Drosophile Le comportement d’évitement passif comme nouveau paradigme pour étudier l’apprentissage aversif associatif

L’apprentissage et la mémoire sont un mécanisme d’adaptation à l’environnement ancien sur le plan évolutif, conservé de la drosophile (D.) à ^l’homme1. La mouche des fruits est un organisme modèle robuste pour étudier les principes fondamentaux de l’apprentissage et de la mémoire, car elle offre un large éventail d’outils génétiques puissants pour disséquer les mécanismes moléculaires ^{intrinsèques2}. Les études pionnières de dépistage génétique, qui ont identifié les gènes rutabaga3, amnesiac4 et dunce5 essentiels à l’apprentissage et à la ^mémoire2, ont tiré parti du conditionnement olfactif car les mouches des fruits comptent sur leur sens aigu de l’odorat pour trouver de la nourriture, des partenaires potentiels et pour éviter les ^prédateurs6.

Le conditionnement olfactif est devenu un paradigme populaire pour étudier le mécanisme de l’apprentissage et de la mémoire, grâce à l’introduction du labyrinthe en T olfactif par Tully et ^Quinn7,8. Par la suite, d’autres méthodes pour mesurer divers types d’apprentissage et de mémoire ont été proposées, notamment le conditionnement ^visuel9, le conditionnement de la parade ^nuptiale10, le test de suppression de la phototaxie aversive11 et le conditionnement de l’exposition aux guêpes12. Cependant, la plupart de ces tests ont une configuration complexe qui doit être construite sur mesure dans un atelier universitaire ou achetée auprès d’un fournisseur. Le paradigme décrit ici est basé sur un test comportemental simple pour étudier l’apprentissage associatif aversif chez les mouches qui peut être facilement assemblé avec quelques fournitures disponibles.

Le paradigme décrit est équivalent à un comportement d’évitement passif (ou inhibiteur) chez les souris et les rats de laboratoire dans lequel les animaux apprennent à éviter un compartiment où ils ont déjà reçu un choc électrique du ^pied13. Chez les muridés, la procédure est basée sur leur évitement inné de la lumière vive et leur préférence pour les zones plus ^sombres14. Lors du premier essai, l’animal est placé dans le compartiment lumineux, d’où il sort rapidement, entrant dans un compartiment sombre, où un choc électrique du pied est délivré. Habituellement, un seul essai est suffisant pour former une mémoire solide à long terme, ce qui entraîne une augmentation significative de la latence 24 heures plus tard. La latence est ensuite utilisée comme indice de la capacité de l’animal à se souvenir de l’association entre le stimulus aversif et l’environnement ^{spécifique15}.

Ce travail décrit une procédure analogue utilisant D. comme système modèle qui offre plusieurs avantages par rapport aux modèles de rongeurs, notamment la rentabilité, la taille plus grande de l’échantillon, l’absence de surveillance réglementaire et l’accès à de puissants outils ^{génétiques16,17}. La procédure est basée sur un comportement géotaxis négatif, qui se manifeste par l’envie des mouches de grimper lorsqu’elles sont placées sur une surface ^verticale18. La configuration se compose de deux chambres verticales. Lors du premier essai, une mouche des fruits est placée dans un compartiment inférieur. De là, il sort généralement dans les 3-15 s, entrant dans le compartiment supérieur où il reçoit un choc électrique. Au cours d’un essai de 1 min, certaines mouches peuvent parfois rentrer dans le compartiment supérieur, ce qui entraîne un choc électrique supplémentaire. Pendant la phase de test, 24 heures plus tard, la latence est considérablement augmentée. Dans le même temps, le nombre de chocs est diminué par rapport au premier jour indiquant que les mouches formaient une mémoire associative aversive autour du compartiment supérieur. La latence, le nombre de chocs, la durée et la fréquence des épisodes de toilettage sont ensuite utilisés pour analyser le comportement animal et la capacité de former et de se souvenir de l’association entre le stimulus aversif et l’environnement spécifique. Les résultats représentatifs révèlent que l’exposition au régime occidental (WD) altère considérablement le comportement d’évitement passif chez les mouches mâles, suggérant que le WD a un impact profond sur le comportement et la cognition de la mouche. Inversement, l’exercice de vol a atténué l’effet négatif du WD, améliorant le comportement d’évitement passif.