ショウジョウバエ 連想回避学習を研究する新たなパラダイムとしての受動的回避行動

学習と記憶は、ショウジョウバエ(D.)からヒト1に保存された、環境への進化的に古代の適応メカニズム^である。フルーツフライは、本質的な分子メカニズムを解剖するための強力な遺伝的ツールの広い範囲を提供しているので、学習と記憶の基本的な原則を研究するための堅牢なモデル生物^です2。学習と記憶^に不可欠なrutabaga3、健忘⁴、dunce5遺伝子を同定した先駆的な遺伝子スクリーニング研究は、フルーツハエが食べ物、潜在的な仲間を見つけ、捕食者を避けるために鋭い嗅覚に依存しているので、嗅覚コンディショニングを利用しました⁶。

学びと記憶のメカニズムを研究する嗅覚コンディショニングは、タリーと^Quinn7,8による嗅覚T迷路の導入のおかげで、人気のパラダイムとなっています。続いて、^{視覚調節9}、求愛コンディショニング¹⁰、回避光タクシー抑制アッセイ¹¹、およびスズバチ露光調節¹²を含む様々なタイプの学習および記憶を測定する他の方法が提案されている。しかし、これらのアッセイのほとんどは、大学のワークショップでカスタム構築するか、ベンダーを通じて購入しなければならない複雑なセットアップを持っています。ここで説明するパラダイムは、いくつかの利用可能な供給で簡単に組み立てることができるハエの回避的な連想学習を研究するための単純な行動アッセイに基づいています。

説明されたパラダイムは、動物が以前に電気^足の衝撃を受けたコンパートメントを避けることを学ぶ実験室のマウスおよびラットにおける受動的(または抑制的)回避行動に相当する。ムリドでは、手順は、明るい光の生来の回避と暗い領域¹⁴の好みに基づいています。最初の試験では、動物は明るいコンパートメントに入れられ、そこから動物はすぐに出て行き、暗いコンパートメントに足を踏み入れ、そこで電気足のショックが送達されます。通常、単一の試験は、固体長期記憶を形成するのに十分であり、その結果、24時間後に大幅に増加した待ち時間をもたらす。遅延は、その後、回避刺激と特定の環境¹⁵との間の関連を記憶する動物の能力の指標として使用されます。

この研究は、費用対効果、より大きなサンプルサイズ、規制監督の欠如、強力な遺伝的ツールへのアクセスを含むげっ歯類モデルよりもいくつかの利点を提供するモデルシステムとしてD.を使用して同様の手順を記述します^16,17。この手順は、垂直表面に置かれたときに上昇したいというハエの衝動に現れる負のジオタキシスの挙動に基づいています¹⁸。セットアップは2つの縦の部屋から成っている。最初の試験では、フルーツフライは、より低いコンパートメントに配置されます。そこから、通常は3〜15s以内に出て、電気ショックを受ける上部コンパートメントに足を踏み入れます。1分の試験中に、いくつかのハエが時折上部コンパートメントに再入り、追加の感電をもたらす可能性があります。テストフェーズでは、24時間後、遅延が大幅に増加します。同時に、衝撃の数は、ハエが上部コンパートメントに関する回避的な連想記憶を形成したことを示す最初の日に比べて減少する。待ち時間、衝撃の数、およびグルーミングバウトの持続時間と頻度は、動物の行動と、回避刺激と特定の環境との関連を形成し、記憶する能力を分析するために使用されます。代表的な結果は、西洋の食事(WD)への暴露が雄のハエの受動的回避行動を著しく損なうことを明らかにし、WDがハエの行動および認知に大きな影響を与えることを示唆している。逆に、飛行運動はWDの悪影響を緩和し、受動回避行動を改善した。