıkma tork etki alanı geçer zaman. Böylece, yaw tork etki alanı ve renk ısı eşdeğer belirleyicileri olarak hizmet vermektedir. Test aşamalarında, ısı sürekli kapalı ve yaw tork etki / renk sadece sinek seçimi kaydedilir.

Tartışma

Bu deney düzeneği gelişmiş bir genetik model organizma ile deneysel koşullar üzerinde mükemmel kontrol birleştirir. Bu tanıtımı açıklanan prosedürleri kullanarak, çeşitli davranışsal özelliklerin moleküler ve nörobiyolojik temellerinin dahil olmak üzere, araştırıldı, ancak bunlarla sınırlı olmamak olabilir, spontan davranış nesil mekanizmaları, edimsel ve klasik koşullanma, örüntü tanıma, renk görme veya kurs kontrolü .

Discussion

Bu deney düzeneği gelişmiş bir genetik model organizma ile deneysel koşullar üzerinde mükemmel kontrol birleştirir. Bu tanıtımı açıklanan prosedürleri kullanarak, çeşitli davranışsal özelliklerin moleküler ve nörobiyolojik temellerinin dahil olmak üzere, araştırıldı, ancak bunlarla sınırlı olmamak olabilir, spontan davranış nesil mekanizmaları, edimsel ve klasik koşullanma, örüntü tanıma, renk görme veya kurs kontrolü .