אנו מודים ליואכים Erber מציג אותנו לפרדיגמה למידת מישוש בדבורי דבש. עבודה זו נתמכה על ידי Cluster של אקסלנס 277 CITEC, במימון במסגרת יוזמת אקסלנס הגרמניה.

1. הכנת הדבורים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלקטי מזון צוף או אבקה נתפסו בשדה או ממזין סוכרוז או ישירות מכניסת הכוורת תוך חזרה מטיול בחיפוש אחר מזון. כל דבורה בודדה נתפסה לתוך בקבוקון זכוכית שנסגר עם תוספת קצף ונלקח מייד למעבדה להמשך טיפול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במעבדה, שהדבורים שנתפסו הם התקררו בקצרה במקרר ב 4 מעלות צלזיוס עד שהם מראים סימנים הראשונים של חוסר תנועה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל דבורה משותקת היחידה היא רכובה בצינור מתכת קטנה עם סרט דבק בין הראש ובית חזה ועל הבטן. יש להקפיד שהחוטם ומחושי חופשיות מטלטלין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצייר את העיניים המורכבות וocelli של דבורה הקבועה בצבע לבן (למשל ממס ללא טיפקס) כדי לחסום את הראייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף טיפה קטנה של שעווה מותכת מאחורי הראש של הדבורה כדי לתקן את זה לקלטת בין הראש ובית החזה כדי למנוע תנועות ראש במהלך הקלטות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמן כל דבורה בודדה עם מספר בקלטת לזיהוי טוב יותר ולמקם את הצינור עם דבורה הקבועה לאווירה לחה כדי למנוע התייבשות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להאכיל את כל דבורה יחידה למשך 5 שניות בטיפין 30% סוכרוז פתרון מוצג עם מזרק ולתת לכל הדבורים להתאושש למשך 30 דקות לפני שמתחיל עם פרוטוקול מיזוג המישוש. </li></ol> 2. מיזוג מישוש <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני המיזוג, כל דבורה יחידה יש ​​להיבדק לתגובת שלוחת החוטם (PER) לגירוי סוכרוז 30% יחול על האנטנות. כך קצה החוטם יש לחצות קו וירטואלי בין הלסתות נפתחו. השלך את כל הדבורים שאינו מגיבים עם PER לגירוי סוכרוז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למיזוג מישוש להשתמש קוביית פליז (למשל 3 X 5 מ&quot;מ) עם חלק או דפוס חרות, למשל, אופקי או אנכיים ויוצרים חריצים צורמים עם אורך גל מיקרומטר 150, כגירוי המותנה (CS). Fאו גירוי בלתי המותנה (ארה&quot;ב) להשתמש בפתרון 30% סוכרוז (סוכר ביתי, מדולל במים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קוביית פליז (CS) ממוקמת לתוך מחזיק בmicromanipulator (למשל, MM33 Märzhäuser) כדי להבטיח מיצוב מדויק במהלך הליך המיזוג. ארה&quot;ב הציגה לדבורה עם מזרק מלא בפתרון 30% סוכרוז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הליך המיזוג מורכב מחמישה זוגות של פתרון סוכרוז (ארה&quot;ב) גירוי חוש המישוש (מדעי מחשב) ועם מרווח בין משפט (ITI) של 5 דקות. הנח דבורה יחידה מול micromanipulator עם גירוי מישוש רוכבים (CS). מקם את CS לאט, כגון שפני השטח של גירוי חוש המישוש הוא מקביל לראש של הדבורה (איור 1 ו-B). המרחק בין בעלי החיים ומשושי האובייקט צריך להיות בטווח של רדיוס עבודת המחושים של הדבורים שנבדקו, כלומר הדבורה צריכה להיות מסוגלת לסרוק את גירוי המישוש בתנוחה נוחה with הן אנטנות. בדוגמא שמוצגת באיור 1, המרחק היה 3 מ&quot;מ. בואו הדבורה לסרוק גירוי חוש המישוש (CS) למשך 5 שניות. אחרי הראשון 3 השניות, להציג טיפה של תמיסה עם מזרק מתחת לחוטם סוכרוז 30% (ארה&quot;ב). השתמש בקצה המזרק בעדינות להעלות את החוטם. גירוי סוכרוז תחת החוטם יעורר הבלתי המותנה לכל 15. אפשר הדבורה ללקק את פרס סוכרוז. השתמש בשעון עצר עם אות אזעקה לשמור על מרווחי הזמן המדויקים במהלך מיזוג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> PER המותנה משמש כמדד להצלחת הלמידה של דבורים. לאחר הזיווגים מתוגמלים הראשונים, דבורים מתחילות להגיב למצגת CS על ידי רחבה של חוטמם, המציין כי הם מצפים גמול הקרוב. A חוטם ארוך באופן מלא שנצפה בכל העת במהלך חלון הזמן של 3 שניות מצגת גירוי חוש מישוש ולפני מצגת סוכרוז הוא בקיע כתגובה חיובית. אין תגובה נספרת שלילית. OCCurrence של PER יש לציין על ידי הנסיין. אחוז הדבורים מראים PER במהלך מצגת CS הוא להתוות עבור כל משפט. </li></ol> 3. הקלטות kinematic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תנועות מחושים של דבורה רתמה אחת נרשמות במצלמת וידאו דיגיטלית עם עדשת מאקרו מתאימה (למשל Basler A602f-2 מצוידים בTechSpec VZM 200, פעל ב50 fps באמצעות חיבור חוטי אש). המצלמה המוצבת מעל לבעלי החיים בנוף מלמעלה למטה (איור 1). באיור 1, הרזולוציה מרחבית של ההקלטות היא 0.02 מ&quot;מ / פיקסל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכייל את המצלמה על ידי הקלטת תמונות בודדות של שחמט 10 x 10 מ&quot;מ עם אורך קצה של 1 מ&quot;מ מאורינטציות שונות תחת מטרת המצלמה. הכיול אפשר לעשות עם תיבת כלי כיול המצלמה 16 Matlab. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח דבורה קבועה אחת מתחת לעדשת המצלמה. תציג את גירוי חוש המישוש, מחובר לmicromanipulator, לבעלי החיים. המשך באותה הצורה כפי שתואר למיזוג מישוש, ולהקליט את תנועת המחושים בעוד הדבורה היא סורקת את האובייקט. חשוב שכל מגוון מחושים עובד וגירוי חוש המישוש גלויים. האפשרויות של דפוסי גירוי נבדקו ומספרי משפט תלויים בעיצוב ניסיוני. </li></ol> 4. ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב רקע התמונה נעשה ב-Matlab. ראשית, הערך החציוני הגוונים האפורים לאורך זמן צריך להיות מחושב עבור כל פיקסל. אובייקטים סטטיים, כמו הראש הקבוע של הדבורה וגירוי חוש המישוש, יהוו רקע התמונה. אובייקטים נעים, כמו שתי אנטנות, לא יהיו חלק מהרקע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל מסגרת של וידאו המוקלט יש להיות טעונה ברצף, ואת ההבדל בין המסגרת הנוכחית ורקע התמונה צריך להיות מחושב. התוצאה של חיסור זה מדגיש את אותם חלקים של התמונה שעוברות מתמונה לתמונה. תעודת זהותלא מוקדם, האנטנות של הדבורה הן האזורים היחידים של ערכים שאינם אפס (התרשים 1C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעיבוד נוסף, שני האזורים הגדולים עם ערכי הפיקסלים אינם אפס הנחה הם כי האנטנות. עבור שתי אנטנות מסיכת בינארי היא להיות שנוצרה עבור כל פיקסל מכיל ערך 1, אם פיקסל שייך לאנטנה וערך 0 אחרים. מסכה זו משמשת כבסיס לאיתור עצות המחושים מאוחר יותר. כדי לקבל את מסכה מקדימה לכל התמונה אפורת הערך של כל פיקסל של תמונת ההבדל הוא בהשוואה לסף שנקבע מראש. מאז אנחנו דואגים רעש מאוחר סף זה נבחר להיות נמוך למדי. המסכה הראשונית אז עדיין מחזיקה שני סוגים של טעויות: ראשית, בשל אזורים קטנים רעש בתמונה הם עדיין חלק מהמסכה. שנית, שטחים ששייכים לאנטנה לא בהכרח להיות מחוברים באופן מלא. האחרונים בעיקר מתרחשים אם הרקע יש את אותה ההארה כאנטנה כ. כדי לחסל את החפצים האלה, סטנדרטייםניתוח מורפולוגי עיבוד תמונה מיושם, כלומר שילוב של שחיקת דימוי והרחבה, בהסתמך על הפונקציות הסטנדרטיות Matlab imerode וimdilate בהתאמה (ראה עמ &#39;17 158-205 להסבר נוסף). לאחר תהליך denoising השערות האנטנות עדיין נמצאות בתוך אותה המסכה. לפיכך, כשלב בא מסכת הבינארי התקבץ לאזורי disjoint באמצעות Matlab פונקצית bwlabel הסטנדרטי (ראה 17 עמ &#39;40-48 לפרטים נוספים על אלגוריתם פילוח התמונה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מספר הפיקסלים באשכול נספר ושני האשכולות הגדולים נבחרו. מרכז הכובד מחושב להבחין בין אנטנת ימין ועל השמאל (1D איור). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיפ המחושים לכל אנטנה יכול להיות מוגדר כפיקסל באשכול עם הערך הגבוה ביותר בכיוון פרוקסימלי לדיסטלי (ראה איור 1D). </li></ol>

<ol>
	<li>Page, R. E., Scheiner, R., Erber, J., Amdam, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+and+evolution+of+division+of+labor+and+foraging+specialization+in+a+social+insect+(Apis+mellifera++L.).">The development and evolution of division of labor and foraging specialization in a social insect (Apis mellifera L.).</a> Curr. Top. Dev. Biol. 74, 253-286 (2006).</li><li>Menzel, R., M&#252;ller, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+and+memory+in+honeybees:+From+behavior+to+neural+substrates.">Learning and memory in honeybees: From behavior to neural substrates.</a> Annu. Rev. Neurosci. 19, 379-404 (1996).</li><li>Seeley, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The wisdom of the hive. , (1995).</li><li>Staudacher, E., Gebhardt, M. J., D&#252;rr, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antennal+movements+and+mechanoreception:+neurobiology+of+active+tactile+sensors.">Antennal movements and mechanoreception: neurobiology of active tactile sensors.</a> Adv. Insect Physiol. 32, 49-205 (2005).</li><li>Martin, H., Lindauer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sinnesphysiologische+Leistungen+beim+Wabenbau+der+Honigbiene.">Sinnesphysiologische Leistungen beim Wabenbau der Honigbiene.</a> Z. Vergl. Physiol. 53, 372-404 (1966).</li><li>Kevan, P. G., Menzel, R., Mercer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Texture+sensitivity+in+the+life+of+honeybees.">Texture sensitivity in the life of honeybees.</a> Neurobiology and behavior of honeybees. , 96-101 (1987).</li><li>von Frisch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Tanzsprache und Orientierung der Bienen. , (1965).</li><li>Waser, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flower+constancy:+definition,+cause,+and+ceasurement.">Flower constancy: definition, cause, and ceasurement.</a> Am. Nat. 127, 593-603 (1986).</li><li>Kevan, P. G., Lane, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flower+petal+microtexture+is+a+tactile+cue+for+bees.">Flower petal microtexture is a tactile cue for bees.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82, 4750-4752 (1985).</li><li>Erber, J., Kierzek, S., Sander, E., Grandy, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tactile+learning+in+the+honeybee.">Tactile learning in the honeybee.</a> J. Comp. Physiol. A. 183, 737-744 (1998).</li><li>Kisch, J., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Operant+conditioning+of+antennal+movements+in+the+honey+bee.">Operant conditioning of antennal movements in the honey bee.</a> Behav. Brain. Res. 99, 93-102 (1999).</li><li>Scheiner, R., Erber, J., Page, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tactile+learning+and+the+individual+evaluation+of+the+reward+in+honey+bees+(Apis+mellifera+L.).">Tactile learning and the individual evaluation of the reward in honey bees (Apis mellifera L.).</a> J. Comp. Physiol. A. 185, 1-10 (1999).</li><li>Erber, J., Scheiner, R., Adelman, G., Smith, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Honeybee+learning.">Honeybee learning.</a> Encyclopedia of Neuroscience. , (2004).</li><li>Bitterman, M. E., Menzel, R., Fietz, A., Sch&#228;fer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classical+conditioning+of+proboscis+extension+in+honeybees+(Apis+mellifera).">Classical conditioning of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera).</a> J. Comp. Psychol. 97, 107-119 (1983).</li><li>Dacher, M., Gauthier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Involvement+of+NO-synthase+and+nicotinic+receptors+in+learning+in+the+honey+bee.">Involvement of NO-synthase and nicotinic receptors in learning in the honey bee.</a> Physiol. Behav. 95, 200-207 (2008).</li><li>Haralick, R. M., Shapiro, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Computer and Robot Vision. I, (1992).</li><li>Erber, J., Galizia, C. G., 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=Tactile+antennal+learning+in+the+honey+bee.">Tactile antennal learning in the honey bee.</a> Honeybee Neurobiology and Behavior. , 439-455 (2012).</li><li>Pankiw, T., Page, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pheromones,+hormones,+and+handling+on+sucrose+response+thresholds+of+honey+bees+(Apis+mellifera+L.).">Effect of pheromones, hormones, and handling on sucrose response thresholds of honey bees (Apis mellifera L.).</a> J. Comp. Physiol. A. 189, 675-684 (2003).</li><li>Harris, J. W., Woodring, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+stress,+age,+season+and+source+colony+on+levels+of+octopamine,+dopamine+and+serotonine+in+the+honey+bee+(Apis+mellifera+L.)+brain.">Effects of stress, age, season and source colony on levels of octopamine, dopamine and serotonine in the honey bee (Apis mellifera L.) brain.</a> J. Insect. Physiol. 38, 29-35 (1992).</li><li>Scheiner, R., Kuritz-Kaiser, A., Menzel, R., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+responsiveness+and+the+effects+of+equal+subjective+rewards+on+tactile+learning+and+memory+of+honeybees.">Sensory responsiveness and the effects of equal subjective rewards on tactile learning and memory of honeybees.</a> Learn. Mem. 12, 626-635 (2005).</li><li>Mujagic, S., Sarkander, J., Erber, B., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sucrose+acceptance+and+different+forms+of+associative+learning+of+the+honey+bee+(Apis+mellifera+L.)+in+the+field+and+laboratory.">Sucrose acceptance and different forms of associative learning of the honey bee (Apis mellifera L.) in the field and laboratory.</a> Front. Behav. Neurosci. 4, 46 (2010).</li><li>Scheiner, R., Barnert, M., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variation+in+water+and+sucrose+responsiveness+during+the+foraging+season+affects+proboscis+extension+learning+in+honey+bees.">Variation in water and sucrose responsiveness during the foraging season affects proboscis extension learning in honey bees.</a> Apidologie. 34, 67-72 (2003).</li><li>Mujagic, S., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sucrose+acceptance,+discrimination+and+proboscis+responses+of+honey+bees+(Apis+mellifera+L.)+in+the+field+and+the+laboratory.">Sucrose acceptance, discrimination and proboscis responses of honey bees (Apis mellifera L.) in the field and the laboratory.</a> J. Comp. Physiol. A. 195, 325-339 (2009).</li><li>Friedrich, A., Thomas, U., M&#252;ller, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+at+different+satiation+levels+reveals+parallel+functions+for+the+cAMP-protein+kinase+A+cascade+in+formation+of+long-term+memory.">Learning at different satiation levels reveals parallel functions for the cAMP-protein kinase A cascade in formation of long-term memory.</a> J. Neurosci. 24, 4460-4468 (2004).</li><li>Erber, J., Pribbenow, B., Grandy, K., Kierzek, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tactile+motor+learning+in+the+antennal+system+of+the+honeybee+(Apis+mellifera+L.).">Tactile motor learning in the antennal system of the honeybee (Apis mellifera L.).</a> J. Comp. Physiol. A. 181, 355-365 (1997).</li><li>Lambin, M., D&#233;glise, P., Gauthier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antennal+movements+as+indicators+of+odor+detection+by+worker+honeybees.">Antennal movements as indicators of odor detection by worker honeybees.</a> Apidologie. 36, 119-126 (2005).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

הכנת דבורים: איסוף ותיקון הדבורים צריכים להיעשות במהירות, על מנת לשמור את רמת הלחץ של בעלי החיים הנמוכים. לחץ יש השפעה על ההיענות לכל, ולכן יכול להיות השפעה עקיפה על ביצועי למידה בדבורים 19, 20. רמת הלחץ יכולה להיות ירידה על ידי צבת בקבוקוני זכוכית עם דבור?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב / חומרים </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> לקטי אבקנים, תפיס mellifera L. </td><td></td><td></td><td> כוורות פרטיות </td></tr><tr><td> בקבוקוני זכוכית (22 x 45 מ&quot;מ) </td><td> קרל רוט GmbH &amp; Co </td><td> X655.1 </td><td></td></tr><tr><td> צינורות נחושת, 10 30 מ&quot;מ x </td><td></td><td></td><td> בהפקה עצמית </td></tr><tr><td> קוביית נחושת, 3 5 מ&quot;מ x </td><td></td><td></td><td> בהפקה עצמית </td></tr><tr><td> הטיפקס (ממס ללא) </td><td> טיפקס GmbH &amp; Co KG </td><td></td><td></td></tr><tr><td> פתרון סוכרוז (30%) </td><td></td><td></td><td> suger הביתי מדולל במים </td></tr><tr><td> אתנול (70%) </td><td> קרל רוט GmbH &amp; Co </td><td> 9065.3 &lt;/ Td&gt; <td></td></tr><tr><td> מזרק (מ&quot;ל 1) ומחט (0.6 x 25) </td><td> קרל רוט GmbH &amp; Co </td><td> 59.1 </td><td></td></tr><tr><td> להפסיק לצפות </td><td> קרל רוט GmbH &amp; Co </td><td> L423.1 </td><td></td></tr><tr><td> Micromanipulator </td><td> Märzhäuser MM33 </td><td> 00-42-101-0000 </td><td></td></tr><tr><td> מצלמת וידאו דיגיטלית </td><td> Basler A602f-2 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> עדשת מאקרו למצלמה </td><td> TechSpec VZM 200 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Matlab R2009b </td><td> את MathWorks </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

tactile conditioning and movement analysis of antennal sampling strategies in honey bees (apis mellifera l.)

דבורי דבש (Apis mellifera ל &#39;) הם חרקי eusocial וידועים לחטיבה המורכבת שלהם בעבודה וביכולת למידה אסוציאטיבית 1, 2. את הדבורים פועל לבלות את המחצית הראשונה של חייהם בתוך הכוורת החשוכה, שבו הם מטפלים בזחלים או בניית המסרקים הרגילים משושה למזון (אבקה או צוף למשל) וגורים 3. האנטנות הן גישושים חושיים יוצאים דופן ולמלא תפקיד מרכזי במשימות שונות מישוש תיווך 4, כולל בניית כוורת 5 וזיהוי תבניות 6. מאוחר יותר בחיים, כל דבורה בודדה משאירה את הכוורת כדי לצאת ללקט מזון. אז דבורה צריכה ללמוד להבחין מקורות מזון רווחיים, לשנן את המיקום שלהם, ולתקשר אותו לחברי הקן שלה 7. דבורים משתמשים באותות שונים פרחוניים כמו צבעים או ריחות 7, 8, אלא גם רמזי מישוש מפני שטח כותרת 9 לגבש זכרונות חושיים של מקור מזון. תחת שיתוף המעבדהnditions, דבורים ניתן לאמן בפרדיגמה למידת אפטטיבית להיפלות תכונות אובייקט מישוש, כגון קצוות או חריצים עם האנטנות שלהם 10, 11, 12, 13. הפרדיגמה למידה זו קשורה קשר הדוק למיזוג חוש הריח הקלסי של תגובת שלוחת החוטם (PER) בדבורים רתומים 14. היתרון של הפרדיגמה למידת המישוש במעבדה הוא האפשרות של שילוב ניסויים התנהגותיים בלימוד עם מדידות פיסיולוגיות שונות, לרבות הניתוח של דפוסי תנועת המחושים.

בניסוי הבא למדנו כיצד למידת מישוש משפיעה על התנהגות דגימת מחושים בדבורי דבש. לשם כך, אנחנו פיקוח התנועה של קצה המחושים בדבורים נאיביים ומותנית לפני ובמהלך ההצגה של גירוי חוש מישוש. ראשית, תנועת המחושים הספונטנית של קבוצת מלקטי מז...

Watch this Scientific Journal Video about Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees Apis mellifera L. at JoVE.com

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees Apis mellifera L.

בפרוטוקול זה אנו מראים כיצד מצב רתמו דבורי דבש לגירויי מישוש ולהציג את טכניקת לכידת תנועת 2D לניתוח קינמטיקה של דפוס דגימת מחושים בקנה מידה זעירה.

מיזוג מישוש וניתוח תנועה של אסטרטגיות דגימת מחושים בדבורי דבש (<em&gt; תפיס mellifera</em&gt; ל &#39;)

Honey bees (Apis mellifera L.) are eusocial insects and well known for their complex division of labor and associative learning capability1, 2. The worker ...

tactile-conditioning-movement-analysis-antennal-sampling-strategies

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees (Apis mellifera L.)

10.5K Views.  Bielefeld University. בפרוטוקול זה אנו מראים כיצד מצב רתמו דבורי דבש לגירויי מישוש ולהציג את טכניקת לכידת תנועת 2D לניתוח קינמטיקה של דפוס דגימת מחושים בקנה מידה זעירה.

Video: Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees Apis mellifera L.

Eye Movement Monitoring of Memory

Explicit (often verbal) reports are typically used to investigate memory (e.g. "Tell me what you remember about the person you saw at the bank yesterday."), however such reports can often be unreliable or sensitive to response bias 1, and may be unobtainable in some participant populations. Furthermore, explicit reports only reveal when information has reached consciousness and cannot comment on when memories were accessed during processing, regardless of whether the information is subsequently accessed in a conscious manner. Eye movement monitoring (eye tracking) provides a tool by which memory can be probed without asking participants to comment on the contents of their memories, and access of such memories can be revealed on-line 2,3. Video-based eye trackers (either head-mounted or remote) use a system of cameras and infrared markers to examine the pupil and corneal reflection in each eye as the participant views a display monitor. For head-mounted eye trackers, infrared markers are also used to determine head position to allow for head movement and more precise localization of eye position. Here, we demonstrate the use of a head-mounted eye tracking system to investigate memory performance in neurologically-intact and neurologically-impaired adults. Eye movement monitoring procedures begin with the placement of the eye tracker on the participant, and setup of the head and eye cameras. Calibration and validation procedures are conducted to ensure accuracy of eye position recording. Real-time recordings of X,Y-coordinate positions on the display monitor are then converted and used to describe periods of time in which the eye is static (i.e. fixations) versus in motion (i.e., saccades). Fixations and saccades are time-locked with respect to the onset/offset of a visual display or another external event (e.g. button press). Experimental manipulations are constructed to examine how and when patterns of fixations and saccades are altered through different types of prior experience. The influence of memory is revealed in the extent to which scanning patterns to new images differ from scanning patterns to images that have been previously studied 2, 4-5. Memory can also be interrogated for its specificity; for instance, eye movement patterns that differ between an identical and an altered version of a previously studied image reveal the storage of the altered detail in memory 2-3, 6-8. These indices of memory can be compared across participant populations, thereby providing a powerful tool by which to examine the organization of memory in healthy individuals, and the specific changes that occur to memory with neurological insult or decline 2-3, 8-10.

Eye movement monitoring (or eye tracking) reveals where in space the eyes linger, when and for how long. Here, we demonstrate how eye tracking can be used to investigate the integrity of memory in multiple participant populations, without requiring verbal, or otherwise explicit, reports.

תנועת העין ניטור של זיכרון

Explicit (often verbal) reports are typically used to investigate memory (e.g. "Tell me what you remember about the person you saw at the bank ...

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees (Apis mellifera)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the survival of a honeybee colony depends on the exploitation of food sources, forager bees learn and memorize variable flower sites as well as their profitability. Forager bees can be easily trained in natural settings where they forage at a feeding site and learn the related signals such as odor or color. Appetitive associative learning can also be studied under controlled conditions in the laboratory by conditioning the proboscis extension response (PER) of individually harnessed honeybees3,4. This learning paradigm enables the study of the neuronal and molecular mechanisms that underlie learning and memory formation in a simple and highly reliable way5-12. A behavioral pharmacology approach is used to study molecular mechanisms. Drugs are injected systemically to interfere with the function of specific molecules during or after learning and memory formation13-16.
Here we demonstrate how to train harnessed honeybees in PER conditioning and how to apply drugs systemically by injection into the bee flight muscle.

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees Apis mellifera

We demonstrate how to implement a behavioral pharmacology method in an appetitive olfactory conditioning paradigm in honeybees (Apis mellifera) by systemic application of drugs. This method allows investigation of the mechanisms underlying learning and memory formation in a simple and reliable way.

פרמקולוגיה ההתנהגות של התניה קלאסית תגובת הרחבה חוטם ב דבורי דבש ( אפיס מליפרה)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the ...

Automated Sholl Analysis of Digitized Neuronal Morphology at Multiple Scales

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3. Specifically, it affects the ability of neurons to receive inputs from other cells2 and contributes to the propagation of action potentials4,5. The morphology of the neurites also affects how information is processed. The diversity of dendrite morphologies facilitate local and long range signaling and allow individual neurons or groups of neurons to carry out specialized functions within the neuronal network6,7. Alterations in dendrite morphology, including fragmentation of dendrites and changes in branching patterns, have been observed in a number of disease states, including Alzheimer's disease8, schizophrenia9,10, and mental retardation11. The ability to both understand the factors that shape dendrite morphologies and to identify changes in dendrite morphologies is essential in the understanding of nervous system function and dysfunction.
Neurite morphology is often analyzed by Sholl analysis and by counting the number of neurites and the number of branch tips. This analysis is generally applied to dendrites, but it can also be applied to axons. Performing this analysis by hand is both time consuming and inevitably introduces variability due to experimenter bias and inconsistency. The Bonfire program is a semi-automated approach to the analysis of dendrite and axon morphology that builds upon available open-source morphological analysis tools. Our program enables the detection of local changes in dendrite and axon branching behaviors by performing Sholl analysis on subregions of the neuritic arbor. For example, Sholl analysis is performed on both the neuron as a whole as well as on each subset of processes (primary, secondary, terminal, root, etc.) Dendrite and axon patterning is influenced by a number of intracellular and extracellular factors, many acting locally. Thus, the resulting arbor morphology is a result of specific processes acting on specific neurites, making it necessary to perform morphological analysis on a smaller scale in order to observe these local variations12.
The Bonfire program requires the use of two open-source analysis tools, the NeuronJ plugin to ImageJ and NeuronStudio. Neurons are traced in ImageJ, and NeuronStudio is used to define the connectivity between neurites. Bonfire contains a number of custom scripts written in MATLAB (MathWorks) that are used to convert the data into the appropriate format for further analysis, check for user errors, and ultimately perform Sholl analysis. Finally, data are exported into Excel for statistical analysis. A flow chart of the Bonfire program is shown in Figure 1.

We have developed a computer program to analyze neuronal morphology. In combination with two existing open source analysis tools, our program performs Sholl analysis and determines the number of neurites, branch points, and neurite tips. The analyses are performed so that local changes in neurite morphology can be observed.

ניתוח אוטומטי של מורפולוגיה Sholl העצבית סרוקים בקני מידה מרובים

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3.  Specifically, it affects the ability of neurons to ...

Coherence between Brain Cortical Function and Neurocognitive Performance during Changed Gravity Conditions

Previous studies of cognitive, mental and/or motor processes during short-, medium- and long-term weightlessness have only been descriptive in nature, and focused on psychological aspects. Until now, objective observation of neurophysiological parameters has not been carried out - undoubtedly because the technical and methodological means have not been available -, investigations into the neurophysiological effects of weightlessness are in their infancy (Schneider et al. 2008).
While imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and magnetic resonance imaging (MRI) would be hardly applicable in space, the non-invasive near-infrared spectroscopy (NIRS) technique represents a method of mapping hemodynamic processes in the brain in real time that is both relatively inexpensive and that can be employed even under extreme conditions. The combination with electroencephalography (EEG) opens up the possibility of following the electrocortical processes under changing gravity conditions with a finer temporal resolution as well as with deeper localization, for instance with electrotomography (LORETA).
Previous studies showed an increase of beta frequency activity under normal gravity conditions and a decrease under weightlessness conditions during a parabolic flight (Schneider et al. 2008a+b). Tilt studies revealed different changes in brain function, which let suggest, that changes in parabolic flight might reflect emotional processes rather than hemodynamic changes. However, it is still unclear whether these are effects of changed gravity or hemodynamic changes within the brain. Combining EEG/LORETA and NIRS should for the first time make it possible to map the effect of weightlessness and reduced gravity on both hemodynamic and electrophysiological processes in the brain. Initially, this is to be done as part of a feasibility study during a parabolic flight. Afterwards, it is also planned to use both techniques during medium- and long-term space flight.
It can be assumed that the long-term redistribution of the blood volume and the associated increase in the supply of oxygen to the brain will lead to changes in the central nervous system that are also responsible for anaemic processes, and which can in turn reduce performance (De Santo et al. 2005), which means that they could be crucial for the success and safety of a mission (Genik et al. 2005, Ellis 2000).
Depending on these results, it will be necessary to develop and employ extensive countermeasures. Initial results for the MARS500 study suggest that, in addition to their significance in the context of the cardiovascular and locomotor systems, sport and physical activity can play a part in improving neurocognitive parameters. Before this can be fully established, however, it seems necessary to learn more about the influence of changing gravity conditions on neurophysiological processes and associated neurocognitive impairment.

The effect of weightlessness and hypergravity on both hemodynamic and electrophysiological processes in the brain is going to be followed during parabolic flight by EEG and NIRS techniques. 
A feasibility study of a more complex experiment, which is planned to carry out during medium- and long-term space flight.

לכידות בין תפקוד המוח קליפתיים וביצועים נוירוקוגניטיבי במהלך תנאי הכבידה השתנה

Previous studies of cognitive, mental and/or motor processes during short-, medium- and long-term weightlessness have only been descriptive in nature, and ...

Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. Since infants cannot verbally report their experiences, current methods of pain assessment are based on behavioural and physiological body reactions, such as crying, body movements or changes in facial expression. While these measures demonstrate that infants mount a response following noxious stimulation, they are limited: they are based on activation of subcortical somatic and autonomic motor pathways that may not be reliably linked to central sensory processing in the brain. Knowledge of how the central nervous system responds to noxious events could provide an insight to how nociceptive information and pain is processed in newborns.
The heel lancing procedure used to extract blood from hospitalised infants offers a unique opportunity to study pain in infancy. In this video we describe how electroencephalography (EEG) and electromyography (EMG) time-locked to this procedure can be used to investigate nociceptive activity in the brain and spinal cord.
This integrative approach to the measurement of infant pain has the potential to pave the way for an effective and sensitive clinical measurement tool.

The assessment and treatment of pain in infants is difficult because infants cannot verbally report their experience. In this video we describe quantitative electrophysiological methods and analysis techniques that can be used to measure the response to noxious events from the infant nervous system.

מדידות אלקטרו וניתוח Nociception אצל תינוקות אדם

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. Since infants cannot verbally report their experiences, current methods of pain assessment are ...

Rapid Determination of the Thermal Nociceptive Threshold in Diabetic Rats

Painful diabetic neuropathy (PDN) is characterized by hyperalgesia i.e., increased sensitivity to noxious stimulus, and allodynia i.e., hypersensitivity to normally innocuous stimuli1. Hyperalgesia and allodynia have been studied in many different rodent models of diabetes mellitus2. However, as stated by B&ouml;lcskei et al, determination of "pain" in animal models is challenging due to its subjective nature3. Moreover, the traditional methods used to determine behavioral responses to noxious thermal stimuli usually lack reproducibility and pharmacological sensitivity3. For instance, by using the hot-plate method of Ankier4, flinch, withdrawal and/or licking of either hind- and/or fore-paws is quantified as reflex latencies at constant high thermal stimuli (52-55 &deg;C). However, animals that are hyperalgesic to thermal stimulus do not reproducibly show differences in reflex latencies using those supra-threshold temperatures3,5. As the recently described method of B&ouml;lcskei et al.6, the procedures described here allows for the rapid, sensitive and reproducible determination of thermal nociceptive thresholds (TNTs) in mice and rats. The method uses slowly increasing thermal stimulus applied mostly to the skin of mouse/rat plantar surface. The method is particularly sensitive to study anti-nociception during hyperalgesic states such as PDN. The procedures described bellow are based on the ones published in detail by Alm&aacute;si et al 5 and B&ouml;lcskei et al 3. The procedures described here have been approved the Laboratory Animal Care and Use Committee (LACUC), Wright State University.

Here, we describe a rapid reliable and simple procedure to determine the lowest temperature at which rats or mice show nocifensive behavior, i.e. the thermal nociceptive threshold (TNT). This method applies a slowly increasing thermal stimulus allowing precise and reproducible estimation of TNTs with minimum, if any, stress to the animals.

קביעה מהירה של סף nociceptive תרמי בעכברים סוכרתיים

Painful diabetic neuropathy (PDN) is characterized by hyperalgesia i.e., increased sensitivity to noxious stimulus, and allodynia i.e., hypersensitivity ...

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees (Apis mellifera)

This video demonstrates novel techniques of RNA interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees using double-stranded RNA (dsRNA) injections. It also presents a protocol of proboscis extension response (PER) assay for measuring gustatory perception.	
	RNAi-mediated gene knockdown is an effective technique downregulating target gene expression. This technique is usually used for single gene manipulation, but it has limitations to detect interactions and joint effects between genes. In the first part of this video, we present two strategies to simultaneously knock down two genes (called double gene knockdown). We show both strategies are able to effectively suppress two genes, vitellogenin (vg) and ultraspiracle (usp), which are in a regulatory feedback loop. This double gene knockdown approach can be used to dissect interrelationships between genes and can be readily applied in different insect species.	
	The second part of this video is a demonstration of proboscis extension response (PER) assay in honey bees after the treatment of double gene knockdown. The PER assay is a standard test for measuring gustatory perception in honey bees, which is a key predictor for how fast a honey bee's behavioral maturation is. Greater gustatory perception of nest bees indicates increased behavioral development which is often associated with an earlier age at onset of foraging and foraging specialization in pollen. In addition, PER assay can be applied to identify metabolic states of satiation or hunger in honey bees. Finally, PER assay combined with pairing different odor stimuli for conditioning the bees is also widely used for learning and memory studies in honey bees.

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees Apis mellifera

In this protocol, we describe two strategies that simultaneously suppress two genes (double gene knockdown) in honey bees. Then we present how to use the proboscis extension response (PER) assay to study the effect of double gene knockdown on honey bee gustatory perception.

מציאה RNAi בתיווך זוגית ג&#39;ין ומדידה בחוש טעם בדבורי דבש (<em&gt; אפיס mellifera</em&gt;)

This video demonstrates novel techniques of RNA  interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees  using double-stranded RNA ...

Non-invasive Assessment of Changes in Corticomotoneuronal Transmission in Humans

The corticospinal pathway is the major pathway connecting the brain with the muscles and is therefore highly relevant for movement control and motor learning. There exists a number of noninvasive electrophysiological methods investigating the excitability and plasticity of this pathway. However, most methods are based on quantification of compound potentials and neglect that the corticospinal pathway consists of many different connections that are more or less direct. Here, we present a method that allows testing excitability of different fractions of the corticospinal transmission. This so called H-reflex conditioning technique allows one to assess excitability of the fastest (monosynaptic) and also polysynaptic corticospinal pathways. Furthermore, by using two different stimulation sites, the motor cortex and the cervicomedullary junction, it allows not only differentiation between cortical and spinal effects but also assessment of transmission at the corticomotoneural synapse. In this manuscript, we describe how this method can be used to assess corticomotoneural transmission after low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation, a method that was previously shown to reduce excitability of cortical cells. Here we demonstrate that not only cortical cells are affected by this repetitive stimulation but also transmission at the corticomotoneuronal synapse at the spinal level. This finding is important for the understanding of basic mechanisms and sites of neuroplasticity. Besides investigation of basic mechanisms, the H-reflex conditioning technique may be applied to test changes in corticospinal transmission following behavioral (e.g., training) or therapeutic interventions, pathology or aging and therefore allows a better understanding of neural processes that underlie movement control and motor learning.

The aim of the present study was to assess changes in transmission at the corticomotoneuronal synapses in humans after repetitive transcranial magnetic stimulation. For this purpose, an electrophysiological method is introduced that allows assessment of pathway specific corticospinal transmission, i.e. differentiation of fast, direct corticospinal pathways from polysynaptic connections.

הערכה לא פולשנית של שינויים בתמסורת קורטיקומוטונורונאלית בבני אדם

The corticospinal pathway is the major pathway connecting the brain with the muscles and is therefore highly relevant for movement control and motor ...

Neuropharmacological Manipulation of Restrained and Free-flying Honey Bees, Apis mellifera

Honey bees demonstrate astonishing learning abilities and advanced social behavior and communication. In addition, their brain is small, easy to visualize and to study. Therefore, bees have long been a favored model amongst neurobiologists and neuroethologists for studying the neural basis of social and natural behavior. It is important, however, that the experimental techniques used to study bees do not interfere with the behaviors being studied. Because of this, it has been necessary to develop a range of techniques for pharmacological manipulation of honey bees. In this paper we demonstrate methods for treating restrained or free-flying honey bees with a wide range of pharmacological agents. These include both noninvasive methods such as oral and topical treatments, as well as more invasive methods that allow for precise drug delivery in either systemic or localized fashion. Finally, we discuss the advantages and disadvantages of each method and&#160;describe common hurdles and how to best overcome them. We conclude with a discussion on the importance of adapting the experimental method to the biological questions rather than the other way around.

Neuropharmacological Manipulation of Restrained and Free-flying Honey Bees, Apis mellifera

This manuscript describes several protocols for administering pharmacological agents to honey bees, including simple noninvasive methods for free-flying bees, as well as more invasive variants that allow precise localized treatment of restrained bees.

מניפולציה Neuropharmacological של מאופקים חינם-עף דבש דבורים,<em&gt; Apis mellifera</em

Honey bees demonstrate astonishing learning abilities and advanced social behavior and communication. In addition, their brain is small, easy to visualize ...

The Use of Trace Eyeblink Classical Conditioning to Assess Hippocampal Dysfunction in a Rat Model of Fetal Alcohol Spectrum Disorders

Neonatal rats were administered a relatively high concentration of ethyl alcohol (11.9% v/v) during postnatal days 4-9, a time when the fetal brain undergoes rapid organizational change and is similar to accelerated brain changes that occur during the third trimester in humans. This model of fetal alcohol spectrum disorders (FASDs) produces severe brain damage, mimicking the amount and pattern of binge-drinking that occurs in some pregnant alcoholic mothers. We describe the use of trace eyeblink classical conditioning (ECC), a higher-order variant of associative learning, to assess long-term hippocampal dysfunction that is typically seen in alcohol-exposed adult offspring. At 90 days of age, rodents were surgically prepared with recording and stimulating electrodes, which measured electromyographic (EMG) blink activity from the left eyelid muscle and delivered mild shock posterior to the left eye, respectively. After a 5 day recovery period, they underwent 6 sessions of trace ECC to determine associative learning differences between alcohol-exposed and control rats. Trace ECC is one of many possible ECC procedures that can be easily modified using the same equipment and software, so that different neural systems can be assessed. ECC procedures in general, can be used as diagnostic tools for detecting neural pathology in different brain systems and different conditions that insult the brain.

Trace eyeblink classical conditioning (ECC) was used to assess hippocampal-dependent associative learning in adult rats that were administered a high concentration (11.9% v/v) of alcohol during early neonatal brain development. In general, ECC procedures are sound diagnostic tools for detecting brain dysfunction across many psychological and biomedical settings.

השימוש של התניה קלאסית Eyeblink מעקב כדי להעריך תפקוד בהיפוקמפוס במודל של עכברים של אלכוהול עוברית ספקטרום הפרעות

Neonatal rats were administered a relatively high concentration of ethyl alcohol (11.9% v/v) during postnatal days 4-9, a time when the fetal brain ...

מיזוג מישוש וניתוח תנועה של אסטרטגיות דגימת מחושים בדבורי דבש (

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video