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果蝇行为解决方案

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果蝇-嗅觉操作性条件反射

果蝇中的气味厌恶学习装置最初由 Tully 和 Quinn (Tully and Quinn., 1985) 开发,在铜线网格中使用 T 迷宫电击加固的组合。此设备包括一个清晰、坚固的设备,其中包括一个容纳区和通向气味隔间的 T 迷宫选择区域。两条紧密的真空密封线有助于产生负压以促进气味扩散。铜训练管可以使用简单的插头轻松通电。您的订单中包括一个夹子,以确保在测试阶段将气味释放降至最低。

产品详情
产品概述

 

果蝇的嗅觉厌恶条件反射实验通常涉及二进制T迷宫选择。在调节实验中,果蝇学会了将两种气味种的一种与训练管中的电击联系起来,电击的发生、强度和持续时间可调节,可以用于评估学习和短期、中期和长期记忆。

以下为训练阶段+测试阶段



 

设备及参数


的操作性条件分析通常需要连接到 T 型迷宫的不透明开放圆柱形管。应确保隔间内的气密性。T 型迷宫应通过管道连接到气泵上,以便暴露在气味中。可带电网格用于诱导不良刺激。这些网格应连接到通过鳄鱼夹连接到电刺激器的开关盒上。实验者能自由控制电击的表现、强度和持续时间。


配置(可选配)

气味室 *2

T迷宫选择区

真空管道

安全夹

铜训练管

控制箱

软件


实验方法

 

对于使用转基因表达或热激活离子通道刺激神经元的研究,应分别在 18-23 °C 下饲养果蝇以防止转基因表达或将通道维持在非活性状态;测试应在 30-33 ºC 下进行(Malik 和 Hodge,2014 年,Buchanan 等人,2015 年)。如果使用 Shibire温度敏感表型来阻断突触输出,则存在类似的考虑(Malik 和 Hodge,2014 年,Buchanan等人,2015 年)。如果训练后不立即测试,Malik 和 Hodge (2014) 建议将果蝇储存在 25 ºC 和 70% 相对湿度下,并在 12:12 小时的光照:黑暗条件下。实验应在昏暗的光线或黑暗下进行,以便能够观察果蝇,但要防止它们看到研究者(Pitman et al., 2009, Malik and Hodge, 2014)。该协议可以同时测试 100 只果蝇(Pitman等人,2009 年)。

训练

果蝇厌恶条件反射的训练从将果蝇引入连接到 T 型迷宫的训练管开始。在最初同时暴露于气味 1 (+) 和电击之前,应让苍蝇至少有 90 秒的时间适应管道和气流(Malik 和 Hodge,2014 年)。Pitman 等人(2009 年)建议暴露于气味 1 分钟 1 和 12 次 1 秒的电击(间隔 5 秒)。Malik 和 Hodge (2014) 建议使用 60 V 冲击,该冲击由 12 个 1.25 秒的脉冲和 3.75 秒的脉冲间间隔组成。随后,将果蝇暴露在新鲜空气中 30 秒,然后再暴露在气味 2 (-) 中 1 分钟,而不会触电。然后,在测试前应允许果蝇额外休息 30 秒。

如果评估一组果蝇内的性能指数(参见样本数据),则用 + 和 − 气味相反来训练一个单独的种群,最终的性能指数将是两个倒数半实验的平均值(Pitman et al., 2009)。

常见的气味选择包括 4-甲基环己醇、3-辛醇和盐酸奎宁(Pitman 等人,2009 年,van Swinderen,2011 年)

测试

在测试中,Pitman (2009) 建议将电梯中的果蝇运送到 T 型迷宫,在那里它们有 2 分钟的时间在包含调节期间使用的两种气味剂中的任何一种的管子之间进行选择。相反,Malik 和 Hodge (2014) 建议将果蝇从训练室移动到 T 迷宫的中央室,方法是将 T 迷宫侧向转动,并在柔软的表面上轻轻敲击装置的底部。与训练一样,果蝇应在中央腔室中保持 90 秒。为了测量学习情况,研究者应该将果蝇移动到 T 型迷宫的选择点,以便能够同时暴露于两种气味。测试期 - 评估果蝇选择哪一侧 - 应进行 2 分钟。然后应将果蝇收集在 T 型迷宫的每个臂和中央隔间中,放入食品小瓶中并进行计数。

为了测量记忆力,应将苍蝇转移到不含酵母的食品瓶中,并在黑暗中储存直至测试。如果评估长期记忆,Malik 和 Hodge (2014) 建议进行 5 个周期的训练,有或没有 15 分钟的周期间隔。果蝇应在 18 °C 和 70% 湿度下避光。在测试之前,研究者应将果蝇移回 25 °C,并让它们适应至少 1 小时。

经过测试,Malik 和 Hodge (2014) 建议用热水和无味清洁剂清洁气味杯。干燥后,研究者应在杯子上涂上 sigmacote。此外,T 型迷宫管和气味块也应偶尔用热水和无味清洁剂清洁。

示例数据

果蝇嗅觉厌恶条件反射的结果可以以多种方式呈现,具体取决于所研究的参数。该协议可用于比较不同基因型的学习,考虑到对气味的偏好和避免 (A),将其绘制为性能指标(Malik 和 Hodge,2014 年)。性能指数 1 表示每一次飞行都学习。或者,学习评估可以表示为冲击次数 (B) 和冲击强度 (C) 的函数(Tully 和 Quinn,1985 年)。此外,研究者可以通过在训练周期 (D) 后执行不同数量的消退循环(没有冲击)来分析消退,和/或测量学习作为气味强度 (EF) 的函数(Tully 和 Quinn,1985)。结果显示为平均值±平均值的标准误差:

基因型差异

在比较来自不同来源的果蝇之前,应仔细控制遗传背景。在这方面,Tully 和 Quinn (1985) 的研究表明,与野生型 (CS) 果蝇相比,突变菌株 duncerutabaga 和 amnesiac 具有更快的记忆保留衰减,尤其是在评估学习、短期和中期记忆时。此外,研究人员将 15 种突变菌株的学习分数与野生型果蝇进行了比较。其中,Berlin 菌株表现最差。此外,萝卜学习突变的纯合果蝇和大头菜果蝇一样了解,而与 CS 果蝇相比,tur/CS 杂合子没有表现出学习差异。相反,双重学习突变体 dnc TM 1 rut 的性能比任一单一突变体差。

在一项使用糖(阳性)条件反射来评估突变果蝇的记忆缺陷的研究中,Colomb 等人(2009 年)表明萝卜突变体具有异常的糖反应性。此外,先前已被证明缺乏厌恶长期记忆的填鸭式和龙舌兰酒突变体在糖反应性和短期记忆方面存在缺陷。

 

实验比较

  

优势

果蝇中的操作性条件反射是一种研究学习记忆过程的简单且高通量的方法。使用与气味相关的厌恶和阳性(蔗糖)刺激的能力进一步提高了实验设计的灵活性。

总体而言,果蝇的使用可实现可靠的实验设计,通过简单且廉价地生成和维护大型实验组来增强这些设计。蝇的快速生命周期有助于设计省时的纵向研究,包括神经退行性疾病的研究。

局限性

尽管离散神经结构的具体作用可以在果蝇的神经行为评估中解开,但与人脑缺乏明确的同源性是该模型的使用限制。

 




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