نحن هنا وصف لاختبار أساليب جيم ايليجانس التعلم والذاكرة الترابطية الجمعياتي قصيرة الأجل وطويلة الأجل. هذه المقايسات السكان توظيف قدرات الديدان chemotax نحو odorants المتقلبة ، وتكوين الجمعيات إيجابية على الاقتران الغذاء مع butanone جاذب كيميائي. زيادة عدد فترات تكييف يحرض الذاكرة طويلة المدى.
ذاكرة الخبرات والمعلومات المستخلصة أمر حاسم بالنسبة للكائنات لجعل الخيارات التي تساعد بقائهم على قيد الحياة. جيم ايليجانس يتنقل البيئة من خلال الكشف عن خلية عصبية محددة من الطعام والروائح الكيماوية 1 ، 2 ، ويمكن ربط الدول المغذية مع الروائح الكيماوية 3 ، 4 درجات الحرارة ، وتسببها مصدر الغذاء 5.
هنا ، نحن تصف المقايسات من ايليجانس جيم النقابي التعلم والذاكرة الترابطية القصيرة الأجل والطويلة الأجل. تعديل النموذج لدينا خبير الشمية مكره التعلم بدلا من 6 إلى إنتاج رد فعل إيجابي ، ويشمل الفحص ~ 400 تجويع الديدان ، ثم تغذية الديدان في وجود الخلايا العصبية المستشعرة – AWC مماثلة متقلبة butanone جاذب كيميائي بتركيز الذي يتسبب انخفاض مؤشر الكيميائي ( لToroyama آخرون 7). عدد السكان معيار الكيميائي assay1 اختبارات جاذبية الديدان إلى الرائحة على الفور أو دقائق إلى ساعات بعد تكييف.
بعد تكييف الكيميائي والبرية من نوع الحيوانات على زيادات butanone ~ مؤشر الانجذاب الكيميائي 0.6 وحدة ، في "فهرس التعلم". التعلم النقابي يعتمد على وجود كل من المواد الغذائية وbutanone أثناء التدريب. الغذاء الإقران وbutanone لفترة تكييف واحد ("تدريب حشدت") تنتج الذاكرة على المدى القصير النقابي الذي يستمر ~ 2 ساعة. تكييف فترات متعددة مع فترات الراحة بين ("تدريب متباعدة") غلات الذاكرة طويلة المدى النقابي (<40 ساعة) ، وتعتمد على عنصر البروتين cAMP في الاستجابة تجليد (CREB) ، 6 عامل النسخ المطلوبة على المدى الطويل عبر الذاكرة الأنواع 8
كما يتضمن البروتوكول لدينا طرق تحليل الصور من أجل تقرير سريع ودقيق للمؤشرات الكيميائي. يتم التقاط صور عالية التباين من الحيوانات على لوحات فحص الكيميائي وتحليلها بواسطة برنامج دودة الفرز في MATLAB. البرنامج بتصحيح لخلفية تفاوت باستخدام التحول tophat المورفولوجية. الأسلوب 9 أوتسو لثم يستخدم لتحديد عتبة للديدان منفصلة عن الخلفية. 10 جزيئات صغيرة جدا يتم إزالتها تلقائيا وأكبر المنظمات غير دودة المناطق (حواف الصفيحة أو اللكمات آغار) هي إزالة بالاختيار اليدوي. البرنامج ثم تقديرات حجم دودة واحدة من خلال تجاهل المناطق التي هي فوق حجم الأقصى المحدد وأخذ حجم متوسط من المناطق المتبقية. ويقدر ثم عدد الديدان بقسمة مجموع المساحة التي تحتلها على النحو المحدد الديدان التي يقدر حجم دودة واحدة.
لقد وجدنا أن يمكن تمييزها التعلم والذاكرة القصيرة الأجل والطويلة الأجل ، وأن هذه العمليات حصة مماثلة مع جزيئات مفتاح العالي الكائنات الحية. 6،8 لدينا المقايسات يمكن اختبار الجينات بسرعة مرشح رواية أو الجزيئات التي تؤثر على التعلم وقصيرة الأمد أو طويلة في الذاكرة على المدى C. ايليجانس ذات الصلة عبر الأنواع.
وجيم قدم ايليجانس التعلم النقابي الشمية والمقايسات الذاكرة هنا التمييز بين عمليات التعلم حشدت والتعلم متباعدة ، والذاكرة على المدى القصير ، والذاكرة على المدى الطويل. هذه المقايسات الاعتماد على قدرات الديدان الى الحس الغذائية والكيميائية الروائح 1،2 في محيطهم وتكوين الجمعيات إيجابية بين البلدين. 6 ولذلك ، فإن فحوصات حساسة جدا لتجويع السكان في البدء من الحيوانات ، ويجب الحذر الشديد يجب اتخاذها لضمان تغذية جيدة الديدان قبل وبعد التدريب. تدريب واحد حشدت غلة الذاكرة على المدى القصير النقابي. زيادة عدد فترات متباعدة وتكييف نموذج التدريب عامل حاسم لتحقيق الذاكرة طويلة المدى الجمعياتي في C. ايليجانس كما هو الحال في الكائنات الحية الأخرى. 6،8 وربما يمكن تعديل هذا الاختبار لإنتاج ذكريات طويلة الأجل بين مختلف الجمعيات ومحفزات مشروطة دون شروط.
ويمكن استخدام معارفنا النقابي والمقايسات الذاكرة لمقارنة قدرات التعلم والذاكرة من النوع البري للحيوانات متحولة أو الشيخوخة الجينية. على سبيل المثال ، يتم الاحتفاظ حين أن كلا من التعلم النقابي والجمعياتي على المدى الطويل انخفاض قدرات الذاكرة في الشيخوخة البرية من نوع الديدان ، ويتم الاحتفاظ يعد التعلم مع التقدم في العمر لدى الحيوانات مع اشارة الانسولين مخفضة ، والتعلم والذاكرة مع التقدم في السن يعد في الحيوانات مقيدة السعرات الحرارية. 6 هذه المقايسات هي أيضا قابلة للعلاج الدوائي أو التلاعب رني جيم. ايليجانس. على سبيل المثال ، والعلاج من الديدان مع DAF – 2 رني يحسن قصيرة الأجل وطويلة الأجل الذاكرة الجمعوية ، وعلى العكس ، انسداد نسخ الجين والبروتين مع المخدرات (أكتينوميسين التطوير وسيكلوهيكسيميد ، على التوالي) خلال التدريب متباعدة يعطل على المدى الطويل تكوين الذاكرة. 6
الذاكرة طويلة المدى هي عملية بالغة الأهمية للبقاء في جميع الحيوانات ، ويبدو أن الكثير من الآلات الجزيئية المشاركة في ذكرى رابطة Pavlovian يتم حفظها من الديدان إلى الثدييات. 6 والقدرة على التمييز واختبار التعلم النقابي ، قصيرة المدى والذاكرة طويلة الأمد باستخدام هذه المقايسات الشمية يجعل C. ايليجانس نظام ممتازة لمزيد من الدراسة من الذاكرة ، ويمكن أن توفر نظرة ثاقبة العمليات العصبية التي تؤدي إلى فقدان الذاكرة والتعلم في البشر.
The authors have nothing to disclose.
نشكر جورج ريو لتقديم المشورة بشأن التصوير موقفنا المبدئي انشاء ، Z. غيتاي لاقتراح استخدام ImageJ 13 إلى العد والديدان ، وجيه اشرف للحصول على مساعدة باستخدام Google SketchUp. CTM هو باحث بيو في العلوم الطبية الحيوية ، وهو باحث ماكنايت ، والباحث العلمي كيك.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
Sodium Azide | Fisher Scientific | S227 | Prepare 1 M concentration in distilled water | |
Ethyl Alcohol 190 Proof | Pharmco-Aaper | DSP-CT-18 | >95% Ethanol may have impurities that interfere with chemotaxis assays | |
2-Butanone 99+% | Acros | 14967-0010 | ||
Basler IEEE-1394/FireWire Area Scan CMOS Camera | Edmund Optics | NT56-683 | ||
InfiniMite Video Lens – Alpha Industrial | Edmund Optics | NT56-202 | ||
Dolan-Jenner MI-150 Fiber Optic Illuminator | Edmund Optics | NT55-718 | ||
8” x 8” Backlight | Schott Fostec | A08927 | ||
Standard Boom Stand | Edmund Optics | NT54-120 | ||
3/4” Post Adaptor for Boom Stands | Edmund Optics | NT54-124 | ||
Standard Fixed 1/4-20 Mounting Plate | Edmund Optics | NT54-122 |