Gedächtnis-Forschung: die Fruchtfliegen lernen, Ihre Körper-Größe einmal für ein ganzes Leben: Drosophila melanogaster entwickelt sich eine langfristige, stabile Speicher für seinen Körper Größe und erreichen durch die Bewegung der Parallaxe beim gehen

Um sich zu orientieren und überleben in Ihrer Umgebung, die Tiere müssen ein Konzept zu entwickeln, Ihren eigenen Körper Größe. Forscher an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben gezeigt, dass die Fruchtfliege Drosophila melanogaster entwickelt sich eine sehr stabile Langzeit-Speicher für seinen eigenen Körper, die Größe und die Reichweite der Extremitäten, nachdem es ausgebrütet von der pupal Fall. Die Fruchtfliege erwirbt dieser Speicher durch visuelles feedback erhalten, wenn zu Fuß, aber in den ersten beiden Stunden nach dem training die Speicher ist immer noch anfällig für die Auswirkungen von stress und noch nicht fest verankert. „Sobald der Speicher konsolidiert hat, scheint es nach unseren Beobachtungen, dass es nach wie vor intakt für das Leben“, sagte Professor Roland Strauss vom Institut für Entwicklungsbiologie und Neurobiologie an der JGU. „Die Insekten scheinen kalibriert haben sich für den rest Ihres Lebens.“ Allerdings ist es immer noch rätselhaft, warum Sie nur in der Lage, den Zugriff auf die erworbenen Kenntnisse 12 Stunden nach dem training. Die Forscher wissen noch nicht, was im Gehirn passiert in der Zwischenzeit.

Die Arbeitsgruppe von Professor Roland Strauss verwendet Drosophila melanogaster zu untersuchen, memory retention und Konsolidierung der Prozesse, die bekanntermaßen auftreten, zum Teil auch im Menschen. Frühere Studien haben gezeigt, dass das Kurzzeitgedächtnis von Drosophila-Fliegen mit dem Alter abnimmt, und dass ein protein beteiligt ist, in diesem Prozess, der ähnlich ist, die eine Rolle spielen bei den Menschen.

In der neuen Studie, Tammo Krause und Laura Spindler analysiert die Körper-Größe Speicher von Drosophila. Frucht Fliegen sind Insekten Durchlaufen eine vollständige Metamorphose. Sie Durchlaufen drei Larvenstadien, in denen Sie wachsen. Schließlich, am Ende der Verpuppung, die Reife Frucht Fliegen entsteht. Aufgrund Drosophila harte Exoskelett, der Körper kann die Größe nicht mehr ändern; es kann jedoch variieren, da die tatsächliche Größe einer fliege ist bestimmt durch die Verfügbarkeit und die Qualität von Lebensmitteln während der Larvenstadien.

Bein-über-Kopf-Verhalten deutet auf eine Absicht, zu klettern

„In unserer aktuellen Studie wollten wir herausfinden, wie die Insekten erwerben, Informationen über Ihre Körper-Größe und erinnere mich später“, erklärt Tammo Krause und Laura Spindler. Sie beobachteten, wie sich unter verschiedenen Bedingungen, die Insekten zu überwinden versuchen, eine kleine Lücke, über sich Schritt Größe. Drosophila zeigt stereotypes Verhalten in solchen Situationen: um das initiieren der Versuch zu klettern, das Insekt beginnt, indem Sie such-Bewegungen mit seinen Vorderbeinen gehoben, auf den Kopf. Wenn der Spalt ist viel zu breit, ist dieses typische Verhalten wird nicht beobachtet. Die fliege gerade abwendet.

Kenntnisse der Körper-Größe ist gewonnen durch visuelles feedback

Die Ergebnisse zeigen, dass Drosophila lernt zu schätzen der Entfernung über eine Lücke und der Reichweite seiner Beine, durch die Verknüpfung der visuellen Informationen aus der Umwelt, wie ein gestreiftes Muster, mit Ihrer Körpergröße. Frisch geschlüpfte Fruchtfliegen aufgewachsen in den dunklen überschätzen Ihre Körpergröße und versuchen, Sie zu überwinden-Lücken sind viel zu groß, signifikant häufiger als die Tiere, die in den üblichen Licht-dunkel-Zyklus. Die Bewegung der Parallaxe erzeugt auf der Netzhaut durch die Strukturen in der Umgebung, wenn Sie zu Fuß verwendet wird, für den Lernprozess. Ein weiteres experiment, in dem die Bewegung der Parallaxe wurde manipuliert und künstlich reduziert während der Lern-Prozess bestätigt dies. Als Ergebnis fliegt der unterschätzt Ihre Körpergröße und unternahm weniger klettern versucht.

„Wenn Fruchtfliegen schlüpfen von der pupal case und bewegen sich durch den Raum, die resultierende Bewegung wird durch das Auge erfasst und die Fliegen können Kalibrieren“, erklärt Professor Roland Strauss. „Sobald diese Kalibrierung stattgefunden hat, das wissen bleibt für das Leben.“ Das Forschungsteam hat gezeigt, dass dies in einem weiteren experiment, in dem die Fruchtfliegen hatten, zu verbringen 21 Tage in der Dunkelheit, nachdem Sie drei Tage bei normalen Lichtverhältnissen. Auch nach dieser langen Zeit, die Sie noch unternahm, die gleiche Anzahl von klettern versuchen als drei Tage alten Fliegen. „Wir gehen daher davon aus, dass der Speicher Ihrer eigenen Körper-Größe ist die permanente form der recall entdeckt in Drosophila bisher“, so die beiden Autoren führen Tammo Krause und Laura Spindler, abgeschlossen in einem Artikel in Current Biology.

Körper-Speicher nur zur Verfügung, nach 12 Stunden

Die Neurobiologen entdeckt haben zusätzliche Mechanismen, die werfen neue Fragen auf. Die Konsolidierung des Gedächtnisses in den ersten zwei Stunden nach dem training ist immer noch stress-empfindlich. Dies bedeutet, dass die Exposition gegenüber stress kann verursachen, dass es gelöscht werden, während dieser Zeit. Sobald die Informationen gelernt haben, ist verankert, 12 Stunden müssen vergehen nach dem Ende der Ausbildung vor der Fruchtfliegen kann dauerhaft Zugriff darauf haben. Die Forscher würden nun gerne wissen, was passiert in der Zwischenzeit und wie die information gelernt wird eigentlich dauerhaft konsolidiert im Gehirn. „Wir sind besonders daran interessiert, die epigenetischen Faktoren, die die Entwicklung von long-term memory. Dies ist etwas, das werden wir weiter arbeiten“, sagte Strauss.