Bahagian 3: Pengenalpastian Neuron Dopaminergik Yang Kedua-duanya Boleh Mewujudkan Ingatan Bersekutu Dan Menamatkan Secara Akut Ekspresi Tingkah Lakunya

Hubungi:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

ujian, kami memperkenalkan tempoh menunggu. Dalam tempoh ini, larva sama ada disimpan dalam kegelapan atau terdedah kepada cahaya biru selama 3 minit untuk 864-pengaktifan DAN (Rajah 7A). Apabila ujian ingat semula dijalankan dalam kegelapan, satu perkara yang ketaraingatancarian berasaskan diperhatikan tanpa mengira 864-pengaktifan DAN semasa fasa menunggu (Rajah 7A, plot kotak kiri dan tengah). Ini menunjukkan bahawa 864- pengaktifan DAN semasa tempoh menunggu tidak menggalakkan lupa.

Pengaktifan tidak langsung DAN, melalui maklum balas rentas petak dua langkah daripada MBON, baru-baru ini telah ditemui untuk menggalakkan kepupusan lalat dewasa (Felsenberg et al., 2018). Kepupusan merujuk kepada pembelajaran yang berlaku apabila bau, tetapi tiada peneguhan luaran, dibentangkan. Untuk melihat sama ada 864-Pengaktifan DAN akan menggalakkan proses ini, kami mengulangi percubaan, tetapi kali ini memberikan bau yang dilatih sebelum ini semasa tempoh menunggu (tanpa tetulang luaran), sama ada tanpa atau termasuk 864-pengaktifan DAN. Sekali lagi, kami memerhatikan kukuhingatancarian berasaskan dalam ujian ingat semula dalam kedua-dua kes (Rajah 7B, kiri dan plot kotak tengah). 864-Pengaktifan DAN menamatkan carian terpelajar sepenuhnya dalam kedua-dua percubaan (Rajah 7A, B).

Cistanche boleh meningkatkan daya ingatan

Bersama-sama, keputusan ini mencadangkan bahawa pengaktifan 864-DAN, yang boleh dipercayai hanya meliputi neuron DAN-i1, tidak menggalakkan pelupaan atau kepupusan. Sebaliknya, 864-Pengaktifan DAN boleh memberikan kedua-dua isyarat ganjaran untukingatanpembentukan semasa latihan dan isyarat penamatan carian akut semasa ujian ingat semula.

Memandangkan neuron 58E02- dan 864-DAN, sama seperti ganjaran semula jadi, boleh mengantara kedua-dua isyarat ganjaran dan penamatan carian, kami memutuskan untuk menyiasat lebih lanjut hubungan tingkah laku antara isyarat yang dibawa oleh neuron ini dan ganjaran semula jadi .

Perkaitan 58E02- dan 864-Pengaktifan DAN kepada ganjaran gula Untuk menguji perhubungan antara isyarat yang dibawa oleh 58E02- dan 864-DAN dan ganjaran gula semula jadi, kami mengambil kelebihan sifatingatantingkah laku berasaskan sebagai carian. Mengenai ganjaran semula jadi, kami sebelum ini telah menunjukkan bahawa aingatan-pencarian berasaskan ganjaran ditamatkan dengan ganjaran hanya jika ganjaran yang dicari sepadan dengan ganjaran yang ada (Schleyer et al., 2011, 2013, 2015a). Oleh itu, jika pengaktifan neuron dan ganjaran gula ini secara jelas "bermaksud perkara yang sama" kepada larva, maka pencarian untuk satu harus ditamatkan sepenuhnya dan bersama-sama dengan kehadiran yang lain. Walau bagaimanapun, dalam kes 58E02-DAN, kesan ini adalah separa dan tidak bersama; dan dalam kes 864-DAN, ia penuh tetapi tidak bersama, sama ada (Rajah 8):

• Ingatancarian berasaskan yang disebabkan oleh 58E02-Pengaktifan DAN semasa latihan telah ditala kepada kira-kira separuh dengan kehadiran gula semasa ujian (Rajah 8A). Menggunakan paradigma pelaziman pembezaan dua bau, hasil yang sama diperhatikan (Rajah 8E). Sebaliknya, gula telah tamat sepenuhnyaingatancarian berasaskan apabila 864-pengaktifan DAN yang lebih khusus digunakan untuk latihan (Rajah 8B; untuk dua ulangan percubaan ini, lihat Rajah 8F, G). Keputusan ini boleh dijelaskan dengan perwakilan ganjaran gula yang merangkumi sebahagian daripada 58E02-DAN dan meliputi 864-hari sepenuhnya. Sama ada DAN ini diperlukan untuk kesan gula yang diperhatikan pada tingkah laku carian tidak diketahui.

• Kedua, kami bertanya sama adaingatancarian berasaskan gula pula boleh ditamatkan dengan mengaktifkan 58E02- DAN atau 864-DAN, iaitu, sama ada pengaktifan DAN ini mencukupi untuk menamatkan pencarian gula. Ini tidak berlaku dalam jenis ujian sekarang (Rajah 8C, D). Oleh itu, berkenaan dengan kepentingan tingkah lakunya, terdapat aspek utama perwakilan ganjaran gula yang tidak diliputi oleh 58E02-DAN mahupun 864-DAN, dengan keputusan bahawa pencarian gula diteruskan walaupun isyarat penamatan carian yang disampaikan oleh neuron ini.

Berkenaan dengan perkaitan tingkah laku dalam jenis ujian sekarang, adalah hipotesis kerja yang munasabah bahawa perwakilan ganjaran gula sebahagiannya bertindih dengan 58E02-DAN, dan merangkumi sepenuhnya 864-DAN (Rajah 8H. ). Untuk memberikan kebolehpercayaan selanjutnya kepada senario ini, kami menyiasat sama ada 864-pengaktifan DAN akan berkongsi ciri gelagat asas tambahan dengan ganjaran gula. Mula-mula, kami bertanya sama ada 864-Pengaktifan DAN, seperti gula, boleh mendorong kenangan valensi bertentangan dengan cara yang bergantung kepada kontingensi.

864-Pengaktifan DAN mendorong ingatan valensi bertentangan dengan cara bergantung kontingensi

Selepas latihan berpasangan dengan bau dan gula, keutamaan bau semasa ujian meningkat berbanding garis dasar, manakala selepas memberikan bau dan gula dalam cara yang tidak berpasangan (iaitu, semasa ujian berasingan), pilihan bau berkurangan (Rajah 9A) (Saumweber et al., 2011; Schleyer et al., 2011, 2015b; Paisios et al., 2017; untuk semakan, lihat Schleyer et al., 2018). Ini sesuai dengan teori pembelajaran yang digunakan secara meluas (Rescorla dan Wagner, 1972; Sutton dan Barto, 1981; Malaka, 1999) dan juga masuk akal intuitif: selepas latihan bau-gula berpasangan, bau meramalkan di mana gula boleh didapati; manakala selepas pembentangan bau secara berasingan daripada gula, bau meramalkan dengan tepat di mana gula tidak boleh ditemui. Dalam kedua-dua kes, tingkah laku haiwan mencerminkan aingatan-pencarian berasaskan gula, namun merekaingatanmembimbing mereka ke arah yang bertentangan berbanding dengan bau. Pengaktifan optogenetik 864- DAN menetapkan kedua-dua jenis iniingatan(Gamb. 9B),

Rajah 8. Hubungan pengaktifan 58E02- dan 864-DAN dengan ganjaran gula. Larva telah dilatih dengan pengaktifan 58E02-DAN seperti dalam Rajah 6.Ingatan-pencarian berasaskan dinyatakan apabila ujian ingat semula dijalankan tanpa ketiadaan gula tetapi ditala dengan kehadirannya. Saiz sampel: 31, 21. B, Sama seperti dalam A, tetapi dengan 864-pengaktifan DAN. Carian berasaskan ingatan diperhatikan apabila ujian ingat semula dijalankan tanpa ketiadaan gula tetapi ditamatkan dengan kehadirannya. Saiz sampel: 24 setiap satu. C, Larva telah dilatih supaya bau ditunjukkan sama ada berpasangan atau tidak berpasangan dengan gula. Aingatan-carian berasaskan gula telah diperhatikan tanpa mengira sama ada 58E02-DAN telah diaktifkan oleh cahaya biru semasa ujian ingat semula. Saiz sampel: 19, 17. D, Sama seperti dalam C, tetapi dengan 864-pengaktifan DAN. Carian berasaskan memori untuk gula telah diperhatikan tidak kira sama ada 864-DAN telah diaktifkan atau tidak oleh cahaya biru semasa ujian ingat semula. Saiz sampel: 18, 18. E, Percubaan yang ditunjukkan dalam A, menggunakan 58E02-DAN, telah direplikasi menggunakan versi berbeza, dua bau percubaan dengan n-amil asetat dicairkan 1:50 dan tidak dicairkan {{ 16}}oktanol. Setiap percubaan latihan berlangsung selama 5 minit, dan latihan dan ujian dilakukan pada cawan Petri berdiameter dalam 9cm. Larva menunjukkan carian berasaskan ingatan tanpa adanya ganjaran gula. Walau bagaimanapun, apabila gula dibentangkan semasa ujian ingat semula, carian berasaskan memori telah ditala ke bawah. Saiz sampel: 14, 13. F, Dalam replikasi eksperimen yang ditunjukkan dalam B, menggunakan 864-DAN, kedua-dua latihan dan ujian telah dilakukan pada cawan Petri berdiameter dalam 9cm. Larva menunjukkaningatan-pencarian berdasarkan ketiadaan tetapi tidak dengan kehadiran ganjaran gula. Saiz sampel: 10, 11. G, Dalam replikasi selanjutnya eksperimen yang ditunjukkan dalam B, keputusan yang sama diperhatikan. Saiz sampel: 19, 18. H, Keputusan daripada A–G mencadangkan, sebagai hipotesis kerja, bahawa perwakilan ganjaran gula sebahagiannya bertindih dengan 58E02-DAN, dan merangkumi sepenuhnya 864-DAN. Huruf yang berbeza di atas plot kotak menunjukkan kepentingan berpasangan (Ujian Mann–Whitney U, p , 0.05, dibetulkan mengikut Bonferroni-Holm). *Kepentingan daripada sifar (ujian tanda satu sampel, p , 0.05, diperbetulkan mengikut Bonferroni-Holm). Semua ujian statistik dan keputusannya dilaporkan bersama-sama dengan data sumber dalam Rajah Data Lanjutan 1-1.

mencadangkan bahawa, bagi gula, isyarat ganjaran yang dibawa oleh 864- DAN boleh mendorong kenangan valens bertentangan bergantung pada kontingensi kejadiannya dengan persembahan bau. Secara mengejutkan, kecenderungan tingkah laku yang terhasil,ingatanpendekatan bau berasaskan dan keengganan, kedua-duanya ditamatkan oleh 864-pengaktifan DAN semasa ujian (Rajah 9C). Oleh itu, seperti gula, mengaktifkan 864-DAN memberikan isyarat ganjaran yang boleh mendorong kenangan valens bertentangan semasa latihan dan isyarat untuk menamatkan tingkah laku carian berdasarkan mana-mana jenisingatansemasa ujian. Kami seterusnya bertanya sama ada secara lebih khusus 864-Pengaktifan DAN menghasilkan modulasi "kelakuan mikro" yang sama bagi kelakuan carian seperti gula.

Rajah 9. 864-Pengaktifan DAN mendorong ingatan valensi bertentangan dengan cara yang bergantung kepada kontingensi. A, Selepas latihan bau-gula berpasangan, larva menghampiri bau apabila diuji pada agarose biasa; selepas latihan tidak berpasangan, mereka mengelakkan bau. Perbezaan ini telah dimansuhkan dengan kehadiran gula, bermakna larva berkelakuan bebas daripada bau-gula yang bersekutu.ingatan. Oleh itu, data daripada keadaan ini boleh digabungkan sebagai garis dasar yang menentang kesan bersekutuingatanboleh dinilai (garisan berjalur). Ini menunjukkan bahawa latihan berpasangan dan tidak berpasangan dengan ganjaran semula jadi mewujudkan kenangan valensi bertentangan, yang membawa kepada peningkatan atau penurunan keutamaan berbanding dengan garis dasar, masing-masing, semasa ujian ingat semula (untuk semakan, lihat Schleyer et al., 2018). Saiz sampel: 29, 29, 28, 28. Data ini mendasari skor PI yang dibentangkan dalam Rajah 1A. B, Selepas latihan berpasangan dengan 864-pengaktifan DAN, juga, keutamaan bau meningkat, manakala, selepas latihan 864-DAN tidak berpasangan, ia berkurangan, berbanding dengan keutamaan garis dasar apabila ujian ingat semula dilakukan dalam kehadiran gula. Ini menunjukkan bahawa isyarat ganjaran yang dibawa oleh 864-DAN boleh mewujudkan kenangan valens bertentangan, bergantung pada kontingensi dengan bau. Saiz sampel: 43, 42, 42, 43. Data ini dikumpulkan daripada eksperimen yang dibentangkan dalam Rajah 8B, G. C, Sama seperti gula, pengaktifan 864-DAN semasa ujian panggil semula menamatkan kedua-dua bau berasaskan memori pendekatan selepas latihan berpasangan daningatan-penghindaran bau berasaskan selepas latihan tidak berpasangan. Saiz sampel: 47 setiap satu. Data ini dikumpulkan daripada data yang dibentangkan dalam Rajah 6B, D. Huruf yang berbeza di atas plot kotak menunjukkan kepentingan berpasangan (Ujian Mann–Whitney U, p, 0.05, dibetulkan mengikut Bonferroni-Holm). Semua ujian statistik dan keputusannya dilaporkan bersama-sama dengan data sumber dalam Rajah Data Lanjutan 1-1.

cistanche pharma special

864-Pengaktifan DAN mempengaruhi aspek tingkah laku carian yang sama seperti Tingkah laku larva gula dalam kecerunan bau boleh dicirikan oleh larian yang agak lurus, diganggu oleh HC sisi yang diikuti oleh perubahan arah (Rajah 10A, B). Kami mendapati carian itu berdasarkan 864-DANingatan, sama seperti kenangan untuk gula (Schleyer et al., 2015b; Paisios et al., 2017; Thane et al., 2019), boleh dicirikan oleh modulasi kedua-dua aspek tingkah laku ini, iaitu, kadar HCs, dan arah mereka (Rajah 10C, D) (Saumweber et al., 2018):

• Selepas latihan berpasangan dengan pengaktifan bau dan {{0}}DAN, larva membuat lebih banyak HC semasa menjauhi bau berbanding semasa menuju ke arahnya (Rajah 10C, plot kotak paling kiri menunjukkan HC modulasi kadar 0). Modulasi kadar HC mereka membawa haiwan lebih dekat kepada sumber bau. Selepas latihan tidak berpasangan dengan bau dan pengaktifan 864-DAN, sebaliknya diperhatikan (Rajah 10C, plot kotak kedua dari kiri menunjukkan modulasi kadar HC, 0).

• Di samping itu, selepas latihan berpasangan, haiwan mengarahkan HC mereka lebih ke arah sumber bau berbanding selepas latihan tidak berpasangan (Rajah 10D, plot kotak berisi hitam).

Kami seterusnya tertanya-tanya sama ada 864-Pengaktifan DAN semasa ujian juga boleh menamatkan kedua-dua kesan tingkah laku ini, seperti yang telah dilaporkan untuk gula (Schleyer et al., 2015b; Paisios et al., 2017), dan sememangnya mendapati ini adalah kes itu (Rajah 10C,D, plot kotak penuh biru). Oleh itu, isyarat ganjaran yang dibawa oleh 864-DAN menyebabkan modulasi yang sama bagiingatancarian berasaskan gula, dan isyarat penamatan carian yang dibawa oleh 864-DAN, sama seperti gula, menamatkan kedua-dua modulasi tingkah laku ini.

cistanche pharma special

Perbincangan

Kajian semasa menunjukkan bahawa pengaktifan optogenetik DAN boleh mempunyai dua kesan: ia boleh memberikan isyarat ganjaran semasa latihan supaya bau yang berkaitan dipelajari dan kemudiannya boleh

digunakan oleh haiwan untuk mengarahkan pencariannya untuk mendapatkan pahala. Dan semasa ujian ingat semula, pengaktifan DAN yang sama boleh memberikan isyarat untuk menamatkan carian itu secara akut. Sebelum kita membincangkan rakan kongsi sinaptik DAN yang mana mungkin menerima isyarat ini, kita membandingkan kesan pengaktifan DAN dengan kesan gula sebagai ganjaran semula jadi.

Hubungan antara ganjaran semula jadi dan pengaktifan DAN optogenetik

Optogenetik 864-Pengaktifan DAN, sama seperti gula sebagai ganjaran semula jadi (Rajah 9A) (Saumweber et al., 2011; Schleyer et al., 2011, 2015b; Paisios et al., 2017; untuk semakan, lihat Schleyer et al., 2018), boleh mewujudkan kenangan valensi tingkah laku yang bertentangan dalam larva, bergantung pada kontingensi dengan bau (Rajah 9B). Oleh itu, 864-Pengaktifan DAN seperti itu tidak menandakan valens. Sebaliknya, bagi ganjaran semula jadi, valensi 864-pengaktifan DAN timbul hanya pada penumpuan dengan pemprosesan penciuman. Ekstrapolasi daripada apa yang telah ditetapkan dalam D. melanogaster dewasa, ini mungkin sepadan pada tahap fisiologi dengan kemurungan sinaps KC!MBON diperhatikan selepas latihan bau-DAN berpasangan, dan potensiasinya selepas pembentangan tidak berpasangan (Cohn et al., 2015; lihat juga Yarali et al., 2012; Handler et al., 2019). Yang penting, kenangan daripada latihan DAN berpasangan dan tidak berpasangan 864-boleh dihalang daripada ekspresi tingkah laku dengan mengaktifkan 864-DAN secara optogenetik semasa ujian ingat semula (Rajah 9C), seperti halnya gula (Rajah 9A). )(Schleyer et al., 2018). Ini menunjukkan bahawa isyarat penamatan carian juga berkaitan dengan kenangan yang diwujudkan oleh864-DAN, tanpa mengira kelakuannya.

Kenangan penciuman daripada 864-Pengaktifan DAN mana-mana valens lebih menyerupai kenangan gula dalam modulasi khususingatantingkah laku carian berasaskan (Rajah 10) (Paisios et al., 2017; Saumweber et al., 2018). Selain itu, kedua-dua 864-Pengaktifan DAN dan gula juga boleh menamatkan modulasi bertentangan bagi tingkah laku yang mendasari tingkah laku carian yang dipelajari selepas latihan berpasangan dan tidak berpasangan (Rajah 10).

Rajah 10. 864-Pengaktifan DAN mempengaruhi aspek kelakuan carian yang sama seperti gula. A, Contoh trek daripada rakaman video larva dengan larian dan HC. HC dikesan apabila kelajuan sudut kepala melebihi 635 darjah / s (untuk butiran, lihat Paisios et al., 2017). B, Apabila ujian ingat semula dilakukan dalam kegelapan, larva biasanya menghampiri bau selepas latihan berpasangan dengan bau dan 864-pengaktifan DAN, dan mengelakkan bau selepas latihan tidak berpasangan (bulatan penuh hitam). Apabila diuji dalam cahaya (iaitu, semasa 864-DAN diaktifkan), pilihan haiwan selepas latihan berpasangan dan tidak berpasangan tidak dapat dibezakan (bulatan penuh biru). Empat contoh trek untuk setiap keadaan ditunjukkan. Anak panah menunjukkan permulaan dan penghujung trek. C, Selepas latihan berpasangan dengan pengaktifan bau dan 864-DAN, larva memodulasi kadar HC mereka supaya mereka menghasilkan lebih banyak HC semasa menjauhi sumber bau berbanding semasa menuju ke arahnya. Selepas latihan tidak berpasangan, modulasi yang bertentangan diperhatikan. Apabila 864-DAN diaktifkan semasa ujian ingat semula, larva bertindak secara bebas daripada latihan mereka sebelum ini. D, Selepas latihan berpasangan dengan bau dan 864-pengaktifan DAN, larva menghalakan HC mereka lebih ke arah sumber bau berbanding selepas latihan tidak berpasangan. Apabila 864-DAN diaktifkan semasa ujian panggil balik, larva bertindak secara bebas daripada latihan mereka. Untuk analisis ini, data daripada eksperimen yang dipaparkan dalam Rajah 6B, D telah digunakan. Saiz sampel dari kiri ke kanan: 46, 48, 48, 45. Huruf yang berbeza di atas plot kotak menunjukkan kepentingan berpasangan (Ujian Mann–Whitney U, p, 0.05, diperbetulkan mengikut Bonferroni-Holm). Semua ujian statistik dan keputusannya dilaporkan bersama-sama dengan data sumber dalam Rajah Data Lanjutan 1-1.

Tambahan pula, isyarat penamatan carian daripada 864-pengaktifan DAN, seperti yang diberikan oleh gula (Rajah 1) (Schleyer et al., 2011, 2015a,b), hanya mempengaruhiingatan-pencarian olfaktori berasaskan, tetapi bukan pilihan bau semula jadi (Rajah 6). Kesan khusus pengaktifan DAN 864- pada tingkah laku yang dipelajari sahaja berbeza dengan peningkatan pengantara DAN yang dilaporkan baru-baru ini bagi tingkah laku eksploitasi makanan semula jadi dalam C. elegans (Oranth et al., 2018).

Akhirnya, kehadiran gula tamatingatancarian berasaskan 864-latihan DAN, menunjukkan bahawa, selepas latihan sedemikian, larva mungkin mencari ganjaran seperti gula (Rajah 8B).

Walau bagaimanapun, isyarat penamatan carian yang disampaikan oleh 864- pengaktifan DAN adalah mencukupi untuk menamatkan carian selepas 864-latihan DAN (Rajah 6, 7) tetapi tidak selepas latihan gula (Rajah 8D), selaras dengan {{ 5}}DAN hanyalah subset daripada neuron yang mewakili ganjaran gula (Rajah 8H). Selain itu, sama ada dalam percubaan pengaktifan 864-DAN diperlukan untuk gula untuk menamatkan carian tidak diketahui. Oleh itu, keputusan kami mencadangkan bahawa dalam perkaitan tingkah lakunya 864-Pengaktifan DAN mempunyai sedikit persamaan dengan ganjaran gula tetapi pastinya tidak menyamainya.

Siapa yang menerima isyarat DAN?

Memandangkan dua kesan pengaktifan DAN (iaitu, untuk memberikan ganjaran dan isyarat penamatan carian) dan memandangkan DAN mempunyai dua sasaran utama (iaitu, KC dan MBON), persoalan timbul apakah kesan menerima isyarat DAN dalam KC dan MBON, masing-masing.

Berkenaan dengan KC, didapati bahawa semasa latihan kebetulan pengaktifan bau dan input dopaminergik dikesan oleh jenis I adenilate cyclase dan bertukar menjadi lekukan presinaptik sinaps KC!MBON (untuk larva: untuk semakan, lihat Widmann et al., 2018; Thum dan Gerber, 2019; dewasa: Cognigni et al., 2018; Tumkaya et al., 2018). Bagi DAN yang membawa isyarat ganjaran, ini akan menyebabkan kurang pemanduan ke arah MBON yang menggalakkan pengelakan dan seterusnya menimbulkan tarikan bau berdasarkan baki, pacuan utuh daripada KC kepada MBON yang menggalakkan pendekatan dalam petak lain (dewasa: Aso et al., 2014b; Hige et al., 2015; Oswald et al., 2015; Felsenberg et al., 2018). Mengemukakan bau yang tidak berpasangan daripada pengaktifan DAN boleh membawa kepada potensiasi sinaps KC!MBON (Cohn et al., 2015), merupakan proses yang belum difahami pada peringkat molekul. Oleh itu, semasa latihan, isyarat daripada DAN boleh mempunyai kesan yang bertentangan pada KC bergantung pada keadaan aktiviti KC (lihat juga Aso et al., 2019; Handler et al., 2019). Dalam kes ini, kemurungan/potentiasi sinaps KC!MBON sedemikian boleh menyokong pendekatan/pengelak bau yang kita perhatikan selepas pembentangan bau berpasangan/tidak berpasangan daripada 864-pengaktifan DAN, masing-masing (Rajah 9B). Ringkasnya, isyarat ganjaran yang dijana oleh optogenetik 864-pengaktifan DAN berkemungkinan besar dihantar melalui sinaps DAN!KC.

Lebih kurang diketahui tentang MBON, hampir secara eksklusif daripada lalat dewasa. Walau bagaimanapun, hakikat bahawa mereka diperlukan untuk ekspresi tingkah laku yang dipelajari (larva: Saumweber et al., 2018; dewasa: Sejourne et al., 2011; Places et al., 2013; Bouzaiane et al., 2015; Oswald et al. ., 2015; Shyu et al., 2017; Wu et al., 2017) menjadikan mereka calon yang munasabah untuk menerima isyarat penamatan carian daripada DAN semasa ujian panggil semula. Memandu DAN dewasa mempunyai kesan rangsang monosinaptik pada MBON yang dimediasi oleh dopamin (Takemura et al., 2017), dan MBON dewasa mengekspresikan keempat-empat jenis reseptor dopamin D. melanogaster (Perisse et al., 2016; Crocker et al. , 2016; Takemura et al., 2017; Aso et al., 2019). Walau bagaimanapun, sama ada mana-mana reseptor ini mengantara isyarat penamatan carian masih tidak diketahui. Sesungguhnya, presinaps DAN boleh menampung kedua-dua vesikel teras padat dan jelas, menunjukkan bahawa mereka boleh menggunakan neurotransmitter tambahan (dewasa: Takemura et al., 2017; larva: Eichler et al., 2017), dan sesetengah DAN pada orang dewasa boleh memberi isyarat dengan nitrik oksida (Aso et al., 2019). Walau apa pun, hipotesis kerja yang munasabah ialah selepas latihan berpasangan, pengaktifan 864-DAN semasa ujian akan meningkatkan aktiviti MBON yang dikurangkan kembali ke tahap asas (Takemura et al., 2017), supaya keseimbangan antara pengelakan - dan MBON yang menggalakkan pendekatan telah dipulihkan dan tingkah laku yang dipelajari telah ditamatkan. Selepas latihan tidak berpasangan, mengikut senario sedemikian, aktiviti MBON yang dipertingkatkan akan dikurangkan dengan pengaktifan DAN. Dalam erti kata lain, sangat serupa dengan apa yang dibincangkan di atas untuk kesan pengaktifan DAN pada KC, pengaktifan DAN mungkin juga mempunyai kesan yang bertentangan pada MBON, dalam kes ini bergantung pada keadaan aktiviti MBON. Kami ingin menambah bahawa alternatif adalah menggunakan isyarat DAN untuk mengelak litar pintas dan mempromosikan MBON, supaya output bersih rangkaian MBON adalah neutral. Sesungguhnya, MBON dewasa mengekspresikan gen innexin (Aso et al., 2019), dan terdapat preseden untuk gandingan elektrik yang bergantung kepada dopamin dalam neuron motor jantung dalam ketam, sel Mauthner dalam ikan, dan retina mamalia (Cachope dan Pereda, 2012; Lane et al., 2018; Roy dan Field, 2019). Ringkasnya, walaupun ia adalah hipotesis kerja yang munasabah bahawa isyarat penamatan carian daripada DAN beroperasi melalui MBON, bukti langsung masih kurang.

Prinsip umum?

Dalam terminologi Pavlovian, bau dalam paradigma kami sepadan dengan rangsangan terkondisi, gula kepada rangsangan tanpa syarat (AS), dan pengaktifan DAN optogenetik kepada kapasiti pengukuhan AS. Tambahan pula, tingkah laku yang dipelajari terhadap bau dalam paradigma kami sepadan dengan tindak balas terkondisi, manakala tingkah laku terhadap gula akan sepadan dengan tindak balas tanpa syarat. Menamatkan carian yang dipelajari di hadapan AS dalam istilah Pavlovian oleh itu akan sepadan dengan "penguasaan" respons tanpa syarat ke atas respons terkondisi.

Walaupun ini nampaknya secara amnya menyesuaikan diri kerana AS mempunyai nilai intrinsik manakala rangsangan terkondisi tidak, tidak diketahui secara amnya peraturan sedemikian digunakan. Sesungguhnya, ujian untuk kebolehgunaan peraturan ini memerlukan ujian untuk respons terkondisi di hadapan AS, sekali gus menentang apa yang boleh dipanggil Fasal Satu amalan Pavlovian. Dalam kes ini, berbuat demikian telah membolehkan kami mendedahkan bahawa dalam otak larva D. melanogaster, DAN yang sama boleh bermeditasi di satu pihak isyarat ganjaran semasa latihan untuk mewujudkan bersekutu.ingatandan, sebaliknya, isyarat yang boleh menamatkan ekspresi tingkah lakunya. Memandangkan peranan DAN dalam pengantaraan isyarat tetulang merentas haiwan dan manusia, kami tertanya-tanya sama ada ini mencerminkan prinsip fungsi DAN.

cistanche pharma special

Rujukan

Apostolopoulou AA, Hersperger F, Mazija L, Widmann A, Wust A, Thum AS (2014) Komposisi substrat agarose mempengaruhi output tingkah laku larva Drosophila. Kelakuan Depan Neurosci 8:11.

Aso Y, Rubin GM (2016) Neuron dopaminergik menulis dan mengemas kini kenangan dengan peraturan khusus jenis sel. Elife 5:e16135.

Aso Y, Rubin GM (2020) Ke arah penyetempatan skala nano engram memori dalam Drosophila. 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) Seni bina neuron badan cendawan menyediakan logik untuk pembelajaran bersekutu. 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, et al. (2014b) Neuron keluaran badan cendawan mengekod valens dan panduaningatanpemilihan tindakan berasaskan dalam Drosophila. 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) Nitrik oksida bertindak sebagai penghantar dalam subset neuron dopaminergik untuk mempelbagaikan dinamik ingatan. 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) Gambarajah pendawaian sistem olfaktori glomerular. Elife 5:e14859.

Berry JA, Cervantes-Sandoval I, Nicholas EP, Davis RL (2012) Dopamine diperlukan untuk belajar dan melupakan dalam Drosophila. Neuron 74:530–542.

Berry JA, Cervantes-Sandoval I, Chakraborty M, Davis RL (2015) Tidur memudahkan ingatan dengan menyekat pelupaan pengantara neuron dopamin. Sel 161:1656– 1667.

Bilz F, Geurten BR, Hancock CE, Widmann A, Fiala A (2020) Visualisasi sinaptik teragihingatankod dalam otak Drosophila. Neuron 106:963–976.e4.

Bouzaiane E, Trannoy S, Scheunemann L, Placais PY, Preat T (2015) Dua litar keluaran badan cendawan bebas mengambil semula enam komponen diskret Drosophila aversiveingatan. Rep Sel 11:1280– 1292.

Cachope R, Pereda AE (2012) Dua bentuk bebas daripada potensiasi bergantung kepada aktiviti mengawal penghantaran elektrik pada sinaps bercampur pada sel Mauthner. Otak Res 1487:173– 182.

Claridge-Chang A, Roorda RD, Vrontou E, Sjulson L, Li H, Hirsh J, Miesenböck G (2009) Menulis kenangan dengan litar tetulang boleh alamat cahaya. Sel 139:405–415.

Cognigni P, Felsenberg J, Waddell S (2018) Lakukan perkara yang betul: mekanisme rangkaian sarafingatanpembentukan, ekspresi dan kemas kini dalam Drosophila. Curr Opin Neurobiol 49:51–58.

Cohn R, Morantte I, Ruta V (2015) Neuromodulasi yang diselaraskan dan berpetak membentuk pemprosesan deria dalam Drosophila. Sel 163:1742– 1755.

Crocker A, Guan XJ, Murphy CT, Murthy M (2016) Analisis transkriptom khusus jenis sel dalam badan cendawan Drosophila mendedahkan perubahan berkaitan memori dalam ekspresi gen. Rep Sel 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, alat optogenetik yang berkuasa untuk aplikasi ringan. 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) Sambungan lengkap pembelajaran daningatanpusat dalam otak serangga. Alam 548:175–182.

Eschbach C, Fushiki A, Penggulungan 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) Seni bina berulang untuk peraturan penyesuaian pembelajaran dalam otak serangga. 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) Penyepaduan kenangan bertentangan selari mendasariingatankepupusan. Sel 175:709–722. e715.

Gerber B, Hendel T (2006) Jangkaan hasil mendorong tingkah laku yang dipelajari dalam larva Drosophila. 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 neuron gate associative learning of fear . Nat Neurosci 21:952–962.

Pengendali A, Graham TG, Cohn R, Morantte I, Siliciano AF, Zeng J, Li Y, Ruta V (2019) Laluan reseptor dopamin yang berbeza mendasari sensitiviti temporal pembelajaran bersekutu. Sel 178:60–75.e19.

Hige T, Aso Y, Modi MN, Rubin GM, Turner GC (2015) Keplastikan heterosynaptic mendasari pembelajaran penciuman aversif dalam Drosophila. Neuron 88:985–998.

Holm S (1979) Prosedur ujian berbilang penolakan berurutan yang mudah. Imbas JStat6:65–70.

Kaufman RP (2005) Mencari kumpulan dalam data: pengenalan kepada analisis kelompok. New York: Wiley.

Kaun KR, Rothenfluh A (2017) Peraturan penglibatan dopaminergik untuk ingatan dalam Drosophila. Curr Opin Neurobiol 43:56–62.

Kudow N, Miura D, Schleyer M, Toshima N, Gerber B, Tanimura T (2017) Keutamaan dan pembelajaran asid amino dalam larva Drosophila. Biol Terbuka 6:365–369.

Kudow N, Kamikouchi A, Tanimura T (2019) Penderiaan kelembutan dan pembelajaran dalam larva Drosophila. J Exp Biol 222:jeb196329.

Lammel S, Lim BK, Ran C, Huang KW, Betley MJ, Tye KM, Deisseroth K, Malenka RC (2012) Kawalan khusus input untuk ganjaran dan keengganan dalam kawasan tegmental ventral. Alam 491:212–217.

Lane BJ, Kick DR, Wilson DK, Nair SS, Schulz DJ (2018) Dopamine mengekalkan penyegerakan rangkaian melalui modulasi langsung persimpangan jurang dalam ganglion jantung krustasea. Elife 7:e39368.

Li HH, Kroll JR, Lennox SM, Ogundeyi O, Jeter J, Depasquale G, Truman JW (2014) Sumber pemacu GAL4 untuk kajian perkembangan dan tingkah laku pada CNS larva drosophila. Rep Sel 8:897–908.

Liu C, Placais PY, Yamagata N, Pfeiffer BD, Aso Y, Friedrich AB, Siwanowicz I, Rubin GM, Preat T, Tanimoto H (2012) Subset neuron dopamin memberi isyarat ganjaran untuk bauingatandalam Drosophila. Alam 488:512–516.

Malaka R (1999) Model pelaziman klasik. Lembu Math Biol 61:33–83. Menegas W, Akiti K, Amo R, Uchida N, Watabe-Uchida M (2018)

Neuron dopamin yang menonjol ke striatum posterior menguatkan pengelakan rangsangan yang mengancam. 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) Pengkondisian Pavlovian larva Drosophila: manual bergambar, berbilang bahasa, praktikal untuk pembelajaran bersekutu rasa bau dalam ulat. Kelakuan Depan 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) Makanan sensasi memodulasi pergerakan oleh isyarat dopamin dan neuropeptida dalam rangkaian neuron teragih. Neuron 100:1414– 1428.e1410.

Owald D, Waddell S (2015) Pembelajaran olfaktori memesongkan laluan keluaran badan cendawan untuk mengemudi pilihan tingkah laku dalam Drosophila. Curr Opin Neurobiol 35:178– 184.

Owald D, Felsenberg J, Talbot CB, Das G, Perisse E, Huetteroth W, Waddell S (2015) Aktiviti neuron keluaran badan cendawan yang ditentukan mendasari tingkah laku penciuman yang dipelajari dalam Drosophila. Neuron 86:417–427.

Paisios E, Rjosk A, Pamir E, Schleyer M (2017) "Jejak" tingkah laku mikro biasa bagi dua kelas keengganan terkondisi yang berbeza. Pelajari Mem 24:191–198.

Pauls D, Selcho M, Gendre N, Stocker RF, Thum AS (2010) Larva Drosophila mewujudkan kenangan penciuman yang menyelerakan melalui neuron badan cendawan yang berasal dari embrio. J Neurosci 30:10655– 10666.

Perisse E, Owald D, Barnstedt O, Talbot CB, Huetteroth W, Waddell S (2016) Pembelajaran aversive dan motivasi selera togol perencatan suapan ke hadapan dalam badan cendawan Drosophila. 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) Alat untuk neuroanatomi dan neurogenetik dalam Drosophila. Proc Natl Acad Sci USA 105:9715–9720.

Pfeiffer BD, Ngo TT, Hibbard KL, Murphy C, Jenett A, Truman JW, Rubin GM (2010) Penapisan alat untuk ekspresi gen yang disasarkan dalam Drosophila. Genetik 186:735–755.

Placais PY, Trannoy S, Friedrich AB, Tanimoto H, Preat T (2013) Dua pasang neuron eferen badan cendawan diperlukan untuk mendapatkan semula ingatan jangka panjang yang penuh selera dalam Drosophila. Rep Sel 5:769–780.

Rescorla RA, Wagner AR (1972) Teori pelaziman Pavlovian: Variasi dalam keberkesanan peneguhan dan bukan peneguhan. Dalam: Pelaziman klasik: II. Penyelidikan dan teori semasa (Black AH, Prokasy WF, eds), ms 64–99. New York: Appleton-Century-Crofts.

Rohwedder A, Pfitzenmaier JE, Ramsperger N, Apostolopoulou AA, Widmann A, Thum AS (2012) Kesan bergantung kepada nilai pemakanan dan nilai pemakanan ke atas tingkah laku larva Drosophila melanogaster. Chem Deria 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) Empat isyarat neuron dopamin berpasangan yang dikenal pasti secara individu dalam larva Drosophila.Curr Biol 26 :661–669.

Roy S, Field GD (2019) Modulasi dopaminergik pemprosesan retina daripada cahaya bintang kepada cahaya matahari. J Pharmacol Sci 140:86–93.

Saumweber T, Husse J, Gerber B (2011) Daya tarikan semula jadi dan kebolehpelajaran bersekutu bagi bau boleh dipisahkan dalam larva Drosophila. Chem Deria 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) Seni bina fungsional pembelajaran ganjaran dalam neuron ekstrinsik badan cendawan Drosophila larva. Nat Commun 9:1104.

Scherer S, Stocker RF, Gerber B (2003) Pembelajaran penciuman dalam larva Drosophila yang diuji secara individu. Pelajari Mem 10:217–225.

Schipanski A, Yarali A, Niewalda T, Gerber B (2008) Analisis tingkah laku pemprosesan gula dalam pilihan, pemakanan, dan pembelajaran dalam larva Drosophila. Chem Deria 33:563–573.

Schleyer M, Saumweber T, Nahrendorf W, Fischer B, von Alpen D, Pauls D, Thum A, Gerber B (2011) Model litar berasaskan tingkah laku bagaimana jangkaan hasil menyusun tingkah laku yang dipelajari dalam larva Drosophila. Pelajari Mem 18:639–653.

Schleyer M, Diegelmann S, Michels B, Saumweber T, Gerber B (2013) 'Membuat keputusan' dalam larva Drosophila. Dalam: Pembelajaran dan ingatan invertebrata (Menzel R, Benjamin P, eds), ms 41–55. Amsterdam: Elsevier.

Schleyer M, Miura D, Tanimura T, Gerber B (2015a) Mempelajari kualiti khusus peneguhan rasa dalam larva Drosophila. Elife 4:e04711.

Schleyer M, Reid SF, Pamir E, Saumweber T, Paisios E, Davies A, Gerber B, Louis M (2015b) Kesan ingatan bau-ganjaran pada chemotaxis dalam larva Drosophila. Pelajari Mem 22:267–277.

Schleyer M, Fendt M, Schuller S, Gerber B (2018) Pembelajaran bersekutu rangsangan berpasangan dan tidak berpasangan dengan peneguhan: menilai bukti daripada ulat, lalat, lebah, dan tikus. Psikol Depan 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) Pengaktifan cahaya yang disebabkan oleh neuron modulasi yang berbeza mencetuskan pembelajaran selera atau aversif dalam Drosophila larva. Curr Biol 16:1741– 1747.

Schultz W (2015) Ganjaran neuron dan isyarat keputusan: daripada teori kepada data. Physiol Wahyu 95:853–951.

Schwaerzel M, Monastirioti M, Scholz H, Friggi-Grelin F, Birman S, Heisenberg M (2003) Dopamin dan octopamine membezakan antara kenangan penciuman yang tidak menyenangkan dan selera dalam Drosophila. 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) Neuron eferen badan cendawan yang bertanggungjawab untuk ingatan olfaktori aversif mendapatkan semula dalam Drosophila. Nat Neurosci 14:903–910.

Selcho M, Pauls D, Han KA, Stocker RF, Thum AS (2009) Peranan dopamin dalam penyaman olfaktori klasik larva Drosophila. PLoS One 4: e5897.

Shuai Y, Hirokawa A, Ai Y, Zhang M, Li W, Zhong Y (2015) Membedah laluan saraf untuk melupakan dalam Drosophila olfactory aversive 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) Litar saraf untuk ganjaran air jangka panjangingatanpemprosesan dalam Drosophila yang dahaga. Nat Commun 8:15230.

Strauch M, Hartenstein V, Andrade IV, Cardona A, Merhof D (2018) Dendrogram beranotasi untuk neuron daripada otak lalat buah larva. Dalam: Bengkel Eurographics mengenai Pengkomputeran Visual untuk Biologi dan Perubatan (Puig Puig A, Schultz T, Vilanova A, eds). Goslar: Persatuan Eurografik

Sutton RS, Barto AG (1981) Ke arah teori moden rangkaian penyesuaian: jangkaan dan ramalan. Psychol Wahyu 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, et al. (2017) A

penghubung pusat pembelajaran dan ingatan dalam otak Drosophila dewasa. Elife 6:e26975.

Thane M, Viswanathan V, Meyer TC, Paisios E, Schleyer M (2019) Modulasi tingkah laku mikro oleh kekuatan ingatan bersekutu dalam larva Drosophila. PLoS One 4:e0224154.

Thum AS, Gerber B (2019) Connectomics dan fungsi aingatanrangkaian: badan cendawan larva Drosophila. Curr Opin Neurobiol 54:146– 154. Tumkaya T, Ott S, Claridge-Chang A (2018) Kajian sistematik tentang genetik ingatan jangka pendek Drosophila: meta-analisis mendedahkan kukuh

kebolehulangan. Neurosci Biobehav Wahyu 95:361–382.

Waddell S (2013) Isyarat pengukuhan dalam Drosophila: dopamine melakukan semuanya selepas semua. Curr Opin Neurobiol 23:324–329.

Widmann A, Artinger M, Biesinger L, Boepple K, Peters C, Schlechter J, Selcho M, Thum AS (2016) Pembedahan genetik pembelajaran penciuman bersekutu aversive dan ingatan dalam larva Drosophila. PLoS Genet 12:e1006378.

Widmann A, Eichler K, Selcho M, Thum AS, Pauls D (2018) Pembelajaran rasa bau dalam larva Drosophila. J Fisiol Serangga 106:47–54.

Wu JK, Tai CY, Feng KL, Chen SL, Chen CC, Chiang AS (2017) Memori jangka panjang memerlukan sintesis protein berjujukan dalam tiga subset neuron keluaran badan cendawan dalam Drosophila.Sci Rep 7:7112.

Yarali A, Nehrkorn J, Tanimoto H, Herz AV (2012) Masa peristiwa dalam pembelajaran bersekutu: daripada dinamik tindak balas biokimia kepada pemerhatian tingkah laku. PLoS One 7:e32885.