Kit vision et cerveau chez la drosophile Réf. VISIKIT

/5 Kit vision et cerveau chez la drosophile Réf. VISIKIT A RECEPTION DU COLIS : þ Vérifier la composition du colis indiquée cidessous þ Stocker les articles du colis à!température ambiante! þ Avant toute manipulation, étudier les conseils de conservation et de sécurité COMPOSITION Un modèle «Apprentissage et Test» Un entonnoir de transfert (muni d un tuyau) Un tube de jeûne (muni d un grand bouchon de mousse) 2 joints de fixation de rechange 2 cotons d imprégnation MATERIEL NECESSAIRE Un tube de drosophiles 006/CTS âgées de 2 à 4 jours Ces drosophiles ont été spécifiquement sélectionnées pour cette expérience car elles ont la capacité d apprendre et de mémoriser très rapidement. Cette faculté est inexistante chez les autres drosophiles. Eau sucrée CONSERVATION ET ENTRETIEN!Tous les éléments de ce kit se conservent à température ambiante! Bien nettoyer le tube de jeûne et le modèle «Apprentissage et Test» entre chaque utilisation afin de ne pas fausser les résultats. SCHEMA DU MODELE Piston : poignée de rotation «APPRENTISSAGE ET TEST» : 2 demibouchons de mousse gris Chambres d Apprentissage (rouge et verte verticales) Chambres de Test (rouge et verte horizontales) Piston : paroi de séparation Bas du piston Joint de fixation de la chambre de Test 2 bouchons de silicone Pied du modèle SORDALAB PARC SUDESSOR 15 Avenue des Grenots 91150 ETAMPES FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 Fax : +33 1 69 92 26 74 www.sordalab.com Mail : info@sordalab.com

/5 INSTRUCTIONS DE NETTOYAGE : Oter les minis bouchons de la chambre de test et les demibouchons des chambres d apprentissage. Tirer le poussoir rotatif hors du modèle. Le poussoir, le tube de jeûne et les bouchons peuvent être lavés à l eau chaude et au savon. L intérieur du modèle ne doit pas être nettoyé à grande eau. On pourra utiliser un coton humide ou des lingettes nettoyantes pour ôter le sucre cristallisé sur la paroi verte.!les drosophiles 006/CTS doivent être élevées à 18 C! Audelà de cette température, leurs facultés d apprentissage sont très fortement diminuées. SECURITE Aucun produit dangereux n est manipulé lors de ce TP. Aucune précaution particulière n est donc requise. OBJECTIFS COGNITIFS Ce kit propose aux élèves un exemple concret d apprentissage par la vision, illustrant ainsi de façon simple, ludique et rapide le thème de la plasticité cérébrale. Dans ce TP, nous proposons aux élèves de reproduire une expérience similaire à l expérience de Pavlov à l aide de drosophiles particulièrement intelligentes et sélectionnées pour leur faculté d apprentissage et de mémorisation rapide. RAPPELS Les informations nerveuses sont transmises jusqu au cerveau où elles se projettent au niveau de zones spécialisées du cortex cérébral appelées «aires corticales». L'organisation générale du cerveau est régie par le bagage génétique de l'espèce. L enregistrement de l activité électrique du cerveau en réponse à différents stimuli sensoriels et / ou moteurs permet d établir une carte de ces territoires corticaux : Schéma du cerveau humain La plasticité cérébrale décrit les mécanismes par lesquels le cerveau, et plus particulièrement celui de l'homme, est capable de se modifier par l'expérience. C est l une des découvertes récentes les plus importantes en Neurosciences et qui montre que le cerveau est un système dynamique, en perpétuelle reconfiguration. Ce phénomène intervient durant le développement embryonnaire, l'enfance, la vie adulte et les conditions pathologiques (lésions et maladies). Il est responsable de la diversité de l'organisation fine du cerveau et des mécanismes de l'apprentissage et de la mémorisation. Sous l effet de l environnement, les connexions nerveuses peuvent donc être modifiées afin d intégrer un nouvel apprentissage et de le mémoriser. Soumis à un même stimulus à répétition, le cerveau va développer une nouvelle boucle de réaction ou en renforcer une existante afin d adapter son comportement à ce stimulus. SORDALAB PARC SUDESSOR 15 Avenue des Grenots 91150 ETAMPES FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 Fax : +33 1 69 92 26 74 www.sordalab.com Mail : info@sordalab.com

/5 Par exemple, un chien qui reçoit systématiquement de la nourriture, stimulus positif, accompagné d un son de cloche apprendra que le son de cloche signifie qu il va être nourrit. A long terme, le son de cloche devient un stimulus en soit pour le chien qui salivera à l idée d obtenir de la nourriture à chaque fois qu il entendra le son de cloche, même en absence de nourriture. Cette expérience historique fut démontrée en 1889 par Ivan Pavlov. MANIPULATION PREPARATION (24h avant le TP) 1) Les drosophiles doivent impérativement être mises à jeûner la veille de l expérience : Un tube de jeûne est fourni dans ce but. Mouiller le bouchon en mousse. Essorer l excédent d eau. Ne pas introduire de nourriture dans le tube. Transférer les drosophiles éveillées dans le tube de jeûne : o Taper le tube de drosophiles contre un torchon plié afin de faire tomber toutes les drosophiles au fond du tube. o Renverser rapidement les drosophiles du premier tube dans le tube de jeûne. o Reboucher immédiatement le tube de jeûne avec le bouchon mouillé. Laisser jeûner les drosophiles à 18 C pendant 24 heures, tube en position allongée. Les drosophiles survivent jusqu à 2 jours sans nourriture si le bouchon en mousse est bien mouillé. Il est recommandé d effectuer l expérience après 12 à 24h de jeûne pour des résultats optimaux. 2) Sucrer la paroi verte du modèle d apprentissage : Cette opération peut être effectuée 2 heures avant le TP. Diluer du sucre (idéalement du sucre glace) dans de l eau de façon à obtenir une solution saturée en sucre. On pourra par exemple diluer 2 cuillérées à café de sucre dans une petite tasse à café. La solution sucrée obtenue doit sembler visqueuse. A l aide d un coton d imprégnation fourni, étaler un peu de la solution sucrée sur la paroi verte du modèle. Ne surtout pas ôter le poussoir rotatif. ATTENTION de ne pas sucrer le système de poussoir rotatif blanc, sans quoi l expérience ne marchera pas. Conserver le coton d imprégnation dont la longue tige servira durant la manipulation. Laisser sécher 2 heures minimum. On pourra préparer le système 24h à l avance, en même temps que les drosophiles. MANIPULATION PAR LES ELEVES Cette expérience se déroule sur 2 phases : 1ère phase : apprentissage par les drosophiles 2ème phase : test des drosophiles Les drosophiles doivent impérativement être transférées éveillées dans le système. Positionner les deux demibouchons en mousse en haut des chambres d apprentissage ainsi que les deux minibouchons en bout des chambres de test. La séparation blanche du poussoir doit être positionnée parallèlement aux zones verte et rouge. Veiller à ce que le poussoir rotatif blanc soit positionné à la limite des zones verte et rouge. SORDALAB PARC SUDESSOR 15 Avenue des Grenots 91150 ETAMPES FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 Fax : +33 1 69 92 26 74 www.sordalab.com Mail : info@sordalab.com 1) Introduction des drosophiles : 1ère phase : Apprentissage par les drosophiles

/5 Taper deux à trois fois le tube de jeûne contenant les drosophiles sur la table pour les faire tomber au fond du tube. Rapidement renverser le tube dans l entonnoir. Tapoter le tube renversé contre l entonnoir pour faire tomber toutes les drosophiles dans la chambre rouge. Oter l entonnoir de transfert en ayant soin de maintenir le demibouchon en place. Laisser les drosophiles se reposer 5minutes avant de commencer l apprentissage. Les drosophiles ne seront plus manipulées hors du modèle jusqu à la fin du TP. Glisser le tuyau de l entonnoir de transfert sur le côté du bouchon de la chambre d apprentissage (sans sucre). 2) Apprentissage : Veillez à ce que le modèle reste debout tout au long de l expérience. A l aide du poussoir rotatif blanc, les drosophiles seront transférées de la chambre rouge à la chambre verte et inversement sans les sortir du modèle. Effectuer les phases d apprentissage suivantes en respectant scrupuleusement les temps: Temps d apprentissage Chambre (sans sucre) Verte (sucrée) 1 minute Verte 1 minute Verte 5 minutes L apprentissage se termine par une phase de repos de 5 minutes dans la chambre rouge sans sucre. 2ème phase : Test des drosophiles Au cours de cette deuxième phase, aucune nourriture ne sera fournit aux drosophiles. Le but étant de tester leur capacité d apprentissage visuel, on souhaite voir si elles se dirigent spontanément vers une couleur en particulier pour chercher de la nourriture même en absence de celleci. SORDALAB PARC SUDESSOR 15 Avenue des Grenots 91150 ETAMPES FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 Fax : +33 1 69 92 26 74 www.sordalab.com Mail : info@sordalab.com

/5 1) Transfert des drosophiles «érudites» : Faire une rotation d un quart de tour au poussoir rotatif blanc afin que les drosophiles se retrouvent au dessus des chambres de test. Pousser le poussoir pour faire descendre les drosophiles dans les chambres de test. Pousser le bouchon en mousse jusqu en bas des chambres d apprentissage colorées à l aide du coton d imprégnation ou d un crayon. RESULTATS 2) Observer le comportement des drosophiles : Les drosophiles vont tour à tour explorer les chambres rouge et verte pendant les 3 à 5 premières minutes de test. Après un à deux voyages dans la chambre rouge, les drosophiles retournent majoritairement dans la chambre verte et y stationnent de façon presque permanente au bout de 5 minutes. On pourra compter le nombre de drosophiles dans chambre de test après 10 à 15 minutes. SORDALAB PARC SUDESSOR 15 Avenue des Grenots 91150 ETAMPES FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 Fax : +33 1 69 92 26 74 www.sordalab.com Mail : info@sordalab.com