Het testen van visuele gevoeligheid voor de snelheid en richting van de beweging in Lizards

Summary

Het testen van visuele gevoeligheid bij hagedissen met behulp van een operante conditionering paradigma dat het afspelen van video van de random-dot kinematograms en computer-gegenereerde ongewervelde dieren in dienst heeft.

Abstract

Het testen van visuele gevoeligheid in een bepaalde soort bevat algemene informatie over gedrag, evolutie en ecologie. Echter, het testen van specifieke kenmerken van het visuele systeem zorgen voor meer empirisch bewijs voor functionele toepassingen. Onderzoek naar de sensorische systeem geeft informatie over de zintuiglijke vermogens, leren en geheugen capaciteit, en vestigt bekende baseline gedrag om afwijkingen te meten (Burghardt, 1977). Echter, in tegenstelling tot zoogdieren of aviaire-systemen, het testen voor leren en geheugen in een reptiel soort is moeilijk. Bovendien, met behulp van een operante paradigma als een psychofysische maat van zintuiglijke vermogen is ook zo moeilijk. Historisch gezien hebben reptiel soorten slecht reageerde op conditionering processen als gevolg van problemen in verband met motivatie, fysiologie, metabolisme en fundamentele biologische kenmerken. Hier laat ik zien een operante paradigma gebruikte een nieuwe model hagedis soorten, de Jacky draak (Amphibolurus muricatus) en hoe dat perifere gevoeligheid voor saillante snelheid en beweging eigenschappen te testen. Deze methode maakt gebruik van een innovatieve benadering van het beoordelen van het leren en sensorische capaciteit in hagedissen. Ik werk het gebruik van de random-dot kinematograms (RDKS) om de gevoeligheid om de snelheid, en het niveau van de signaalsterkte door het veranderen van het aandeel van de punten bewegen in een coherent richting te manipuleren te meten. RDKS vertegenwoordigen geen biologisch zinvolle stimulans, schakelt het visuele systeem, en is een klassiek psychofysische instrument dat wordt gebruikt om de gevoeligheid bij mensen en andere dieren te meten. Hier worden RDKS getoond aan de hand van drie hagedissen het afspelen van video-systemen. Hagedissen zijn om de richting (links of rechts) waarin ze waarnemen stippen te bewegen te kiezen. De selectie van de juiste richting wordt versterkt door biologisch belangrijke prooi stimuli, gesimuleerd door de computer-geanimeerde ongewervelden.

Protocol

Jacky Dragons

Jacky hagedissen (A. muricatus) werden gehouden in het klimaat-gecontroleerde captive faciliteiten.

Kasten werden geconstrueerd van producten van glas terrarium van 60 cm ^3. Behuizingen zijn ook gevuld met zand Sydney substraat, inheemse gebladerte, en natuurlijk houten zitstokken. Behuizingen werden geplaatst op de top van roerende trolleys die toegestaan ​​voor onderwerpen worden geplaatst in het midden van alle bekijken monitoren.

Hagedissen werden geplaatst onder een 14L: 10D lichtcyclus tijdens de gesimuleerde zomerse omstandigheden, en waren voorzien van zowel warmte lampen (125W) en voldoende ultraviolet (UV) licht (300W) tijdens het eerste half uur van het daglicht. Hagedissen werden ook voorzien van water ad libitum, gevoed krekels (Achetus domesticus) bestrooid met vitaminen tijdens de niet-experimentele sessies en regelmatig ontwormd op parasieten met behulp van verdunde doses van ivermectine.

Apparatuur voor het afspelen

Drie video afspelen rigs worden gebruikt voor de stimulus presentatie (zie figuur 1). De centrale tuig bestaat uit een iMac (Apple Computer Inc) met dot stimuli. De twee extra rigs bestaan ​​uit een iMac met Final Cut Pro HD voor de stimulus presentatie die het afspelen van stimuli (dat wil zeggen, ongewervelde dieren) bevatte.

Het digitale signaal wordt verstuurd naar een geavanceerde digitale video-omzetter (Canopus © gt ADVC110, Melbourne, Victoria Australië) voor de digitaal-naar-analoog conversie voor het afspelen van video en weergegeven op een Sony Trintron (Sony Corporation, Shinagawa, Tokyo Japan) te controleren (Series nrs. PVM-14M2A/PVM-14L2/PVM-14N5A). Een Canon (Model No MV650i) digitale camcorder met 22x optische zoom (Cannon Inc, Japan) is gemonteerd direct boven de testruimte en registreert reacties op stimuli direct op een Sony (Sony Corporation, Shinagawa, Tokyo Japan) video cassette recorder ( Serienummer SLV-EZ717AS).

Opgenomen beelden worden verzonden naar een kleuren beeldzoeker (NEC, Serial No 1892, Kanagawa, Japan). Op 7,5 seconden vanaf het begin van de punten weer te geven, is een elektronisch gegenereerde geluid marker naar een Canopus ® ADVC110 en opnemen op VHS. Video afspelen is aangepast voor PAL-DV-standaard (5:1-compressie; horizontale resolutie 575 lijnen, 25 frames s-1).

Random-dot Kinematograms (RDKS)

RDKS kan worden ontwikkeld met behulp VPixx V1.79 (VPixx V1.79, VPixx Technologies Inc 2002).

Ontwerp stimuli met een 30 x 20 graden veld vullen met 200 punten, waarbij elk punt meet 5 x 5 pixels.

Bouwen dot stimuli met acht variaties in de snelheid in combinatie met acht niveaus van samenhang en twee richtingen, het genereren van 128 verschillende stimuli.

Speed ​​parameters werden ontworpen in graden per seconde (° / s). Snelheidsvariaties waren 0,5, 2,5, 5, 10, 20, 40, 80, en 160 ° / s. Samenhang percentages waren 0, 2,5, 5, 10, 20, 40, 80, en 100% in zowel een links of rechts directionele beweging.

Export elke sequentie als een Motion JPEG-B-bestand. U kunt echter wel het ontwerp van de RDKS, die een scala aan functies.

Elke sequentie is een totaal 15 s duren. De reeks begint met 2,5 s van 0% samenhang afgestemd op de proef snelheid variabele. Deze periode start het huidige proces. Dit wordt gevolgd door 5 s van de variatie in snelheid en samenhang combinatie. De sequentie werd aangevuld met 7,5 s van 100% in de juiste richting.

Importeer alle Motion JPEG-B sequenties en bewerken in Apple Final Cut Pro HD (Apple Computers Inc.) Voeg een geluid marker op elk interval. Deze marker is alleen hoorbaar voor VHS, en wordt gebruikt als een cue bij het ​​scoren gedrag wanneer de veranderingen in de stimulus presentatie plaatsvinden. Elke uitgevoerde van de 128 sequenties als Final Cut Pro films.

Primaire bekrachtigers - Meelwormen

Plaats onderwerpen op een gerandomiseerde versterking schema van vijf proeven per blok trial (16 trials) tijdens het experiment. Primaire bekrachtigers zijn meelwormen (Tenebrio molitor).

Secundaire bekrachtigers - Animated Ongewervelden

Secundaire bekrachtigers moeten worden gekoppeld aan de primaire bekrachtiger. Gemaakt biologisch zinvolle bekrachtigers, zoals de drie soorten computer-geanimeerde dieren: 1) cricket, 2) mijt, en 3) spin.

Maak animaties met behulp van Lightwave v8.3 (NewTek Inc, San Antonio, TX, USA) voor 15 s in lengte, met de eerste 7,5 s van nog achtergrond, en gevolgd door 7,5 s van de ongewervelde op het juiste scherm.

Photograph een achtergrond van de natuurlijke vegetatie als een JPEG-import in eah clip. Export elke sequentie in afzonderlijke JPEG-afbeelding sequenties (375 frames), en comprimeren in een film bestand met behulp van Final Cut Pro HD voor het afspelen van video. Ontwerp 50 unieke clips om gewenning te voorkomen dat de conditionering paradigma.

Algemene procedure

Plaats proefpersonen tussen de weergave monitoren.

Randomize presentatie van RDK stimuli voor elk onderwerp.

Toon stimuli in blokken van 16 studies over acht dagen. Elke proef is 15 s met intertrial intervallen variërend 30 tot 60 s. Segment elk experiment interval in 2,5 s van 0% coherentie een afspiegeling is van het testen van de snelheid, 5 s van het testen snelheid en samenhang, en gevolgd door 7,5 s van 100% in de juiste richting gekoppeld aan snelheid.

Tijdens deze 5 s kritisch-periode, zijn onderwerpen nodig zijn om te reageren. Record afhankelijke maatregelen als oriëntatie op een links of rechts te volgen en latency te reageren.

Gebruik alleen vijf willekeurige studies met een primaire bekrachtiger en versterken elkaar proef met een geanimeerde ongewervelde. Op het einde van elk blok proef, verwijder onderwerp behuizingen van de testruimte, en de invoering van een andere behuizing.

Discussion

Het testen van de sensorische capaciteit in hagedis soort is moeilijk, en is grotendeels zowel een vervelende en moeizaam proces. Deze moeilijkheden vloeien voort uit het vinden van de juiste bekrachtiger of oprichting van een functioneel protocol. Hier heb ik een succesvolle protocol waarin om beweging de waarneming te testen in hagedissen. Deze procedure kan ook van toepassing bij het testen van andere visuele kenmerken, evenals andere sensorische mechanismen. Daarnaast kan deze procedure van toepassing zijn op andere soorten. Het nut van dit protocol kunnen we niet alleen voor natuurlijke gedrag te begrijpen, maar om het gedrag van hagedis te gebruiken als een model voor andere wetenschappelijke inspanningen.

Materials

Name	Type	Company	Catalog Number	Comments
iMac	Computer	Apple		Three systems
Canopus®	Digital-to-analog converter	Canopus®	ADVC110
Sony Trintron	Colour viewfinder	Sony Corporation	PVM-14M2A, PVM-14L2, PVM-14N5A	Three monitors
Canon	Digital camcorder	Canon, inc.	MV650i	Records behavior
NEC	Colour viewfinder	NEC Corporation	1892	View responses
Sony VCR	VHS recorder	Sony Corporation	SLV-EZ717AS	Record behavior to VHS
VHS tape			Generic VHS	Recording media
VPixx	Software program	VPixx Technologies, Inc.	v1.79	To create RDKs
Final Cut Pro	Software program	Apple	HD	To create playback sequences
Lightwave® 3D	Software program	NewTek Inc.	v8.3	To create secondary reinforcers
Mealworm	Tenebrio molitor	Pisces Enterprises LTD		Primary reinforcer
Cricket	Achetus domesticus	Pisces Enterprises LTD		Food for husbandry
Terrariums	Glass	Crystal Palace Aquariums		Enclosure material for lizards (60 cm x 60 cm x 60 cm)
Globes	Spotone	Philips		125 W, Heat lamps for lizards
Ultraviolet globes	Ultra-Vitalux	Osram		300 W, UV lamps for lizards
Herptivite		Rep-Cal Research Labs		Vitamins: beta carotene, calcium, and vitamin D3