Drosophila Comportamiento de evitación pasiva como nuevo paradigma para estudiar el aprendizaje asociativo aversivo

El aprendizaje y la memoria es un mecanismo de adaptación evolutivamente antiguo al medio ambiente, conservado desde Drosophila (D.) hasta el ^humano1. La mosca de la fruta es un organismo modelo robusto para estudiar los principios fundamentales del aprendizaje y la memoria, ya que ofrece una amplia gama de poderosas herramientas genéticas para diseccionar los mecanismos moleculares intrínsecos2. Los estudios pioneros de cribado genético, que identificaron los genes rutabaga3, amnesiac4 y dunce5 críticos para el aprendizaje y la ^memoria2, aprovecharon el condicionamiento olfativo ya que las moscas de la fruta dependen de su agudo sentido del olfato para encontrar comida, parejas potenciales y evitar ^{depredadores6}.

El condicionamiento olfativo se ha convertido en un paradigma popular para estudiar el mecanismo del aprendizaje y la memoria, gracias a la introducción del laberinto en T olfativo por Tully y ^Quinn7,8. Posteriormente, se han propuesto otros métodos para medir diversos tipos de aprendizaje y memoria, entre ellos el condicionamiento ^visual9, el acondicionamiento del ^cortejo10, el ensayo de supresión de fototaxis ^aversivo11 y el condicionamiento de exposición a avispas12. Sin embargo, la mayoría de estos ensayos tienen una configuración compleja que debe ser construida a medida en un taller universitario o comprada a través de un proveedor. El paradigma aquí descrito se basa en un simple ensayo conductual para estudiar el aprendizaje asociativo aversivo en moscas que se puede ensamblar fácilmente con unos pocos suministros disponibles.

El paradigma descrito es equivalente a la conducta de evitación pasiva (o inhibitoria) en ratones y ratas de laboratorio en la que los animales aprenden a evitar un compartimento donde previamente han recibido descarga eléctrica del ^pie13. En los múridos, el procedimiento se basa en su evitación innata de la luz brillante y la preferencia por las zonas más ^oscuras14. En el primer ensayo, el animal se coloca en el compartimento brillante, desde donde el animal sale rápidamente, entrando en un compartimento oscuro, donde se administra una descarga eléctrica para el pie. Por lo general, un solo ensayo es suficiente para formar una memoria sólida a largo plazo, lo que resulta en un aumento significativo de la latencia 24 h más tarde. La latencia se utiliza entonces como índice de la capacidad del animal para recordar la asociación entre el estímulo aversivo y el entorno ^{específico15}.

Este trabajo describe un procedimiento análogo utilizando D. como sistema modelo que ofrece varias ventajas sobre los modelos de roedores, incluyendo la rentabilidad, el mayor tamaño de la muestra, la ausencia de supervisión regulatoria y el acceso a poderosas herramientas ^{genéticas16,17}. El procedimiento se basa en el comportamiento negativo de la geotaxis, que se manifiesta en la necesidad de las moscas de subir cuando se colocan en una superficie ^vertical18. La configuración consta de dos cámaras verticales. En el primer ensayo, una mosca de la fruta se coloca en un compartimento inferior. Desde allí, generalmente sale dentro de 3-15 s, entrando en el compartimiento superior donde recibe una descarga eléctrica. Durante una prueba de 1 minuto, algunas moscas pueden volver a entrar ocasionalmente en el compartimento superior, lo que resulta en una descarga eléctrica adicional. Durante la fase de prueba, 24 h después, la latencia aumenta significativamente. Al mismo tiempo, el número de choques disminuye en comparación con el primer día, lo que indica que las moscas formaron memoria asociativa aversiva sobre el compartimento superior. La latencia, el número de choques y la duración y frecuencia de los combates de aseo se utilizan para analizar el comportamiento animal y la capacidad de formar y recordar la asociación entre el estímulo aversivo y el entorno específico. Los resultados representativos revelan que la exposición a la dieta occidental (WD) afecta significativamente el comportamiento de evitación pasiva en las moscas macho, lo que sugiere que el WD afecta profundamente el comportamiento y la cognición de la mosca. Por el contrario, el ejercicio de vuelo alivió el efecto negativo del WD, mejorando el comportamiento de evitación pasiva.