Il metodo per misurare adulti Drosophila memoria associativa è descritta. Il test si basa sulla capacità della mosca per associare un odore presentato con un rinforzo negativo (folgorazione) e poi richiamare queste informazioni in un secondo momento, permettendo di memoria da misurare.
Drosophila sono stati utilizzati in esperimenti classici di condizionamento da oltre 40 anni, in tal modo facilitando notevolmente la nostra comprensione della memoria, compreso il chiarimento dei meccanismi molecolari coinvolti in malattie cognitive 1-7. Apprendimento e memoria possono essere dosati in larve per studiare l'effetto dei geni dello sviluppo neurologico 8-10 e in mosche per misurare il contributo dei geni plasticità adulti 1-7. Inoltre, la breve durata della Drosophila facilita l'analisi dei geni che mediano relativo all'età di memoria impairment 5,11-13. La disponibilità di molti promotori inducibili che suddividono il sistema nervoso Drosophila permette di determinare quando e dove è richiesto un gene di interesse per la memoria normale così come relè di diversi aspetti del segnale di rinforzo 3,4,14,16.
Memoria Studiare in adulti Drosophila permette una dettagliata analisi delcomportamento e circuiteria interessato e una misurazione di memoria a lungo termine 15 -17. La lunghezza della fase adulta ospita manipolazioni genetiche, comportamentali, dietetiche e farmacologiche a lungo termine della memoria, oltre a determinare l'effetto di invecchiamento e malattie neurodegenerative sulla memoria 3-6,11-13,15-21.
Condizionamento classico è indotta dalla presentazione simultanea di una stecca odore neutro (stimolo condizionato, CS +) ed uno stimolo di rinforzo, ad es., Scosse elettriche o saccarosio, (stimolo incondizionato, USA), che siano associati tra loro con l'animale 1,16. Uno stimolo seconda condizionato (CS -) viene successivamente presentata senza gli Stati Uniti. Durante la fase di test, Drosophila sono contemporaneamente presentati con CS + e CS-odori. Dopo la Drosophila sono fornite tempo di scegliere tra gli odori, la distribuzione degli animali viene registrato. Questa procedura albassi associative condizionata repulsivo o appetitivo per essere attendibilmente valutato senza pregiudizi introdotto dalla preferenza innata per uno degli stimoli condizionati. Vari esperimenti di controllo vengono eseguiti anche per verificare se tutti i genotipi rispondono normalmente odori e rinforzo da solo.
Il metodo qui presentato è quello descritto da Tully e Quinn con alcune piccole modifiche 1. L'esperimento viene eseguito in due fasi: le mosche sono formati nella prima fase, e le mosche addestrati sono testati nella seconda fase. Durante l'allenamento, un gruppo di mosche sono contemporaneamente esposti agli odori 1 (CS +) e una scossa elettrica (US) in un tubo di formazione. Le mosche quindi ricevono odore 2 (CS -), senza una scossa elettrica. Questo singolo accoppiamento di un odore particolare con una scossa si chiama formazione 1-ciclo, e gli odori che vengono utilizzati più di frequente sono 4 METILCICLOESANOLO (MCH) e 3-ottanolo (OCT).
Formazione Un ciclo porta alla formazione di una fase labile di memoria che può essere rilevato fino a 7 ore; tuttavia, la memoria è in genere testato immediatamente per determinare ciò che viene definito apprendimento, acquisizione o 2 min di memoria. Memoria misurata a 30 min o 1 ora viene indicato come la memoria a breve termine, mentre3 hr memoria viene definita come memoria intermedia. L'esposizione di mosche per cicli di formazione ripetitivi con spazi tra i cicli di formazione (formazione distanziati) conduce ad una forma consolidata di memoria a lungo termine, che è la trascrizione CREB dipendente e dura fino a una settimana. Formazione senza lacune (formazione concentrati) porta alla formazione di memoria anestesia-resistente (ARM), che simile alla memoria a lungo termine, viene tipicamente misurata 24 ore dopo 5 cicli di formazione 7,13,15-17,20,21.
Con questo approccio, l'effetto di varie mutazioni geniche su queste diverse fasi di memoria può essere determinato. L'espressione promotore-driven di transgeni leggeri o sensibili alla temperatura per attivare o bloccare l'attività neuronale dei neuroni specifici permette di indagare quali i neuroni sono necessari per l'acquisizione della memoria, il consolidamento e il recupero 3,4,11,15,16,20, 22-24. Memoria a 1 ora è in genere misurata quando si studia compromissione della memoria legati all'età, perché questo form di memoria appare particolarmente vulnerabili agli effetti dell'invecchiamento 11-13. Una gamma completa di controlli comportamentali e genetici vengono eseguiti con esperimenti di memoria, per esempio, per determinare se un difetto prestazione è causa di un difetto di memoria centrale o un difetto sensoriale periferica che impedisce al volo da rilevamento shock o cue olfattiva 5 -7, 1 7, 25,26.
La Drosophila adulto choc olfattivo apprendimento saggio qui presentato consente l'analisi dei meccanismi molecolari alla base diverse fasi di memoria, tra cui memoria a lungo termine 15-17. Così come la determinazione degli effetti dei ritmi circadiani sonno 18, 19, 20,21, dieta senescenza 11-13, malattia neurodegenerativa 5 e trattamenti farmacologici 5,6,19 sulla memoria.
Molti approcci potenti sono state recentemente sviluppate per l'imaging funzionale dei circuiti neurali che mediano la memoria olfattiva di mosche 3,4,7,11,16,27. Queste tecniche optogenetic utilizzano il vasto repertorio dei diversi promotori disponibili in Drosophila 14,16. Questi promotori sono usati per esprimere geneticamente codificati calcio e cAMP giornalisti nei neuroni di memoria 16,27 per studiare l'effetto di mutazioni geniche specifiche sulle tracce di memoria.
The l'uso di promotori condizionali e mutazioni negli adulti permette lo studio del ruolo post-sviluppo di un prodotto genico nella memoria 3,4,6,7,13,14. Imaging e approcci comportamentali possono essere combinati con canali leggeri e termo-attivo per stimolare o inibire diversi neuroni nel circuito di memoria 11,14,16,22-24 per chiarire ulteriormente la loro funzione. Inoltre, i neuroni della memoria del corpo fungo sono accessibili a cellule intere registrazioni di patch clamp 28, e le tecniche matematiche e computazionali vengono utilizzati per modellare Drosophila memoria olfattiva 29.
Questi progressi sperimentali, combinati con le diverse forme di protocolli di memoria associativa introdotte qui, consentono di Drosophila da utilizzare per modellare le molecular- ea livello di circuito cambiamenti nella memoria associativa che si verificano in risposta alla ricompensa, punizione, la motivazione, la dipendenza, l'invecchiamento e le malattie 5,6,11-13,16,30-31.
The authors have nothing to disclose.
Riconosciamo Bloomington centri di stock per il ceppo mosca. Questo lavoro è stato sostenuto da assegno di ricerca dal BBSRC (BB / G008973 / 1).
Materials | Source | Cat. No. | |
3-Octanol | Sigma | 218405 | |
4-Methyl cyclohexanol | Sigma | 15,309-5 | |
Benzaldehyde | Sigma | 418099 | |
Mineral Oil | Fluka | BP2629-1 | |
Hexyl acetate | Sigma | 108154 | |
Fructose | Sigma | F0127 | |
Agarose | Bioline | BIO-41025 |