Die Beurteilung räumliches Lernen und Gedächtnis in Klein squamate Reptilien

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, das räumliche Gedächtnis und das Lernen bei kleinen Schuppenreptilien anhand eines modifizierten Barnes-Labyrinths zu bewerten. Diese Methode kann helfen, Schlüsselfragen zu den räumlichen kognitiven Prozessen von Nicht-Modellarten zu beantworten, insbesondere bei kleinen Schuppenreptilien. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass wir ein traditionelles Nagetierparadigma, das Barnes-Labyrinth, modifiziert haben, um das räumliche Lernen und das Gedächtnis bei kleinen Eidechsen testen zu können.

Es ist möglich, dass das Labyrinth auf ähnliche Weise verändert werden könnte, um auch auf andere Spezies anwendbar zu sein. Für dieses Protokoll ist es notwendig, das Barnes-Labyrinth zu kaufen oder zu bauen. Stellen Sie sicher, dass die Ziellöcher die richtige Größe für die interessierende Art haben.

Für diese Demonstration werden Zauneidechsen verwendet, so dass die Löcher entsprechend dimensioniert sind. Positionieren Sie das Labyrinth in einem ruhigen Raum mit heller Deckenbeleuchtung und räumlichen Hinweisen rund um das Labyrinth, wie z. B. Türen und Schränke, um den Tieren die Navigation zu erleichtern. Montieren Sie oberhalb des Labyrinths eine Webcam mit Autofokus-Weitwinkelobjektiv oder eine andere geeignete Kamera.

Der Schlüssel ist, dass das Sichtfeld das gesamte Labyrinth umfasst. Positionieren Sie mindestens einen Meter an der Seite des Labyrinths den Computer, der für die Tierverfolgung verwendet wird. Sobald es positioniert ist, markieren Sie die Beine des Labyrinths mit einem Permanentmarker oder Klebeband auf dem Boden, damit es leicht wieder in seine ursprüngliche Position gebracht werden kann.

Was das Labyrinth betrifft, weise zufällig eines der Fluchtlöcher als Nummer eins zu und nummeriere die anderen Löcher nacheinander bis Nummer 10. Markieren Sie die Zahlen entlang der Außenwand des Labyrinths, damit sie nicht als sichtbare Hinweise für die Tiere dienen. Verwenden Sie bei Bedarf unter dem Labyrinth eine kleine Raumheizung oder bringen Sie ein Wärmeband an, um die Oberflächentemperatur des Labyrinths zu erhöhen, damit die Tiere ihre optimale Körpertemperatur für die Stoffwechselaktivität haben.

Weisen Sie zu Beginn jedem Tier nach dem Zufallsprinzip Ziellöcher zu. Wenn die Tiere außerhalb des Testraums untergebracht sind, bringen Sie ihre Heimkäfige mindestens 30 Minuten vor dem Test in den Raum. Stellen Sie sicher, dass Sie ihnen bei Bedarf Wärme zuführen, damit sie beim Test ihre ideale Körpertemperatur haben.

Öffnen Sie auf dem Computer die benutzerdefinierte MATLAB-Tracking-Software und die Webcam-Anwendung, um den Video-Feed abzurufen. Werten Sie dann das Sichtfeld erneut aus und passen Sie die Position des Labyrinths nach Bedarf an. Öffnen Sie als Nächstes das Arbeitsblatt, um die grundlegenden experimentellen Parameter aufzuzeichnen, zu denen das Datum, die Start- und Endzeit, die Tier-IDs, die zugewiesenen Ziellöcher, die Anzahl der Trainingsprobeläufe, Notizen und die Initialen des Beobachters gehören sollten.

Randomisieren Sie dann die Testreihenfolge der Tiere und beginnen Sie, sie systematisch zu testen. Entferne zuerst ein Tier aus seinem Käfig und setze es vorsichtig in die Mitte des Labyrinths. Decken Sie es dann mit einer undurchsichtigen Plastikwanne ab und lassen Sie das Tier 30 Sekunden lang an die Wanne gewöhnen.

Montieren Sie in der Zwischenzeit den Heimatkäfig des Tieres unter dem Labyrinth direkt unter dem zugewiesenen Fluchtloch. Schieben Sie die Oberseite des Geheges in die Heringshalterungen und legen Sie den Sonnenstein in den Käfig direkt unter das Loch. Entferne nun vorsichtig die Plastikwanne von der Oberseite des Labyrinths und beginne mit der Aufzeichnung des Versuchs auf dem Computer.

Lassen Sie das Tier das Labyrinth zehn Minuten lang erkunden, und wenn etwas Untypisches passiert, notieren Sie es auf dem Arbeitsblatt. Wenn das Tier vom Tisch fällt oder läuft, bringen Sie es vorsichtig in die Mitte des Labyrinths zurück, vorausgesetzt, es befindet sich nicht länger als 30 Sekunden außerhalb des Labyrinths. Andernfalls brechen Sie den Versuch ab und notieren Sie dieses Ergebnis im Abschnitt "Notizen".

Wenn der Proband ohne Hilfe in das Fluchtloch hinabsteigt, endet der Prozess zu diesem Zeitpunkt. Wenn die Versuchsperson nicht innerhalb von 10 Minuten in das Loch entkommt, beenden Sie den Versuch und führen Sie das Tier vorsichtig mit der Hand zu seinem Fluchtloch, indem Sie es mit dem Kopf voran bewegen. Sobald Sie sich in seinem Heimatkäfig unter dem Labyrinth befinden, lassen Sie das Tier mindestens zwei Minuten ruhen.

Reinige in der Zwischenzeit die Oberseite des Labyrinths mit einer verdünnten Seifenmischung und Küchenpapier. Einige Spezies, insbesondere solche, die stark von chemosensorischen Informationen Gebrauch machen, erfordern ein zusätzliches Spülen des Labyrinths mit heißem Wasser, um alle Geruchshinweise zu beseitigen. Sobald das Labyrinth gereinigt ist, entferne das Gehege unter dem Labyrinth und fahre mit dem Testen der Tiere fort.

Jeder kann das Labyrinth bis zu fünfmal pro Tag durchlaufen, mit einem halbstündigen Abstand zwischen den Versuchen. Wiederholen Sie diesen Trainingsvorgang, bis der Proband in drei verschiedenen Versuchen ohne Hilfe in sein Zielloch hinabgestiegen ist. Diese Erfolge müssen nicht nacheinander auftreten, und es gibt keine Begrenzung für die Anzahl der erforderlichen Versuche.

Die Anzahl der Trainingsversuche, um das Kriterium zu erreichen, kann belastend sein. Eine ökologisch relevante Veränderung des Labyrinths unter Berücksichtigung der natürlichen Geschichte und des Verhaltens einer Art kann dazu beitragen, dies zu mildern. Fahren Sie dann am nächsten Tag mit dem Sondenversuch fort, um das Tier weiter zu testen.

Sobald die Tiere ihr Fluchtloch gelernt haben, verwenden Sie den Sondenversuch, um festzustellen, ob es sich um eine räumliche Strategie oder eine andere Navigationsstrategie handelt. Drehen Sie für diesen Versuch das Labyrinth um 180 Grad, sodass die lokalen Hinweise innerhalb des Labyrinths in direktem Konflikt mit den räumlichen Hinweisen außerhalb des Labyrinths stehen. Testen Sie dann das Tier mit dem gleichen Verfahren wie bei einem Trainingsversuch.

Unter dem Fluchtloch ist jedoch kein Käfig montiert. Kein olfaktorischer Hinweis aus dem Käfig kann also helfen, das Tier zur Flucht zu führen. Wenn das Tier das Fluchtloch nicht findet, nehmen Sie es einfach aus dem Labyrinth und bringen Sie es in seinen Heimatkäfig zurück.

Bringen Sie ihm nicht bei, wo sich das Loch befindet. Reinigen Sie wie bisher immer das Labyrinth, bevor Sie das nächste Tier testen. Sieben adulte Eidechsen mit Seitenflecken wurden wie beschrieben getestet.

Personen benötigten zwischen 17 und 81 Studien, um in die Sondenstudie zu gelangen, wobei der Durchschnitt bei 50 lag. Es dauerte signifikant weniger Zeit, bis die Gruppe das Fluchtloch im vierten Quartil ihrer Versuche fand als im ersten, was auf Lernen hindeutet. Während der Sondenversuche gingen die Individuen mit einer Rate, die weit besser war als der Zufall, zum räumlich korrekten Zielloch und verbrachten die meiste Zeit in diesem Quadranten des Labyrinths.

Daher wurden räumliche Hinweise im Raum gegenüber lokalen Hinweisen im Labyrinth priorisiert. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie ein Barnes-Labyrinth modifizieren, um Tests an einem kleinen Plattenreptil durchzuführen, sowie wie Sie Tiere in Trainings- und Sondenversuchen führen können. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, den natürlichen Verlauf und das Verhalten der interessierenden Spezies zu berücksichtigen, wenn eine Aufgabe entworfen wird, die das räumliche Gedächtnis und das Lernen untersucht.

Nach diesem Verfahren wären detailliertere Anwendungen angebracht, wie z.B. die Verringerung der Zuverlässigkeit von räumlichen Hinweisen oder die deutlichere Darstellung lokaler Hinweise. Auf diese Weise kann sich zeigen, wie die Stabilität verschiedener Signale die Priorisierung und das Gedächtnis von Hinweisen modulieren kann.