Agradecemos a Daniel Veit de assistência técnica e Pedro Gouveia no Electricidade em Pó (electricidadeempo.net) para customizar o software de rastreamento para nossas demandas. Agradecemos também a Tom Retzke para apoio durante o processo de filmagem. Este estudo foi apoiado pela Sociedade Max Planck.

As técnicas de construção e detalhes de Flywalk foram descritos em outro 26 (no caso de eventuais problemas de estabelecer esta configuração, mais informações podem ser obtidas a partir de MK). Aqui vamos nos concentrar em obter instruções detalhadas sobre o manuseio do paradigma que vai ajudar a obter resultados confiáveis. 1. Fly Manuseamento <ol><li> Voa traseira em baixa a média densidade culturas em meio de comida 27 horas sob uma luz 12: 12 horas: regime escuro a 23-25 ​​° C e 70% de umidade relativa. Para este fim, permitir 20-30 adulto recém-surgido voa para reproduzir em um grande frasco de comida para uma semana, em seguida, descartar moscas adultas e esperar por descendentes a surgir. </li><li> Recolha 30-40 recém-emergidas (idade &lt;24 horas) moscas adultas e idade-los em no novo um frasco contendo meio alimentar 27 para 3-5 dias. </li><li> Vinte e quatro horas antes do início do experimento comportamental: Transferir todos 30-40 previamente coletadas 3-5 d de idade (ver 2.2) voa para uma nova vial contendo um tampão de espuma de borracha úmida ou um lenço de papel úmido usando um aspirador. NOTA: Não anestesiar moscas usando CO 2. </li></ol> 2. Preparação do Setup Flywalk <ol><li> Use 250 ml garrafas como umidificadores. Encha humidificadores com 100 ml de água destilada. </li><li> Prepare frascos de odor. <ol><li> Preparar 500 ul 10 -3 diluições dos odores puros de acetato de etilo, butirato de etilo, acetato de isopentilo e 2,3-butanodiona em óleo mineral solvente. </li><li> Anexar duas válvulas de retenção bola por odor frasco. Note que o check válvulas permitem unidirecional única fluxo de ar. Por conseguinte, conectar válvulas de retenção de tal forma que o ar possa entrar no frasco de um lado e deixá-la no outro lado. </li><li> Remover a tampa de um tubo de reacção de PCR de 200 uL. Pipetar 100 ul de cada diluição de odor num tubo de reacção separado e coloque os tubos em frascos separados de odor. Também preparar um frasco contendo apenas o odor oi solvente mineraleu. </li><li> Firmemente selar os frascos de odor por fechá-los usando tampões de aço inoxidável e juntas de borracha. </li><li> Ligar os frascos de 5 (4 odor contendo odores e 1 contendo óleo mineral) para o sistema de libertação de odores. Certifique-se de conectá-los na direção do fluxo direita. Uma conexão errada não só irá comprometer a experiência projectada, mas também podem contaminar o sistema de entrega. </li></ol></li><li> Verifique a existência de fugas por meio de selagem da saída da câmara de mistura do dispositivo de estímulo. Certifique-se que todos os fluxos de ar antes do dispositivo de estímulo agora cair progressivamente a zero. Se não, verifique se há vazamentos que agora podem ser identificados pelo som de assobio de ar que sai do sistema. </li><li> Transferir cuidadosamente 15 moscas individuais para 15 tubos de vidro individuais usando um aspirador e tubos de vidro perto de ambos os lados usando os adaptadores correspondentes. Nota: Como o sistema deve ser hermeticamente fechado por experiências bem sucedidas, verifique se os adaptadores caber tubos de vidro hermeticamentee note que os tubos de vidro podem quebrar durante esta etapa. Tome cuidado para evitar lesões através do uso de luvas e óculos de protecção. </li><li> Ligue os tubos de vidro para a configuração Flywalk e, a partir de agora, espere pelo menos 15 minutos antes do início do experimento para permitir moscas para se habituar ao novo ambiente. </li><li> Depois de prender os tubos de vidro: verifique a leitura dos medidores de vazão a jusante digitais no computador 1 se os 16 fluxos de ar após os tubos de vidro adicionar até o fluxo de ar que entra no sistema. Além disso, verifique no computador 1, se a umidade é entre 60% e 80%. </li><li> Projeto do protocolo de estímulo controlar a sequência e tempo de estímulos odor apresentadas às moscas. Para obter os dados descritos por exemplo, odores e 4 apresentam o controlo (óleo mineral) isoladamente e todos ternário possível e as misturas quaternário dos odores simultaneamente para 40 vezes cada um. Definir a duração do pulso para 500 ms, com um intervalo de 90 segundos interstimulus e aleatório seqüência de estímulo. </li><li> Ligue o lifonte ght (LED-cluster; λ = 630). Certifique-se de fornecer luz suficiente para o acompanhamento eficiente sem aumentar a temperatura no interior dos tubos de vidro. </li><li> Defina-se uma região de interesse do sistema de seguimento, arrastando uma moldura em frente da área a ser monitorizada, de tal modo que todos os 15 tubos de vidro estão incluídos e aproximadamente 5 mm das extremidades dos tubos são excluídos. </li><li> Configure 14 linhas de separação entre tubos paralelos individuais no sistema de rastreamento alterando suas posições Y no script correspondente para manter indivíduo identificável moscas durante todo o experimento. Certifique-se de posicioná-los de tal forma que há sempre um tubo de vidro entre duas dessas linhas separadoras, porque apenas uma mosca serão rastreadas entre qualquer conjunto de duas linhas. </li><li> Certifique-se de definir os parâmetros da câmara de tal forma que as moscas são controladas de forma confiável ao longo dos tubos de vidro. Se moscas são perdidos nas extremidades da região de interesse, aumentar o brilho ou o ganho de seguimento software. Evite vibrações mecânicas do sistema de rastreamento. Acompanhe utilizando software comercial de acordo com o protocolo do fabricante. </li><li> Iniciar a experiência, iniciando o protocolo de estímulo. Grave flies&#39; XY coordenadas a 20 fps (frames por segundo) e log em combinação com o estado da válvula odor em arquivos de texto. </li></ol> Análise 3. Dados NOTA: Os passos seguintes na análise de dados são automatizadas utilizando rotinas escritas personalizados programados em R. Porque estes passos são cruciais para a obtenção de resultados significativos na análise irá, todavia, ser apresentados em uma maneira passo-a-passo. Os dados brutos para a análise são-arquivos .csv que contêm informações sobre o estado sincronizado válvula odor, número de pulsos no experimento e 15 posições mosca-x em cm em um eixo de tempo comum para um ciclo de estimulação odor. Código personalizado para análise de dados podem ser fornecidos mediante solicitação. <ol><li> Open-arquivo .csv, encontrar tempo ponto de abertura da válvula indicado por um chaESL na coluna que representa o estado da válvula. </li><li> Calcula-se a função linear da posição da forma de odor F (t) = s * t + i onde t é o tempo no ciclo de estimulação, s é a velocidade do vento (aqui 20 cm / seg) e a intersecção i pode ser calculado usando o ponto de tempo entra o odor dos tubos na posição 0 (abertura da válvula mais atraso). </li><li> Encontre o ponto de tempo em que o odor e voar x-posição cruzam para cada voar e definir esse ponto de tempo para 0. Nota: Esta maneira posições mosca estão alinhados para cada individual&#39;s encontro com o odor. </li><li> Excluir moscas sentadas nas próprias bordas da região de interesse. </li><li> Calcular a velocidade de X-posições, dividindo o deslocamento ao longo do eixo x por o intervalo de tempo (100 msec) e repetir o procedimento para cada ciclo de estimulação. </li><li> Para acelerar o tempo de obtenção de pratos, como mostrado na Figura 2E calcular curso de tempo da velocidade média para cada mosca e de odor e aqueles do curso de tempo significativo para um determinado odor. </li><li> Para obter o deslocamento líquido, tal como mostrado na Figura 3C calcular o deslocamento de líquido dentro de 4 segundos após o pulso de odor para cada evento de controle e, depois, o deslocamento líquido médio por mosca e odor. </li></ol> 4. Procedimento de Limpeza <ol><li> Limpe o vidro Tubes <ol><li> Remover moscas e adaptadores de tubos de vidro e tubos de vidro de molho com detergente. </li><li> Lavar tubos de vidro em água corrente destilada e seque-as usando ar pressurizado. </li><li> Tubos de vidro térmico a 200 ° C durante 8 h. </li></ol></li><li> Limpe Odor Delivery System <ol><li> Remove todos os frascos de odor e a tubagem da câmara de mistura central. </li><li> Remover adaptadores de tubos a partir da câmara de mistura. </li><li> Câmara de mistura limpa, lavando-o com solução de limpeza de laboratório e solventes (por exemplo, etanol, acetona). Execute estas etapas sob o capô laboratório. </li><li> Câmara de mistura a seco usando ar sob pressão e aquecer a 200 ° C durante 8 h. </li></ol></li><li> Limpe Odor Frascos e Válvulas de retenção <ol><li> Remova o plugue de aço (junta de borracha de descarte) e válvulas de retenção de frascos de odor e aproveitar todos os componentes na solução de limpeza de laboratório. </li><li> Componentes sonicate em um banho de ultra-som e lavá-los com água destilada. </li><li> Limpe todos os componentes, exceto válvulas de retenção com etanol e acetona. Execute estas etapas sob o capô laboratório. </li><li> Componentes secos que utilizam ar pressurizado e aquecê-los a 200 ° C durante 8 h. </li><li> Válvulas de retenção limpo por dentro por rubor-los com etanol e acetona, utilizando uma seringa (considere direção do fluxo). Execute estas etapas sob o capô laboratório usando óculos de laboratório. Porque acetona ataca peças de borracha, imediatamente válvulas de retenção secas por rubor-los com ar pressurizado. </li><li> Remover os odores residuais pulsando ar através de válvulas de retenção por vários dias. Utilize uma incubadora a 60 ° C e de 1 seg no ar / 1 seg de ar fora regime para este passo de limpeza. </li></ol&gt; </li></ol>

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Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

Embora o sistema Flywalk parece bastante sofisticado, à primeira vista, uma vez configurado e funcionando, é fácil de usar e produz resultados muito robustos. Para enfatizar a consistência dos resultados produzidos com o bioensaio pode-se dizer que os resultados representativos mostrados aqui foram obtidos quase 2 anos depois alguns dos resultados apresentados em estudo anterior 29 com uma configuração modificada usando um novo software de rastreamento e fonte de luz. No entanto, as respostas são atrac...

A meta primordial de qualquer investigação neuroetológica é estabelecer um nexo de causalidade entre os estados de atividade de neurônios individuais ou circuitos neuronais eo comportamento de um organismo. Para alcançar este objetivo a atividade neuronal e comportamento devem ser monitorados em condições idênticas de estímulo e essas condições de estímulo deveriam idealmente ser semelhantes aos do sistema nervoso sob escrutínio evoluído para fazer sentido. Especialmente quando se trata de bioensaios comportamentais, estas exigências têm historicamente se mostrado bastante exigente em Drosophila melanogaster neuroethology olfativo. Uma vez liberada a partir da fonte, plumas odor quebrar rapidamente se em filamentos finos com difusão turbulenta causada pelo movimento do ar é o principal determinante da distribuição odor 1. Como resultado, um inseto navegar para atingir uma fonte de odor experimenta a estimulação intermitente com pacotes de odor intercaladas com intervalos variáveis ​​de ar limpo. ambosandando e insetos voadores - incluindo Drosophila - foram demonstradas para explorar essa regime estimulação intermitente para a navegação de afluência contra o vento em cima de encontro pluma e predominantemente movendo cross-vento na ausência de odores 2 - 5. Considerando que os procedimentos de estimulação em experimentos fisiológicos imitar em grande parte aqueles um inseto pode enfrentar em seu ambiente natural, quer proporcionando puffs únicas de odores intercalados com longos períodos de ar limpo ou sequências de estimulação dinâmica 6 - 11, muitas bioensaios comportamentais utilizados na Drosophila neuroethology como ensaio armadilha , arenas em campo aberto ou T-maze contar com odor gradientes 12 - 15. No entanto, porque os gradientes de odor, por definição, são variáveis ​​na concentração, dependendo da distância a partir da fonte de odor, um comportamento particular não pode ser atribuída a uma concentração de odor usando preciso desses paradigmas. Além disso, a inclinação daum gradiente de odor depende criticamente sobre as propriedades físico-químicas do odorante. Um gradiente de um composto altamente volátil será mais rasa do que o criado por um composto menos volátil e, portanto, também mais difícil de controlar de um organismo depender de medição de diferenças de concentração no espaço como o único meio de navegação 16 - 20, o que pode conduzir a uma interpretação incorrecta de preferências olfativas particularmente em ensaios escolha. Este efeito também é altamente prejudicial ao investigar comportamento em relação a misturas de odores, pois leva a diferentes proporções de mistura de componentes em cada ponto no espaço e, portanto, mais uma vez se opõe a uma clara correlação entre a fisiologia e comportamento. Enquanto moscas do vinagre tendem a se agregar em fermentação de frutas, eles são solitários em sua navegação em direção a fontes de alimento e locais de oviposição. No entanto, em vez de testar animais individuais muitos paradigmas comportamentais utilizados em Drosophila neuroetholoGy examinar o comportamento guiado por odor de coortes de moscas e atração é marcado como a fracção de moscas que escolhem o odor ao longo de um estímulo controle. Estas experiências de coorte têm contribuído grandemente para a compreensão da mosca neuroethology e muitas das observações feitas por usá-los pode ser confirmada em experimentos single-mosca. No entanto, tem sido observado que voa pode influenciar cada decisão alheia 21 e em casos extremos, a avaliação de um odor pode mudar de indiferença à evasão dependendo da densidade populacional 22. Além disso, os resultados destes tipos de experimentos muitas vezes fornecem apenas o ponto final de uma sequência de decisões comportamentais ao invés de observar o que a mosca está fazendo enquanto ele estiver fazendo isso, o que seria desejável ao tentar correlacionar o comportamento com a atividade neuronal. Estas experiências de coorte, em vez de baixa resolução são contrastados por métodos de alta resolução single-mosca, como arenas de voos cativos e esteiras que permitempara uma observação directa das respostas de comportamento no momento em que o estímulo é apresentado 20,23,24. No entanto, as experiências de coorte ainda são populares, porque eles são muito eficientes e fornecem resultados robustos, mesmo em baixo comparativamente tamanhos de amostra, porque a variabilidade inter-individual e inter-julgamento são parcialmente média para fora devido à observação de populações ao longo de períodos de tempo prolongados. Enquanto voo tethered e esteira provavelmente fornecer o padrão-ouro, relativa apresentação do estímulo e resolução temporal, as arenas utilizadas são projetados para animais individuais e por isso é necessário para obter os tamanhos de amostra para uma análise estatística demorado. Várias outras abordagens têm sido recentemente desenvolvidos para permitir uma aquisição eficiente de alta-resolução dos dados comportamentais em combinação com um regime de estímulo bem definida. Estes incluem não vigiada seguimento 3D de várias moscas do vinagre em um túnel de vento em combinação com um modelo 3D preciso da pluma de odor 5 </sup&gt;, o rastreamento de vários moscas individuais em câmaras escolha fornecidas com correntes de ar de ambos os lados 25 e o paradigma Flywalk 26. Em Flywalk, 15 moscas individuais situam-se em pequenos tubos de vidro e continuamente monitorizada por uma câmara de suspenso, sob condições de luz vermelha. Os odores são adicionados a uma corrente de ar contínua de 20 cm / seg e viajar através dos tubos de vidro a uma velocidade constante. A corrente de ar é humidificado fazendo-o passar através de 250 ml garrafas contendo água destilada (humidificadores) antes de entrar no sistema de libertação de odores. As posições flies&#39; são registados dentro de uma região quadrado de interesse (ROI) que abrange a maior parte do comprimento dos tubos de odor (mas excluindo as bordas exteriores dos tubos (aproximadamente 5 mm de cada lado), em que as moscas não pode mover-se mais para cima ou a favor do vento) em torno do tempo de apresentação de odor (Figura 1A, B). Voar identidades são mantidas constantes pelo sistema de rastreamento de turante o experimento com base em suas posições Y (ou seja, os seus limites de tubo de vidro). Estimulação odor é conseguida usando um dispositivo de estímulo multi-componente que permite a apresentação de até 8 odores individuais possíveis e todas as suas misturas 26,29 (Figura 1B). O curso de uma experiência é controlada por um computador de regulação do sistema de entrega e recolha de odor temperatura e humidade informações (computador 1, Figura 1C). Este computador também controla um datalogger (iniciar / parar a gravação) em um segundo computador que rastreia continuamente posições voar a 20 quadros por segundo (computador 2). Voe posições, estado da válvula odor (ou seja, ponto de tempo de abertura da válvula), odor ID, ​​temperatura e umidade em torno de ciclos de estimulação odor são registradas no computador 2. Desta forma, informações sobre odor e voar posições são sincronizados e exportados como .csv-arquivos que podem continuar a ser processados ​​e analisados ​​utilizando rotinas de análise escrito sob medida. porquetodo o sistema é controlado por computador, sem intervenção humana, é necessário durante uma sessão experimental.

<table><tbody><tr><td>Flywalk setup</td><td>Custom</td><td></td><td>details available upon request</td></tr><tr><td>stimulus device</td><td>Custom</td><td></td><td>details available upon request</td></tr><tr><td>LED cluster</td><td>Custom</td><td></td><td>details available upon request</td></tr><tr><td>HD Pro Webcam C920</td><td>Logitech, Lausanne, Switzerland</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2 Computers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flywalk Reloaded v1.0 software</td><td>Electricidade Em P&amp;oacute; (electricidadeempo.net)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Labview 11.0 software</td><td>National Instruments, Austin, TX</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standard fly food</td><td>Custom</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standard fly vials</td><td>Greiner bio-one GmbH, Frickenhausen, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standard fly vials</td><td>Greiner bio-one GmbH, Frickenhausen, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>aspirator</td><td>Custom</td><td></td><td></td></tr><tr><td>mineral oil</td><td>Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>odors</td><td>Sigma-Aldrich (www.sigmaaldrich.com)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>200 &amp;micro;l PCR reaction tubes</td><td>Biozym Scientific GmbH, Oldendorf, Germany</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

high-resolution quantification of odor-guided behavior in drosophila melanogaster using the flywalk paradigm

Em seu ambiente natural, insetos, como o vinagre voar Drosophila melanogaster são bombardeados com uma quantidade enorme de odorants quimicamente distintos. Para complicar ainda mais, os odores detectados pelo sistema nervoso dos insetos geralmente não são compostos isolados, mas misturas cuja composição e rácios de concentração variar. Isto leva a uma quantidade quase infinito de diferentes estímulos olfactivos que têm de ser avaliados pelo sistema nervoso. Para entender quais aspectos de um estímulo odor determinar a sua avaliação pela mosca, é desejável, portanto, examinar de forma eficiente o comportamento guiado por muitos no sentido de odor odores e misturas de odores. Para se correlacionam diretamente comportamento para a atividade neuronal, o comportamento deve ser quantificada em horários similares e em condições idênticas às de estímulo em experimentos neurofisiológicos. No entanto, muitos bioensaios olfativos usados ​​atualmente em Drosophila neuroethology são bastante specialized quer no sentido da eficiência ou em direção a resolução. Flywalk, um sistema de entrega de odor e monitoramento automatizado, preenche a lacuna entre eficiência e resolução. Ele permite a determinação de um pacote exactamente quando odor estimulada uma mosca que anda livremente, e para determinar as ANIMAL reacção comportamental dinâmica.

Como as moscas são autorizadas a distribuir livremente nos seus tubos de vidro entre os pulsos de odor e o pulso de odor viaja através dos tubos de vidro a uma velocidade constante moscas encontrar o odor em momentos diferentes, dependendo da sua posição-x, no momento da estimulação. Como resultado, os inícios das trajectórias de fluxo ascendente evocados por um pulso de 500 ms de um atraente 10 -3 diluição de acetato de etilo são atrasadas em cerca de 1 segundo para as moscas na extremidade a jusa...

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

O Flywalk sistema de rastreamento automático é usado para alta resolução de quantificação do comportamento guiado por odor em Drosophila melanogaster.

De alta resolução Quantificação do Comportamento Odor-guiada em<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Usando a<em&gt; Flywalk</em&gt; Paradigm

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

high-resolution-quantification-odor-guided-behavior-drosophila

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

9.3K visualizações.  Max Planck Institute for Chemical Ecology.  O Flywalk sistema de rastreamento automático é usado para alta resolução de quantificação do comportamento guiado por odor em Drosophila melanogaster. 

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

High-resolution Measurement of Odor-Driven Behavior in Drosophila Larvae

Olfactory responses in Drosophila larvae have been traditionally studied in Petri dishes comprising a single peripheral odor source. In this behavioral paradigm, the experimenter usually assumes that the rapid diffusion of odorant molecules from the source leads to the creation of a stable gradient in the dish. To establish a quantitative correlation between sensory inputs and behavioral responses, it is necessary to achieve a more thorough characterization of the odorant stimulus conditions. In this video article, we describe a new method allowing the construction of odorant gradients with stable and controllable geometries. We briefly illustrate how these gradients can be used to screen for olfactory defects (full and partial anosmia) and to study more subtle features of chemotaxis behavior.

In this video article, we describe a new method allowing the construction of odorant gradients with stable and controllable geometries. We briefly illustrate how these gradients can be used to screen for olfactory defects (full and partial anosmia) and to study more subtle features of chemotaxis behavior.

De alta resolução de Medição do Comportamento Odor-Driven em larvas de Drosophila

Olfactory responses in Drosophila larvae have been traditionally studied in Petri dishes comprising a single peripheral odor source. In this behavioral ...

Biologia

Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory bulb1-5. Olfactory information in the external world is transmitted to the antennal lobe by olfactory sensory neurons (OSNs), which segregate to distinct regions of neuropil called glomeruli according to the specific olfactory receptor they express. Here, OSN axons synapse with both local interneurons (LNs), whose processes can innervate many different glomeruli, and projection neurons (PNs), which convey olfactory information to higher olfactory brain regions.
Optical imaging of the activity of OSNs, LNs and PNs in the antennal lobe - traditionally using synthetic calcium indicators (e.g. calcium green, FURA-2) or voltage-sensitive dyes (e.g. RH414) - has long been an important technique to understand how olfactory stimuli are represented as spatial and temporal patterns of glomerular activity in many species of insects6-10. Development of genetically-encoded neural activity reporters, such as the fluorescent calcium indicators G-CaMP11,12 and Cameleon13, the bioluminescent calcium indicator GFP-aequorin14,15, or a reporter of synaptic transmission, synapto-pHluorin16 has made the olfactory system of the fruitfly, Drosophila melanogaster, particularly accessible to neurophysiological imaging, complementing its comprehensively-described molecular, electrophysiological and neuroanatomical properties2,4,17. These reporters can be selectively expressed via binary transcriptional control systems (e.g. GAL4/UAS18, LexA/LexAop19,20, Q system21) in defined populations of neurons within the olfactory circuitry to dissect with high spatial and temporal resolution how odor-evoked neural activity is represented, modulated and transformed22-24.
Here we describe the preparation and analysis methods to measure odor-evoked responses in the Drosophila antennal lobe using G-CaMP25-27. The animal preparation is minimally invasive and can be adapted to imaging using wide-field fluorescence, confocal and two-photon microscopes.

Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

We describe an established technique to measure and analyze odor-evoked calcium responses in the antennal lobe of living Drosophila melanogaster.

Imagens de cálcio de odor-provocou respostas no Drosophila Lobo antenal

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory ...

Neurociência

High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila Melanogaster

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field. Studying locomotor behavior in Drosophila melanogaster relies on the ability to be able to quantify changes in motion during or in response to a given task. For this reason, a high-resolution video tracking system, such as the one we describe in this paper, is a valuable tool for measuring locomotion in real-time. Our protocol involves the use of an initial air pulse to break the flies momentum, followed by a thirty second filming period in a square chamber. A tracking program is then used to calculate the instantaneous speed of each fly within the chamber in 10 msec increments. Analysis software then compiles this data, and outputs a variety of parameters such as average speed, max speed, time spent in motion, acceleration, etc. This protocol will discuss proper feeding and management of flies for behavioral tasks, handling flies without anesthetization or immobilization, setting up a controlled environment, and running the assay from start to finish.

The study of complex locomotor behavior in Drosophila melanogaster is dependent upon the ability to quantify changes in a given fly's movement. This article demonstrates how to do this using a high-resolution tracking system.

De alta resolução de vídeo de Rastreamento Locomotion em Adult Drosophila melanogaster

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field.  Studying ...

Visually Mediated Odor Tracking During Flight in Drosophila

Flying insects use visual cues to stabilize their heading in a wind stream. Many animals additionally track odors carried in the wind. As such, visual stabilization of upwind tracking directly aids in odor tracking. But do olfactory signals directly influence visual tracking behavior independently from wind cues? Additionally, recent advances in olfactory molecular genetics and neurophysiology have motivated novel quantitative behavioral analyses to assess the behavioral influence of (e.g.) genetically inactivating specific olfactory activation circuits. We modified a magnetic tether system originally devised for vision experiments by equipping the arena with narrow laminar flow odor plumes. Here we focus on experiments that can be performed after a fly is tethered and is able to navigate in the magnetic arena. We show how to acquire video images optimized for measuring body angle, how to judge stable odor tracking, and we illustrate two experiments to examine the influence of visual cues on odor tracking.

Here we describe how to optimize the acquired video image for an olfactory magnetic-tether (OMT) apparatus. We also describe two sample experimental protocols for studying visuo-olfactory fusion.

Visualmente Rastreamento Odor Mediated Durante o Voo em Drosophila

Flying insects use visual cues to stabilize their heading in a wind stream. Many animals additionally track odors carried in the wind. As such, visual ...

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.

A Single-fly Ensaio para comportamento de forrageamento em<em&gt; Drosophila</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 ...

Testing Drosophila Olfaction with a Y-maze Assay

Detecting signals from the environment is essential for animals to ensure their survival. To this aim, they use environmental cues such as vision, mechanoreception, hearing, and chemoperception through taste, via direct contact or through olfaction, which represents the response to a volatile molecule acting at longer range. Volatile chemical molecules are very important signals for most animals in the detection of danger, a source of food, or to communicate between individuals. Drosophila melanogaster is one of the most common biological models for scientists to explore the cellular and molecular basis of olfaction. In order to highlight olfactory abilities of this small insect, we describe a modified choice protocol based on the Y-maze test classically used with mice. Data obtained with Y-mazes give valuable information to better understand how animals deal with their perpetually changing environment. We introduce a step-by-step protocol to study the impact of odorants on fly exploratory response using this Y-maze assay.

Testing Drosophila Olfaction with a Y-maze Assay

We present a choice test to reveal the influence of odorants on Drosophila behavior using a Y-maze assay.

Prova<em&gt; Drosophila</em&gt; Olfaction com um Ensaio Y-maze

Detecting signals from the environment is essential for animals to ensure their survival. To this aim, they use environmental cues such as vision, ...

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such behavior is spontaneous locomotor activity. Here we describe our protocol that utilizes Drosophila population monitors and a tracking system that allows continuous monitoring of the spontaneous locomotor activity of flies for several days at a time. This method is simple, reliable, and objective and can be used to examine the effects of aging, sex, changes in caloric content of food, addition of drugs, or genetic manipulations that mimic human diseases.

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster are useful in studying genetic or environmental manipulations that affect behaviors such as spontaneous locomotor activity.&#160; Here we describe a protocol that utilizes monitors with infrared beams and data analysis software to quantify spontaneous locomotor activity.&#160;

Determinação da atividade locomotora espontânea em<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such ...

Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer

A key challenge in neurobiology is to understand how neural circuits function to guide appropriate animal behaviors. Drosophila melanogaster is an excellent model system for such investigations due to its complex behaviors, powerful genetic techniques, and compact nervous system. Laboratory behavioral assays have long been used with Drosophila to simulate properties of the natural environment and study the neural mechanisms underlying the corresponding behaviors (e.g. phototaxis, chemotaxis, sensory learning and memory)1-3. With the recent availability of large collections of transgenic Drosophila lines that label specific neural subsets, behavioral assays have taken on a prominent role to link neurons with behaviors4-11. Versatile and reproducible paradigms, together with the underlying computational routines for data analysis, are indispensable for rapid tests of candidate fly lines with various genotypes. Particularly useful are setups that are flexible in the number of animals tested, duration of experiments and nature of presented stimuli. The assay of choice should also generate reproducible data that is easy to acquire and analyze. Here, we present a detailed description of a system and protocol for assaying behavioral responses of Drosophila flies in a large four-field arena. The setup is used here to assay responses of flies to a single olfactory stimulus; however, the same setup may be modified to test multiple olfactory, visual or optogenetic stimuli, or a combination of these. The olfactometer setup records the activity of fly populations responding to odors, and computational analytical methods are applied to quantify fly behaviors. The collected data are analyzed to get a quick read-out of an experimental run, which is essential for efficient data collection and the optimization of experimental conditions.

Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer

We describe here a behavioral setup and data analysis method for assaying olfactory responses of up to 100 vinegar flies (Drosophila melanogaster). This system may be used with single or multiple olfactory stimuli, and adaptable for optogenetic activation or silencing of neuronal subsets.

Comportamentos olfativos ensaiadas pelo monitoramento do computador de<em&gt; Drosophila</em&gt; Em um olfatômetro de quatro quadrantes

A key challenge in neurobiology is to understand how neural circuits function to guide appropriate animal behaviors. Drosophila melanogaster is an ...

Tracking Drosophila Larval Behavior in Response to Optogenetic Stimulation of Olfactory Neurons

The ability of insects to navigate toward odor sources is based on the activities of their first-order olfactory receptor neurons (ORNs). While a considerable amount of information has been generated regarding ORN responses to odorants, the role of specific ORNs in driving behavioral responses remains poorly understood. Complications in behavior analyses arise due to different volatilities of odorants that activate individual ORNs, multiple ORNs activated by single odorants, and the difficulty in replicating naturally observed temporal variations in olfactory stimuli using conventional odor-delivery methods in the laboratory. Here, we describe a protocol that analyzes Drosophila larval behavior in response to simultaneous optogenetic stimulation of its ORNs. The optogenetic technology used here allows for specificity of ORN activation and precise control of temporal patterns of ORN activation. Corresponding larval movement is tracked, digitally recorded, and analyzed using custom written software. By replacing odor stimuli with light stimuli, this method allows for a more precise control of individual ORN activation in order to study its impact on larval behavior. Our method could be further extended to study the impact of second-order projection neurons (PNs) as well as local neurons (LNs) on larval behavior. This method will thus enable a comprehensive dissection of olfactory circuit function and complement studies on how olfactory neuron activities translate in to behavior responses.

Tracking Drosophila Larval Behavior in Response to Optogenetic Stimulation of Olfactory Neurons

This protocol analyzes navigational behavior of Drosophila larva in response to simultaneous optogenetic stimulation of its olfactory neurons. Light of 630 nm wavelength is used to activate individual olfactory neurons expressing a red-shifted channel rhodopsin. Larval movement is simultaneously tracked, digitally recorded, and analyzed using custom-written software.

Rastreamento do comportamento larval de Drosophila em resposta à estimulação optogenética de neurônios olfativos

The ability of insects to navigate toward odor sources is based on the activities of their first-order olfactory receptor neurons (ORNs). While a ...

Tracking Freely Walking Flies: A Method to Assess Locomotion in Drosophila

Source: Sun, M. and Chen, L. L. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/video/55602/" target="_blank">A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila</a>. J. Vis. Exp. (2017).
This video describes how to track freely walking flies to assess their general locomotion ability. The featured protocol demonstrates the assay&#39;s setup and data analysis using video tracking software.

Rastreando moscas que andam livremente: um método para avaliar a locomoção em Drosophila

Source: Sun, M. and Chen, L. L. A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila. J. Vis. Exp. (2017).
This video describes how to ...

De alta resolução Quantificação do Comportamento Odor-guiada em

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De alta resolução de Medição do Comportamento Odor-Driven em larvas de Drosophila

Imagens de cálcio de odor-provocou respostas no Drosophila Lobo antenal

De alta resolução de vídeo de Rastreamento Locomotion em Adult Drosophila melanogaster

Visualmente Rastreamento Odor Mediated Durante o Voo em Drosophila

A Single-fly Ensaio para comportamento de forrageamento em

Prova

Determinação da atividade locomotora espontânea em

Comportamentos olfativos ensaiadas pelo monitoramento do computador de

Rastreamento do comportamento larval de Drosophila em resposta à estimulação optogenética de neurônios olfativos

Rastreando moscas que andam livremente: um método para avaliar a locomoção em Drosophila