20. Выявление мутантов по обучаемости и памяти у дрозофилы.

Одной из основных задач современной психогенетики является изучение молекулярно-генетических механизмов, непосредственно связанных с формированием когнитивных способностей.

Некоторые из этих способностей (Обучаемость и память) характерны для всех без исключения позвоночных животных и даже для многих беспозвоночных, например насекомых. Поэтому в генетических исследованиях обучаемости и памяти нередко используют муху-дрозофилу.

Существует большое разнообразие экспериментальных подходов, позволяющих оценивать обучаемость и память дрозофилы. Однако, их базовый принцип, как правило, сходен: у мух вырабатывают определённый условный рефлекс и отслеживают, с какой эффективностью он формируется и насколько стабильно сохраняется с течением времени. С этой целью обычно используют рефлекс избегания, в качестве условных сигналов- различные запахи. Данный подход называют обонятельным ассоциативным обучением.

Например:

1) в специальную небольшую камеру с электропроводящими стенками помещают около 100 одновозрастных дрозофил, принадлежащих одной и той же инбредной линии, а значит, имеющих строго одинаковый генотип;

2) в течение 1 мин. на них воздействуют определённым запахом (запах №1),одновременно подвергая серии электрических разрядов;

3)продувают камеру чистым воздухом, и мухи отдыхают в течение нескольких минут;

4) после этого на дрозофил воздействуют запахом № 2. Данное воздействие продолжается 1 мин, однако не сопровождается электрическими разрядами

5) Продувают камеру чистым воздухом и вновь позволяют мухам отдохнуть – 5 минут.

6) несколько раз повторяют весь цикл обучения. В результате у мух вырабатывается условный рефлекс, обеспечивающий распознание "опасного" и "безопасного" запахов.

7) приступают к проверке результатов обучения. Для этого переносят дрозофил в новую камеру, в одном из ответвлений, в которой присутствует запах №1, а в противоположном №2. Подсчитывают, сколько прошедших обучение мух выбирает потенциально опасное ответвление камеры (Обозначим это число как n1), сколько – безопасное ответвление (n2), и на их основе вычисляют индекс обучаемости:

λ = (n2-n1)/N

N-общее кол-во используемых дрозофил.

8) в дальнейшем через фиксированные промежутки времени проводят повторные измерения индекса обучаемости и тем самым отслеживают динамику угасания памяти.

Экспериментально было выявлено, что наиболее эффективным вариантом проведения такого эксперимента стали десять обучающих циклов с перерывами на 15 минут.

С помощью таких относительно несложных подходов можно анализировать десятки инбредных линий, сравнивая их друг с другом по когнитивным способностям. При этом необходимо учитывать следующее обстоятельство. В зависимости от выбора конкретной методики обучения, количества циклов, интервалов между ними и т.п. показатели обучаемости и памяти могут сильно варьировать даже у одной и той же инбредной линии.

Вывод: чтобы сравнение было адекватным и позволило отличить мутантные линии от нормальных, нужно строго придерживаться определённого экспериментально подхода.