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Articolo metodologico

Misurazioni dell'elettroencefalografia in uistitì svegli che ascoltano vocalizzazioni conspecifiche

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DOI:

10.3791/66869

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26 luglio 2024

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In questo articolo

Sommario

Per studiare l'evoluzione del linguaggio, è importante confrontare i meccanismi cerebrali negli esseri umani con quelli dei primati non umani. Abbiamo sviluppato un metodo per misurare in modo non invasivo l'elettroencefalografia (EEG) degli animali svegli. Ci consente di confrontare direttamente i dati EEG tra esseri umani e animali a lungo termine senza danneggiarli.

Abstract

La comunicazione vocale svolge un ruolo cruciale nelle interazioni sociali dei primati, in particolare nella sopravvivenza e nell'organizzazione sociale. Gli esseri umani hanno sviluppato una strategia di comunicazione vocale unica e avanzata sotto forma di linguaggio. Per studiare l'evoluzione del linguaggio umano, è necessario indagare i meccanismi neurali alla base dell'elaborazione vocale negli esseri umani, nonché capire come si sono evoluti i meccanismi cerebrali confrontandoli con quelli dei primati non umani. In questo articolo, abbiamo sviluppato un metodo per misurare in modo non invasivo l'elettroencefalografia (EEG) di primati non umani svegli. Questo metodo di registrazione consente studi a lungo termine senza danneggiare gli animali e, soprattutto, ci consente di confrontare direttamente i dati EEG dei primati non umani con i dati umani, fornendo informazioni sull'evoluzione del linguaggio umano. Nel presente studio, abbiamo utilizzato il metodo di registrazione EEG del cuoio capelluto per studiare l'attività cerebrale in risposta alle vocalizzazioni specie-specifiche negli uistitì. Questo studio fornisce nuove intuizioni utilizzando l'EEG del cuoio capelluto per catturare rappresentazioni neurali diffuse negli uistitì durante la percezione vocale, colmando le lacune nelle conoscenze esistenti.

Introduzione

I primati usano vocalizzazioni specie-specifiche per trasmettere informazioni biologicamente importanti, come lo stato emotivo del chiamante o l'intenzione di mantenere legami sociali, la presenza di predatori o altre situazioni pericolose. L'indagine sui meccanismi neurali alla base della percezione della vocalizzazione nei primati non umani ricchi di voce può fornirci indizi critici per comprendere meglio le origini evolutive del linguaggio umano.

Gli uistitì comuni sono piccoli primati originari del Sud America. Negli ultimi anni, gli uistitì sono stati sempre più utilizzati come animali modello, insieme ai macachi, a causa della loro el....

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Protocollo

Tutti gli esperimenti sono stati approvati dal Comitato per la sperimentazione animale dell'EHUB (n. 2022-003, 2023-104) e condotti in conformità con la Guida per la cura e l'uso dei primati da laboratorio pubblicata dall'EHUB. Per l'esperimento sono stati utilizzati nove uistitì comuni (Callithrix jacchus, sei maschi e tre femmine, di età compresa tra 2 e 12 anni, del peso di 330-490 g).

1. Animali

  1. Alloggia gli uistitì in gabbie singole dotate di cassette nido, posatoi in legno e altri dispositivi di arricchimento.
  2. Mantenere gli ambienti sotto un ciclo luce-buio di 12 ore, con temperatura e umi....

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Risultati

In primo luogo, abbiamo tracciato i potenziali medi correlati agli eventi (ERP) per ogni stimolo uditivo negli uistitì (Figura 2). Il potenziale evocato uditivo (AEP) era prominente nella condizione di rumore , riflettendo la chiara insorgenza degli stimoli (vedi Figura 1D). Per confrontare gli ERP medi tra i tipi di chiamata e gli stimoli di rumore, abbiamo applicato un'analisi unidirezionale della varianza (ANOVA) con gli stimoli come fattore tra i so.......

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Discussione

Punti da notare sull'anestesia
Sono state tentate sia la somministrazione di ketamina che quella di xilazina e, sebbene queste siano analgesiche e quindi adatte a compiti lunghi e dolorosi, gli uistitì tendono a sperimentare diminuzioni dei livelli di ossigeno nel sangue senza inalazione di ossigeno44. In breve, l'alfaxalon è probabilmente più adatto per attività indolori come la rasatura o la creazione di maschere. Inoltre, per la rasatura, che richiede solo 10-15 minuti, l'an.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.

Ringraziamenti

Questo lavoro è stato sostenuto dal Progetto Hakubi dell'Università di Kyoto, Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering) (No.22K18644), Grant-in-Aid for Scientific Research (C) (No. 22K12745), Grant-in-Aid for Scientific Research (B) (No. 21H02851) e Grant-in-Aid for Scientific Research (A) (No. 19H01039). Vorremmo ringraziare Editage (www.editage.jp) per l'editing in lingua inglese.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
AlfaxaloneMeiji Salute degli animaliAlfaxan
AmplifierProdotti per il cervelloBrainAmp
AtropinaFuso Industrie farmaceuticheIniezione di atropina solfato Editor
audioAdobeAdobe Audition
Software di elaborazione datiMathWorksMATLABversione R2023a
Cassetta degli attrezzi per l'elaborazione dei datiUniversity of California-SanDiegoEEGLAB
Toolbox per l'elaborazione dei datiUniversity of California-DavisERPLAB
Rasoio elettricoPanasonicER803PPA
ElettrodoUnique MedicalUL-3010rivestito in AgCl (personalizzato)
Gel perelettrodi Neurospec AGV16 SuperVisc
di input per elettrodiProdotti per il cervelloEIB64-DUO64ch
Colla3MScotch 7005S
Crema per la rimozione dei capelliKracieepilat per pelli
IsofluranoBussan Salute degli animalids isoflurano Gomma liquida
San-ei Yakuhin BoekiChiamata araba SSGomma arabica + acqua
NutrizioneliquidaNestlé Società di scienze della saluteIsocal 1.0 Juniorformula polimerica
MaropitantZoetis iniettabile Cerenia
Monitor CameraIntelRealSense LiDAR Camera L515
Pellet di scimmiaLievito orientaleSPS
Sedia per primatiNatsume SeisakushoPulsossimetri
CovidentNellcorPM10N
Pasta per la preparazione della pelle.Mammendorfer Institut fü r Physik und MedizinNeuPrep
Tubo SliconAsONEΦ 4 x 7mm
AltoparlanteFostexPM0.3
Dispositivo di sincronizzazioneBrain VisionStimTrak
Maschera termoplasticaCIVCOMTAPU Tipo Uniframe Maschera termoplastica 2.4mm
Scatola sensibiliSoluzione

Riferimenti

  1. Miller, C. T., et al. Marmosets: A neuroscientific model of human social behavior. Neuron. 90 (2), 219-233 (2016).
  2. Okano, H., Hikishima, K., Iriki, A., Sasaki, E. The common marmoset as a novel animal model system for biomedical and neur....

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Ristampe e permessi

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