Name: a simple way to measure alterations in reward-seeking behavior using drosophila melanogaster
Uploaded: 2016-12-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster at JoVE.com

نشكر U. Heberlein وA. Devineni للمناقشات طويلة الأمد والمشورة الفنية. كما نشكر أعضاء مختبر شوحط-أوفير، A. Benzur، L. القزاز، وO. شالوم، من أجل المساعدة في إظهار الأسلوب. تقدير خاص يذهب إلى اليعازر كوستي لإقامة أنظمة الطيران في المختبر. وأيد هذا العمل من قبل مؤسسة العلوم اسرائيل (384/14) وكوري الوظيفي التكامل المنح ماري (CIG 631127).

<ol>
	<li>Robinson, G. E., Fernald, R. D., Clayton, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genes+and+social+behavior.">Genes and social behavior.</a> Science. 322, 896-900 (2008).</li><li>Koob, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurobiological+substrates+for+the+dark+side+of+compulsivity+in+addiction.">Neurobiological substrates for the dark side of compulsivity in addiction.</a> Neuropharmacol. 56, 18-31 (2009).</li><li>Kaun, K. R., Devineni, A. V., Heberlein, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+melanogaster+as+a+model+to+study+drug+addiction.">Drosophila melanogaster as a model to study drug addiction.</a> Hum Genet. 131, 959-975 (2012).</li><li>Devineni, A. V., Heberlein, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Addiction-like+behavior+in+Drosophila.">Addiction-like behavior in Drosophila.</a> Commun Integr Biol. 3, 357-359 (2010).</li><li>Shohat-Ophir, G., Kaun, K. R., Azanchi, R., Mohammed, H., Heberlein, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sexual+deprivation+increases+ethanol+intake+in+Drosophila.">Sexual deprivation increases ethanol intake in Drosophila.</a> Science. 335, 1351-1355 (2012).</li><li>Devineni, A. V., Heberlein, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preferential+ethanol+consumption+in+Drosophila+models+features+of+addiction.">Preferential ethanol consumption in Drosophila models features of addiction.</a> Curr Biol : CB. 19, 2126-2132 (2009).</li><li>McBride, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mushroom+body+ablation+impairs+short-term+memory+and+long-term+memory+of+courtship+conditioning+in+Drosophila+melanogaster.">Mushroom body ablation impairs short-term memory and long-term memory of courtship conditioning in Drosophila melanogaster.</a> Neuron. 24, 967-977 (1999).</li><li>Ejima, A., Smith, B. P., Lucas, C., Levine, J. D., Griffith, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+learning+of+pheromonal+cues+modulates+memory+consolidation+in+trainer-specific+associative+courtship+conditioning.">Sequential learning of pheromonal cues modulates memory consolidation in trainer-specific associative courtship conditioning.</a> Curr Biol. 15, 194-206 (2005).</li><li>Ejima, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generalization+of+courtship+learning+in+Drosophila+is+mediated+by+cis-vaccenyl+acetate.">Generalization of courtship learning in Drosophila is mediated by cis-vaccenyl acetate.</a> Curr Biol. 17, 599-605 (2007).</li><li>Keleman, K., Kruttner, S., Alenius, M., Dickson, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Function+of+the+Drosophila+CPEB+protein+Orb2+in+long-term+courtship+memory.">Function of the Drosophila CPEB protein Orb2 in long-term courtship memory.</a> Nat Neurosci. 10, 1587-1593 (2007).</li><li>Kaun, K. R., Azanchi, R., Maung, Z., Hirsh, J., Heberlein, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Drosophila+model+for+alcohol+reward.">A Drosophila model for alcohol reward.</a> Nat Neurosci. 14, 612-619 (2011).</li><li>Xu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+propensity+for+consuming+ethanol+in+Drosophila+requires+rutabaga+adenylyl+cyclase+expression+within+mushroom+body+neurons.">The propensity for consuming ethanol in Drosophila requires rutabaga adenylyl cyclase expression within mushroom body neurons.</a> Genes Brain Behav. 11, 727-739 (2012).</li><li>Devineni, A. V., Heberlein, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolution+of+Drosophila+melanogaster+as+a+model+for+alcohol+research.">The evolution of Drosophila melanogaster as a model for alcohol research.</a> Annu Rev Neurosci. 36, 121-138 (2013).</li><li>Ro, J., Harvanek, Z. M., Pletcher, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FLIC:+high-throughput,+continuous+analysis+of+feeding+behaviors+in+Drosophila.">FLIC: high-throughput, continuous analysis of feeding behaviors in Drosophila.</a> PloS one. 9, 101107 (2014).</li><li>Itskov, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+monitoring+and+quantitative+analysis+of+feeding+behaviour+in+Drosophila.">Automated monitoring and quantitative analysis of feeding behaviour in Drosophila.</a> Nat Commun. 5, 4560 (2014).</li><li>Yapici, N., Cohn, R., Schusterreiter, C., Ruta, V., Vosshall, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Taste+Circuit+that+Regulates+Ingestion+by+Integrating+Food+and+Hunger+Signals.">A Taste Circuit that Regulates Ingestion by Integrating Food and Hunger Signals.</a> Cell. 165, 715-729 (2016).</li><li>Peru, Y. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-lasting,+experience-dependent+alcohol+preference+in+Drosophila.">Long-lasting, experience-dependent alcohol preference in Drosophila.</a> Addict Biol. 19, 392-401 (2014).</li><li>Dus, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nutrient+Sensor+in+the+Brain+Directs+the+Action+of+the+Brain-Gut+Axis+in+Drosophila.">Nutrient Sensor in the Brain Directs the Action of the Brain-Gut Axis in Drosophila.</a> Neuron. 87, 139-151 (2015).</li><li>Anderson, D. J., Adolphs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+framework+for+studying+emotions+across+species.">A framework for studying emotions across species.</a> Cell. 157, 187-200 (2014).</li><li>Gibson, W. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+responses+to+a+repetitive+visual+threat+stimulus+express+a+persistent+state+of+defensive+arousal+in+Drosophila.">Behavioral responses to a repetitive visual threat stimulus express a persistent state of defensive arousal in Drosophila.</a> Curr Biol. 25, 1401-1415 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Here, we illustrate the details of an integrated approach to measure alterations in reward-seeking behavior, based on previous work described by Devineni et al.6 and Shohat-Ophir et al5. The first section of the protocol uses different types of sexual interactions as the experience input, and the second section uses a two-choice feeding assay to assess the effect of experience on the preference to consume ethanol.
As shown by Devineni et al.6, ethanol self-administration in flies is a robust behavior, characterized at first by low and variable preference that increases and becomes more consistent over time. The developing preference may reflect a process through which flies learn to associate the pharmacological effect of ethanol with its position, in spite of its unpleasant taste6 and the aversive responses known to occur during initial exposure to ethanol vapors11. Changing the position of the ethanol-containing capillary on a daily basis results in a constant level of preference, strongly demonstrating the role of learning and suggesting that the flies leave chemical cues next to the preferred capillaries12. In addition, the shape, the slope, and the starting point of the preference curve can be slightly different between experiments, but the overall magnitude of difference between the groups of flies that are exposed to rewarding and non-rewarding experiences is preserved across experiments.
The question of whether flies display preference to consume ethanol for its caloric value or pharmacological properties is still under debate and was examined in the last few years by several independent studies (for a review, see Devineni et al.)13. Taking into account the results obtained from these studies, it is likely that the caloric value of ethanol contributes to the pharmacological effect of ethanol and is not the main reason for the development of preference to consume ethanol.
As this protocol reflects voluntary consumption in groups of flies, the technique is limited to cumulative changes in consumption over at least several hours and is not sensitive enough to reflect short temporal changes in consumption over short time frames (minutes). Other feeding assays, such as FLIC14, flyPAD15, and EXPRESSO16, that can measure the frequency of feeding events and their bout length are technologically superior to the CAFE assay and can therefore provide high-content temporal data of feeding and ethanol preference. Still, compared to other simple two-choice assays that are based on measuring the ingestion of food mixed together with food dyes, the CAFE approach allows the accurate and uninterrupted monitoring of consumption data over several days17,18.
Although described together, each section can be used separately in future applications. The training phase can be used for further downstream analyses of plasticity-related events using real-time PCR, RNAseq, proteomic, and metabolomic screens. Following the training phase, it is also possible to use FLIC14, flyPAD15, or EXPRESSO16 to achieve higher resolution in the consumption data. The two-choice ethanol consumption assay can also serve to study the effect of other external stimuli, such as stress, on the internal state19,20. Additionally, using neurogenetic tools that control neuronal activity as an input experience and ethanol consumption as an output behavior, it can be used to dissect the neuronal circuits that encode internal reward.
Even though the described protocol is relatively simple and does not require sophisticated equipment, there are critical steps that require the most attention to ensure reproducible results. First, it is important to start the experiment with large male flies that eclosed from healthy fly bottles. Secondly, it is essential to make sure that the mated cohort indeed undergo mating and that the rejected cohort do not manage to mate. Lastly, it is important to maintain a well-humidified environment for the entire experiment, with an emphasis on the consumption part. This includes watering the plugs every day with equal amounts of water and keeping the capillary ends in close proximity to the wet plugs.

تعديل السلوك ردا على تجربة يسمح الحيوانات لضبط سلوكهم للتغيرات في بيئتها 1. وخلال هذه العملية، والحيوانات دمج الحالة الفسيولوجية الداخلية مع الظروف المتغيرة للبيئة الخارجية، وبعد ذلك اختيار عمل واحد على الآخر لزيادة فرصهم في البقاء والتكاثر. تطورت نظم المكافآت لتحفيز السلوكيات المطلوبة لبقاء الأفراد والأنواع من خلال تعزيز السلوكيات التي تعزز بقاء فوري، مثل الأكل أو الشرب، أو تلك التي تضمن البقاء على المدى الطويل، مثل السلوك الجنسي أو رعاية الأبناء 2. مركبات اصطناعية مثل تعاطي المخدرات تؤثر أيضا على أنظمة المكافأة تمثله من خلال التعاون المسارات العصبية التي تتوسط المكافآت الطبيعية 2. خلال العقدين الماضيين، وذبابة الفاكهة أنشئت ذبابة الفاكهة نموذجا واعدا لدراسة molecجزيئية والآليات العصبية التي تشكل آثار الإيثانول على سلوك 3،4. سابقا، حددنا مجموعة فرعية من الخلايا العصبية ببتيدي المفعول في الذباب (الجبهة الوطنية التقدمية / الجبهة الوطنية التقدمية مستقبلات (R) الخلايا العصبية) أن المكافآت الطبيعية الزوجين، مثل تجربة جنسية، لدوافع الحصول على المكافآت المخدرات 5. التعبير الجبهة الوطنية التقدمية حساسا لكلا التجارب الجنسية والمكافآت المخدرات، مثل التسمم الايثانول. يتم تحويل التغيرات في مستويات التعبير NPF إلى تغييرات في الإيثانول الذات إدارة 5، حيث يقلل من ارتفاع الجبهة الوطنية التقدمية وانخفاض الجبهة الوطنية التقدمية يزيد من الأفضلية لاستهلاك الإيثانول. تفعيل الخلايا العصبية NPF غير مجزية للذباب، كما أنها تكشف تفضيل قوي للرائحة يقترن تفعيل، وهو ما ينعكس أيضا انخفاض استهلاك الإيثانول. الأهم من ذلك، تنشيط الخلايا العصبية NPF يتداخل مع قدرة الذباب لتشكيل علاقة إيجابية بين التسمم الايثانول وجديلة رائحة. العلاقة السببية بين الجبهة الوطنية التقدمية / Rالنظام والذاكرة مكافأة، واستهلاك الإيثانول تشير إلى أن يمكن للمرء أن استخدام الإيثانول الإدارة الذاتية كمقياس للتغييرات في دول مكافأة 5. في هذا المنشور نظهر نهج متكامل للالاستفادة من نظام المكافأة الطبيعي الطيران والتغيرات يعاير في دول مكافأة. يتكون المنهج من جزأين منفصلين، بروتوكول التدريب لمعالجة الخبرات ذات الصلة مكافأة الطبيعية، تليها اثنين الاختيار الشعرية المغذية فحص (CAFE) لتقييم الإيثانول الإدارة الذاتية كتقدير لإجراء تغييرات في دول مكافأة. فحص CAFE مماثل للفحوصات اختيار اثنين من زجاجة المستخدمة في الدراسات القوارض لمكافحة المخدرات والإدارة الذاتية، ولقد ثبت لتعكس خصائص معينة من السلوك مثل الإدمان في الذباب 6.

<table><tbody><tr><td>Polystyrene 25 x 95 mm Vials</td><td>FlyStuff</td><td>32-109</td><td></td></tr><tr><td>narrow plastic vials flugs</td><td>FlyStuff</td><td>42-102</td><td></td></tr><tr><td>Disposable Sterile Needle 18 G and 27 G&amp;nbsp;</td><td>can be acquired by any company</td><td></td><td>1.20 X 38 mm (18 G x 1 1/2&quot;) , 0.40 X 13 mm (27 G x 1/2&quot;)</td></tr><tr><td>10 x 75 mm Borosilicate Glass Disposable Culture Tubes</td><td>kimble chase</td><td>73500-1075</td><td></td></tr><tr><td>calibrated pipets 5 &amp;#956;L</td><td>VWR</td><td>53432-706</td><td>color coded white to contain 5 &amp;#956;L</td></tr><tr><td>Mineral Oil&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>M5904</td><td></td></tr><tr><td>Sucrose, Molecular Biology Grade</td><td>CALBIOCHEM</td><td>573113</td><td></td></tr><tr><td>Yeast extract Powder for microbiology</td><td>can be acquired by any company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>32221</td><td></td></tr><tr><td>standard pipette Tips (micro-pipetts)</td><td>ThermScientific</td><td>T114R-Q</td><td>volume: 0.1 - 20 &amp;#956;L (ultramicro)</td></tr><tr><td>IDENTI-PLUGS (Foam Tube Plugs)</td><td>Jaece</td><td>L800-A</td><td>fits opening 6 - 13 mm</td></tr><tr><td>IDENTI-PLUGS (Foam Tube Plugs)</td><td>Jaece</td><td>L800-D</td><td>fits opening 35 - 45 mm</td></tr><tr><td>virginator fly stock&amp;nbsp;</td><td>bloomington drosophila stock center</td><td>#24638</td><td></td></tr><tr><td>Narrow Vials, Tray Pack (PS)</td><td>Genesee Scientific Corporation</td><td>&amp;nbsp;# 32-109BR</td><td></td></tr><tr><td>Drosophila Media Recipes and Methods</td><td>Bloomington Drosophila Stock Center</td><td>http://flystocks.bio.indiana.edu/Fly_Work/media-recipes/molassesfood.htm</td><td></td></tr><tr><td>propionic acid</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>P5561</td><td></td></tr><tr><td>phosphoric acid</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>W290017</td><td></td></tr><tr><td>Methl 4-Hydroxybenzoate</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>H3647</td><td></td></tr><tr><td>Agar Agar</td><td>can be acquired by any company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>corn meal</td><td>can be acquired by any company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Grandma&#039;s molasses</td><td>B&amp;amp;G Foods, Inc</td><td>not indicated</td><td></td></tr><tr><td>instant dry yeast</td><td>can be acquired by any company</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a simple way to measure alterations in reward-seeking behavior using drosophila melanogaster

نحن تصف بروتوكول لقياس الإيثانول إدارة الذات في ذباب الفاكهة (ذبابة الفاكهة) كوكيل لإجراء تغييرات في دول مكافأة. ونحن لشرح طريقة بسيطة للاستفادة من نظام المكافأة الطاير، تعديل الخبرات المتعلقة مكافأة الطبيعية، واستخدام استهلاك الإيثانول الطوعي كمقياس للتغييرات في دول مكافأة. يخدم النهج كأداة ذات الصلة لدراسة الخلايا العصبية والجينات التي تلعب دورا في التغيرات بوساطة تجربة الدولة الداخلية. يتكون البروتوكول من قسمين منفصلة: فضح الذباب إلى الخبرات مجزية وnonrewarding، ويعاير استهلاك الإيثانول الطوعي كإجراء الدافع للحصول على مكافأة المخدرات. جزأين يمكن استخدامها بشكل مستقل للحث على التشكيل من الخبرة كخطوة أولى لمزيد من المقايسات المصب أو مقايسة التغذية الاختيار اثنين من المستقلين، على التوالي. لا يتطلب بروتوكول الإعداد معقدة، وبالتالي يمكن أن تطبق في أي المختبرذ مع الأدوات ثقافة ذبابة الأساسية.

FPreviously، Devineni وآخرون. أظهرت أنه عندما تعطى ذباب الفاكهة خيار تستهلك المواد الغذائية التي تحتوي على الإيثانول، لأنها تكشف تفضيل قوي للأغذية التي تحتوي على الإيثانول على nonethanol تحتوي على المواد الغذائية 6. يظهر هنا بعض نتائج ممثل حصلنا عليها عندما يعاير تفضيل الإيثانول الفطري من الذباب الذكور الساذجة التي لا تخضع لبروتوكول التدريب. تم جمع السذاجة كانتون S الذباب الذكور على eclosion، البالغ من العمر حتى من العمر 4 يوما، ويعاير عن تفضيلها الفطري للاستهلاك الإيثانول على مدى 4 د (الشكل 2). تحليل كميات المستهلكة من البرامج حلول ethanol- والتي تحتوي على nonethanol التي تطير معرض تفضيل قوي للدول المستهلكة 15٪ من الإيثانول الطعام على الطعام nonethanol (الشكل 2). باستخدام معارضة الجنسيالتجارب، ونحن قد أظهرت في وقت سابق ان الذباب الذكور أن سمح لزميله في مجموعات ( &quot;تزاوج-مجمعة&quot;) عرض أقل تفضيل الإيثانول من الذكور يضم منفردة والتي تم رفضها من قبل الإناث تزاوج سابقا ( &quot;رفض معزولة&quot;). استخدمنا عدة ضوابط لفك الارتباط بين تجربة السكن من الخبرة ذات الصلة التزاوج وأظهر أن تفضيل التفاضلية النتائج من تجربة التزاوج 5. باستخدام بروتوكول التدريب المذكور هنا، ولدت لنا تزاوج منفردة ورفض الذباب الذكور التي خضعت الأنظمة الإسكان والتزاوج مماثلة. وتعرض واحد من الذكور كانتون S الذباب على مدار 4 د لتجارب التزاوج المختلفة. وسمح لفئة واحدة من الذكور للتفاعل وتتزاوج مع إناث الذباب البكر (واحد الفوج تزاوج)، وكان تدريب الفوج أخرى مع الذباب الإناث تزاوج سابقا (واحد فوج رفض). وبعد مرحلة التدريب، والذكور واحدة جيئة وذهابام تم تجميع الأفواج اثنين (8 / القارورة) ووضعها في قارورة الشعرية المغذية. تم تسجيل استهلاك الإيثانول الطوعي لمدة 4 د (الشكل 3A). تم احتساب الأفضلية لاستهلاك الإيثانول من بيانات الاستهلاك باستخدام الصيغة في خطوة 2.4 (الشكل 3B). وتشير القيم الإيجابية تفضيل المواد الغذائية التي تحتوي على الإيثانول، والقيم السالبة تشير الى النفور من الطعام التي تحتوي على الإيثانول. التجربة الحالية تدعم نتائجنا السابقة، مما يشير إلى أن تجربة جنسية، وليس حالة السكن، ينظم استهلاك الإيثانول. التزاوج الناجح يزيد من مستويات المكافأة الداخلية، والذي بدوره يقلل من استهلاك الإيثانول. الرفض، ينظر إليها على أنها نقص الثواب، ويؤدي إلى زيادة في سلوك التماس مكافأة (الشكل 3B). <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/54910/54910fig1.jpg" /> <stرونغ&gt; الشكل 1. تخطيطي لنظام تغذية شعري (CAFE). (أ) الخطط للقارورة مثقبة بثقوب للتوازن الضغط والرطوبة. (ب) الخطط من المكونات قطع في نصف التي هي بمثابة قاعدة لإدخال الشعيرات الدموية. (ج) الخطط للشكل وموقع المحولات خدمة لعقد الشعيرات الدموية. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54910/54910fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/54910/54910fig2.jpg" /> الشكل 2. مثال الأفضلية الفطري لدى المستهلك الايثانول. تم تجميع الذكور WT ساذجة في مجموعات من 8 ذكور / القارورة، وسجلت استهلاكهم للحلول ethanol- والتي تحتوي على nonethanol على مدار 96 ساعة. الذباب تستهلك كمية أكبر من 15٪ من الإيثانول containinز الغذائية (** P &lt;0.01، *** P &lt;0.001، في اتجاهين التدابير المتكررة أنوفا مع بونفيروني بعد الاختبارات، ن = 8). البيانات المعروضة هي متوسط ​​+ SEM أو تعني - SEM. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54910/54910fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/54910/54910fig3.jpg" /> الشكل 3. التجارب التزاوج المتضاربة mModulate الإيثانول الأفضلية. (A) رسم تخطيطي للبروتوكول مجتمعة. يسمح واحدة الذكور WT البكر لتتزاوج مع الإناث البكر أو يخضعن إلى 3x دورات تدريبية الخطوبة-قمع 1H (كما هو مبين &quot;T&quot;) متباعدة من قبل 1 ساعة للراحة (كما هو مبين &quot;R&quot;). ويتكرر التدريب لمدة 4 د. في نهاية كل يوم، يتم وضع الذباب في الحاضنة (كما هو مبين &quot;ON&quot;). بعد 4 د للتدريب، وضعت الذكور في قوارير حيث يمكن أن تختار لإطعام منالشعيرات الدموية التي تحتوي على حلول الغذاء مع أو بدون 15٪ من الإيثانول. رفض (ب) واحدة من الذكور أظهرت أعلى الإيثانول تفضيل الذكور من تزاوج واحدة (** P &lt;0.01، في اتجاهين المتكررة تدابير ANOVA مع بونفيروني بعد الاختبارات، ن = 9، المقارنات بين مجموعات العلاج عبر 3 د بعد نهاية تدريب). البيانات المعروضة هي متوسط ​​+ SEM أو تعني - SEM. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54910/54910fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <table fo:keep-together.within-page="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> قسم المراجع </td><td> الملاحظات </td></tr><tr><td> 1.1 </td><td> يمكن استخدامها في العديد من التجارب </td></tr><tr><td> 1.2 </td><td> يمكن الاحتفاظ بها في 4 درجات مئوية لعدة أسابيع </td></tr><tr><td> 1.3 </td><td> نضع في 4 درجة مئوية بعد الأوتوكلاف </td></tr><tr><td> 1.4 </td><td> الذين تتراوح أعمارهم بين ل3-4 د قبلالمستخدمة في التجربة </td></tr><tr><td> 1.5 </td><td> وينبغي أن تأخذ هذه الخطوة مكان المساء قبل كل دورة تدريبية </td></tr><tr><td> 2.1 </td><td> وينبغي أن تأخذ هذه الخطوة مكان من صباح كل دورة تدريبية </td></tr><tr><td> 2.2 </td><td> أن يتكرر في 3 دورات تدريبية متتالية على مدى 4 د </td></tr><tr><td> 2.3 </td><td> تفريغ المقابس مع الماء، وقياس الاستهلاك واستبدال الشعيرات الدموية على مدار 4 د </td></tr><tr><td> 2.4 </td><td> تتم هذه الخطوة في كل مرة قبل استبدال الشعيرات الدموية خلال فحص الاختيار اثنين </td></tr></tbody></table> الجدول 1. لمحة عامة عن تصور النظام وتدفق الوقت للخطوات المختلفة البروتوكول.

Watch this Scientific Journal Video about A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster at JoVE.com

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

نحن تصف بروتوكول لإحداث مجزية وnonrewarding الخبرات في ذباب الفاكهة (ذبابة الفاكهة) باستخدام استهلاك الإيثانول الطوعي كمقياس للتغييرات في دول مكافأة.

طريقة بسيطة لقياس التغيرات في السلوك المكافأة التماس طريق<em&gt; ذبابة الفاكهة</em

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We ...

a-simple-way-to-measure-alterations-reward-seeking-behavior-using

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

8.3K Views.  Bar-Ilan University.  نحن تصف بروتوكول لإحداث مجزية وnonrewarding الخبرات في ذباب الفاكهة (ذبابة الفاكهة) باستخدام استهلاك الإيثانول الطوعي كمقياس للتغييرات في دول مكافأة. 

Video: A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

Combining Quantitative Food-intake Assays and Forcibly Activating Neurons to Study Appetite in Drosophila

Food consumption is under the tight control of the brain, which integrates the physiological status, palatability, and nutritional contents of the food, and issues commands to start or stop feeding. Deciphering the processes underlying the decision-making of timely and moderate feeding carries major implications in our understanding of physiological and psychological disorders related to feeding control. Simple, quantitative, and robust methods are required to measure the food ingestion of animals after experimental manipulation, such as forcibly increasing the activities of certain target neurons. Here, we introduced dye-labeling-based feeding assays to facilitate the neurogenetic study of feeding control in adult fruit flies. We review available feeding assays, and then describe our methods step-by-step from setup to analysis, which combine thermogenetic and optogenetic manipulation of neurons controlling feeding motivation with dye-labeled food intake assay. We also discuss the advantages and limitations of our methods, compared with other feeding assays, to help readers choose an appropriate assay.

Combining Quantitative Food-intake Assays and Forcibly Activating Neurons to Study Appetite in Drosophila

Quantitative food-intake assays with dyed food provide a robust and high-throughput means to evaluate feeding motivation. Combining the food consumption assay with thermogenetic and optogenetic screens is a powerful approach to investigate the neural circuits underlying appetite in adult Drosophila melanogaster.

الجمع بين تناول الطعام الكمية فحوصات وتنشيط الخلايا العصبية لدراسة الشهية في المورفولوجية قسراً

Food consumption is under the tight control of the brain, which integrates the physiological status, palatability, and nutritional contents of the food, ...

Behavior

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

In the following we describe the methodological details of appetitive associative olfactory learning in Drosophila larvae. The setup, in combination with genetic interference, provides a handle to analyze the neuronal and molecular fundamentals of specifically associative learning in a simple larval brain.
Organisms can use past experience to adjust present behavior. Such acquisition of behavioral potential can be defined as learning, and the physical bases of these potentials as memory traces1-4. Neuroscientists try to understand how these processes are organized in terms of molecular and neuronal changes in the brain by using a variety of methods in model organisms ranging from insects to vertebrates5,6. For such endeavors it is helpful to use model systems that are simple and experimentally accessible. The Drosophila larva has turned out to satisfy these demands based on the availability of robust behavioral assays, the existence of a variety of transgenic techniques and the elementary organization of the nervous system comprising only about 10,000 neurons (albeit with some concessions: cognitive limitations, few behavioral options, and richness of experience questionable)7-10.
Drosophila larvae can form associations between odors and appetitive gustatory reinforcement like sugar11-14. In a standard assay, established in the lab of B. Gerber, animals receive a two-odor reciprocal training: A first group of larvae is exposed to an odor A together with a gustatory reinforcer (sugar reward) and is subsequently exposed to an odor B without reinforcement 9. Meanwhile a second group of larvae receives reciprocal training while experiencing odor A without reinforcement and subsequently being exposed to odor B with reinforcement (sugar reward). In the following both groups are tested for their preference between the two odors. Relatively higher preferences for the rewarded odor reflect associative learning - presented as a performance index (PI). The conclusion regarding the associative nature of the performance index is compelling, because apart from the contingency between odors and tastants, other parameters, such as odor and reward exposure, passage of time and handling do not differ between the two groups9.

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

Drosophila larvae are able to associate odor stimuli with gustatory reward. Here we describe a simple behavioral paradigm that allows the analysis of appetitive associative olfactory learning.

مشهي التعلم النقابي في الشم<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; اليرقات

In the following we describe the methodological  details of appetitive associative olfactory learning in Drosophila larvae. The setup, in combination with ...

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

For many animals, hunger promotes changes in the olfactory system in a manner that facilitates the search for appropriate food sources. In this video article, we describe an automated assay to measure the effect of hunger or satiety on olfactory dependent food search behavior in the adult fruit fly Drosophila melanogaster. In a light-tight box illuminated by red light that is invisible to fruit flies, a camera linked to custom data acquisition software monitors the position of six flies simultaneously. Each fly is confined to walk in individual arenas containing a food odor at the center. The testing arenas rest on a porous floor that functions to prevent odor accumulation. Latency to locate the odor source, a metric that reflects olfactory sensitivity under different physiological states, is determined by software analysis. Here, we discuss the critical mechanics of running this behavioral paradigm and cover specific issues regarding fly loading, odor contamination, assay temperature, data quality, and statistical analysis.

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

In this video article, we describe an automated assay to measure the effect of hunger or satiety on olfactory dependent food search behavior in the adult fruit fly Drosophila melanogaster.

واحدة ذبابة الفحص لسلوك البحث عن الطعام في<em&gt; ذبابة الفاكهة</em

For many animals, hunger promotes changes in the olfactory system in a manner that facilitates the search for appropriate food sources. In this video ...

تحليل سلوك العلف الناجم عن السكر في ذبابة الفاكهة

Tracking Sugar-Elicited Local Searching Behavior in Drosophila

Foraging behavior is essential for the survival of organisms as it enables them to locate and acquire essential food resources. In Drosophila, hunger triggers a distinct search behavior following the consumption of small quantities of a sugar solution. This report presents a simple experimental setup to study sugar-elicited search behavior with the aim of uncovering the underlying mechanisms. Minute quantities of concentrated sugar solution elicit sustained searching behavior in flies. The involvement of path integration in this behavior has been established, as flies utilize their trajectory to return to the sugar location. The most recent findings provide evidence of temporal modulation in the initiation and intensity of the search behavior after sugar intake. We have also used this setup for artificial activation of specific taste-receptor neurons in the pharynx, which elicits the search behavior. The Drosophila neurogenetic toolkit offers a diverse array of tools and techniques that can be combined with the sugar-elicited search behavior paradigm to study the neural and genetic mechanisms underlying foraging. Understanding the neural basis of hunger-driven searching behavior in flies contributes to the field of neurobiology as a whole, offering insights into the regulatory mechanisms that govern feeding behaviors not only in other organisms but also in humans.

تسليط الضوء على المؤلف: استكشاف المسارات السلوكية من خلال رؤى عبر الأنواع في البحث عن الطعام والتواصل

This protocol describes a behavioral assay for recording sugar-elicited search behavior using Drosophila melanogaster. The assay can be utilized to study feeding and foraging-related behaviors, as well as the underlying neuronal mechanisms.

تتبع سلوك البحث المحلي المستحث بالسكر في ذبابة الفاكهة

Foraging behavior is essential for the survival of organisms as it enables them to locate and acquire essential food resources. In Drosophila, hunger ...

High-resolution Quantification of Odor-guided Behavior in Drosophila melanogaster Using the Flywalk Paradigm

In their natural environment, insects such as the vinegar fly Drosophila melanogaster are bombarded with a huge amount of chemically distinct odorants. To complicate matters even further, the odors detected by the insect nervous system usually are not single compounds but mixtures whose composition and concentration ratios vary. This leads to an almost infinite amount of different olfactory stimuli which have to be evaluated by the nervous system.
To understand which aspects of an odor stimulus determine its evaluation by the fly, it is therefore desirable to efficiently examine odor-guided behavior towards many odorants and odor mixtures. To directly correlate behavior to neuronal activity, behavior should be quantified in a comparable time frame and under identical stimulus conditions as in neurophysiological experiments. However, many currently used olfactory bioassays in Drosophila neuroethology are rather specialized either towards efficiency or towards resolution.
Flywalk, an automated odor delivery and tracking system, bridges the gap between efficiency and resolution. It allows the determination of exactly when an odor packet stimulated a freely walking fly, and to determine the animal&#180;s dynamic behavioral reaction.

High-resolution Quantification of Odor-guided Behavior in Drosophila melanogaster Using the Flywalk Paradigm

The automated tracking system Flywalk is used for high-resolution quantification of odor-guided behavior in Drosophila melanogaster.

عالية الدقة الكمي للسلوك رائحة الموجهة في<em&gt; ذبابة الفاكهة السوداء البطن</em&gt; استخدام<em&gt; Flywalk</em&gt; بارادايم

In their natural environment, insects such as the vinegar fly Drosophila melanogaster are bombarded with a huge amount of chemically distinct odorants. To ...

High Throughput Assay to Examine Egg-Laying Preferences of Individual Drosophila melanogaster

Recently, egg-laying preference of Drosophila has emerged as a genetically tractable model to study the neural basis of simple decision-making processes. When selecting sites to deposit their eggs, female flies are capable of ranking the relative attractiveness of their options and choosing the &#34;greater of two goods.&#34; However, most egg-laying preference assays are not practical if one wants to take a systematic genetic screening approach to search for the circuit basis underlying this simple decision-making process, as they are population-based and laborious to set up. To increase the throughput of studying of egg-laying preferences of single females, we developed custom chambers that each can simultaneously assay egg-laying preferences of up to thirty individual flies as well as a protocol that ensures each female has a high egg-laying rate (so that their preference is readily discernable and more convincing). Our approach is simple to execute and produces very consistent results. Additionally, these chambers can be equipped with different attachments to allow video recording the egg-laying animals and to deliver light for optogenetics studies. This article provides the blueprints for fabricating these chambers and the procedure for preparing the flies to be assayed in these chambers.

High Throughput Assay to Examine Egg-Laying Preferences of Individual Drosophila melanogaster

This protocol describes a high throughput assay for testing egg-laying preferences of Drosophila melanogaster at single-animal resolution. This assay provides a simple, efficient, and scalable platform to identify genes and circuit components that control a simple decision-making process.

عالية الإنتاجية الفحص لفحص تفضيلات بيضة زرع الفردي<em&gt; ذبابة الفاكهة</em

Recently, egg-laying preference of Drosophila has emerged as a genetically tractable model to study the neural basis of simple decision-making processes. ...

The CApillary FEeder Assay Measures Food Intake in Drosophila melanogaster

For most animals, feeding is an essential behavior for securing survival, and it influences development, locomotion, health and reproduction. Ingestion of the right type and quantity of food therefore has a major influence on quality of life. Research on feeding behavior focuses on the underlying processes that ensure actual feeding and unravels the role of factors regulating internal energy homeostasis and the neuronal bases of decision-making. The model organism Drosophila melanogaster, with its great variety of genetically traceable tools for labeling and manipulating single neurons, allows mapping of neuronal networks and identification of molecular signaling cascades involved in the regulation of food intake. This report demonstrates the CApillary FEeder assay (CAFE) and shows how to measure food intake in a group of flies for time spans ranging from hours to days. This easy-to-use assay consists of glass capillaries filled with liquid food that flies can freely access and feed on. Food consumption in the assay is accurately determined using simple measurement tools. Herein we describe step-by-step the method from setup to successful execution of the CAFE assay, and provide practical examples to analyze the food intake of a group of flies under controlled conditions. The reader is guided through possible limitations of the assay, and advantages and disadvantages of the method compared to other feeding assays in D. melanogaster are evaluated.

The CApillary FEeder Assay Measures Food Intake in Drosophila melanogaster

The CApillary FEeder (CAFE) assay is a simple, budget-friendly, highly reliable method for investigating mechanisms underlying food intake. Used with the highly versatile genetic model organism Drosophila melanogaster, it provides a powerful means of gaining new insights into regulatory mechanisms of food intake.

الشعيرات الدموية المغذية الفحص يقيس كمية الطعام في<em&gt; ذبابة الفاكهة</em

For most animals, feeding is an essential behavior for securing survival, and it influences development, locomotion, health and reproduction. Ingestion of ...

Measuring and Altering Mating Drive in Male Drosophila melanogaster

Despite decades of investigation, the neuronal and molecular bases of motivational states remain mysterious. We have recently developed a novel, reductionist, and scalable system for in-depth investigation of motivation using the mating drive of male Drosophila&#160;melanogaster (Drosophila), the methods for which we detail here. The behavioral paradigm centers on the finding that male mating drive decreases alongside fertility over the course of repeated copulations and recovers over ~3 d. In this system, the powerful neurogenetic tools available in the fly converge with the genetic accessibility and putative wiring diagram available for sexual behavior. This convergence allows rapid isolation and interrogation of small neuronal populations with specific motivational functions. Here we detail the design and execution of the satiety assay that is used to measure and alter courtship motivation in the male fly. Using this assay, we also demonstrate that low male mating drive can be overcome by stimulating dopaminergic neurons. The satiety assay is simple, affordable, and robust to influences of genetic background. We expect the satiety assay to generate many new insights into the neurobiology of motivational states.

Measuring and Altering Mating Drive in Male Drosophila melanogaster

This article describes a behavioral assay that uses male mating drive in Drosophila melanogaster to study motivation. Using this method, researchers can utilize advanced fly neurogenetic techniques to uncover the genetic, molecular, and cellular mechanisms that underlie this motivation.

طريقة بسيطة لقياس التغيرات في السلوك المكافأة التماس طريق

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

الجمع بين تناول الطعام الكمية فحوصات وتنشيط الخلايا العصبية لدراسة الشهية في المورفولوجية قسراً

مشهي التعلم النقابي في الشم

واحدة ذبابة الفحص لسلوك البحث عن الطعام في

تتبع سلوك البحث المحلي المستحث بالسكر في ذبابة الفاكهة

تتبع سلوك البحث المحلي المستحث بالسكر في ذبابة الفاكهة

تتبع سلوك البحث المحلي المستحث بالسكر في ذبابة الفاكهة

عالية الدقة الكمي للسلوك رائحة الموجهة في

عالية الإنتاجية الفحص لفحص تفضيلات بيضة زرع الفردي

الشعيرات الدموية المغذية الفحص يقيس كمية الطعام في

قياس وتغيير التزاوج محرك في ذكر