Name: Mit Pharmakologische Manipulation und Hochpräzisions-Radiotelemetrie die Spatial Cognition in frei lebenden Tiere zu studieren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 28 s
Description: Erfahren Sie, wie Sie die räumliche Kognition bei Schildkröten mit pharmakologischer Manipulation und Hochpräzisions-Radiotelemetrie in natürlichen Umgebungen untersuchen. Diese Methode liefert wertvolle Einblicke in neuronale Navigationsprozesse.

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Diese Forschung wurde vom Provost's Office des Washington College, dem Middendorf Fund, dem Hodson Trust und dem Hackman Fund und dem College of Grants des Franklin and Marshall finanziert. Wir danken E. Counihan, S. Giordano, F. Rauh und A. Roth für ihre Unterstützung auf diesem Gebiet. Wir danken M. Conner, R. Fleegle und D. Startt von Chesapeake Farms und Chino Farms für die Erlaubnis und den Zugang. Das GIS-Programm des Washington College half bei der Erstellung von Karten.

Alle Verfahren unter Verwendung tierischer Probanden wurden von der Institutional Animal Care und Verwenden Ausschüsse von Franklin und Marshall und Washington Hochschulen genehmigt und anschließend alle lokalen, staatlichen und bundesstaatlichen Vorschriften. 1. Erfassung und Handhabung <ol><li> Platzieren Sie hoop Fallen in den Zielkörper von Wasser, das bekannt ist, Schildkröten zu enthalten. Identifizieren Wassertiefe sicherzustellen, dass 4 - 5 Zoll der Falle über Wasser bleibt gefangene Schildkröten zu ermöglichen, an die Oberfläche und atmen. Seien Sie sicher, zu erweitern und sichern Reifen Fallen auf ihre maximale Länge mit den Querträgern Falle Zusammenbruch zu verhindern. Stake Fallen in das Bett des Gewässers Drift zu verhindern. </li><li> Köderfallen mit mehreren toten Fisch, Hühnerleber, oder Hühnerhälse, eine Dose Katzenfutter, und / oder eine Dose Gemüse 25. </li><li> Überprüfen Sie Fallen zweimal täglich und entfernen Schildkröten. Wenn Schildkröten aus Fallen zu entfernen, Tier von der Seite halten und vorsichtig, um Verletzungen durch Krallen oder Schnabel zu vermeiden. <ol><li> Veröffentlichung Beifang. ReFallen stellen, wenn weiterhin Trapping erwünscht ist. Beurteilen Sie Zustand Köder. Wenn der Köder verbraucht worden war, fügen Sie mehr. Ziehen Fallen an Land, wenn zusätzliche Trapping nicht erwünscht ist. </li></ol></li><li> Bestimmen Sie das Geschlecht und das Alter der Schildkröten , wenn 26 gewünscht, 27. </li><li> Legen Sie Schildkröte in einer Haltetasche und messen Körpermasse mit einer Federwaage zur nächsten g. </li><li> Transport Schildkröten ins Labor in klimakontrollierten Transportkisten mit einer geringen Menge an Wasser. Haus Tiere einzeln in Aquarien mit unbehandeltem Teichwasser bei etwa 25 ° C und tief genug gehalten nur den Kopf zu bedecken. </li></ol> 2. Anbringung der Funksender <ol><li> Zur Maximierung der Lebensdauer des Messumformers und Ausgang, wählen Sie die größte Funksender möglich , die 5 nicht übersteigt% des Körpers des Tieres Masse 28. </li><li> Identifizieren Sie den Standort des Senders Platzierung auf der Panzers etwa auf halber Strecke zwischen der Mittellinie und seitlichen Rand des Panzers etwa 1/3 der length vom hinteren Rand des Panzers auf. </li><li> Bereiten Bereich durch Entfernen Schlamm, Schmutz und Algenwachstum mit einem trockenen Tuch. Swab-Bereich mit 70% Isopropanol. </li><li> Befestigen Sender mit einer geringen Menge von 5 min Epoxid. Den Transmitter Kontakt mit der Oberfläche des Panzers zu maximieren. Positionieren Sie die Antenne so, dass es hinter dem Tier parallel zur Längsachse des Körpers Trails. </li><li> Einmal geeignet positioniert, decken den gesamten Sender und etwa 1 cm von der umgebenden Oberfläche Panzers mit 5 min Epoxid. </li><li> Bringen Sie die Schildkröte in das Aquarium und lassen Sie das Epoxy über Nacht zu heilen. </li></ol> 3. Pharmakologische Vorbereitung Achtung: Scopolaminhydrobromid und Scopolaminmethylbromid sind potente Acetylcholin-Antagonisten. Wenn mit diesen Medikamenten arbeiten, finden Sie in der Material Safety Data Sheet, verwenden Sie geeignete persönliche Schutzausrüstung (zB Handschuhe, Dunstabzug), und folgen Sie Protokolle Laborsicherheit acciden zu vermeidental Kontakt. <ol><li> Mit einer sterilen und antipyrogen liefert, Verbindung mit einer Stammlösung von Scopolaminhydrobromid. Wiegen Sie die gewünschte Menge des Medikaments aus auf einer Analysenwaage. Mischen Sie die Scopolamin-Injektion mit Kochsalzlösung in einem konischen Rohr zu der Konzentration von 1 mg / ml. Vortex-Lösung bis gelöst. Stellen Sie sicher , dass die chemische Reinheit der Basischemikalien erfüllt oder übertrifft United States Pharmacopeia (USP) Formulierung , wenn möglich 11. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 3.1 mit Scopolaminmethylbromid. </li><li> Prozesslösung durch ein 0,22 &amp; mgr; m Poren Nylon oder gemischten Celluloseestern Spritzenfilter in eine sterile abgedichtete Serumampulle. </li><li> Bei Raumtemperatur lagern. Innerhalb von 24 Stunden. </li></ol> 4. Verfolgen Schildkröte Bewegungen Radiotelemetrie Mit 11, 12 <ol><li> Umzug in die allgemeine Lage des Zieltier, verbleibenden mindestens 25 m von dem Tier. Mit Hilfe einer Richtungs Yagi-Antenne und die Empfängerverstärkung bei mittlerer Einstellung, scannen Sie den horizauf die grobe Richtung und die Position des Tieres zu bestimmen. Bei Störungen oder ein schwaches Signal empfangen, um eine neue Position zu finden. Erhöhen Höhe oder halten Yagi aloft wenn möglich Signal zu verstärken. </li><li> Sobald ein geeigneter Standort gefunden wird, ein Lager zu nehmen, nehmen Sie Ihre Position mit einem GPS. </li><li> Verwendung der null / peak Verfahren 28, bestimmen die Lager der linken und rechten nulls. <ol><li> Identifizieren Sie die Richtung des stärksten Signals. Drehen Sie den Gewinn nach unten so weit wie möglich, während immer noch ein nachweisbares Signal zu empfangen. Verwenden Sie den Teilerschalter am Empfänger falls vorhanden. Bewegen Sie die Antenne nach links und notieren Sie die Kompasspeilung an dem das Signal verloren geht. </li><li> Wiederholen Sie den vorherigen Schritt für das rechte Lager. </li></ol></li><li> Wiederholen Sie Schritt 4.3 von mindestens zwei zusätzliche Positionen für das gleiche Tier. HINWEIS: Diese zusätzlichen Punkte sollten in einer solchen Art und Weise genommen werden, wie das Tier zu umgeben. <ol><li> Wenn ein Satz von Lagern aus einem grea genomment Abstand oder mit unvermeidbaren Störungen, nehmen mindestens zwei zusätzliche Lager Genauigkeit zu erhöhen. Sammeln Sätze von Lagern verwendet, um einen einzelnen Ort abzuschätzen, so schnell wie möglich, insbesondere wenn das Tier bewegt. HINWEIS: Alternativ können mehrere Personen mehrere unabhängige Lager auf dem gleichen Tier gleichzeitig zu nehmen koordinieren. </li></ol></li><li> Aufzeichnungsstellen von Tieren digital oder von Hand jede 10 bis 15 min über Schritten. </li><li> Manipulation der kognitiven Verarbeitung <ol><li> Sobald der Weg des unmanipulated Tier dokumentiert ist (ein Innersubjektkontrolle), bieten eine Dosis von entweder Scopolamin oder Methylscopolamin. Verwendung der gesammelten Masse in Schritt 1.5 berechnet man die Menge des Arzneimittels an das Tier gegeben werden , um zu erreichen , ein Reptil spezifische endgültige Dosis von 6,4 mg / kg Scopolamin und 6,8 mg / kg Methylscopolamin 19, 20. </li><li> Liefern Sie das Medikament direkt in das Peritoneum über den Schwanz Peritonealdialyse Sinus ein 1,0 m mitl-Spritze mit einer 22-Gauge-Nadel. Stellen Sie sicher, dass das Gesamtvolumen geliefert nicht 1 ml nicht übersteigt. </li><li> Lassen Tier so schnell wie möglich am Standort der Aufnahme. </li><li> Weiter das Tier Bewegung Überwachung jeder 10 bis 15 min, bis er seine projizierte Ziel erreicht. </li></ol></li></ol> 5. Spatial Analysis <ol><li> Berechnen Schätzungen der Ortung von Tieren. <ol><li> Für jeden Satz von null Lager, halbieren den Winkel (von Hand oder über Software) das resultierende Sender Lager zu finden. Wiederholen Sie dies für alle Lager zu einem bestimmten Zeitpunkt. </li><li> Mit Triangulation Software gemäß dem Protokoll des Herstellers, schätzen die Position des Tieres und die damit verbundenen Fehler mit den mehreren Sender Lager. Konvertieren Positionsschätzungen zu x / y-Koordinaten, wenn Software verschiedene Ausgabe zur Verfügung stellt. </li></ol></li><li> Wiederholen Sie die Schritte 5.1 für alle Sätze von Lagern. </li><li> Berechnen Sie die räumliche Präzision der Bewegung. <ol><li> Berechnen Sie diekumulative geometrische Mittel (dh mittlere Weg) von unmanipulated Tiere (Negativkontrolle) , wie sie zu ihrem Ziel 12 bewegen. </li><li> Für jede einzelne in der Behandlung und positive Kontrollgruppen, berechnen die kumulative Anzahl der Punkte , die sukzessive größer Schwaden von der geometrischen Mittellinie in Abstand von 5 m bis 100% aller Punkte überlappen wurden 11 aufgenommen, 12. </li><li> Berechnen Sie den Mittelwert und Standardfehler bei jedem Band Abstand für alle Personen in jeder Gruppe. </li><li> Statistisch die Daten analysieren, unter den Behandlungsgruppen entweder für das Intervall vergleicht die Frage aufzunehmen 100% der Punkte oder den Stellen der Überlappung bei einem gegebenen Intervall in Abhängigkeit von. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Das Protokoll hier vorgestellten ermöglicht es dem Experimentator zu dokumentieren und die Rolle der Kognition in der Navigation zu quantifizieren. Manipulieren Erkenntnis hat sich auf dem Gebiet als schwierig erwiesen, da die meisten Ansätze Experimentatoren nicht in der Lage zu wissen lassen, welche spezifischen Aspekte der das Verhalten des Tieres manipuliert werden. Allerdings stellte das Protokoll hier kann der Experimentator genau zu manipulieren und damit die Rolle der Kognition in der Navigation zu bewerten. Die...

Cognition (hier als &quot;alle Prozesse in den Erwerb beteiligt, Speicherung und Verwendung von Informationen aus der Umwelt&quot; definiert 1) ist von zentraler Bedeutung für eine Reihe von komplexen Navigationsaufgaben 2. Zum Beispiel Kraniche (Grus canadensis) zeigen eine deutliche Verbesserung der Migrations Präzision mit Erfahrung 3 und Meeresschildkrötenarten Abdruck auf ihrer Geburts- Strände wie Schlüpflinge und zurück , wie Erwachsene 4-6. Ähnlich erfolgreiche Migration, Ausbreitung und Nahrungssuche Scharnier auf die Fähigkeit des Tieres Informationen über ihre räumliche Umgebung 7,8 zu sammeln. Einige Tiere scheinen Navigationsrouten in Bezug auf bestimmte Landschaftselemente 9 lernen und kann eine räumliche Wahrnehmung verwenden , wenn zwischen Brut- und Nahrungsgebiete 10 zu bewegen. Neuere Arbeiten über Eastern Gemalten Schildkröten (Chrysemys picta) schlägt vor , eine kritische Periode in der Navigation, wo eine erfolgreiche Navigation in Hochland Lebensraum als Erwachsene auf juve Scharnierennil Erfahrung in einem engen Altersbereich (&lt;4 Jahre alt 11-13). Obwohl zusammen den Fortschritt diese Studien zeigen , dass 4-6 in das Verständnis der Rolle des Lernens in die Navigation durchgeführt wurde, 14-16, die Mechanismen, die ein solches Verhalten und die volle Rolle der Kognition in Navigations zugrunde liegen bleiben rätselhaft, vor allem in Vertebraten 8, 17 , 18. Felduntersuchungen in die Rolle der Kognition in der Navigation sind selten 2, 8, 18, was vor allem mit der methodischen bei der Überwachung der Schwierigkeiten, Bearbeitung und Verfolgung wilde Tiere. Zum Beispiel sind die großen räumlichen und zeitlichen Skalen, auf denen viele Tiere oft navigate ausschließen beide Arten von Informationen zu untersuchen, dass diese Tiere möglicherweise lernen und wie diese Informationen erfasst werden. Experimentatoren stehen oft die logistischen Schwierigkeiten zu erkennen und zu Tieren Ortung, wenn Verhalten über solche großen Flächen und Zeitrahmen überwacht wird, wodurch die Art Begrenzungvon Daten, die gesammelt werden können, und die Schlussfolgerungen, die gezogen werden kann. Obwohl die Verwendung von Tier montierten Global Positioning System (GPS) Recordern die Wahrscheinlichkeit der Detektion von weit reich Tiere verbessern kann, auf diese Weise gesammelten räumlichen Daten sind im allgemeinen von sehr groben Auflösung und es fehlt ihnen eine detaillierte Verhaltenskomponente. Folglich, dass die Daten unter solchen Umständen gesammelt sind von beschränktem Wert für die Prüfung subtile Veränderung im Verhalten zwischen verschiedenen Gruppen oder experimentelle Behandlungen. In ähnlicher Weise wird die direkte, kontrollierte Manipulation von Zielverhalten oft von den räumlichen und zeitlichen Skalen verboten typische Verhaltensweisen von Navigation, sowie durch inhärente logistischen von Feldstudien. Die Suche nach Tiere in ihrem natürlichen Lebensraum, zu fangen und zu manipulieren sie, und dann ohne Verhaltensdaten zu sammeln versehentlich produzieren falsche Verhaltensweisen sind wichtige Herausforderungen im Bereich der Arbeit mit Tieren. Daher ist die Gestaltung von Experimenten an free reich Tiere ist oft eingeschränkt und die Fähigkeit, strengen, kontrollierten Feldversuchen über die Rolle der Kognition in der Navigation zu führen, ist begrenzt. Die vorliegende Studie umgeht viele der bisherigen Schwierigkeiten bei der die Beziehung zwischen Kognition und Navigation auf dem Gebiet der Untersuchung durch eine neuartige Kombination von pharmakologischen Manipulation und hochauflösende Verfolgung von frei navigieren Tiere unter Feldbedingungen. Scopolamin, ein Muscarin - Acetylcholin - Rezeptor (mAChR) -Antagonisten, räumliche Gedächtnisbildung und Rückruf gezeigt zu blockieren durch die Blockierung cholinerge Aktivität im Gehirn von einer Vielzahl von Wirbel Taxa 18-24 wurde. Scopolamin kann 11, effektiv auf Bedingungen , unter Feld frei lebenden Tieren verwendet werden 18 und hat einen deutlichen , aber vorübergehende Wirkung (zB 6 - 8 h bei Reptilien). Methylscopolamin, einem mAChR - Antagonisten , die die Blut-Hirn-Schranke 19-21 nicht kreuzt, kann verwendet werden , um zu steuern ,die möglichen peripheren Wirkungen von Scopolamin und für nicht-kognitiven Aspekte des Verhaltens 11. Pharmacology ermöglicht die präzise Manipulation des Erkennens von direkt beeinflussen Rezeptoren und hochgenauen Funktelemetrie ermöglicht die Beobachtung der resultierenden Auswirkungen auf das Verhalten. Messungen über Remote - Triangulation genommen sowohl mit hoher räumlicher (± 2,5 m) und zeitliche (15 min) Auflösung für die präzise Dokumentation und Quantifizierung von Tierverhalten in Bezug auf die experimentelle Manipulation der Erkenntnis ermöglichen. Diese Studie 11 wurde zwischen Mai und August 2013 und 2014 in Chesapeake Farms, einem 3.300 Acre Wildtiermanagement und Landwirtschaft Forschungsgebiet in Kent Co., MD, USA (39,194 ° N, 76,187 ° W) durchgeführt. Das Protokoll umfasst fünf Hauptschritte: (1) die Erfassung und Handhabung Tiere (2) Anbringen von Funksendern (3), um die pharmakologische Wirkstoffe Herstellung von (4) Überwachung und Tierbewegungen zu manipulieren, und (5) analyzing Geodaten. Die Studie hier beschriebene konzentrierte sich auf den östlichen gemalten Schildkröte (Chrysemys picta). Schildkröten in der Brenn Bevölkerung engagieren sich in jährlichen Überland Bewegungen , in denen sie ihre Heimat Teiche verlassen und alternative aquatische Lebensräume navigieren mit einer von vier sehr präzise (± 3,5 m), komplex und in hohem Maße vorhersehbar Strecken 11, 12. Pharmakologische Manipulation von Tieren in dieses System gepaart mit hochauflösenden Radiotelemetrie wirft ein Licht auf die Rolle der Kognition bei Wildtieren frei navigieren.

<table><tbody><tr><td>Scopolaminbromid</td><td>Sigma</td><td>S0929</td><td>USP</td></tr><tr><td>Scopolamin Methylbromid</td><td>Sigma</td><td>S8502, 1421009</td><td>USP- und Nicht-USP-Versionen</td></tr><tr><td>Saline</td><td>Hanna Pharmaceutical Supply Co., Inc.</td><td>409488850</td><td>Alleinstellungsmerkmal, formuliert als injizierbares&nbsp;</td></tr><tr><td>Spritzenfilter</td><td>Fisher</td><td>09-720-004</td><td></td></tr><tr><td>Spritze</td><td>Fisher</td><td>14-823-30</td><td></td></tr><tr><td>Injektionsnadel</td><td>Fisher</td><td>14-823-13</td><td></td></tr><tr><td>Antenne</td><td>Wildlife Materials</td><td>3 Element Folding Yagi</td><td>Antennen mit zusätzlichen Elementen sind verfügbar, können aber im Feld umständlich sein.</td></tr><tr><td>Funkempfänger</td><td>Wildlife Materials</td><td>TRX-2000S Wasserdichte</td><td>Modelle sind ebenfalls erhältlich.</td></tr><tr><td>Kompass</td><td>Brunton&nbsp;</td><td>Truarc 15</td><td></td></tr><tr><td>Funksender</td><td>Holohil Inc.</td>Die Sendermodelle <td>BD-2, PD-2 und RI-2B</td><td>variieren in der Lebensdauer und Signalausgabe in Abhängigkeit von der Batteriegröße und den Pulsfrequenzeinstellungen, die je nach Studienfrage und Organismus angepasst werden können.</td></tr><tr><td>GPS</td><td>Garmin</td><td>eTrex Venture</td><td></td></tr><tr><td>Koaxialkabel</td><td>newegg.com</td><td>C2G 40026</td><td>BNC-Anschlüsse sind erforderlich.</td></tr><tr><td>Korbnetz</td><td>Memphis Netz und Garn&nbsp;</td>Die Maschenweite <td>des TN325</td><td>sollte auf der Grundlage der Mindestgröße des Zieltieres gewählt werden.</td></tr></tbody></table>

mit pharmakologische manipulation und hochpräzisions-radiotelemetrie die spatial cognition in frei lebenden tiere zu studieren

Using Pharmacological Manipulation and High-precision Radio Telemetry to Study the Spatial Cognition in Free-ranging Animals

Die Fähigkeit einer Tier wahrnehmen und über seine Umwelt spielt eine wichtige Rolle in vielen Verhaltensprozesse, einschließlich Navigation, Migration, Ausbreitung und Nahrungssuche zu lernen. Allerdings ist das Verständnis der Rolle der Kognition bei der Entwicklung von Navigationsstrategien und die Mechanismen dieser Strategien zugrunde liegenden von methodischen Schwierigkeiten bei der Überwachung beteiligt begrenzt, die Manipulation der Erkenntnis und die Verfolgung wilde Tiere. Diese Studie beschreibt ein Protokoll, um die Rolle der Kognition in der Navigation für die Adressierung, die pharmakologische Manipulation des Verhaltens mit hochpräzisen Radiotelemetrie kombiniert. Der Ansatz nutzt Scopolamin, ein Muscarin-Acetylcholin-Rezeptor-Antagonist, der kognitiven räumliche Fähigkeiten zu manipulieren. Die behandelten Tiere werden dann mit hoher Frequenz und hoher räumlicher Auflösung über Remote - Triangulation überwacht. Dieses Protokoll wurde innerhalb einer Population angewendet östlicher gemalt Schildkröten (Chrysemys picta) , die bewohntsaison ephemeren Wasserquellen für ~ 100 Jahren (± 3,5 m) mit präzise zwischen weit entfernten Quellen zu bewegen, komplex (dh nicht-linear mit hoher Tortuosität , die mehrere Lebensräume durchqueren) und vorhersehbare Routen gelernt hat vor 4 Jahren. Diese Studie zeigte, dass die durch diese Schildkröten verwendeten Prozesse im Einklang mit räumlichen Gedächtnisbildung und Rückruf. Zusammen sind diese Ergebnisse mit einer Rolle der räumlichen Kognition in komplexen Navigation konsistent und die Integration von ökologischen und pharmakologischen Techniken bei der Untersuchung von Kognition und Navigation markieren.

Unter Verwendung des obigen Protokolls, die Rolle der Kognition in der Navigation wurde in einer Population von Osten bewertet gemalt Schildkröten (Chrysemys picta) , die saisonale ephemeren Wasserquellen für ca. 100 Jahren erlebt hat. Dieser Teil der Bevölkerung lebt in einer Mischung aus ephemeren (entwässert jährlich und schnell - in mehreren hr) und permanente Wasser Lebensräume (Abbildung 1). Frühere Studien deuten darauf hin , dass nach ihrer Teiche abgela...

Dieses Papier beschreibt ein neues Protokoll, das die pharmakologische Manipulation des Gedächtnisses und der Radiotelemetrie zu dokumentieren und zu quantifizieren, um die Rolle der Kognition in der Navigation kombiniert.

Mit Pharmakologische Manipulation und Hochpräzisions-Radiotelemetrie die Spatial Cognition in frei lebenden Tiere zu studieren

An animal&#39;s ability to perceive and learn about its environment plays a key role in many behavioral processes, including navigation, migration, ...

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments besteht darin, die Bedeutung der räumlichen Kognition bei der Orientierung von Landschildkröten zu bestimmen. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen in der Ökologie zu beantworten, beispielsweise wie Tiere auf Veränderungen in ihrer Umwelt reagieren oder sich in belastenden Landschaften orientieren, und liefert Einblicke in die zugrundeliegenden kognitiven und neurologischen Prozesse. Die wesentlichen Vorteile dieser Technik liegen darin, dass die Bewegungen von Tieren in einem natürlichen System mit hoher räumlicher Präzision untersucht werden und das Verhalten mithilfe gut erforschter pharmakologischer Wirkstoffe gezielt beeinflusst werden kann.Obwohl diese Methode Einblicke in die kognitiven Grundlagen tierischen Verhaltens ermöglichen kann, lässt sie sich auch auf andere Systeme anwenden, beispielsweise den Naturschutz und die Neurobiologie. Zunächst sollte man ein Zielgewässer aufsuchen, von dem bekannt ist, dass es Schildkröten enthält. Ein Bereich innerhalb des Untersuchungsorts wird identifiziert, der eine ausreichende Wassertiefe aufweist, um Fallen aufzustellen.Stellen Sie die Reusen so auf, dass vier bis fünf Zoll über dem Wasser verbleiben, um gefangenen Schildkröten Platz zum Auftauchen und Atmen zu bieten. Ziehen Sie die Fallen auf ihre maximale Länge auseinander. Befestigen Sie die Fallen sicher mit Pflöcken am Einsatzort.Danach die Fallen mit totem Fisch, Hühnerlebern oder -hälsen sowie einer Dose Katzenfutter oder Dosengemüse ködern. Die Fallen zweimal täglich überprüfen. Die Schildkröten halten, indem man das Tier an den Seiten fasst, und dabei vermeiden, mit den Krallen oder dem Schnabel in Kontakt zu kommen, da diese Verletzungen verursachen können.Platzieren Sie die Schildkröte in einer Haltehülle, die an einer Federwaage befestigt ist, und notieren Sie die Masse des Tieres auf das nächste Gramm genau. Um den Sender anzubringen, entfernen Sie zunächst mit einem Spatel und einem Tuch Schlamm, Schmutz und Algen aus dem Befestigungsbereich. Wischen Sie diesen Bereich mit 70 % Isopropanol ab.Verwenden Sie eine kleine Menge Fünf-Minuten-Kleber, um den Sender am Panzer der Schildkröte anzubringen, und richten Sie ihn so aus, dass der Sender möglichst großen Kontakt mit dem Panzer hat. Positionieren Sie die Antenne so, dass sie hinter dem Tier verläuft, parallel zur Längsachse des Körpers. Schließlich überziehen Sie den gesamten Sender und etwa einen Zentimeter des umgebenden Panzers mit Fünf-Minuten-Kleber.Nachdem das Epoxidharz ausgehärtet ist, normalerweise über Nacht, bringen Sie die Schildkröte an den Fangort zurück. Zum Herstellen der Wirkstofflösungen wiegen Sie mithilfe einer Analysenwaage in einer Abzugshaube ausreichend Scopolaminhydrobromid ab, um eine Lösung mit einer Konzentration von einem Milligramm pro Milliliter herzustellen. Geben Sie das Scopolamin in ein konisches Reagenzglas, das das entsprechende Volumen an Injektionssalzlösung enthält.Vortexen, bis sich vollständig aufgelöst hat. Danach genügend Scopolamin-Methylbromid abwiegen, um eine Arbeitslösung mit einer Konzentration von einem Milligramm pro Milliliter herzustellen. Diese Menge zu einem kegelförmigen Reagenzglas hinzufügen, das das entsprechende Volumen an Injektionssalzlösung enthält.Schwenken Sie die Lösung, bis sich das gesamte Pulver aufgelöst hat. Überführen Sie die Scopolaminhydrobromid-Lösung mithilfe eines 0,22-Mikrometer-Gießspritzenfilters in ein steriles, verschlossenes Serumfläschchen. Wiederholen Sie den Filtrationsvorgang unter Verwendung einer neuen Spritze, um die Scopolaminmethylbromid-Lösung zu filtrieren.Stellen Sie die Frequenz des Zieltiers am Empfänger ein. Suchen Sie mit einer Yagi-Antenne und mittlerer Empfindlichkeit des Empfängers die ungefähre Position eines markierten Tieres. Bewegen Sie sich in die Nähe der Position der Ziel-Schildkröte, wobei Sie mindestens 25 Meter Abstand halten.Notieren Sie mithilfe eines GPS-Geräts den Standort. Bestimmen Sie die Richtung des stärksten Signals. Drehen Sie die Verstärkung so weit wie möglich herunter, während noch ein nachweisbares Signal empfangen wird.Bewegen Sie die Antenne nach links und notieren Sie die Peilung, bei der das Signal abbricht. Dies ist der linke Abfall. Wiederholen Sie diesen Vorgang anschließend, um den rechten Abfall zu bestimmen.Diese beiden Erhebungen stellen ein einzelnes Satz von Peilungen dar. Gehen Sie anschließend an einen anderen Standort, idealerweise in einem Winkel von 60 bis 90 Grad gegenüber der ersten Peilung, und nehmen Sie erneut die Peilungen für die linke und rechte Erhebung vor. Jedes Mal, wenn der Peilungssucher seine Position wechselt, muss eine GPS-Position aufgezeichnet werden.Wiederholen Sie dies an verschiedenen Standorten, insgesamt mindestens drei und bis zu fünf Peilungen, um die Genauigkeit zu erhöhen. Wiederholen Sie die Standorterfassung alle 10 bis 15 Minuten und notieren Sie die Peilungen für das Zieltier. Dies liefert Bewegungsdaten für nicht manipulierte Tiere.Fortfahren, bis das Tier etwa die Hälfte seiner projizierten Bahn durchlaufen hat. Danach zum Aufenthaltsort des Tieres gehen und es vorsichtig erneut einfangen. Anhand der zuvor ermittelten Masse die korrekte Dosis des Medikaments bestimmen, die dem jeweils erfassten Tier verabreicht werden muss.Desinfizieren Sie die Injektionsstelle mit einem 70 %igen Alkohl-Tupfer. Verabreichen Sie das Medikament mit einer Ein-Milliliter-Spritze und einer 22-Gauge-Nadel direkt in den caudalen peritonealen Sinus. Setzen Sie das Tier so schnell wie möglich an der Fundstelle wieder aus.Verfolgen Sie die Bewegung des Tieres mithilfe der Methode der linken und rechten Erhebung, bis es den projizierten Zielpunkt erreicht. Halbieren Sie mit jedem Paar aus linkem und rechtem Erhebungswinkel den Winkel, um die resultierende Senderpeilung zu ermitteln. Wiederholen Sie dies für alle Peilungen zu einem bestimmten Zeitpunkt und führen Sie eine Triangulation durch, um die Position des Tieres zu diesem Zeitpunkt zu bestimmen.Diese Karte zeigt die verfolgten Bewegungen erfahrener erwachsener Schildkröten zwischen vorübergehenden und dauerhaften Teichen. Obwohl die Tiere vor der Injektion eine hohe Präzision entlang traditioneller Routen beibehielten, wichen alle Tiere der Testgruppe nach Gabe einer Scopolamin-Behandlung erheblich ab. Dieses Phänomen wurde bei Individuen, die mit dem Kontrollpräparat Methylscopolamin behandelt wurden, nicht beobachtet.Umgekehrt zeigte die Kartierung von naiven Jungtieren, dass Individuen auch unter Scopolamin-Behandlung ihre Fortbewegung innerhalb der traditionellen Routen beibehielten. Dies deutet darauf hin, dass Jungtiere ohne vorherige Erfahrung am Standort lokale Hinweise zur Orientierung nutzen, während erwachsene Tiere mit Scopolamin-Behandlung räumliches Gedächtnis zur Navigation verwenden, da sie diese Fähigkeit unter Scopolamin-Behandlung verloren. Diese Darstellung zeigt die Bewegung von Beispielschildkröten vor der Behandlung.Es ist ersichtlich, dass alle Behandlungsgruppen dem traditionellen Weg mit einem hohen Maß an Genauigkeit folgen. Nach der Behandlung wichen Erwachsene der Scopolamin-Behandlungsgruppe signifikant vom traditionellen Weg ab. Alle anderen Gruppen setzten ihre Navigation mit hoher Präzision fort.Wenn die Methode einmal beherrscht ist, kann jedes Satzes von Peilungen in nicht mehr als drei Minuten erfasst werden, sofern die Peilung ordnungsgemäß durchgeführt wird. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, Standorte zu wählen, die nahe genug beieinander liegen, um genaue Daten zu erhalten, aber nicht so nahe, dass das Tier gestört wird. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Forschern auf dem Gebiet der Ökologie und des Tierverhaltens den Weg, um die neurologischen Grundlagen der Kognition unter natürlichen Bedingungen zu erforschen.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Environment

Umwelt

Die Überwachung der extrazellulären Neurotransmitter Ebenen in verschiedenen Hirnregionen der frei beweglichen Tieren bietet Einblicke über den Zusammenhang zwischen Neurotransmittern und Verhalten. In-vivo-Mikrodialyse mit elektrochemischer Detektion gekoppelt bietet eine hervorragende anatomische und chemische Auflösung, und Informationen darüber, wie basale Neurotransmission wird durch pharmakologische oder physiologische Manipulationen verändert.

Survivable stereotaktischen Chirurgie in Nagetiere

Cognitive Impairment, die aus der strahlentherapeutischen Management von Hirntumoren stellt eine klinisch hartnäckigen Bedingung, dass schädliche Auswirkung auf die Lebensqualität. Die Fähigkeit, kritisch zu bewerten potenzieller Interventionen zur Besserung Strahlung induzierten kognitiven verringert, hängt letztlich von der Fähigkeit, rigorose quantitative Einschätzungen der Erkenntnis zu unternehmen.

Quantifizierung Kognitive Dekrementiert von Cranial Strahlentherapie verursachten Schäden

Eine vollautomatische Protokoll für Nager operante Konditionierung vorgeschlagen. Das Protokoll stützt sich auf genaue zeitliche Steuerung der Verhaltens Ereignisse, um das Ausmaß, zu dem diese Steuer Einflüsse zugrunde liegenden neuronalen Aktivität sensomotorische Integration und kognitive Kontrollexperimenten zu untersuchen.

Eine vollautomatische Nageranlage Protokoll für die Integration sensorischer und kognitiver Kontrollexperimente

Dieses Protokoll beschreibt das Design und die chirurgische Implantation eines kopffixierenden Mechanismus zur Überwachung der neuronalen Aktivität in subkortikalen Gehirnstrukturen bei wachen Ratten.  Es beschreibt Verfahren zur Isolierung einzelner Neuronen in der juxtazellulären Konfiguration und zur effizienten Identifizierung ihrer anatomischen Positionen.

Juxtacellular Überwachung und Lokalisierung von einzelnen Neuronen im Sub-kortikalen Hirnstrukturen der Alarm, Head-zurückhaltende Ratten

Diese Methode erstellt eine greifbare, vertraute Umgebung für die Maus zu navigieren und zu erkunden während der mikroskopischen Abbildung oder Einzelzellelektrophysiologischen Ableitungen, die feste Fixierung des Kopfes des Tieres verlangen.

Flach platt Klima angehoben Plattform: Eine neue Methode zur Kombination von Verhalten mit Mikroskopie oder Elektrophysiologie auf Awake frei bewegen Nagetiere

Dieses Protokoll beschreibt, wie neuronale Aktivität in diskreten Gehirnregionen vorübergehend und aus der Ferne zum Schweigen gebracht werden kann, während Ratten mit Lern- und Gedächtnisaufgaben beschäftigt sind. Der Ansatz kombiniert Pharmakogenetik (Designer-Rezeptoren-Exklusiv-aktiviert-durch-Designer-Medikamente) mit einem Verhaltensparadigma (sensorische Präkonditionierung), das darauf ausgelegt ist, zwischen verschiedenen Komponenten des Lernens zu unterscheiden.

Ein Verfahren zum Fern Silencing neuronale Aktivität in Nagetiere Während diskreter Phasen des Lernens

Mit optogenetischer Manipulation bestimmter neuronaler Populationen oder Hirnregionen kann das Verhalten bei frei beweglichen Tieren mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung verändert werden. Durch den Einsatz verschiedener optogenetischer Werkzeuge in Kombination mit chronisch implantierten optischen Fasern kann eine Vielzahl neuronaler Modulationen und Verhaltenstests durchgeführt werden.

Optogenetische Manipulation der neuronalen Aktivität, um das Verhalten bei frei beweglichen Mäusen zu modulieren

Das hier vorgestellte Protokoll liefert Informationen zur simultanen Elektroenzephalografie (EEG) und Verhaltensbeurteilung in Echtzeit. Wir haben alle Schritte, die mit diesem Protokoll verbunden sind, als attraktive Lösung für Forscher in vielen Bereichen der Neurowissenschaften diskutiert, insbesondere in Lern- und Gedächtnisbereichen.

Simultane Überwachung der drahtlosen Elektrophysiologie und des Gedächtnisverhaltenstests als Werkzeug zur Untersuchung der Neurogenese des Hippocampus

Dieser Artikel zeigt die Vorbereitung eines maßgeschneiderten Bildgebungsfensters, ergänzt mit Infusionskanüle und deren Implantation in die CA1-Region des Hippocampus bei Mäusen.

Kraniotomie-Verfahren zur Visualisierung neuronaler Aktivitäten im Hippocampus von sich benehmenden Mäusen

Hier stellen wir ein vereinfachtes Open-Source-Hardware- und Software-Setup zur Untersuchung des räumlichen Lernens von Mäusen mit Hilfe von Virtual Reality (VR) vor. Dieses System zeigt einer kopfgebundenen Maus, die auf einem Rad läuft, eine virtuelle lineare Spur an, indem es ein Netzwerk von Mikrocontrollern und einen Einplatinencomputer verwendet, auf dem ein einfach zu bedienendes grafisches Python-Softwarepaket ausgeführt wird.

Ein Open-Source-Virtual-Reality-System zur Messung des räumlichen Lernens bei kopfgebundenen Mäusen

In Kombination mit einer Kopfplatte und einem optischen Design, das sowohl mit Einzel- als auch mit Zwei-Photonen-Mikroskopen kompatibel ist, bietet die Mikroprismenlinse einen erheblichen Vorteil bei der Messung neuronaler Reaktionen in einer vertikalen Säule unter verschiedenen Bedingungen, einschließlich gut kontrollierter Experimente in kopffesten Zuständen oder natürlicher Verhaltensaufgaben bei frei beweglichen Tieren.

Langzeitbildgebung identifizierter neuronaler Populationen mit Mikroprismen bei frei beweglichen und kopffixierten Tieren

Erfahren Sie, wie Sie die räumliche Kognition bei Schildkröten mit pharmakologischer Manipulation und Hochpräzisions-Radiotelemetrie in natürlichen Umgebungen untersuchen. Diese Methode liefert wertvolle Einblicke in neuronale Navigationsprozesse.

Mit Pharmakologische Manipulation und Hochpräzisions-Radiotelemetrie die Spatial Cognition in frei lebenden Tiere zu studieren

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