3. osa: Dopamiinergiliste neuronite tuvastamine, mis võivad luua assotsiatiivse mälu ja järsult lõpetada selle käitumusliku väljenduse
Mar 19, 2022
Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
test, kehtestasime ooteaja. Selle aja jooksul hoiti vastseid 864-DAN-i aktiveerimiseks pimedas või 3 minutiks sinise valguse käes (joonis 7A). Kui tagasikutsumise test viidi läbi pimedas, oli märkimisväärnemälu-põhist otsingut täheldati sõltumata 864-DAN-i aktiveerimisest ootefaasis (joonis 7A, vasakpoolse ja keskmise kasti graafik). See viitab sellele, et 864- DAN-i aktiveerimine ooteperioodil ei soodusta unustamist.
Hiljuti avastati, et DAN-ide kaudne aktiveerimine MBON-idelt saadava kaheastmelise kompartmentaalse tagasiside kaudu soodustab täiskasvanud kärbeste väljasuremist (Felsenberg et al., 2018). Väljasuremine viitab õppimisele, mis toimub siis, kui lõhn, kuid mitte välist tugevdamist, on esitatud. Et näha, kas 864-DAN-i aktiveerimine soodustaks seda protsessi, kordasime katset, kuid seekord esitasime ooteperioodil (ilma välise tugevdamiseta) eelnevalt treenitud lõhna, kas ilma 864-DAN-i aktiveerimiseta või koos sellega. Jällegi täheldasime tugevatmälu-põhine otsing tagasikutsumise testis mõlemal juhul (joonis 7B, vasak ja keskmise kasti graafik). 864-DAN-i aktiveerimine lõpetas õpitud otsingu täielikult mõlemas katses (joonis 7A, B).
Need tulemused näitavad koos, et 864-DAN-i aktiveerimine, mis katab usaldusväärselt ainult DAN-i1 neuroni, ei soodusta unustamist ega väljasuremist. Pigem võib 864-DAN-i aktiveerimine anda mõlema eest tasu signaalimälumoodustumine treeningu ajal ja äge otsingu lõpetamise signaal tagasikutsumise testi ajal.
Arvestades, et neuronid 58E02- ja 864-DAN, nagu ka loomulikud hüved, võivad vahendada nii preemiaid kui ka otsingu lõpetamise signaale, otsustasime edasi uurida nende neuronite edastatavate signaalide ja loomuliku tasu vahelist käitumuslikku seost. .
58E02- ja 864-DAN-i aktiveerimise seos suhkrutasuga Et testida seost 58E02- ja 864-DAN-i edastatud signaalide ning loomuliku suhkrutasu vahel, võtsime olemuse eelismälu-põhine käitumine kui otsing. Looduslike hüvede osas oleme varem näidanud, et amälu- tasu otsimine lõpetatakse preemiaga ainult siis, kui otsitav tasu vastab olemasolevale tasule (Schleyer et al., 2011, 2013, 2015a). Seega, kui nende neuronite aktiveerimine ja suhkrutasu tähendaksid vastsete jaoks selgelt "sama asja", tuleks ühe otsimine täielikult ja vastastikku lõpetada teise olemasoluga. Kuid 58E02-DAN puhul on see mõju osaline ja mitte vastastikune; ja 864-DAN-i puhul on see täis, kuid mitte vastastikune (joonis 8):
• Mälu58E02-DAN-i aktiveerimisest treeningu ajal indutseeritud otsingupõhine otsing vähendati testi ajal suhkru juuresolekul umbes poole võrra (joonis 8A). Kahe lõhnaga diferentsiaalse konditsioneerimise paradigmat kasutades saadi sama tulemus (joonis 8E). Seevastu suhkur lõppes täielikultmälu-põhine otsing, kui treenimiseks kasutati spetsiifilisemat 864-DAN-i aktiveerimist (joonis 8B; selle katse kahe korduse kohta vaadake joonist 8F, G). Neid tulemusi saab seletada suhkrutasu esitusega, mis katab osaliselt 58E02-DAN-i ja täielikult 864-päeva. Kas need DAN-id on vajalikud suhkru täheldatud mõjude jaoks otsingukäitumisele, pole teada.
• Teiseks küsisime, kasmälu-põhise suhkruotsingu saab omakorda lõpetada, aktiveerides 58E02- DAN-id või 864-DAN-id, st kas nende DAN-ide aktiveerimisest piisaks suhkruotsingu lõpetamiseks. Käesolevat tüüpi analüüsi puhul see nii ei olnud (joonis 8C, D). Seega, pidades silmas selle käitumuslikku tähtsust, on suhkrupreemia esituses olulisi aspekte, mida ei hõlma ei 58E02-DAN-id ega 864-DAN-id, mistõttu suhkru otsimine jätkub vaatamata nende neuronite edastatav otsingu lõpetamise signaal.
Seoses käitumusliku tähtsusega antud tüüpi analüüsis on seega usutav tööhüpotees, et suhkrutasu esitus kattub osaliselt 58E02-DAN-iga ja hõlmab täielikult 864-DAN-i (joonis 8H). ). Selle stsenaariumi usutavuse suurendamiseks uurisime, kas 864-DAN-i aktiveerimine jagaks täiendavaid põhilisi käitumisomadusi suhkrutasuga. Esiteks küsisime, kas 864-DAN-i aktiveerimine, nagu suhkur, võib esile kutsuda vastupidise valentsi mälestusi kontingentsist sõltuval viisil.
864-DAN-i aktiveerimine kutsub esile vastupidise valentsi mälestusi juhustest sõltuval viisil
Pärast lõhna ja suhkruga paarisõpetust on lõhnaeelistused testi ajal võrreldes algtasemega suurenenud, samas kui pärast lõhna ja suhkru paarita esitamist (st eraldi katsete ajal) lõhnaeelistused vähenevad (joonis 9A) (Saumweber et). al., 2011; Schleyer et al., 2011, 2015b; Paisios jt, 2017; ülevaadet vt Schleyer jt, 2018). See on kooskõlas laialdaselt rakendatud õppimisteooriaga (Rescorla ja Wagner, 1972; Sutton ja Barto, 1981; Malaka, 1999) ning on ka intuitiivselt loogiline: pärast paarislõhna-suhkru koolitust ennustab lõhn, kus suhkrut leida võib; samas kui pärast lõhna esitamist suhkrust eraldi, ennustab lõhn täpselt, kus suhkrut ei leidu. Mõlemal juhul peegeldab loomade käitumine amälu-põhine suhkruotsing, kuid nendemälujuhib neid lõhna suhtes vastassuundades. DAN-i 864- optogeneetiline aktiveerimine loob mõlemad need tüübidmälu(joonis 9B),
Joonis 8. 58E02- ja 864-DAN-i aktiveerimise seos suhkrutasuga. Vastseid treeniti 58E02-DAN-i aktiveerimisega, nagu on näidatud joonisel 6.Mälu-põhist otsingut väljendatakse siis, kui tagasikutsumise test viiakse läbi suhkru puudumisel, kuid häälestatakse selle juuresolekul maha. Näidiste suurused: 31, 21. B, sama, mis A-s, kuid 864-DAN-i aktiveerimisega. Mälupõhist otsingut täheldatakse siis, kui tagasikutsumise test viiakse läbi suhkru puudumisel, kuid lõpetatakse selle olemasolul. Näidiste suurused: 24 tk. C, Vastseid koolitati nii, et lõhn oli suhkruga paaris või paarita. Amälu-põhist suhkruotsingut täheldati sõltumata sellest, kas 58E02-DAN aktiveeriti tagasikutsumise testi ajal sinise valgusega või mitte. Näidiste suurused: 19, 17. D, sama mis C-s, kuid 864-DAN-i aktiveerimisega. Mälupõhist suhkruotsingut täheldati sõltumata sellest, kas 864-DAN aktiveeriti meeldetuletustesti ajal sinise valgusega või mitte. Proovide suurused: 18, 18. E, Punktis A näidatud katset, kasutades 58E02-DAN-i, korrati, kasutades katse diferentsiaalset kahelõhnalist versiooni n-amüülatsetaadiga, mis oli lahjendatud 1:50 ja lahjendamata {{ 16}}oktanool. Iga treeningkatse kestis 5 minutit ning treening ja test viidi läbi 9 cm siseläbimõõduga Petri tassil. Suhkrutasu puudumisel näitasid vastsed mälupõhist otsingut. Kui aga meenutamistesti ajal suhkrut esitati, häälestati mälupõhine otsing maha. Proovide suurused: 14, 13. F, punktis B näidatud katse replikatsioonis, kasutades 864-DAN-i, viidi nii treening kui ka test läbi 9 cm siseläbimõõduga Petri tassil. Vastsed näitasidmälu-põhine otsing suhkrupreemia puudumisel, kuid mitte juuresolekul. Proovide suurused: 10, 11. G, B-s näidatud katse edasises kordamises täheldati sama tulemust. Valimi suurused: 19, 18. H, A–G tulemused näitavad tööhüpoteesina, et suhkrutasu esitus kattub osaliselt 58E02-DAN-iga ja hõlmab täielikult 864-DAN-i. Erinevad kirjad kastigraafikute kohal näitavad paarilist olulisust (Mann-Whitney U test, p , 0.05, parandatud vastavalt Bonferroni-Holmile). *Olulisus nullist (ühe valimi märgi test, p , 0,05, korrigeeritud Bonferroni-Holmi järgi). Kõik statistilised testid ja nende tulemused on koos lähteandmetega esitatud laiendatud andmete joonisel 1-1.
mis viitab sellele, et nagu suhkru puhul, võib 864- DAN-i edastatav tasusignaal esile kutsuda vastupidise valentsusega mälestusi, olenevalt selle esinemise juhuslikkusest lõhna esitlemisega. Hämmastav on see, et sellest tulenevad käitumuslikud tendentsid,mäluLõhnapõhine lähenemine ja vastumeelsus on mõlemad lõppenud 864-DAN-i aktiveerimisega testi ajal (joonis 9C). Seega, nagu suhkur, annab 864-DAN-i aktiveerimine tasusignaali, mis võib treeningu ajal esile kutsuda vastupidise valentsi mälestusi, ja signaali otsingukäitumise lõpetamiseks, mis põhineb mõlemalmälutesti ajal. Järgmisena küsisime, kas täpsemalt 864-DAN-i aktiveerimine toob kaasa otsingukäitumise mikrokäitumuslikud modulatsioonid nagu suhkur.
Joonis 9. 864-DAN-i aktiveerimine kutsub esile vastupidise valentsi mälestusi kontingentsist sõltuval viisil. A, Pärast paaris lõhna-suhkru treeningut lähenesid vastsed lõhnale, kui neid testiti tavalisel agaroosil; pärast paaritu treeningut vältisid nad haisu. See erinevus kaotati suhkru juuresolekul, mis tähendab, et vastsed käitusid oma lõhna-suhkru assotsiatiivist sõltumatult.mälu. Seetõttu saab selle tingimuse andmeid kombineerida lähtetasemena, mille suhtes assotsiatiivsed mõjud mõjutavadmälusaab hinnata (täpiline joon). See näitab, et loomuliku tasuga paaris- ja paaritu treening loob mälestusi vastupidise valentsiga, mis põhjustab tagasikutsumise testi ajal vastavalt suurenenud või vähenenud eelistuse võrreldes algtasemega (ülevaate saamiseks vt Schleyer et al., 2018). Valimi suurused: 29, 29, 28, 28. Need andmed on joonisel 1A esitatud PI skoori aluseks. B. Pärast paarisõppust koos 864-DAN-i aktiveerimisega suureneb lõhnaeelistus, samas kui pärast sidumata 864-DAN-treeningut väheneb see võrreldes algtaseme eelistusega, kui tagasikutsumistesti teostatakse suhkru olemasolu. See näitab, et 864-DAN-i edastatud tasu signaal võib luua vastupidise valentsiga mälestusi, olenevalt sellest, milline on lõhn. Proovide suurused: 43, 42, 42, 43. Need andmed on koondatud joonisel 8B esitatud katsetest, G. C. Nii nagu suhkru puhul, lõpetab ka 864-DAN-i aktiveerimine tagasikutsumise testi ajal nii mälupõhise lõhna. lähenemine pärast paariskoolitust jamälu-põhine lõhna vältimine pärast paaritu treeningut. Proovide suurused: 47 tk. Need andmed on koondatud andmetest, mis on esitatud joonisel 6B, D. Erinevad tähed kastigraafikute kohal näitavad paarilist olulisust (Mann-Whitney U test, p, 0.05, korrigeeritud vastavalt Bonferroni-Holmile). Kõik statistilised testid ja nende tulemused on koos lähteandmetega esitatud laiendatud andmete joonisel 1-1.
cistanche pharma eriline
864-DAN-i aktiveerimine mõjutab otsingukäitumise samu aspekte nagu suhkur. Vastsete käitumist lõhnagradiendis saab iseloomustada suhteliselt sirgete jooksedega, mida katkestavad külgmised HC-d, millele järgneb suunamuutus (joonis 10A, B). Leiame selle otsingu 864-DAN-i põhjalmälu, nagu ka mälestusi suhkru kohta (Schleyer et al., 2015b; Paisios jt, 2017; Thane et al., 2019), saab iseloomustada mõlema käitumise kahe aspekti, nimelt HC-de määra ja modulatsioonidega. nende suund (joonis 10C, D) (Saumweber et al., 2018):
• Pärast paaris treeningut lõhna ja {0}}DAN-i aktiveerimisega tekitasid vastsed lõhnast eemale suundudes rohkem HC-sid kui selle poole liikudes (joonis 10C, vasakpoolseim kastigraafik, mis näitab HC-d kiiruse modulatsioon . 0). Selline nende HC määra moduleerimine viib loomad lõhnaallikale lähemale. Pärast paaritu treeningut lõhna ja 864-DAN-i aktiveerimisega täheldati vastupidist (joonis 10C, teine kastigraafik vasakult, mis näitab HC kiiruse modulatsiooni, 0).
• Lisaks sellele suunasid loomad pärast paarisõpetust oma HC-d rohkem lõhnaallika poole kui pärast paaritu treeningut (joonis 10D, mustad täidetud kastid).
Järgmisena mõtlesime, kas 864-DAN-i aktiveerimine testi ajal võib samuti lõpetada mõlemad need käitumuslikud mõjud, nagu on kirjeldatud suhkru puhul (Schleyer et al., 2015b; Paisios jt, 2017), ja leidsime, et see on ümbris (joonis 10C, D, sinisega täidetud kastid). Seega põhjustab 864-DAN-i edastatav tasu signaal samasuguseid modulatsioonemälu-põhine otsing suhkruna ja otsingu lõpetamise signaal, mida kannab 864-DAN, nagu suhkur, lõpetab mõlemad käitumuslikud modulatsioonid.
cistanche pharma eriline
Arutelu
Praegune uuring näitab, et DAN-ide optogeneetilisel aktiveerimisel võib olla kaks mõju: see võib treeningu ajal anda tasu signaali, nii et seotud lõhnad õpitakse tundma ja hiljem
mida loom kasutab tasu otsimiseks. Ja tagasikutsumise testi ajal võib samade DAN-ide aktiveerimine anda signaali selle otsingu ägedaks lõpetamiseks. Enne kui arutame, millised DAN-i sünaptilised partnerid võivad neid signaale vastu võtta, võrdleme DAN-i aktiveerimise mõju suhkru kui loomuliku tasuga.
Loomulike hüvede ja optogeneetilise DAN-i aktiveerimise vaheline seos
Optogeneetiline 864-DAN-i aktiveerimine, täpselt nagu suhkur loomuliku tasuna (joonis 9A) (Saumweber et al., 2011; Schleyer jt, 2011, 2015b; Paisios jt, 2017; ülevaate saamiseks vaadake Schleyerit et al., 2018), võivad vastsete puhul luua mälestusi vastupidisest käitumisvalentsist, olenevalt sellest, milline on lõhn (joonis 9B). Seega 864-DAN-i aktiveerimine kui selline ei anna märku valentsist. Pigem, nagu loomulike hüvede puhul, ilmneb 864-DAN-i aktiveerimise valentsus ainult haistmisprotsesside lähenemisel. Täiskasvanud D. melanogaster'i puhul tuvastatu põhjal võib see füsioloogilisel tasandil vastata KC!MBON-i sünapsi depressioonile, mida täheldati pärast paaris lõhna-DAN-i treeningut ja selle tugevnemist pärast nende paaritu esitust (Cohn et al., 2015; vt ka Yarali et al., 2012; Handler jt, 2019). Oluline on see, et nii paaris kui ka paaritu 864-DAN-treeningu mälestustes saab käitumuslikku väljendust takistada, aktiveerides optogeneetiliselt 864-DAN-i meeldetuletustesti ajal (joonis 9C), nagu suhkru puhul (joonis 9A). )(Schleyer et al., 2018). See näitab, et otsingu lõpetamise signaal puudutab ka 864-DAN-i loodud mälestusi, olenemata nende käitumislaviinist.
Kummagi valentsi 864-DAN-i aktiveerimise haistmismälestused sarnanevad spetsiifilistes modulatsioonides veelgi suhkrumäludega.mälu-põhine otsingukäitumine (joonis 10) (Paisios et al., 2017; Saumweber et al., 2018). Lisaks võivad nii 864-DAN-i aktiveerimine kui ka suhkur lõpetada õpitud otsingukäitumise aluseks olevad vastandlikud modulatsioonid pärast paaris- ja paaritu treeningut (joonis 10).
Joonis 10. 864-DAN-i aktiveerimine mõjutab otsingukäitumise samu aspekte kui suhkur. A, Näidisrada videosalvestusest vastsest jooksude ja HC-dega. HC tuvastatakse alati, kui pea nurkkiirus ületab 635 kraadi /s (üksikasju vt Paisios et al., 2017). B. Kui tagasikutsumise test tehakse pimedas, lähenesid vastsed tavaliselt lõhnale pärast lõhna ja 864-DAN-i aktiveerimisega seotud treeningut ning vältisid lõhna pärast paaritu treeningut (mustad ringid). Kui testiti valguses (st kui 864-DAN oli aktiveeritud), oli loomade eelistus pärast paaris- ja paaritu treeningut eristamatu (sinised ringid). Iga tingimuse kohta on näidatud neli näidet. Nooleotsad näitavad radade algust ja lõppu. C, Pärast lõhna ja 864-DAN-i aktiveerimisega seotud treeningut moduleerisid vastsed oma HC kiirust nii, et nad tekitasid lõhnaallikast eemaldudes suhteliselt rohkem HC-sid kui selle poole liikudes. Pärast paaritu treeningut täheldati vastupidist modulatsiooni. Kui 864-DAN aktiveeriti tagasikutsumise testi ajal, käitusid vastsed eelnevast treeningust sõltumatult. D. Pärast paaris treeningut lõhna ja 864-DAN-i aktiveerimisega suunasid vastsed oma HC-d rohkem lõhnaallika poole kui pärast paaritu treeningut. Kui 864-DAN aktiveeriti tagasikutsumise testi ajal, käitusid vastsed oma treeningust sõltumatult. Selle analüüsi jaoks kasutati joonistel 6B, D näidatud katsete andmeid. Proovide suurused vasakult paremale: 46, 48, 48, 45. Erinevad kirjad kastigraafikute kohal näitavad paarilist olulisust (Mann–Whitney U test, p, 0,05, korrigeeritud Bonferroni-Holmi järgi). Kõik statistilised testid ja nende tulemused on koos lähteandmetega esitatud laiendatud andmete joonisel 1-1.
Lisaks mõjutab 864-DAN-i aktiveerimise otsingu lõpetamise signaal, nagu suhkur (joonis 1) (Schleyer et al., 2011, 2015a, b), ainultmälu-põhine haistmisotsing, kuid mitte kaasasündinud lõhnaeelistus (joon. 6). See 864- DAN-i aktiveerimise konkreetne mõju ainult õpitud käitumisele on vastuolus hiljuti teatatud DAN-vahendatud kaasasündinud toidu ekspluateerimise käitumise paranemisega C. elegansis (Oranth et al., 2018).
Lõpuks lõpeb suhkru olemasolumälu-põhine otsing pärast 864-DAN-koolitust, mis viitab sellele, et pärast sellist koolitust võivad vastsed otsida suhkrulaadset tasu (joonis 8B).
Kuid 864- DAN-i aktiveerimise kaudu edastatud otsingu lõpetamise signaal on piisav, et lõpetada otsing pärast 864-DAN-i koolitust (joonised 6, 7), kuid mitte pärast suhkrutreeningut (joonis 8D), mis on kooskõlas {{ 5}}DAN-id on ainult suhkrupreemiat esindavate neuronite alamhulk (joonis 8H). Veelgi enam, pole teada, kas katses on 864-DAN-ide aktiveerimine suhkur otsingu lõpetamiseks vajalik. Seega viitavad meie tulemused sellele, et oma käitumusliku olulisuse poolest 864-DAN-i aktiveerimine sarnaneb teatud määral suhkrutasuga, kuid kindlasti ei võrdu sellega.
Kes võtab vastu DAN-signaale?
Arvestades DAN-i aktiveerimise kahte mõju (st tasu andmine ja otsingu lõpetamise signaal) ning arvestades, et DAN-idel on kaks peamist sihtmärki (st KC-d ja MBON-id), tekib küsimus, millised on DAN-signaali vastuvõtmise mõjud. vastavalt KC-des ja MBON-ides.
Seoses KC-dega on kindlaks tehtud, et treeningu ajal tuvastab I tüüpi adenülaattsüklaas lõhna aktiveerimise ja dopamiinergilise sisendi kokkulangevuse ja muutub KC!MBON-i sünapsi presünaptiliseks depressiooniks (vastsete kohta vt Widmann et al., 2018; Thum ja Gerber, 2019; täiskasvanud: Cognigni et al., 2018; Tumkaya jt, 2018). Preemiasignaali kandvate DAN-ide puhul tooks see kaasa vähem tõuke vältimist soodustavate MBON-ide poole ja seega ka lõhna ligitõmbamiseni, mis põhineb allesjäänud, puutumatul liikumisel KC-delt lähenemist soodustavatele MBON-idele teistes sektsioonides (täiskasvanud: Aso et al., 2014b; Hige jt, 2015; Oswald jt, 2015; Felsenberg et al., 2018). DAN-i aktiveerimisest paaritu lõhna esilekutsumine võib viia KC!MBON-i sünapsi võimendamiseni (Cohn et al., 2015), mis on protsess, mida molekulaarsel tasandil veel ei mõisteta. Seega võib DAN-i signaalimine treeningu ajal avaldada KC-le vastupidist mõju sõltuvalt KC aktiivsuse olekust (vt ka Aso et al., 2019; Handler et al., 2019). Käesoleval juhul võib selline KC!MBON-i sünapsi nõrgenemine/potentseerimine toetada lõhna lähenemist/vältimist, mida täheldame pärast 864-DAN-i aktiveerimisega seotud/paarimata lõhna esilekutsumist (joonis 9B). Kokkuvõtteks võib öelda, et optogeneetilise 864-DAN-i aktiveerimisega genereeritud tasusignaal edastatakse suure tõenäosusega DAN!KC sünapside kaudu.
MBONide kohta on teada palju vähem, peaaegu eranditult täiskasvanud kärbeste kohta. Kuid tõsiasi, et neid on vaja õpitud käitumise väljendamiseks (vastsed: Saumweber jt, 2018; täiskasvanud: Sejourne jt, 2011; Places jt, 2013; Bouzaiane jt, 2015; Oswald et al. ., 2015; Shyu et al., 2017; Wu et al., 2017) teeb neist usutavad kandidaadid, kes saavad tagasikutsumise testi ajal DAN-idelt otsingu lõpetamise signaali. Täiskasvanute DAN-ide juhtimisel on monosünaptiline, ergastav toime MBON-idele, mida vahendab dopamiin (Takemura et al., 2017) ja täiskasvanud MBON-id ekspresseerivad kõiki nelja tüüpi D. melanogaster dopamiini retseptoreid (Perisse et al., 2016; Crocker et al. , 2016; Takemura jt, 2017; Aso jt, 2019). Kas mõni neist retseptoritest vahendab otsingu lõpetamise signaali, jääb siiski teadmata. Tõepoolest, DAN-i presünapsid võivad sisaldada nii tiheda tuumaga kui ka selgeid vesiikuleid, mis viitab sellele, et nad võivad kasutada täiendavat neurotransmitterit (täiskasvanud: Takemura et al., 2017; vastsed: Eichler et al., 2017) ja mõned DAN-id täiskasvanutel võivad signaali anda lämmastikoksiid (Aso et al., 2019). Igal juhul on usutav tööhüpotees, et pärast paarisõpetust suurendab 864-DAN-i aktiveerimine testi ajal vähenenud MBON-i aktiivsust tagasi algtasemeni (Takemura et al., 2017), nii et vältimise vahel on tasakaal. - ja lähenemist edendavad MBON-id taastati ja õpitud käitumine lõpetati. Pärast sidumata treeningut väheneks sellise stsenaariumi kohaselt DAN-i aktiveerimine tõhustatud MBON-i aktiivsus. Teisisõnu, väga sarnaselt sellega, mida arutati ülalpool DAN-i aktiveerimise mõju kohta KC-dele, võib DAN-i aktiveerimisel olla ka vastupidine mõju MBON-idele, antud juhul sõltuvalt MBON-i aktiivsuse olekust. Soovime lisada, et alternatiiviks oleks kasutada DAN-signaali vältimist ja lähenemist soodustavate MBON-ide lühistamiseks, nii et MBON-võrgu netoväljund oleks neutraalne. Tõepoolest, täiskasvanud MBON-id ekspresseerivad inneksiini geene (Aso et al., 2019) ja on olemas pretsedent dopamiinist sõltuvale elektrilisele sidumisele krabide südame motoorsetes neuronites, kalade Mauthneri rakkudes ja imetajate võrkkestas (Cachope ja Pereda, 2012; Lane jt, 2018; Roy ja Field, 2019). Kokkuvõttes, kuigi on usutav tööhüpotees, et DAN-ide otsingu lõpetamise signaal toimib MBON-ide kaudu, puuduvad siiski otsesed tõendid.
Üldine põhimõte?
Pavlovi terminoloogias vastab meie paradigma lõhn konditsioneeritud stiimulile, suhkur tingimusteta stiimulile (USA) ja optogeneetiline DAN-i aktiveerimine USA tugevdavale võimele. Lisaks vastab meie paradigmas õpitud käitumine lõhna suhtes tingimuslikule reaktsioonile, samas kui käitumine suhkru suhtes vastaks tingimusteta vastusele. Õppitud otsingu lõpetamine USA juuresolekul Pavlovi terminites vastaks seega tingimusteta vastuse "domineerimisele" tingimusliku vastuse üle.
Kuigi see näib olevat üldiselt kohanemisvõimeline, kuna US-d on sisemise väärtusega, samas kui konditsioneeritud stiimulid mitte, pole teada, kui üldiselt selline reegel kehtib. Tõepoolest, selle reegli kohaldatavuse testimiseks on vaja testida tingimuslikku reaktsiooni USA juuresolekul, trotsides sellega seda, mida võib nimetada Pavlovi tavade esimeseks klausliks. Käesoleval juhul on see võimaldanud meil paljastada, et D. melanogasteri vastsete ajus võivad samad DAN-id ühelt poolt mediteerida treeningu ajal tasusignaali, et luua assotsiatsioonivõime.mäluja teisest küljest signaal, mis võib selle käitumusliku väljenduse lõpetada. Arvestades DAN-ide rolli tugevdussignaalide vahendamisel loomade ja inimeste vahel, mõtleme, kas see peegeldab DAN-i funktsiooni põhimõtet.
cistanche pharma eriline
Viited
Apostolopoulou AA, Hersperger F, Mazija L, Widmann A, Wust A, Thum AS (2014) Agaroosi substraadi koostis mõjutab Drosophila larvade käitumist. Front Behav Neurosci 8:11.
Aso Y, Rubin GM (2016) Dopamiinergilised neuronid kirjutavad ja värskendavad mälestusi rakutüübispetsiifiliste reeglitega. Elife 5:e16135.
Aso Y, Rubin GM (2020) Mälu engrammide nanomõõtmelise lokaliseerimise suunas Drosophilas. J Neurogenet 34:151–155.
Aso Y, Hattori D, Yu Y, Johnston RM, Iyer NA, Ngo TT, Dionne H, Abbott LF, Axel R, Tanimoto H, Rubin GM (2014a) Seenekeha neuronaalne arhitektuur annab loogika assotsiatiivseks õppimiseks. Elife 3: e04577.
Aso Y, Sitaraman D, Ichinose T, Kaun KR, Vogt K, Belliard-Guérin G, Plaçais PY, Robie AA, Yamagata N, Schnaitmann C, Rowell WJ, Johnston RM, Ngo TT, Chen N, Korff W, Nitabach MN, Heberlein U, Preat T, Branson KM, Tanimoto H jt. (2014b) Seenekeha väljundneuronid kodeerivad valentsi ja suunavadmälu-põhine tegevuste valik Drosophilas. Elife 3: e04580.
Aso Y, Ray RP, Long X, Bushey D, Cichewicz K, Ngo TT, Sharp B, Christoforou C, Hu A, Lemire AL, Tillberg P, Hirsh J, Litwin-Kumar A, Rubin GM (2019) Lämmastikoksiid toimib dopamiinergiliste neuronite alamhulga saatja mäludünaamika mitmekesistamiseks. Elife 8:e49257.
Berck ME, Khandelwal A, Claus L, Hernandez-Nunez L, Si G, Tabone CJ, Li F, Truman JW, Fetter RD, Louis M, Samuel AD, Cardona A (2016) Glomerulaarse lõhnasüsteemi elektriskeem. Elife 5:e14859.
Berry JA, Cervantes-Sandoval I, Nicholas EP, Davis RL (2012) Drosophilas on õppimiseks ja unustamiseks vaja dopamiini. Neuron 74:530-542.
Berry JA, Cervantes-Sandoval I, Chakraborty M, Davis RL (2015) Uni hõlbustab mälu, blokeerides dopamiini neuronite vahendatud unustamise. Cell 161:1656–1667.
Bilz F, Geurten BR, Hancock CE, Widmann A, Fiala A (2020) Hajutatud sünaptika visualiseeriminemälukood Drosophila ajus. Neuron 106:963–976.e4.
Bouzaiane E, Trannoy S, Scheunemann L, Placais PY, Preat T (2015) Kaks sõltumatut seenekeha väljundahelat toovad alla Drosophila aversiivse kuue diskreetse komponendimälu. Cell Rep 11:1280–1292.
Cachope R, Pereda AE (2012) Kaks sõltumatut aktiivsusest sõltuvat võimendusvormi reguleerivad elektriülekannet Mauthneri raku segasünapsides. Brain Res 1487:173–182.
Claridge-Chang A, Roorda RD, Vrontou E, Sjulson L, Li H, Hirsh J, Miesenböck G (2009) Writing memory with light-addressable armance circuitry. Cell 139:405-415.
Cognigni P, Felsenberg J, Waddell S (2018) Tehke õigesti: närvivõrgu mehhanismidmälumoodustamine, väljendus ja värskendamine Drosophilas. Curr Opin Neurobiol 49:51–58.
Cohn R, Morantte I, Ruta V (2015) Koordineeritud ja jaotatud neuromodulatsioon kujundab sensoorset töötlemist Drosophilas. Cell 163:1742–1755.
Crocker A, Guan XJ, Murphy CT, Murthy M (2016) Rakutüübispetsiifiline transkriptoomianalüüs Drosophila seene kehas näitab mäluga seotud muutusi geeniekspressioonis. Cell Rep 15:1580–1596.
Dawydow A, Gueta R, Ljaschenko D, Ullrich S, Hermann M, Ehmann N, Gao S, Fiala A, Langenhan T, Nagel G, Kittel RJ (2014) Channelrhodopsin-2-XXL, võimas optogeneetiline tööriist madala kerged rakendused. Proc Natl Acad Sci USA 111:13972–13977.
Eichler K, Li F, Litwin-Kumar A, Park Y, Andrade I, Schneider-Mizell CM, Saumweber T, Huser A, Eschbach C, Gerber B, Fetter RD, Truman JW, Priebe CE, Abbott LF, Thum AS, Zlatic M, Cardona A (2017) Õppimise ja õppimise täielik ühendusmälukeskus putuka ajus. Loodus 548:175–182.
Eschbach C, Fushiki A, Winding M, Schneider-Mizell CM, Shao M, Arruda R, Eichler K, Valdes-Aleman J, Ohyama T, Thum AS, Gerber B, Fetter RD, Truman JW, Litwin-Kumar A, Cardona A , Zlatic M (2020) Korduv arhitektuur õppimise adaptiivseks reguleerimiseks putuka ajus. Nat Neurosci 23:544-555.
Felsenberg J, Jacob PF, Walker T, Barnstedt O, Edmondson-Stait AJ, Pleijzier MW, Otto N, Schlegel P, Sharifi N, Perisse E, Smith CS, Lauritzen JS, Costa M, Jefferis G, Bock DD, Waddell S ( 2018) Paralleelsete vastandlike mälestuste integreerimine on aluseksmäluväljasuremine. Cell 175:709–722. e715.
Gerber B, Hendel T (2006) Ootused tulemusele põhjustavad Drosophila vastsete õpitud käitumist. Proc Biol. Sci 273:2965-2968.
Groessl F, Munsch T, Meis S, Griessner J, Kaczanowska J, Pliota P, Kargl D, Badurek S, Kraitsy K, Rassoulpour A, Zuber J, Lessmann V, Haubensak W (2018) Dorsal tegmental dopamine neurons gate asssociative learning ofhirm . Nat Neurosci 21:952-962.
Handler A, Graham TG, Cohn R, Morantte I, Siliciano AF, Zeng J, Li Y, Ruta V (2019) Assotsiatiivse õppimise ajalise tundlikkuse aluseks on erinevad dopamiiniretseptorite rajad. Cell 178:60–75.e19.
Hige T, Aso Y, Modi MN, Rubin GM, Turner GC (2015) Heterosünaptiline plastilisus on Drosophilas aversiivse haistmisõppe aluseks. Neuron 88:985–998.
Holm S (1979) Lihtne järjestikuse tagasilükkamise protseduur. Scan JStat6:65–70.
Kaufman RP (2005) Rühmade leidmine andmetest: sissejuhatus klasteranalüüsi. New York: Wiley.
Kaun KR, Rothenfluh A (2017) Dopaminergic rules of engagement for memory in Drosophila. Curr Opin Neurobiol 43:56–62.
Kudow N, Miura D, Schleyer M, Toshima N, Gerber B, Tanimura T (2017) Preference for and learning of amino acids in Larval Drosophila. Biol Open 6:365–369.
Kudow N, Kamikouchi A, Tanimura T (2019) Pehmuse tunnetamine ja õppimine Drosophila vastsetes. J Exp Biol 222:jeb196329.
Lammel S, Lim BK, Ran C, Huang KW, Betley MJ, Tye KM, Deisseroth K, Malenka RC (2012) Sisend-spetsiifiline tasu ja vastumeelsuse kontroll ventraalses tegmentaalses piirkonnas. Nature 491:212–217.
Lane BJ, Kick DR, Wilson DK, Nair SS, Schulz DJ (2018) Dopamiin säilitab võrgu sünkroonsuse koorikloomade südameganglioni vaheühenduste otsese moduleerimise kaudu. Elife 7:e39368.
Li HH, Kroll JR, Lennox SM, Ogundeyi O, Jeter J, Depasquale G, Truman JW (2014) GAL4 juhiressurss drosophila vastsete kesknärvisüsteemi arengu- ja käitumisuuringuteks. Cell Rep 8:897–908.
Liu C, Placais PY, Yamagata N, Pfeiffer BD, Aso Y, Friedrich AB, Siwanowicz I, Rubin GM, Preat T, Tanimoto H (2012) Dopamiini neuronite alamhulk annab lõhna eest tasu.mäluDrosophilas. Nature 488:512–516.
Malaka R (1999) Klassikalise konditsioneerimise mudelid. Bull Math Biol 61:33–83. Menegas W, Akiti K, Amo R, Uchida N, Watabe-Uchida M (2018)
Tagumisse juttkehasse eenduvad dopamiini neuronid tugevdavad ähvardavate stiimulite vältimist. Nat Neurosci 21:1421–1430.
Michels B, Saumweber T, Biernacki R, Thum J, Glasgow RD, Schleyer M, Chen YC, Eschbach C, Stocker RF, Toshima N, Tanimura T, Louis M, Arias-Gil G, Marescotti M, Benfenati F, Gerber B ( 2017) Drosophila vastsete Pavlovi konditsioneerimine: illustreeritud mitmekeelne praktiline käsiraamat tõugude lõhna ja maitse assotsiatiivseks õppimiseks. Front Behav Neurosci 11:45.
Oranth A, Schultheis C, Tolstenkov O, Erbguth K, Nagpal J, Hain D, Brauner M, Wabnig S, Steuer Costa W, McWhirter RD, Zels S, Palumbos S, Miller DM III, Beets I, Gottschalk A (2018) Toit Sensatsioon moduleerib liikumist dopamiini ja neuropeptiidi signaalide kaudu hajutatud neuronaalses võrgus. Neuron 100:1414–1428.e1410.
Owald D, Waddell S (2015) Haistmisõpe moonutab seene keha väljutamise teid, et juhtida Drosophilas käitumisvalikut. Curr Opin Neurobiol 35:178–184.
Owald D, Felsenberg J, Talbot CB, Das G, Perisse E, Huetteroth W, Waddell S (2015) Drosophilas õpitud haistmiskäitumise aluseks on määratletud seente keha väljundneuronite aktiivsus. Neuron 86: 417–427.
Paisios E, Rjosk A, Pamir E, Schleyer M (2017) Kahe erineva konditsioneeritud vastumeelsuse klassi ühine mikrokäitumuslik "jalajälg". Õpi Mem 24:191–198.
Pauls D, Selcho M, Gendre N, Stocker RF, Thum AS (2010) Drosophila vastsed loovad embrüonaalse päritoluga seente keha neuronite kaudu isuäratavaid haistmismälusid. J Neurosci 30:10655–10666.
Perisse E, Owald D, Barnstedt O, Talbot CB, Huetteroth W, Waddell S (2016) Aversiivne õppimine ja isuäratav motivatsioon lülitavad edasi-edasi pärssimise Drosophila seente kehas. Neuron 90:1086–1099.
Pfeiffer BD, Jentt A, Hammonds AS, Ngo TT, Misra S, Murphy C, Scully A, Carlson JW, Wan KH, Laverty TR, Mungall C, Svirskas S, Kadonaga JT, Doe CQ, Eisen MB, Celniker SE, Rubin GM (2008) Drosophila neuroanatoomia ja neurogeneetika tööriistad. Proc Natl Acad Sci USA 105:9715–9720.
Pfeiffer BD, Ngo TT, Hibbard KL, Murphy C, Jenett A, Truman JW, Rubin GM (2010) Drosophilas suunatud geeniekspressiooni tööriistade täiustamine. Genetics 186:735–755.
Placais PY, Trannoy S, Friedrich AB, Tanimoto H, Preat T (2013) Drosophilas on isuäratava pikaajalise mälu taastamiseks vaja kahte paari seenekeha efferentseid neuroneid. Cell Rep 5:769–780.
Rescorla RA, Wagner AR (1972) Pavlovi konditsioneerimise teooria: tugevdamise ja mittetugevdamise tõhususe variatsioonid. In: Klassikaline konditsioneerimine: II. Praegused uuringud ja teooria (Black AH, Prokasy WF, toim.), lk 64–99. New York: Appleton-Century-Crofts.
Rohwedder A, Pfitzenmaier JE, Ramsperger N, Apostolopoulou AA, Widmann A, Thum AS (2012) Toiteväärtusest sõltuvad ja toiteväärtusest sõltumatud mõjud Drosophila melanogasteri larvalite käitumisele. Chem Senses 37:711–721.
Rohwedder A, Wenz NL, Stehle B, Huser A, Yamagata N, Zlatic M, Truman JW, Tanimoto H, Saumweber T, Gerber B, Thum AS (2016) Neli individuaalselt tuvastatud paaris dopamiini neuronit annavad vastsete Drosophila preemiast. Curr Biol 26 :661–669.
Roy S, Field GD (2019) Võrkkesta töötlemise dopamiinergiline modulatsioon tähevalgusest päikesevalgusele. J Pharmacol Sci 140:86–93.
Saumweber T, Husse J, Gerber B (2011) Lõhnade kaasasündinud atraktiivsus ja assotsiatiivne õpitavus võivad vastsete Drosophila puhul olla dissotsieerunud. Chem Senses 36:223–235.
Saumweber T, Rohwedder A, Schleyer M, Eichler K, Chen YC, Aso Y, Cardona A, Eschbach C, Kobler O, Voigt A, Durairaja A, Mancini N, Zlatic M, Truman JW, Thum AS, Gerber B (2018) Tasuõppe funktsionaalne arhitektuur Drosophila vastsete seente keha välistes neuronites. Nat Commun 9:1104.
Scherer S, Stocker RF, Gerber B (2003) Haistmisõpe individuaalselt analüüsitud Drosophila vastsetes. Õppige Mem 10:217–225.
Schipanski A, Yarali A, Niewalda T, Gerber B (2008) Suhkru töötlemise käitumisanalüüsid larval Drosophila valikul, söötmisel ja õppimisel. Chem Senses 33:563-573.
Schleyer M, Saumweber T, Nahrendorf W, Fischer B, von Alpen D, Pauls D, Thum A, Gerber B (2011) Käitumispõhine vooluringi mudel, kuidas tulemuste ootused korraldavad Drosophila vastsete õpitud käitumist. Learn Mem 18:639–653.
Schleyer M, Diegelmann S, Michels B, Saumweber T, Gerber B (2013) 'Decision-making' in larval Drosophila. In: Invertebrate learning and memory (Menzel R, Benjamin P, toim.), lk 41–55. Amsterdam: Elsevier.
Schleyer M, Miura D, Tanimura T, Gerber B (2015a) Drosophila larvalite maitse tugevdamise spetsiifilise kvaliteedi õppimine. Elife 4:e04711.
Schleyer M, Reid SF, Pamir E, Saumweber T, Paisios E, Davies A, Gerber B, Louis M (2015b) The impact of odor-reward memory on chemotaxis in Larval Drosophila. Õpi Mem 22:267–277.
Schleyer M, Fendt M, Schuller S, Gerber B (2018) Tugevdusega seotud ja paaritute stiimulite assotsiatiivne õppimine: tõugude, kärbeste, mesilaste ja rottide tõendite hindamine. Front Psychol 9:1494.
Schroll C, Riemensperger T, Bucher D, Ehmer J, Voller T, Erbguth K, Gerber B, Hendel T, Nagel G, Buchner E, Fiala A (2006) Erinevate moduleerivate neuronite valgusest põhjustatud aktiveerimine käivitab Drosophilas isuäratava või aversiivse õppimise vastsed. Curr Biol. 16:1741–1747.
Schultz W (2015) Neuronaalsed tasu ja otsustussignaalid: teooriatest andmeteni. Physiol Rev 95:853–951.
Schwaerzel M, Monastirioti M, Scholz H, Friggi-Grelin F, Birman S, Heisenberg M (2003) Dopamiin ja oktopamiin eristavad Drosophilas aversiivseid ja isuäratavaid lõhnamälusid. J Neurosci 23:10495–10502.
Sejourne J, Placais PY, Aso Y, Siwanowicz I, Trannoy S, Thoma V, Tedjakumala SR, Rubin GM, Tchenio P, Ito K, Isabel G, Tanimoto H, Preat T (2011) Seenekeha efferentsed neuronid, mis vastutavad aversiivse haistmismälu eest otsimine Drosophilas. Nat Neurosci 14:903-910.
Selcho M, Pauls D, Han KA, Stocker RF, Thum AS (2009) Dopamiini roll Drosophila larval klassikalises haistmistingimustes. PLoS One 4: e5897.
Shuai Y, Hirokawa A, Ai Y, Zhang M, Li W, Zhong Y (2015) Dissecting neural pathways forforting in Drosophila olfactory averssive memory. Proc Natl Acad Sci USA 112:E6663–E6672.
Shyu WH, Chiu TH, Chiang MH, Cheng YC, Tsai YL, Fu TF, Wu T, Wu CL (2017) Närviahelad pikaajaliseks veetasuksmälutöötlemine janus Drosophilas. Nat Commun 8:15230.
Strauch M, Hartenstein V, Andrade IV, Cardona A, Merhof D (2018) Annotated dendrograms for neurons from the vastse puuviljakärbse aju. In: Eurographs Workshop on Visual Computing for Biology and Medicine (Puig Puig A, Schultz T, Vilanova A, toim). Goslar: Eurographs Association
Sutton RS, Barto AG (1981) Moodsa adaptiivsete võrkude teooria poole: ootus ja ennustus. Psychol Rev 88:135–170.
Takemura SY, Aso Y, Hige T, Wong A, Lu Z, Xu CS, Rivlin PK, Hess H, Zhao T, Parag T, Berg S, Huang G, Katz W, Olbris DJ, Plaza S, Umayam L, Aniceto R , Chang LA, Lauchie S, Ogundeyi O jt. (2017) A
Täiskasvanud Drosophila aju õppimis- ja mälukeskuse ühendus. Elife 6:e26975.
Thane M, Viswanathan V, Meyer TC, Paisios E, Schleyer M (2019) Mikrokäitumise modulatsioonid assotsiatiivse mälu tugevuse järgi Drosophila vastsetes. PLoS One 4:e0224154.
Thum AS, Gerber B (2019) Konnekoomika ja funktsioon amäluvõrk: Drosophila vastse seenekeha. Curr Opin Neurobiol 54:146–154. Tumkaya T, Ott S, Claridge-Chang A (2018) Drosophila lühiajalise mälu geneetika süstemaatiline ülevaade: metaanalüüs näitab tugevat
reprodutseeritavus. Neurosci Biobehav Rev 95:361–382.
Waddell S (2013) Signalisatsiooni tugevdamine Drosophilas: dopamiin teeb seda kõike. Curr Opin Neurobiol 23:324–329.
Widmann A, Artinger M, Biesinger L, Boepple K, Peters C, Schlechter J, Selcho M, Thum AS (2016) Genetic dissection of averssive asssociative olfactory learning and memory in Drosophila larvae. PLoS Genet 12:e1006378.
Widmann A, Eichler K, Selcho M, Thum AS, Pauls D (2018) Odor-taste learning in Drosophila larvae. J Insect Physiol, 106:47–54.
Wu JK, Tai CY, Feng KL, Chen SL, Chen CC, Chiang AS (2017) Pikaajaline mälu nõuab järjestikust valgusünteesi seenekeha väljundneuronite kolmes alarühmas Drosophilas.Sci Rep 7:7112.
Yarali A, Nehrkorn J, Tanimoto H, Herz AV (2012) Sündmuste ajastus assotsiatiivses õppimises: biokeemilise reaktsiooni dünaamikast käitumisvaatlusteni. PLoS One 7:e32885.
