عن طريق اللمس تكييف وتحليل حركة استراتيجيات أخذ العينات Antennal في نحل العسل (

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

في هذا البروتوكول نعرض كيفية تسخير حالة نحل العسل للمؤثرات عن طريق اللمس وإدخال تقنية التقاط الحركة 2D لتحليل الكينماتيكا الجميلة على نطاق ونمط أخذ العينات antennal.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Mujagić, S., Würth, S. M., Hellbach, S., Dürr, V. Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees (Apis mellifera L.). J. Vis. Exp. (70), e50179, doi:10.3791/50179 (2012).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

نحل العسل (أبيس mellifera L.) هي الحشرات eusocial ومعروفة للشعبة الخاصة بهم معقدة من العمل والتعلم النقابي القدرة 1 و 2. النحل العامل قضاء النصف الأول من حياتهم داخل الخلية الظلام، حيث يتم التمريض اليرقات أو بناء أمشاط العادية سداسية للأغذية (مثل حبوب اللقاح أو الرحيق) والحضنة 3. والهوائيات هي جس نبض المتعددة الحواس غير عادية وتلعب دورا محوريا في مختلف المهام بوساطة اللمس بما في ذلك بناء الخلية 5 و التعرف على الأنماط 6. في وقت لاحق في الحياة، كل واحد يترك النحل خلية للبحث عن الطعام. ثم نحلة أن يتعلم التمييز مصادر الغذاء مربحة، حفظ مواقعها، والتواصل لزملائه عشها 7. النحل استخدام إشارات مختلفة مثل الزهور أو الألوان الروائح 7 و 8، ولكن أيضا عن طريق اللمس العظة من سطح البتلة 9 إلى تشكيل ذكريات المتعددة الحواس من مصدر الغذاء. تحت المختبر المشتركnditions، يمكن تدريب النحل في نموذج التعلم مشهي للتمييز ملامح وجوه عن طريق اللمس، مثل حواف الأخاديد أو الهوائيات الخاصة 10 و 11 و 12 و 13. يرتبط ارتباطا وثيقا هذا النموذج تعلم تكييف وحاسة الشم الكلاسيكية للاستجابة تمديد خرطوم (PER) في تسخير النحل 14. ميزة لنموذج التعلم عن طريق اللمس في المختبر هو إمكانية الجمع بين التجارب السلوكية على التعلم مع القياسات الفسيولوجية المختلفة، بما في ذلك تحليل نمط الحركة antennal.

Protocol

1. إعداد النحل

  1. يتم القبض الرحيق أو حبوب اللقاح علافات في مجال التغذية إما من السكروز أو مباشرة من مدخل الخلية بينما كان عائدا من رحلة البحث عن الطعام. يتم التقاط كل واحد النحل إلى قارورة زجاجية أن يتم إغلاق مع المكونات رغوة ونقل على الفور إلى المختبر لمزيد من المعالجة.
  2. في المختبر، يتم تبريد لفترة وجيزة النحل القبض في الثلاجة عند 4 ° C حتى تظهر العلامات الأولى من الجمود.
  3. هي التي شنت كل واحد يجمد النحل في أنبوب معدني صغير مع شريط لاصق بين الرأس والصدر والبطن خلال. ينبغي الحرص على أن خرطوم وهوائيات هي منقولة بحرية.
  4. رسم عيون المجمع والتي تشبه من النحل الثابتة مع الطلاء الأبيض (مثل المذيبات خالية تيب السابقين) لتسد الرؤية.
  5. إضافة قطرة صغيرة من الشمع ذاب خلف الرأس للنحل لاصلاحها على الشريط بين الرأس والصدر لمنع حركات الرأس خلال التسجيلات.
  6. بمناسبة كل واحد النحل مع عدد على الشريط لتحديد أفضل ووضع أنبوب مع النحل الثابتة في جو رطب لمنع الجفاف.
  7. تغذية النحل كل واحد لمدة 5 ثوانى مع قطرات من محلول السكروز 30٪ مع عرض حقنة وترك كل النحل استرداد لمدة 30 دقيقة قبل البدء مع بروتوكول تكييف اللمس.

2. عن طريق اللمس تكييف

  1. قبل تكييف، كل واحد لديه النحل لفحصها للاستجابة تمديد خرطوم (PER) إلى التحفيز السكروز 30٪ تطبق على هوائيات. وبالتالي غيض من خرطوم لديه لعبور خط الظاهري بين فتح mandibles. تجاهل كل النحل التي لا تستجيب مع PER إلى التحفيز السكروز.
  2. لاستخدام تكييف اللمس مكعب من النحاس الأصفر (مثل 3 × 5 مم) مع السلس أو نمط محفورة، على سبيل المثال، أفقي أو عمودي تشكيل الأخاديد مقضب مع 150 ميكرون طول الموجة، والمثير الشرطي (CS). Fأو المثير غير الشرطي (US) استخدام حل السكروز 30٪ (سكر الأسرة، المخفف في الماء).
  3. يتم وضع المكعب النحاس (CS) في حامل على مياداة مجهرية (على سبيل المثال، Märzhäuser MM33) لضمان تحديد المواقع بدقة أثناء إجراء تكييف. وتقدم الولايات المتحدة على نحلة مع حقنة مليئة حل السكروز 30٪.
  4. الإجراء تكييف يتكون من خمسة أزواج من التحفيز عن طريق اللمس (CS) والسكروز حل (الولايات المتحدة) مع فاصل بين المحاكمة (ITI) من 5 دقائق. وضع نحلة واحدة أمام مياداة مجهرية مع التحفيز عن طريق اللمس شنت (CS). وضع CS ببطء، على ان يكون سطح التحفيز عن طريق اللمس موازية للرئيس النحل (الشكل 1 A و B). المسافة بين الحيوان والكائن عن طريق اللمس يجب أن تكون في نطاق دائرة نصف قطرها من antennal عمل اختبار النحل، أي النحل أن تكون قادرة على مسح التحفيز عن طريق اللمس في وضع مريح ثإيث كل من الهوائيات. في المثال هو موضح في الشكل 1، كان على مسافة 3 مم. السماح للمسح النحل التحفيز عن طريق اللمس (CS) لمدة 5 ثوانى. المجلس الأعلى للتعليم بعد 3 الأولى، تقديم قطرة من السكروز 30٪ (الولايات المتحدة) حل مع حقنة تحت خرطوم. استخدام غيض من حقنة لرفع بلطف خرطوم. سوف التحفيز السكروز تحت خرطوم استقاء دون شروط PER 15. السماح للنحلة إلى لعق مكافأة السكروز. استخدام ساعة توقيت مع إشارة إنذار للحفاظ على التوقيت الدقيق خلال فترات تكييف.
  5. يتم استخدام PER مكيفة كإجراء لنجاح التعلم من النحل. بعد التزاوج 1 مكافأة، والنحل تبدأ للرد على عرض من قبل CS تمديد خرطوم بهم، مشيرا إلى أنهم يتوقعون المكافأة المقبلة. يتم احتسابه خرطوم مددت تماما لوحظ في أي وقت خلال فترة الانتقالات 3 دوام ثانية من التحفيز عن طريق اللمس والعرض التقديمي قبل السكروز كرد إيجابي. يتم احتساب أي رد سلبي. وأورينتurrence من PER يجب أن أشار إليه المجرب. يتم رسم نسبة النحل تبين PER خلال عرضه CS لكل المحاكمة.

3. تسجيلات الحركية

  1. وتسجل حركات Antennal من نحلة واحدة تسخير مع كاميرا الفيديو الرقمية مع عدسة الماكرو مناسبة (مثل باسلر A602f-2 مجهزة VZM TechSpec 200، تعمل في 50 إطارا في الثانية عبر سلك اتصال النار). يتم وضع الكاميرا فوق الحيوانية في العرض من أعلى لأسفل (الشكل 1 A). في الشكل 1، القرار المكاني للتسجيلات هو 0.02 مم / بكسل.
  2. معايرة الكاميرا عن طريق تسجيل الصور واحد من مربعات × 10 مم 10 مع طول الحافة من 1 ملم من توجهات مختلفة في إطار الهدف الكاميرا. ويمكن أن يتم معايرة باستخدام أداة معايرة الكاميرا مربع ماتلاب 16.
  3. وضع نحلة واحدة ثابتة تحت عدسة الكاميرا. تقديم التحفيز عن طريق اللمس، مثبتة في مياداة مجهرية، لهذا الحيوان. المضي قدما في نفس الطريق كما هو موضح لتكييف عن طريق اللمس، وتسجيل حركة antennal في حين أن النحل هو الكائن المسح الضوئي. من المهم أن كامل antennal مجموعة العمل والتحفيز عن طريق اللمس مرئية. اختبار الخيارات أنماط التحفيز وأرقام محاكمة تعتمد على التصميم التجريبي.

4. تحليل البيانات

  1. ويتم حساب الخلفية صورة في Matlab. أولا، قيمة اللون الرمادي المتوسط ​​مع مرور الوقت لابد من حساب لكل بكسل. الأجسام الساكنة، مثل رئيس الثابتة للنحل والتحفيز عن طريق اللمس، وسوف تشكل خلفية الصورة. الأجسام المتحركة، مثل الهوائيين، لن تكون جزءا من الخلفية.
  2. كل إطار من الفيديو المسجل لابد من تحميلها بشكل تسلسلي، والفرق بين الإطار الحالي والخلفية صورة لابد من حسابها. ونتيجة لهذا الطرح يؤكد تلك الأجزاء من الصورة التي تتحرك من الإطار إلى الإطار. معرفeally، وهوائيات للنحل هي المناطق فقط من غير قيم الصفر (الشكل 1C).
  3. لمزيد من المعالجة، ويفترض أن أكبر مناطق اثنين مع القيم بكسل غير الصفر لتكون هوائيات. لكل من هوائيات قناع ثنائي هو أن تتولد لكل بكسل تحتوي على القيمة 1، إذا كان ينتمي إلى بكسل الهوائي والقيمة 0 خلاف ذلك. هذا القناع يخدم كأساس لإضفاء الطابع المحلي على نصائح antennal في وقت لاحق. للحصول على قناع الأولية للصورة بأكملها تتم مقارنة الرمادي قيمة كل بكسل من الصورة الفرق إلى عتبة محددة مسبقا. منذ نهتم الضوضاء في وقت لاحق يتم اختيار هذه العتبة لتكون منخفضة للغاية. القناع الأولية ثم لا يزال يحمل نوعين من الأخطاء: أولا، بسبب الضوضاء المناطق صورة صغيرة لا تزال جزءا من القناع. ثانيا، قد لا تنتمي إلى المناطق التي الهوائي بالضرورة ان تكون مرتبطة بالكامل. هذه الأخيرة غالبا ما يحدث إذا كان لديه الخلفية تقريبا نفس التألق الهوائي. للقضاء على هذه التحف، ومعياريتم تطبيق عملية معالجة الصورة الشكلية، أي مزيج من تآكل الصورة وتوسع، وتعتمد على معيار وظائف مطلب imerode وimdilate على التوالي (انظر 17 ص 158-205 لمزيد من التوضيح). بعد عملية تقليل الضوضاء وترد تزال الفرضيات هوائيات داخل القناع نفسه. ومن هنا، وكخطوة تالية يتم عنقودية القناع ثنائي للمناطق منفصلة باستخدام معيار مطلب ظيفة bwlabel (انظر 17 ص 40-48 لمزيد من التفاصيل على الصورة خوارزمية تجزئة).
  4. يتم حساب عدد وحدات البكسل لكل كتلة ويتم اختيار مجموعات أكبر دولتين. ويحسب مركز الثقل للتمييز بين الهوائي الأيسر والأيمن (1D الشكل).
  5. ويمكن تعريف الطرف antennal لكل بكسل الهوائي كما في كتلة وفقا لأعلى قيمة في الاتجاه الأقرب إلى القاصي (انظر الشكل 1D).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

في التجربة التالية كيفية التعلم درسنا عن طريق اللمس يؤثر antennal السلوك أخذ العينات في نحل العسل. لهذا، رصدنا حركة الطرف antennal في النحل السذاجة وتكييف قبل وأثناء عرض حافزا عن طريق اللمس.

أولا، تم تسجيل حركة عفوية antennal مجموعة من علافات حبوب اللقاح (N = 42) لمدة 1 دقيقة. ثم كانت مشروطة نصف النحل (N = 21) من الاقتران خمس مرات في التحفيز عن طريق اللمس مع مكافأة 30٪ سكروز. وكان هذا الفريق الهواء. وكان الحافز على طريق اللمس 30 × 50 مم سطح من النحاس الأصفر مكعب منقوش مع مقضب الأفقي (λ = 150 ميكرون). لم يشترط النصف الآخر من النحل (N = 21) واستخدمت كمجموعة السذاجة. ويبين الشكل 2 منحنى التعلم يعني من مجموعة من النحل مكيفة. النسبة المئوية للهواء PER بعد المكافأة الأولى يختلف كثيرا عن السلوك التلقائي (الشكل 2 الثالثة 3.

بعد ذلك تم تسجيل حركة الطرف antennal في الهواء على حد سواء ومجموعة السذاجة مرة أخرى لمدة 1 دقيقة في وجود الحافز عن طريق اللمس الشكل 3 A 1 - B 2 يوضح توزيع المواقع تلميح antennal في كلا المجموعتين، قبل وأثناء العرض التقديمي للكائن عن طريق اللمس. تغيرت على حد سواء، والسذاجة ومجموعة مكيفة نمطها حركة antennal في وجود حافز عن طريق اللمس مقارنة مع السلوك العفوي. زيادة كبيرة في احتمال غيض antennal إلى البحث و / أو عينة مجال التحفيز إذا كان حاضرا التحفيز، وتبين أن أخذ العينات عن طريق اللمس ينطوي على تغير ملحوظ في نمط الحركة antennal مقارنة عفوية حركة antennal. هذا صحيح بالنسبة لكلا المجموعتين من النحل (الشكل 3 C 1 و C (الشكل 3 C 1 و C مان ويتني U الاختبار، P <0.05، ولم يكن هناك فرق كبير بين الاثنين الفترات المرجعية A في الشكل 3C). وهكذا، تكييف اللمس يؤدي إلى زيادة حركة نشطة antennal بالقرب من كائن وأخذ العينات عن طريق اللمس من سطح الجسم كما هو موضح سابقا في Erber (2012) 18. بالمقارنة مع مجموعة ساذجة، وكان التوزيع المكاني خلال تقديم المثير أكثر سلاسة بعد تكييف (قارن الشكل 3 B 1 B و2).

وباختصار، فإن نتائج هذا المعرض من تجربة يمكن أن يتم تدريب نحل العسل بشكل فعال جدا للرد على التحفيز عن طريق اللمس، ويكون ذلك الأمر مقرونا التعلم عن طريق اللمس من موارد الوراثية الحيوانية زيادةلقد أخذ العينات والبحث السلوك.

الشكل 1
تسجيل فيديو (1) والرقم الداخلي antennal تتبع A:. أعلى لأسفل من النحل الثابتة والتحفيز عن طريق اللمس. يتم وضع الحوافز عن طريق اللمس في مقدمة الرأس من النحل الثابتة مع عيون المغطي. وهو موجود داخل العمل antennal المدى. د و ف تشير إلى مواقع القاصي والداني نسبة إلى الحيوان B: منظر جانبي للنحل نفسه والتحفيز عن طريق اللمس. سطح التحفيز عن طريق اللمس ورئيس للنحل (الخطوط المنقطة الزرقاء) هي موازية لبعضها البعض C: المميزة بكسل بكسل ثابت الانتقال من في تسلسل الفيديو. طرح كل صورة من نموذج الخلفية يسمح التعرف على أجزاء متحركة، أي علىntennae. رئيس الثابتة للنحل والتحفيز عن طريق اللمس (المشار إليها هنا الخطوط المنقطة الحمراء) تكون ثابتة وواضحة وليس بعد الطرح D: تعريف اليسار واليمين والطرف antennal. يتم تحديد مجموعتين أكبر بكسل بعد الطرح وهوائيات. حساب مركز الثقل يسمح التمييز بين اليسار (أحمر) والحق هوائي (الخضراء). ويمكن تعريف الطرف antennal لكل هوائي (أسود الصليب) كما بكسل في كتلة مع أكبر قيمة في الاتجاه البعيدة.

الشكل 2
الشكل 2. منحنى التعلم تكييف PER عن طريق اللمس. تم تدريب علافات حبوب اللقاح باستخدام خمسة أزواج من CS (التحفيز عن طريق اللمس) والولايات المتحدة (حل السكروز) مع فاصل بين محاكمة 5 دقائق. يتم رسم النسبة المئوية للاستجابات إيجابية من 21 الحيوانات لالسلوك التلقائي (مذكورة عفويا) وشركة دوعرض حلقة من CS بعد كل محاكمة تكييف. لاحظ أن نسبة PER بعد أول وجميع المكافآت التالية يختلف كثيرا عن السلوك التلقائي (فيشر اختبار احتمال الدقيق، p <0.001).

الشكل 3
الشكل 3. توزيعات متوسط ​​تطبيع للموقع تلميح antennal خلال فترة من 1 دقيقة. تم تطبيع توزيع الإكراميات antennal كل النحل إلى العدد الكلي من نقاط البيانات لكل حيوان. لوحات تظهر النتائج من (يسار، N 21 =) ساذجة والنحل مكيفة (يمين، N = 21) قبل (A) وأثناء العرض التحفيز (B) A 1 A 2 و:. حركة عفوية antennal قبل عرض الحوافز الإحداثي السيني يبين موقف الوحشي من طرف antennal نسبة إلى اله وسط الرأس (الشكل 1C مقارنة مع وD). ويبين موقف المنسقة البعيدة من طرف antennal. مقياس لون يشير إلى النسبة المئوية للوقت الذي قضى antennal طرف في أي موقع معين. كانت فترة تسجيل 1 دقيقة أي ما يعادل 3000 إطارات الفيديو وB 1 B 2: نفس كما هو الحال في 1،2، ولكن خلال عرض الحوافز C 1 و C 2: متوسط ​​عدد الإطارات التي كانت تقع في الطرف antennal داخل المنطقة الكائن، أي ± 3 صناديق النسبية البعيدة أو القريبة إلى السطح التحفيز. C1: مجموعة ساذجة؛ C2: مجموعة الهواء. المؤامرات صندوق ضئيلة للغاية تظهر الوسيط، يعني الشرائح الربعية، ويتراوح 5-95٪ من المئين عدد الإطارات في الدقيقة الواحدة. في كلتا المجموعتين من النحل، وهناك فرق كبير بين "التحفيز لا" (A) و "مع التحفيز" (B، C، يلكوكسون قعت رتبة الاختبار، C 1: P = 5.39 * 10 -4؛ C 2 -5). متوسط ​​عدد الإطارات أثناء العرض التحفيز عن طريق اللمس هو أكبر من ذلك بكثير في النحل النحل في الهواء من السذاجة (مان ويتني U الاختبار، C 1 - C 2: P = 0.007). اضغط هنا لمشاهدتها بشكل اكبر شخصية .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

إعداد النحل: جمع وتصحيح وينبغي أن يتم بسرعة النحل، من اجل الحفاظ على مستوى منخفض من التوتر الحيوان. الإجهاد له تأثير على استجابة PER-، وبالتالي، يمكن أن يكون لها تأثير غير مباشر على أداء التعلم في النحل 19، 20. يمكن تخفيض مستوى الإجهاد عن طريق وضع قنينة زجاجية مع النحل مباشرة على الجليد مباشرة بعد جمع لشل عليها بسرعة. فإنه يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن النحل بحاجة الى مزيد من الوقت للتعافي على المدى فترة التخدير هو من قبل.

رؤية له تأثير سلبي على التعلم عن طريق اللمس في النحل 18. ولذلك فمن المهم أن تسد الرؤية من خلال اللوحة أعين الحيوان. من أجل زيادة التباين البصري للتسجيلات الفيديو، فمن المستحسن استخدام الطلاء الأبيض (على سبيل المثال، تيب السابقين). وينبغي الحرص على عدم الحصول على الهوائيات في اتصال مع الطلاء.

تعلموأظهرت الدراسات السابقة في المختبر والحقل الذي الحساسية السكروز في عسل النحل علافات تؤثر على قدرتها التعلم النقابي 21، 22: جي الأداء. يرتبط بشكل إيجابي مع ارتفاع حساسية السكروز اقتناء أفضل عن طريق اللمس والعروض التمييز. علافات حبوب اللقاح من العسل مستعمرة النحل هي في المتوسط ​​أكثر استجابة لالسكروز من الرحيق علافات في معظم أسابيع من موسم تستخدم علفا 23. يمكن التعرف عليهم بسهولة من قبل الأحمال حبوب اللقاح على أرجلها الخلفية واشتعلت عند مدخل الخلية. يمكن ضبط علافات مع رحيق حساسية عالية السكروز في نهاية موسم تستخدم علفا، بين شهري سبتمبر وأكتوبر. ويمكن اختيارهم على مغذيات اصطناعية مملوءة بالماء السكر المنخفضة المركزة وضعت حوالي 20 مترا بعيدا عن الخلية 23.

أداء التعلم وتكوين الذاكرة تعتمد بقوة على حالة شبع من خلال تكييف نحلة 25. A شبه تعد المجاعة التطوير التنظيمي قبل تكييف، بين عشية وضحاها على سبيل المثال، يمكن تحسين سلوك التعلم النقابي وزيادة مستوى الدافعية للحيوان.

تكييف اللمس: يتم استخدام PER باعتبارها استجابة غير مشروطة في التعلم مشهي البروتوكول 14. لذلك، من الأهمية بمكان أن جميع النحل اختبار يبدون مددت تماما PER إلى المثير غير الشرطي (التحفيز السكر) قبل تكييف. يجب التخلص من النحل التي لا تستجيب لتحفيز السكر وكذلك النحل التي تستجيب مع PER خلال الاتصال antennal مع التحفيز عن طريق اللمس قبل تكييف. وإلا فإن استجابة منخفضة للغاية أو عالية للغاية من هذه الحيوانات نخلط منحنى التعلم.

تم اختيارها عشوائيا في التحفيز عن طريق اللمس المستخدمة في هذا البروتوكول (مكعب من النحاس الأصفر مع حواجز شبكية أفقية). يمكن أن العسل النحل أيضا على المحفزات مشروطة اللمس مختلفة مع مختلف الأشكال والقوام (انظر 10).

الطبقة = "jove_content" يجب> تنظيفها والتحفيز عن طريق اللمس بعد كل محاكمة تكييف وبعد اتصال مع لسان حيوان بغمر في الايثانول 70٪ والتجفيف باستخدام قطعة قماش السليلوز.

للمقارنة في اقتناء مجموعات مختلفة من النحل (مثل حبوب اللقاح، علافات نكتار مقابل)، يمكن حساب على درجة اقتناء 21. هذه النتيجة هي العدد الكلي للاستجابات مكيفة إلى CS ولها تتراوح ما بين 0 (لا يشترط PER) و 5 (PER مشروطة بعد كل محاكمة تكييف).

واستخدمت أساليب مختلفة تحليلات الفيديو في الماضي لقياس التغيرات في سلوك الحركة antennal في نحل العسل 26، 27: تحليل الفيديو. طريقتنا في الاستفادة من تحليل الحركات دون الحاجة antennal علامات عاكسة على هوائيات والاستفادة من مجموعة متنوعة من أدوات معالجة الصور في Matlab. وكمثال على ذلك، يمكن للمرء أيضا تحليل توقيت antennاتصالات آل نحو كائن، تحديد سرعة حركة antennal، وحساب المواقف الزاوي للهوائيات في إشارة إلى محاور الجسم أو تميز بين حركة antennal اليسار واليمين.

ويمكن لPER الذي يحدث أثناء تسجيل استجابة antennal على الكائن في الهواء النحل تدخل في وقت لاحق مع الكشف التلقائي للهوائيات. في هذه الحالة لا بد من تحرير الفيلم، على سبيل المثال في فيرتوالدوب، لإخفاء والكائن الذي يتداخل مع عملية الكشف، على سبيل المثال من خلال تغطية القسم حيث يظهر خرطوم بطبقة رمادية من نفس الشكل.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

Acknowledgments

نشكر يواكيم Erber لإدخال بنا إلى نموذج التعلم عن طريق اللمس في نحل العسل. وأيد هذا العمل من قبل الكتلة التميز CITEC 277، الممولة في إطار مبادرة التميز الألمانية.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Pollen foragers, Apis mellifera L. Private hives
Glass vials (22 x 45 mm) Carl Roth GmbH Co X655.1
Brass tubes, 10 x 30 mm Self-produced
Brass cube, 3 x 5 mm Self-produced
Tipp-Ex (solvent-free) Tipp-Ex GmbH Co KG
Sucrose solution (30%) Household suger diluted in water
Ethanol (70%) Carl Roth GmbH Co 9065.3
Syringe (1 ml) and needle (0.6 x 25) Carl Roth GmbH Co 59.1
Stop Watch Carl Roth GmbH Co L423.1
Micromanipulator Märzhäuser MM33 00-42-101-0000
Digital video camera Basler A602f-2
Macro lens for camera TechSpec VZM 200
Matlab R2009b The MathWorks

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Page, R. E., Scheiner, R., Erber, J., Amdam, G. V. The development and evolution of division of labor and foraging specialization in a social insect (Apis mellifera L.). Curr. Top. Dev. Biol. 74, 253-286 (2006).
  2. Menzel, R., Müller, U. Learning and memory in honeybees: From behavior to neural substrates. Annu. Rev. Neurosci. 19, 379-404 (1996).
  3. Seeley, T. D. The wisdom of the hive. Harvard University Press. Cambridge Mass, London. (1995).
  4. Staudacher, E., Gebhardt, M. J., Dürr, V. Antennal movements and mechanoreception: neurobiology of active tactile sensors. Adv. Insect Physiol. 32, 49-205 (2005).
  5. Martin, H., Lindauer, M. Sinnesphysiologische Leistungen beim Wabenbau der Honigbiene. Z. Vergl. Physiol. 53, 372-404 (1966).
  6. Kevan, P. G. Texture sensitivity in the life of honeybees. Neurobiology and behavior of honeybees. Menzel, R., Mercer, A. Springer Verlag. Berlin, Heidelberg, New York. 96-101 (1987).
  7. von Frisch, K. Tanzsprache und Orientierung der Bienen. Springer Verlag. Berlin, Heidelberg, New York. (1965).
  8. Waser, N. M. Flower constancy: definition, cause, and ceasurement. Am. Nat. 127, 593-603 (1986).
  9. Kevan, P. G., Lane, M. A. Flower petal microtexture is a tactile cue for bees. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82, 4750-4752 (1985).
  10. Erber, J., Kierzek, S., Sander, E., Grandy, K. Tactile learning in the honeybee. J. Comp. Physiol. A. 183, 737-744 (1998).
  11. Kisch, J., Erber, J. Operant conditioning of antennal movements in the honey bee. Behav. Brain. Res. 99, 93-102 (1999).
  12. Scheiner, R., Erber, J., Page, R. E. Tactile learning and the individual evaluation of the reward in honey bees (Apis mellifera L.). J. Comp. Physiol. A. 185, 1-10 (1999).
  13. Erber, J., Scheiner, R. Honeybee learning. Encyclopedia of Neuroscience. Adelman, G., Smith, B. Elsevier. (2004).
  14. Bitterman, M. E., Menzel, R., Fietz, A., Schäfer, S. Classical conditioning of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera). J. Comp. Psychol. 97, 107-119 (1983).
  15. Dacher, M., Gauthier, M. Involvement of NO-synthase and nicotinic receptors in learning in the honey bee. Physiol. Behav. 95, 200-207 (2008).
  16. Camera Calibration Toolbox for Matlab [Internet]. Available from: http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc (2004).
  17. Haralick, R. M., Shapiro, L. G. Computer and Robot Vision. I, Addison-Wesley. Reading, Mass. (1992).
  18. Erber, J. Tactile antennal learning in the honey bee. Honeybee Neurobiology and Behavior. Galizia, C. G., et al. Springer Verlag. 439-455 (2012).
  19. Pankiw, T., Page, R. E. Effect of pheromones, hormones, and handling on sucrose response thresholds of honey bees (Apis mellifera L.). J. Comp. Physiol. A. 189, 675-684 (2003).
  20. Harris, J. W., Woodring, J. Effects of stress, age, season and source colony on levels of octopamine, dopamine and serotonine in the honey bee (Apis mellifera L.) brain. J. Insect. Physiol. 38, 29-35 (1992).
  21. Scheiner, R., Kuritz-Kaiser, A., Menzel, R., Erber, J. Sensory responsiveness and the effects of equal subjective rewards on tactile learning and memory of honeybees. Learn. Mem. 12, 626-635 (2005).
  22. Mujagic, S., Sarkander, J., Erber, B., Erber, J. Sucrose acceptance and different forms of associative learning of the honey bee (Apis mellifera L.) in the field and laboratory. Front. Behav. Neurosci. 4, 46 (2010).
  23. Scheiner, R., Barnert, M., Erber, J. Variation in water and sucrose responsiveness during the foraging season affects proboscis extension learning in honey bees. Apidologie. 34, 67-72 (2003).
  24. Mujagic, S., Erber, J. Sucrose acceptance, discrimination and proboscis responses of honey bees (Apis mellifera L.) in the field and the laboratory. J. Comp. Physiol. A. 195, 325-339 (2009).
  25. Friedrich, A., Thomas, U., Müller, U. Learning at different satiation levels reveals parallel functions for the cAMP-protein kinase A cascade in formation of long-term memory. J. Neurosci. 24, 4460-4468 (2004).
  26. Erber, J., Pribbenow, B., Grandy, K., Kierzek, S. Tactile motor learning in the antennal system of the honeybee (Apis mellifera L.). J. Comp. Physiol. A. 181, 355-365 (1997).
  27. Lambin, M., Déglise, P., Gauthier, M. Antennal movements as indicators of odor detection by worker honeybees. Apidologie. 36, 119-126 (2005).

Comments

1 Comment

  1. can this protocol apply in other kinds of stimulus,such as vision cues or sound?

    Reply
    Posted by: Hong en T.
    April 26, 2014 - 12:54 AM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Usage Statistics