Valutare l'apprendimento spaziale e la memoria in piccoli rettili squamate

L'obiettivo generale di questa procedura è valutare la memoria spaziale e l'apprendimento in piccoli rettili squamati utilizzando un labirinto di Barnes modificato. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave riguardanti i processi cognitivi spaziali di specie non modello, in particolare nei piccoli rettili squamati. Il vantaggio principale di questa tecnica è che abbiamo modificato un paradigma tradizionale per roditori, il labirinto di Barnes, per consentire di testare l'apprendimento spaziale e la memoria nelle piccole lucertole.

È possibile che il labirinto possa essere modificato in modo simile per essere applicabile anche ad altre specie. Per questo protocollo, è necessario acquistare o costruire il labirinto di Barnes. Assicurati che i fori dell'obiettivo siano di dimensioni adeguate per la specie di interesse.

Per questa dimostrazione, sono in uso lucertole da recinzione, quindi i fori sono dimensionati in modo da corrispondere. Posiziona il labirinto in una stanza tranquilla con un'illuminazione dall'alto brillante e spunti spaziali intorno al labirinto, come porte e armadi, per aiutare gli animali a navigare. Sopra il labirinto, montare una webcam con obiettivo grandangolare con messa a fuoco automatica o un'altra fotocamera adatta.

La chiave è che il campo visivo contenga l'intero labirinto. Ad almeno un metro a lato del labirinto, posizionare il computer utilizzato per il tracciamento degli animali. Una volta posizionato, segna le gambe del labirinto sul pavimento con un pennarello indelebile o del nastro adesivo, in modo che possa essere rimesso nella sua posizione originale con facilità.

Per quanto riguarda il labirinto, assegna casualmente uno dei fori di fuga come numero uno e numera gli altri fori consecutivamente fino al numero 10. Segna i numeri lungo la parete esterna del labirinto, in modo che non servano come segnali visibili per gli animali. Sotto il labirinto, se necessario, utilizzare una piccola stufa o attaccare del nastro termico per aumentare la temperatura superficiale del labirinto in modo che gli animali siano alla loro temperatura corporea ottimale per l'attività metabolica.

Per iniziare, assegna casualmente le buche delle porte a ciascun animale. Se gli animali sono alloggiati al di fuori della sala di prova, portare le gabbie domestiche nella stanza almeno 30 minuti prima del test. Assicurati di fornire loro calore, se necessario, in modo che siano alla loro temperatura corporea ideale quando vengono testati.

Sul computer, apri il software di tracciamento MATLAB personalizzato e l'applicazione webcam per ottenere il feed video. Quindi, valuta nuovamente il campo visivo e regola la posizione del labirinto secondo necessità. Successivamente, apri il foglio di lavoro per registrare i parametri sperimentali di base, che dovrebbero includere la data, l'ora di inizio e di fine, gli ID degli animali, le buche obiettivo assegnate, il numero di prove di allenamento, le note e le iniziali dell'osservatore.

Quindi, randomizza l'ordine di test degli animali e inizia a testarli in modo sistematico. Per prima cosa, rimuovi un animale dalla sua gabbia domestica e posizionalo delicatamente al centro del labirinto. Quindi, coprilo con una vaschetta di plastica opaca e lascia che l'animale si acclimati per 30 secondi alla vasca.

Nel frattempo, monta la gabbia di casa dell'animale sotto il labirinto direttamente sotto il foro di fuga assegnato. Far scorrere la parte superiore dell'involucro nei supporti dei pioli e mettere la roccia crogiolarsi nella gabbia, direttamente sotto il foro. Ora, rimuovi delicatamente la vasca di plastica dalla parte superiore del labirinto e inizia a registrare la prova sul computer.

Lascia che l'animale esplori il labirinto per dieci minuti e, se si verifica qualcosa di atipico, annotalo nel foglio di lavoro. Se l'animale cade o corre fuori dal tavolo, riportalo delicatamente al centro del labirinto, a condizione che non sia rimasto fuori dal labirinto per più di 30 secondi. In caso contrario, interrompi la prova e registra questo risultato nella sezione note.

Se il soggetto scende nel buco di fuga senza assistenza, il processo termina in quel momento. Se il soggetto non scappa nel buco entro 10 minuti, termina la prova e guida delicatamente l'animale verso il suo buco di fuga con le mani, muovendolo a testa in giù. Una volta nella sua gabbia domestica sotto il labirinto, lasciare riposare l'animale per almeno due minuti.

Nel frattempo, pulisci la parte superiore del labirinto con una miscela di sapone diluito e carta assorbente. Alcune specie, in particolare quelle che fanno un uso massiccio di informazioni chemiosensoriali, richiedono un ulteriore risciacquo del labirinto con acqua calda per eliminare tutti i segnali olfattivi. Una volta pulito il labirinto, rimuovi il recinto da sotto il labirinto e continua a testare gli animali.

Ognuno può percorrere il labirinto fino a cinque volte al giorno, con un intervallo di mezz'ora tra le prove. Ripetere questa procedura di allenamento fino a quando il soggetto non è sceso nel suo foro di porta senza assistenza in tre diverse prove. Questi successi non devono necessariamente avvenire consecutivamente e non ci sono limiti al numero di prove necessarie.

Il numero di prove di formazione per raggiungere il criterio può essere oneroso. L'alterazione del labirinto in modo ecologicamente rilevante, prendendo in considerazione la storia naturale e il comportamento di una specie, può aiutare ad alleviare questo problema. Quindi, procedi con la prova della sonda il giorno successivo per testare ulteriormente quell'animale.

Una volta che gli animali hanno imparato il loro buco di fuga, usa la prova della sonda per determinare se sta navigando utilizzando una strategia spaziale o qualche altra strategia di navigazione. Per questa prova, ruotare il labirinto di 180 gradi, in modo che i segnali locali all'interno del labirinto siano in diretto conflitto con i segnali spaziali all'esterno del labirinto. Quindi, testare l'animale utilizzando la stessa procedura di una prova di addestramento.

Tuttavia, nessuna gabbia è montata sotto il foro di fuga. Pertanto, nessun segnale olfattivo dalla gabbia può aiutare a guidare l'animale verso la sua fuga. Se l'animale non riesce a trovare il buco di fuga, basta rimuoverlo dal labirinto e riportarlo nella sua gabbia di casa.

Non insegnargli dove si trova il foro. Come prima, pulisci sempre il labirinto prima di testare l'animale successivo. Sette lucertole adulte con macchie laterali sono state testate come descritto.

Gli individui hanno fatto tra i 17 e gli 81 studi per avanzare al processo della sonda, con una media vicina a 50. Il gruppo ha impiegato molto meno tempo per trovare il foro di fuga nel quarto quartile delle prove rispetto al primo, il che suggerisce l'apprendimento. Durante le prove della sonda, gli individui si sono recati al foro della porta spazialmente corretto a una velocità ben migliore del caso e hanno trascorso la maggior parte del loro tempo in questo quadrante del labirinto.

Pertanto, i segnali spaziali nella stanza avevano la priorità rispetto ai segnali locali nel labirinto. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come modificare un labirinto di Barnes per ospitare i test di un piccolo rettile squamato, nonché di come eseguire gli animali in addestramento e le prove di sonda. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di prendere in considerazione la storia naturale e il comportamento delle specie di interesse quando si progetta un compito per sondare la memoria spaziale e l'apprendimento.

Seguendo questa procedura, sarebbero appropriate applicazioni più dettagliate, come diminuire l'affidabilità dei segnali spaziali o rendere più evidenti i segnali locali. In questo modo si può rivelare come la stabilità di diversi segnali possa modulare la priorità dei segnali e la memoria.