El uso de la manipulación farmacológica y de alta precisión de radio telemetría para estudiar la cognición espacial en animales criados en libertad

El objetivo general de este experimento es determinar la importancia de la cognición espacial en la navegación de tortugas terrestres. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en ecología, incluida la forma en que los animales responden a los cambios en su entorno o navegan por paisajes estresantes, y nos da una idea de los procesos cognitivos y neurológicos subyacentes. Las principales ventajas de esta técnica son que los movimientos de los animales se estudian en un sistema natural con una alta precisión espacial y el comportamiento se manipula utilizando agentes farmacológicos bien estudiados.

Aunque este método puede proporcionar información sobre las bases cognitivas de los movimientos de los animales, también se puede aplicar a otros sistemas, como la conservación y la neurobiología. Para empezar, localiza una masa de agua objetivo que se sepa que contiene tortugas. Identifique una región dentro del sitio que tenga suficiente profundidad de agua para colocar trampas.

Despliega las trampas de aro de manera que queden de cuatro a cinco pulgadas por encima del agua para que las tortugas atrapadas tengan espacio para salir a la superficie y respirar. Expande las trampas hasta su longitud máxima. Coloca las trampas en su lugar de forma segura.

A continuación, ceba las trampas con peces muertos, hígados o cuellos de pollo y una lata de comida para gatos o verduras enlatadas. Revise las trampas dos veces al día. Retire las tortugas sujetando al animal por los lados, evitando el contacto con las garras o el pico, que puede causar lesiones.

Coloque la tortuga en una bolsa de sujeción, unida a una báscula de resorte y registre la masa del animal al gramo más cercano. Para colocar el transmisor, primero use una espátula y un paño para limpiar el barro, los desechos y las algas del área de fijación. Frote esta área, usando isopropanol al 70%.

Use una pequeña cantidad de epoxi de cinco minutos para conectar el transmisor al caparazón de la tortuga, orientándolo para asegurarse de que el transmisor tenga el máximo contacto con el caparazón. Coloque la antena de modo que quede detrás del animal, paralela al eje longitudinal del cuerpo. Finalmente, cubra todo el transmisor y aproximadamente un centímetro del caparazón circundante con epoxi de cinco minutos.

Después de que el epoxi se haya curado, generalmente durante la noche, regrese la tortuga al punto de captura. Para preparar las existencias de medicamentos, use una balanza analítica en una campana extractora para pesar suficiente bromuro de escopolamina para hacer una solución de un miligramo por mililitro. Añada la escopolamina a un tubo cónico que contenga el volumen adecuado de solución salina inyectable.

Vórtice hasta que se disuelva. A continuación, pese suficiente bromuro de metilbromuro de escopolamina para hacer una solución de trabajo de un miligramo por mililitro. Añádalo a un tubo cónico que contenga el volumen adecuado de solución salina inyectable.

Agite la solución hasta que todo el polvo se disuelva. Con un filtro de jeringa de 0,22 micrómetros, transfiera la solución de hidrobromuro de escopolamina a un vial de suero estéril sellado. Repita el proceso de filtración usando una jeringa nueva para filtrar la solución de bromuro de metilbromuro de escopolamina.

Marque la frecuencia del animal objetivo en el receptor. Usando una antena Yagi, y con la ganancia del receptor ajustada a media, identifique la ubicación general de un animal marcado. Muévase a la ubicación general de la tortuga objetivo, permaneciendo al menos a 25 metros de distancia.

Con un dispositivo GPS, registre la ubicación. Identifique la dirección de la señal más fuerte. Baje la ganancia tanto como sea posible, sin dejar de recibir una señal detectable.

Mueva la antena hacia la izquierda y registre el rumbo en el que se pierde la señal. Este es el montículo de la izquierda. A continuación, repita este proceso para determinar el montículo correcto.

Estos dos montículos representan un solo conjunto de rodamientos. A continuación, muévase a una ubicación diferente, idealmente de 60 a 90 grados en relación con el primer rumbo, si es posible, y vuelva a tomar los rumbos izquierdo y derecho del montículo. Se debe tomar una ubicación GPS cada vez que el rastreador cambia de posición.

Repita esto en diferentes ubicaciones para un total de al menos tres, y hasta cinco, juegos de rodamientos para aumentar la precisión. Repita la recolección de ubicaciones cada 10 a 15 minutos y registre los juegos de rumbos para el animal objetivo. Esto dará datos de movimiento para los animales no manipulados.

Continúe hasta que el animal haya navegado aproximadamente la mitad de su trayectoria proyectada. Luego, proceda a la ubicación del animal y recapturérelo con cuidado. Utilizando la masa recolectada previamente, determine la dosis correcta de medicamento a administrar para el animal específico recolectado.

Frote el lugar de la inyección con una toallita con alcohol al 70%. Con una jeringa de un mililitro con una aguja de calibre 22, administre el medicamento directamente en el seno peritoneal del caudle. Libere al animal lo antes posible en su lugar de captura.

Siga el movimiento del animal utilizando el método del montículo izquierdo y derecho hasta que llegue al destino proyectado. Usando cada par de cojinetes de loma izquierda y derecha, divida el ángulo para encontrar el cojinete del transmisor resultante. Repita esto para todos los rumbos de un punto de tiempo determinado y triangule para encontrar la posición del animal en ese momento.

Este mapa muestra los movimientos rastreados de tortugas adultas experimentadas entre estanques temporales y permanentes. A pesar de mantener una alta precisión a lo largo de las rutas tradicionales antes de la inyección, todos los adultos en el grupo de prueba se desviaron drásticamente después de recibir el tratamiento con escopolamina. Este fenómeno no se observó en los individuos tratados con el fármaco de control, la metilescopolamina.

Por el contrario, el mapeo de juveniles naïve mostró que incluso con el tratamiento con escopolamina, los individuos mantuvieron el movimiento dentro de las rutas tradicionales. Esto sugiere que los individuos juveniles sin experiencia previa en el sitio usan señales locales para navegar, mientras que los adultos tratados con escopolamina usan la memoria espacial para navegar, ya que pierden esta capacidad cuando son tratados con escopolamina. Este gráfico muestra el movimiento de las tortugas de muestra antes del tratamiento.

Se considera que todos los grupos de tratamiento siguen el camino tradicional con un alto grado de precisión. Después del tratamiento, los adultos en el grupo de tratamiento con escopolamina se desviaron significativamente del camino tradicional. Todos los demás grupos continuaron navegando con alta precisión.

Una vez dominado, cada juego de rodamientos se puede recoger en no más de tres minutos si el seguimiento se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar elegir ubicaciones que estén lo suficientemente cerca para recopilar datos precisos, pero no demasiado cerca para molestar al animal. Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la ecología y el comportamiento animal exploraran las bases neurológicas de la cognición en condiciones naturales.