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T迷宮(T-Maze)和果蠅嗅覺學習記憶(Olfactory Shock Learning)

更新時間:2024-11-05點擊次數:1116

果蠅用于經典條件反射(classical conditioning experiments)實驗已有 40 多年的歷史,極大地促進了我們對學習記憶的理解,包括對認知疾病(cognitive diseases)分子機制(molecular mechanisms)和神經環路(Neural Circuits)的闡明。認知疾病(cognitive diseases)包括:神經發育不良、神經損傷或者神經退行性疾病等。

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通過學習和記憶的研究,既可以在果蠅幼蟲中考察神經發育基因(neuro-developmental genes)的影響,也可以在成年果蠅中,考察神經突觸可塑性(synaptic plasticity )變化和調節。


T-Maze迷宮實驗

果蠅嗅覺學習記憶(Learning and memory)研究的經典實驗是T迷宮實驗(T-Maze)。

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果蠅嗅覺學習記憶(關聯學習記憶范式)

是將中性的條件刺激(conditioned stimulus,CS),與懲罰性(電擊)或獎賞性(蔗糖)的非條件刺激(unconditioned stimulus,US)相互關聯。

 

在果蠅嗅覺學習記憶范式中,給果蠅中性的氣味(odor)作為條件刺激(conditioned stimulus, CS+),同時給與直流電刺激作為非條件刺激(unconditioned stimulus,US),以誘導果蠅產生關聯學習記憶。然后,在沒有 US 的情況下,給與第二個條件刺激(CS-)。

然后,在測試階段,讓果蠅會同時聞到 CS + 和 CS- 的氣味,并在一段時間內讓果蠅做氣味選擇。最后通過計數來反應果蠅的選擇結果。

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果蠅嗅覺學習記憶裝置

奎恩(Quinn)、哈里斯(Harris)和本澤爾(Benzer)首先報告了成年果蠅能夠進行聯想學習(associative learning)。后來,塔利(Tully)和奎因(Quinn)推出了一種經過大幅改進的試驗方法,現在被認為是研究果蠅巴甫洛夫(Pavlovian)學習(Learning)和記憶(Memory)的經典方法之一。

 

蒼蠅訓練機系統(Fly Training Machine Systems)是一種操作簡便、用戶友好型系統,是 T 型迷宮教學機(T-maze teaching machine)的改進版。蒼蠅訓練機系統包括一個主模塊(main module)、兩個真空管口(two vacuum tubing-ports)、兩個收集管(collection tubes)和一個網格管(grid tube)。主模塊由一個琉璃框架構成,其中包含一個帶小隔間的中央滑動升降器(central sliding elevator),用于將蒼蠅從訓練地點(training location)轉移到測試的選擇點(choice point)。

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兩個真空管端口可在訓練時通過柵格管(grid tube)抽取真空,在測試時通過收集管抽取真空。在果蠅氣味訓練階段(Olfactory Shock Learning phase),氣味塊組件通過網格管套管緊貼在網格管上。在測試階段(Testing Phase),氣味塊組件通過收集管套管連接到收集管上。

 

果蠅嗅覺學習記憶系統配置

T-maze Apparatus T迷宮裝置
Shock Training Tube  電擊訓練管

Odor Testing Tubes  氣味測試管
Fast Pipe Connectors 管道快接器

Flowmeter 流量計
dour cups 氣味杯

DC Power Supply  可編程開關直流電源
Pump 真空泵

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