Bir burnumun Extension Tepki Böcekler Davranış Plastisitesi incelenmesi için protokol: Basic, Biyomedikal Uygulama ve Tarımsal Araştırma

Bal arısı (Apis mellifera) için geliştirilen Proboscis Extension Response (PER) koşullandırma protokolü, birçok böcek türünde birkaç farklı öğrenme mekanizmasını incelemek için ekolojik olarak ilgili ve kolayca ölçülebilir bir araç sağlar.

Bu prosedürün genel amacı, bal arılarında yiyeceğe basit bir refleksif tepkinin davranışsal koşullandırılmasının nasıl uygulanacağını göstermektir. Bu, önce bal arılarını yakalayarak, onları koşum takımlarında tutarak, onlara az miktarda gizli çözelti vererek ve daha sonra kısıtlamaya alışmalarına izin vererek gerçekleştirilir. Daha sonra, antenlerine sakaroz ile dokunulduğunda yeterli motivasyon gösteren şartlandırma için boncuklar seçilir.

Koşullandırma sırasında, koku sunumu, koşullu yanıtı ortaya çıkarmak için bir sakaroz ödülü ile eşleştirilir. Daha sonra, güçlendirilmemiş denemeler, yanıtın varlığını veya yokluğunu, yanıtın gecikmesini ve yanıtın süresini ölçer. Son adım, veri analizi ve koşullandırma ve test denemelerinin grafiksel sunumudur.

Bu teknik, bal arısı biyolojisi çalışmalarına başarıyla uygulanmıştır ve sağlık öğrenme davranışı, pestisitler gibi yıkıcı tedavilere özellikle duyarlıdır ve bu tür tedavilerin bal arısı davranışı üzerindeki etkisini ölümcül olmayan seviyelerde değerlendirmeyi mümkün kılar. Bu yöntemin görsel gösterimi, etkili koşullandırma için gerekli uyaran zamanlamasının ve etkinliği azaltan yaygın hataların anlaşılmasına yardımcı olur. Bu yönteme yeni olan bir kişi, hem protokolün hem de çevre koşullarının gerektirdiği ayrıntılara dikkat etmekle mücadele edecektir.

Başlamak için, işçi arıları koloninin girişinden toplamak, ayrılmadan önce durakladıklarında veya yiyecek aramadan döndüklerinde. Flakon başına sadece bir arı yakalayın. Kaçışı önlemek için kapağı sabitlerken flakon açıklığını yatay veya aşağı bakacak şekilde tutun.

Arılar toplandıktan sonra, laboratuvara geri dönün ve bir seferde birkaç şişeyi bir buzlu su bulamacına yerleştirin. Bir arı hareketsiz kaldığında, aşırı maruz kalmayı önlemek için şişeyi hemen buzdan çıkarın ve arıyı bir emniyet kemerine yerleştirin. Arayı, dorsal toraksı tutucunun kesik kısmına bakacak ve başı üst kısmın hemen üzerinde olacak şekilde tutun.

Arıya, ağız kısımları tutucunun kenarının dışına çıkacak şekilde hafifçe bastırın. Baş ile göğüs kafesi arasına sırt tarafında bir koli bandı şeridi kaydırın ve serbest ucu tutucunun yan tarafına sıkıca takın. Emniyet kemeri üzerindeki bandın pürüzsüz ve gergin olduğundan emin olun.

Arı tutucunun ön tarafı ile bant arasında gözle görülür bir boşluk olmamalıdır. Boşluklar varsa, arı per bois'ini düzgün bir şekilde uzatamayabilir veya kaçabilir. Beslemeden önce arıların koşum takımından kurtulmaları için yaklaşık 30 dakika bekleyin.

Daha sonra, eğitim alanından çok uzak bir alanda, besleme ve şartlandırma arasındaki aralıkta her arıyı yaklaşık üç ila dört mikrolitre 0,5 molar sükroz ile besleyin. Arıları laboratuvarın sessiz bir yerine ve ıslak kağıt havlularla dolu plastik bir kaba koyun. Bu süre zarfında, koşullandırmaya başlamadan birkaç dakika önce, Testa, antenlerine 0.5 molar sükroz çözeltisinden oluşan küçük bir damlacık ile dokunarak beslenme motivasyonunu artırır.

Bu test sırasında beslenmelerine izin vermeyin. Psis'lerini genişleterek yanıt verirlerse, muhtemelen öğrenmek için yeterince motive olurlar ve protokol için kullanılabilirler. Hazır olduğunda, cam koku şırıngasını bir modelleme kil tutucusuna yerleştirin ve geniş uçtaki açıklık doğrudan arılara ve 10 E'ye işaret edecek şekilde ayarlayın. Şırınganın ucu, kartuşu Airstream borusuna ve valf sistemine bağlayan bağlantı parçasını şırınganın dar ucu üzerinden güvenli bir şekilde yerleştirerek arıdan bir ila iki santimetre uzakta olmalıdır.

Her denemenin başında, koşumlu arıyı, antenleri doğrudan koku kartuşuna bakacak şekilde koşullandırma alanındaki mandalın üzerine yerleştirin. Arının yeni çevresine alışması için koku uyaranına başlamadan önce 15 ila 25 saniye arenada dinlenmesine izin verin. Koku iletimi için zamanlama mekanizmasını başlatmak için başlat düğmesine basın.

Uyaranın başlamasından sonra ve koşulsuz uyaranın sunulmasından önce arının kokuya verdiği tepkiyi izleyin. Her denemeden sonra, ilk hafıza oluşumuna izin vermek için arının şartlandırma alanında 15 ila 25 saniye daha dinlenmesine izin verin. Denemeden sonra arıyı çok erken hareket ettirmek, her bir koşullandırma denemesinin etkinliğini önemli ölçüde azaltacaktır.

Sükrozu vermek için, koku sunulurken iğnenin ucunu arıdan iki ila üç santimetre uzakta tutun. Şırınganın sallanmasını önlemek için eğitim alanının kenarını kullanın, çünkü bu hareket arının dikkatini dağıtabilir. Koku uyaranının sunumu sırasında bir besleme sinyali duyulacaktır.

Besleme sinyali duyulur duyulmaz, arı probos olarak uzayana kadar antene hafifçe dokunun, ardından arıyı besleyin. Kokunun sunumu ile sakarozun sunumu arasındaki zamanlama çok önemlidir. İdeal olarak, bu iki uyaran kısa bir süre örtüşmelidir.

Kokunun sunumu ile sakarozun sunumu arasında birkaç saniyeden fazla zaman geçerse, kondisyonlama performansı azalacaktır. Koşullandırmanın ardından, arıların koşullandırılmış ilişkiyi ne kadar iyi hatırladığını değerlendirmek için güçlendirilmemiş test denemeleri kullanın. İlk olarak, eğitim alanının üzerindeki bir tripoda bir video kamera kurun ve kamerayı arının başının önüne odaklayın, böylece antenler ve probus net bir şekilde odaklanır.

Koku uyaranı sunumunu gösteren küçük bir LED ışığın, arının arkasındaki ve videoda görülebildiği bir alanda olduğundan, ancak arı tarafından görülmediğinden emin olun. Bu, analiz sırasında kokunun başlama ve sapma zamanının belirlenmesine olanak tanır. En tutarlı sonuçlar için, her şey ayarlandıktan sonra test etmek üzere yeni hazırlanmış koku kartuşlarını kullanın.

Kokuyu daha önce gösterildiği gibi sunarak teste başlayın. Kokuyu sunmadan 20 saniye önce kayda başlayın ve ardından en az 20 saniye kayda devam edin. Testten sonra, her bir arının uyarana karşı duruma verdiği yanıtı puanlamak için video düzenleme yazılımı kullanın.

Yanıtları olumlu veya olumsuz olarak puanlayan psis uzantısı yanıtını puanlamak için ikili bir puanlama sistemi kullanın. Skor B'nin yanıtı pozitif. Açılan mandibulaların uçlarının birleştirilmesiyle yapılan çizginin ötesinde B ektensus psisi, yalnızca koku başlangıcından sonra B'nin prob bois'ini uzattığında pozitif bir yanıt aldığında, ancak koku ofsetinden önce B'nin yanıtı, deneme sırasında prob Bois'in uzaması olmadığında negatif olarak veya koku maddesinin ofsetinden sonra Pro Bois uzamışsa, Uzantı gecikme süresi ve koşula verilen uzantı yanıtı yanıtlarının sayısı ve toplam süresi gibi diğer parametreler de toplanabilir.

Uyaran, sonraki koşullandırma denemelerinde arttı. Karbon zinciri uzunluğundaki ve/veya karbon karbonunun konumundaki uyarandan farklı olan yeni test kokularına verilen tepkiler, durum uyaranı ile yeni test kokusu arasındaki farkın derecesi ile orantılı olarak azaltıldı. Bu veriler, yeni araştırmacılar arasındaki değişkenliği ve başarılı koşullandırmayı göstermektedir.

Sekizliye verilen yanıtlar, testi gerçekleştiren gruba bağlı olarak farklılık gösterdi. Test denemeleri sırasında, durum uyarıcısı olarak kullanılan koku en güçlü tepkiyi ortaya çıkardı. Durum uyaranı olarak sekizli kullanıldığında, yanıt, yeni bir koku olan metil siklon ile karşılaştırıldığında test sırasında daha güçlüydü.

Benzer şekilde, metil siklon, koşullu uyaran olarak kullanıldığında daha güçlü tepkiler üretti. Geriye doğru eşleştirme kullanıldığında, koşullu tepki, geliştirilmesinden sonra başarılı koşullandırma için hassas zamanlamanın önemini gösteren yeni koku seviyesine yakın bir seviyeye düşürüldü. Bu teknik, sinirbilim alanındaki araştırmacıların öğrenme ve hafızanın sinirsel temellerini ve bal arısı gibi böcek model organizmalarını keşfetmelerinin yolunu açtı.

Böcekle, özellikle de bal arılarıyla çalışmanın tehlikeli olabileceğini unutmayın. Bu hayvanlarla çalışırken uygun koruyucu giysiler giydiğinizden emin olun.