Name: トカゲの運動の速度と方向の視覚感度のテスト (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2006-12-14T00:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 30 s
Description: 学ぶトカゲの運動感度テスト法。ランダムドットキネマトグラムとオペラント条件付けを用いて、Jacky Lizardの視覚認知と学習記憶能力を評価します。爬虫類の感覚処理と行動神経科学への貢献を示します。

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私は動物行動の統合に関する研究（CISAB）のためのセンターからクリストファーエヴァンスとダレンバークに感謝します。

ジャッキードラゴンズ ジャッキートカゲ（A. muricatusは ）気候制御キャプティブの施設で開催されました。 エンクロージャは、60 cm 3を測定する加工ガラスのテラリウムで構成された。エンクロージャは、シドニーの砂の基板、ネイティブ葉、および天然木製の止まり木でいっぱいだった。エンクロージャは、被験者がすべて表示するモニターの中央に配置するために許可されている可動台車の上に置かれた。 シミュレートされた夏の状態の間に10Dの光周期、および夏時間の前半の時間の間加熱ランプ（125W）と十分な紫外線（UV）照明（300W）の両方で提供された：トカゲは、14Lの下に置かれた。トカゲはまた水アドリブで提供された、葉コオロギ（Achetusドメス ） は 、非実験的なセッション中にビタミンを振りかけ、そして日常的にイベルメクチンの希釈用量を使用して寄生虫の虫の食った。 再生に使用する機器 3つのビデオ再生のリグは、刺激の提示（図1参照）に使用されます。中央のリグは、ドットの刺激を含んでいるのiMac（アップルコンピュータ社）で構成されています。つの追加リグは、再生の刺激を（すなわち、無脊椎動物）に含まれる刺激提示用のFinal Cut Pro HDを搭載したiMacで構成されています。 デジタル信号は、ビデオ再生用のデジタル-アナログ変換のための高度なデジタルビデオコンバーター（カノープス© GT ADVC110、メルボルン、ビクトリア、オーストラリア）に送られ、ソニーTrintron（ソニー株式会社、品川区、東京日本）モニター（シリーズに表示されます第PVM-14M2A/PVM-14L2/PVM-14N5A）。キヤノン（モデルNo。MV650i）22倍光学ズーム（キャノン株式会社、日本）とデジタルビデオカメラを直接テスト領域の上にマウントされていると、レコードを直接ソニー（ソニー株式会社、品川区、東京日本）ビデオカセットレコーダーの刺激に対する応答（シリアル番号SLV - EZ717AS）。 記録された画像は、カラービューファインダー（NEC、シリアル番号1892、神奈川県、日本）に送信されます。ドット表示の開始から7.5秒で、電子的に発生する音のマーカーは、カノープス® ADVC110とVHSへの記録に送信されます。ビデオの再生は、PAL - DV規格（;水平解像度575ライン、25フレームS - 1 5:1の圧縮）のために調整されます。 ランダムドットKinematograms（RDKs） RDKsはVPixx V1.79（VPixx V1.79、VPixx Technologies社2002）を使用して開発することができます。 30 × 20度のフィールドを持つデザインの刺激は、5 × 5画素を測定するそれぞれのドットで、200ドットで埋める。 128様々な刺激を生成する、一貫性の8つのレベルと二つの方向を組み合わせた速度の8つのバリエーションで、ドット刺激を構築する。 速度パラメータは毎秒度（° / s）で設計されていた。速度変動は0.5、2.5、5、10、20、40、80、および160℃/ sであった。コヒーレンスの割合は、0、2.5、5、10、20、40、80、および左右どちらかの方向の動きで100％であった。 モーションJPEG - Bのファイルとしてそれぞれのシーケンスをエクスポートする。ただし、機能の配列RDKsを設計することができます。 各シーケンスは、持続時間の合計15秒です。シーケンスは、試験速度の変数と一致する0％のコヒーレンスの2.5秒から始まります。この期間は、現在のトライアルを開始します。これは、速度とコヒーレンスの組み合わせの変化の5秒が続いている。シーケンスは適切な方向に100％の7.5 Sが完成させた。 アップルのFinal Cut Pro HD（アップルコンピュータ社）のすべてのモーションJPEG - Bのシーケンスと編集をインポートします。それぞれの間隔で音マーカーを追加します。このマーカーは、VHSへの唯一の音であり、刺激提示の変更が発生した場合の動作をスコアリングするときにキューとして使用されます。 Final Cut Proのムービーとして128の各シーケンスをエクスポート。 一次的強化 - ミルワーム 実験時のブロックの試験ごとに5件の試験（16試験）の無作為化強化スケジュールの上に置いて科目。主な強化は、ミルワーム（チャイゴミムシダマシ）です。 二次的強化 - アニメーション無脊椎動物 二次的強化は、一次強化子とペアになるです。コオロギ、2）ダニ、及び3）スパイダー1）：そのようなコンピュータアニメーション無脊椎動物の3つのタイプのような生物学的に意味のある強化子を、作成。 初期の7.5 Sはまだ背景のと、長さが15秒間光V8.3を（NewTek社（株）、サンアントニオ、テキサス州、米国）を使用してアニメーションを作成し、適切な画面に無脊椎動物の7.5 Sが続きます。 フォーEAHクリップにJPEGとしてインポートする自然植生の背景をtograph。個々のJPEG画像のシーケンス（375フレーム）に各シーケンスをエクスポート、およびビデオの再生のためのFinal Cut Pro HDを使用してムービーファイルに圧縮する。コンディショニングのパラダイムに慣れを防ぐために、50のユニークなクリップを設計する。 一般的な手順 表示モニターの間に被写体を置きます。 各科目のRDK刺激の提示をランダム化します。 八日で16試行のブロック内の刺激を示す。各試験は30〜60秒から様々なintertrial間隔で15秒です。速度をテストの反射0％コヒーレンスの2.5秒に分割し、各試行の間隔を、スピードと一貫性をテストする5秒、および速度と一致する適切な方向に100％の7.5 Sが続きます。 この5秒クリティカル期間中、被験者は、対応する必要があります。応答するために左または右のモニターに向かって向きや待ち時間などに依存する措置を記録する。 一次的強化子唯一の5つランダムな試行を使用してアニメーション無脊椎動物で各試験を強化する。各ブロックの試験が完了した時点で、テストの領域から対象のエンクロージャを削除し、別の筐体を導入する。

<ol><li>Burghardt, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+processes+in+reptiles%5BTitle%5D)+AND+%22Biology+of+the+reptilia%22%5BJournal%5D)">Learning processes in reptiles.</a> Biology of the reptilia. Gans, C., Tinkle, D. W. 7, Academic Press. New York. 555-681 (1977).</li>
<li>VPixx, Instruction Manual. VPixx Techniologies Inc. , 96(2002).</li>
</ol>

資金は、マッコーリー大学のCISABと心理学科大学院賞、およびオーストラリアの研究評議会によってサポートされていました。研究は、マッコーリー大学動物倫理委員会（2003/014）とニューサウスウェールズ州国立公園とオーストラリアの野生生物サービス（S11024）の倫理指針の中で行われました。

トカゲの種の感覚能力をテストすることは困難であった、そして主に退屈で骨の折れるプロセスの両方をされています。これらの困難は、正しい補強剤を見つける、あるいは機能的なプロトコルを確立することに由来する。ここで、私はトカゲの運動感覚をテストすることに成功プロトコルを確立した。また、この手順では、他の視覚特性だけでなく、他の感覚のメカニズムをテストでは適用できるかもしれない。さらに、この手順は、他の種にも適用可能である。このプロトコルの有用性だけでなく、私たちが自然の行動を理解することが、他の科学的な取り組みのモデルとしてトカゲの動作を使用することができます。

<table><tbody><tr><td>iMac</td><td>コンピューター</td><td>Apple</td><td></td><td>3台</td></tr><tr><td>Canopus&amp;#174;</td><td>デジタル・アナログコンバーター</td><td>Canopus&amp;#174;</td><td>ADVC110</td><td></td></tr><tr><td>Sony Trinitron</td><td>カラービューファインダー</td><td>ソニー株式会社</td><td>PVM-14M2A, PVM-14L2, PVM-14N5A</td><td>モニター3台</td></tr><tr><td>Canon</td><td>デジタルビデオカメラ</td><td>キヤノン株式会社</td><td>MV650i</td><td>行動の記録用</td></tr><tr><td>NEC</td><td>カラービューファインダー</td><td>NEC株式会社</td><td>1892</td><td>反応の観察用</td></tr><tr><td>Sony VCR</td><td>VHSレコーダー</td><td>ソニー株式会社</td><td>SLV-EZ717AS</td><td>行動のVHS記録用</td></tr><tr><td>VHSテープ</td><td></td><td></td><td>汎用VHS</td><td>記録媒体</td></tr><tr><td>VPixx</td><td>ソフトウェアプログラム</td><td>VPixx Technologies, Inc.</td><td>v1.79</td><td>RDKの作成用</td></tr><tr><td>Final Cut Pro</td><td>ソフトウェアプログラム</td><td>Apple</td><td>HD</td><td>再生シーケンスの作成用</td></tr><tr><td>Lightwave&amp;#174; 3D</td><td>ソフトウェアプログラム</td><td>NewTek Inc.</td><td>v8.3</td><td>二次強化子の作成用</td></tr><tr><td>ミールワーム</td><td>Tenebrio molitor</td><td>Pisces Enterprises LTD</td><td></td><td>一次強化子</td></tr><tr><td>コオロギ</td><td>Achetus domesticus</td><td>Pisces Enterprises LTD</td><td></td><td>飼育用餌</td></tr><tr><td>テラリウム</td><td>ガラス製</td><td>Crystal Palace Aquariums</td><td></td><td>トカゲ用飼育ケージ (60 cm x 60 cm x 60 cm)</td></tr><tr><td>電球</td><td>Spotone</td><td>Philips</td><td></td><td>125 W, トカゲ用ヒートランプ</td></tr><tr><td>紫外線電球</td><td>Ultra-Vitalux</td><td>Osram</td><td></td><td>300 W, トカゲ用UVランプ</td></tr><tr><td>Herptivite</td><td></td><td>Rep-Cal Research Labs</td><td></td><td>ビタミン剤：β-カロテン、カルシウム、およびビタミンD3</td></tr></tbody></table>

トカゲの運動の速度と方向の視覚感度のテスト

Testing Visual Sensitivity to the Speed and Direction of Motion in Lizards

任意の種の視覚的な感度をテストする行動、進化、および生態学についての基本的な情報を提供します。しかし、視覚システムの特定の機能をテストする機能的なアプリケーションのためのより多くの経験的な証拠を提供しています。感覚系の調査は、感覚能力、学習と記憶の機能に関する情報を提供し、逸脱を測定するために知られているベースラインの動作（Burghardt、1977）を確立します。しかし、哺乳類や鳥類のシステムとは異なり、爬虫類の種の学習と記憶のためのテストは困難です。さらに、感覚能力の心理物理学的指標としてオペラントパラダイムを使用すると同様として困難です。歴史的に、爬虫類の種が原因動機に関連する問題、生理学、代謝、および基本的な生物学的特性のコンディショニング試験に十分に対応してきた。ここで、私は、小説のモデルのトカゲの種を使用するオペラントパラダイムを示すジャッキー竜（Amphibolurus muricatus）と顕著なスピードと動きの特性に周辺機器の感度をテストする方法について説明します。このメソッドは、評価、学習とトカゲの感覚能力に革新的なアプローチを使用しています。私はランダムドットkinematogramsの使用（RDKs）速度に対する感度を測定し、一貫した方向に移動するドットの割合を変更することにより、信号強度のレベルを操作するために採用しています。 RDKsは、生物学的に意味のある刺激を表し、視覚システムに係合する、人間や他の動物の感度を測定するために使われる古典的な心理物理学的ツールであることはありません。ここで、RDKsは3つのビデオ再生のシステムを使用してトカゲに表示されます。トカゲは、彼らが動いているようにドットを感知方向（左または右）を選択することです。適切な方向の選択は、コンピュータアニメーション無脊椎動物でシミュレー生物学的に重要な獲物の刺激によって補強されている。

ランダムドットkinematogramsとコンピュータで生成された無脊椎動物のビデオ再生を採用したオペラント条件づけパラダイムを使用して、トカゲの視覚感度のテスト。

あらゆる種における視覚感度の測定は、行動、進化、および生態に関する基礎的な情報をもたらします。しかしながら、……の特定の特性を測定することは、

こんにちは。私はオーストラリアのシドニーにあるマッコーリー大学、動物行動統合研究センターのKevin Wuです。このビデオ記事では、トカゲの動きに対する感受性のテストについて解説します。ここで言う動きに対する感受性のテストとは、オペラント条件付けパラダイムを用いた手法のことを指します。オペラント条件付けについて説明しますが、これは被験動物やヒトに対し、ある対象物の特性を学習させ、その対象物が提示された際に適切に反応することで強化（報酬）を得られるようにすることを指します。一般的に、オペラント条件付けを用いることで2つのことを理解できます。1つは学習および記憶の能力であり、もう1つはその個体または種の感覚能力です。これまで、トカゲにおける運動感受性および学習・記憶の試験は、解明が困難な特定のパラメータが存在したため、非常に困難でした。一つには、トカゲにとって特定の動機付けシステムを確立することや、目の前のタスクへの関心を維持させるための適切な強化策を見つけることが極めて難しいことが挙げられます。本研究では、学習と記憶、そして特に運動感受性を試験するためのモデル種として、ジャッキーリザードを使用します。ジャッキーリザードはオーストラリア原産のアガマ科の種であり、高度な隠蔽色を持ちますが、日中は活動的であり、社会的なコミュニケーションに用いられる高度に定型化した視覚的ディスプレイを示すことが特徴です。また、この種を非常に視覚的な存在にしている視覚的なディスプレイも見受けられます。そこで、このビデオで実証したいのは、ジャコビーカメレオンが学習し、特定のことを記憶できるだけでなく、かなり高いレベルの感度を持っているということです。さらに、ジャコビーカメレオンが他の特定のタスクのためのモデル種としても利用できることを示したいと考えています。前述の通り、ランダムな格子パターンは塩濃度が高く、視覚系を刺激します。これらは認識を誘発せず、生物学的に意味のあるものにも似ていません。また、ヒトと動物の両方の知覚における古典的な精神物理学的手法が存在します。精神物理学について述べる際、我々は実際に、音や物体に関する特性や属性の理解について論じていることになります。動物被験者または参加者の反応によって、特定の特性が聞こえる、あるいは見える閾値を理解することができ、これによりこれらの生物の感覚知覚に関する知見が得られます。ここでは、VPXで可能なことの一例を示します。この例では、内側の円の中に手前方向へ移動するドットがあり、背景にはランダムなドットが配置されています。V PPIC Xを使用すると、感覚知覚のさまざまな特性を検証するための一連の異なる錯視を作成できます。これらの特性に加えて、点の移動方向や速度であるコヒーレンスなどの要素を制御することも可能です。Final Cut Proは、Appleから提供されているビデオ編集プログラムです。Final Cut Proには主に3つのパートがあります。キャンバスは、構築中のシーケンスを確認する場所です。タイムラインは、シーケンスの各パーツやセグメントを配置する場所であり、その名の通りタイムライン形式で確認できます。そしてビンは、複数のシーケンスを保存したり、タイムラインに配置するシーケンスを管理したりするための場所です。すべてのドットシーケンスはFinal Cut Proを使用して完成させます。VIXで最初に設計されたすべてのシーケンスをビンにインポートします。キャンバスビューで、ドットが構成される例を確認できます。ただし、すべてのドットはタイムラインを用いて構築されます。ここでの例では、最初に0%coherenceが2.5秒間、続いて可変刺激が5秒間、そして最後に100%coherenceが7.5秒間表示されることがわかります。次に、ドットの速度とドットのcoherenceを変化させた例を見ていきましょう。速度は再び秒あたりの度数で測定され、コヒーレンスは左方向または右方向に移動している点の割合として定義されます。これは完了したドットシーケンスの例です。ここにあるすべての点は10 degrees per secondで移動しています。最初、0% coherence の状態で 2.5 seconds が表示されます。この例の可変段階では、続く 5 seconds の間、ドットの 40% が左方向に移動します。その後、100% coherence の状態で 7.5 seconds の間、左方向への移動が続きます。合計のシーケンス時間は15秒です。装置は3台のビデオ再生リグで構成されており、中央のモニターにランダムドットキネモグラムが表示されました。隣接するモニターは、被験者が正解を選択した際に二次強化刺激が表示される場所です。右側に見えるIMAXには、ディスプレイ上のすべてのビデオクリップが保存されていました。テストアリーナの上方に設置されたカメラは、ビデオ撮影および録画され、ビューファインダーとVCRで確認されました。すべてのデジタルシーケンスは、カンナビスボックスを使用してアナログから変換されました。セカンダリ・リインフォースは、LightWave layout バージョン 8.3 を用いて作成されました。LightWave は、これらのアニメーションを作成するためのシーンを構築できる 3D アニメーションツールです。ライトウェーブ・レイアウトには、2つの特筆すべき特徴があります。1つ目はカメラであり、ここから対象物が見えます。2つ目は照明であり、1つまたは複数の照明が、対象物が見える領域を照らします。二次強化子として使用するために、3種類の動く無脊椎動物を選択しました。これらはコオロギ、ダニ、およびクモであった。これらの無脊椎動物は、被験者が自然界で目にするものと非常に類似していた。また、これらの無脊椎動物の動きは、デジタルビデオカメラを用いてビデオ撮影し記録した現実的な動きを模倣させたものである。これが基本的なテスト設定です。赤色の円は被験者を示しています。最初に、被験者の前にあるスクリーンに、コヒーレンス 0% の状態が 2.5 seconds 間表示されます。0%のコヒーレンス状態で2.5秒経過した後、ドットの速度とコヒーレンスが変化する5秒間の映像が被験者に提示されます。この5秒間のクリティカルピリオド中に、被験者は左右いずれかのモニターを選択することになります。これらの視覚的特性の変化に基づき、正しいモニターを選択できる能力によって、被験者の感覚容量を把握することができます。この例では、ドットが100%の速度で移動しているため、被験者は左側のモニターへ向かうことが期待されます。この期間中、被験者は移動するドットから得られた情報を利用して、左側のモニターへ移動します。5秒間のクリティカルピリオド（決定的な期間）以内に、被験者は適切なモニターを選択する必要があります。この場合、左側のモニターであるはずです。その後7.5秒が経過した時点で、被験者が適切なモニターを選択していれば、二次強化子が提示されます。本ケースにおける二次強化子はサイバー無脊椎動物です。次のセクションでは、実際のトライアルがどのように完了するかを確認します。この信頼性の高い手順を確立しようとした初期の試みは、非常に不成功に終わりましたが、それにはいくつかの理由があります。第一に、一次強化子がなかったことです。第二に、サイバー無脊椎動物の代わりに、社会的ディスプレイを示すトカゲの映像が二次強化子として使用されていたことです。そして第三に、各試行の時間が長すぎたことです。これらの個別の要因が、被験者が実際に随伴性を獲得することを妨げ、実際には被験者間での嫌悪行動を増加させました。これらの要因が排除されず、あるいは修正されなかったことが、被験者が随伴性を獲得することを妨げたのだと考えています。現在、我々は成功した手順を確立しました。これは大部分が試行錯誤のプロセスでしたが、ジャッキーヤモリは特定の実験手順の確立が非常に困難であることで知られているにもかかわらず、本手法は成功し、かなり信頼性の高いものとなりました。したがって、ジャッキーヤモリにおける視覚的コミュニケーションや視覚感度を研究できるだけでなく、この手法を他のヤモリや他の種に適用できる可能性が十分にあります。同様に、視覚の他の側面に対してもこの手法を適用することが可能です。また、聴覚、化学受容、触覚などの他の感覚様式にも適用可能です。

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Research

JoVE Journal

Biology

生物学

モデルとしてジャッキー竜を使用して作られた刺激。...

コンピュータによって生成された動物モデルの刺激

我々は光をインクリメントおよびデクリメントに対応して幼虫のゼブラフィッシュのモータ出力を定量化するために視覚運動応答を開発した。我々はまた別のビジョンアッセイ、視覚性運動反射によってテストするときに完全に盲目であると思われた視運動性応答（NRC）変異体、何を含めていないゼブラフィッシュのビジョンの変異を調べた。...

光強度の変化にゼブラフィッシュの応答性を測定する行動アッセイ

我々は、滑りやすい路面上を歩いて、テザー昆虫で電気的に記録された足根接点信号にタイミング、運動活動を記録する方法を説明します。これは、基板を介して足の間の機械的相互作用の低下の影響下で適応行動の神経基盤を研究するために使用されます。...

昆虫に適応運動行動の神経基盤を研究し

アフリカツメガエルのオタマジャクシは黒/白のタンクの白側水泳を好むツメガエル 。この現象は、それらの視覚によって案内される。この動作に基づいて、我々はオタマジャクシの視覚機能をテストするための簡単​​な分析を提示する。...

テスト視機能のための簡単​​な行動アッセイ<em&gt;アフリカツメガエル</em

この論文は、空間記憶と学習を評価するために使用される標準的なげっ歯類のパラダイムであるバーンズ迷路の修正版を、小さな有鱗目爬虫類で使用するためのものです。...

小さなうろこに覆われた爬虫類の空間学習と記憶を評価します

このプロトコルでは、目の動きの運動を測定するため体外に分離されたカメ頭の準備を使用する方法について説明します。頭蓋から脳を除去した後回転目と瞳孔径の変化を定量化する電流脳神経を刺激することができます。...

カメの中で脳神経のIn Vitro刺激を用いて眼球運動

この実験的なプロトコルを組み合わせてアイトラッ キングと自由な選択の眼球と視覚空間的注意の展開を調べるには、弁別タスクから成るデュアル タスク...

アイトラッ キングによる正確かつ平均サッカード前に視覚的注意の展開と視覚感度の評価を調査

マウスの視界を調べるために、迫りくるテストを実施しました。マウスは、天井にモニターと大きな正方形のアリーナに配置されました。迫り来る視覚刺激は、マウスで一貫して凍結または飛行反応を誘発する。...

マウスの視覚を評価するために迫り来る視覚刺激の使用

このプロトコルは、ショウジョウバエ幼虫の光戦術挙動を調査するための光スポットアッセイを導入する。このアッセイでは、光刺激として光スポットが生成され、幼虫光回避のプロセスが赤外線光ベースのイメージングシステムによって記録される。...

ショウジョウバエの幼虫フォトタキスの分析のための光スポットベースアッセイ

ここでは、低視力および健康な人の中枢および周辺視覚処理の評価を可能にする新しいモーションベースの視力検査と、MRIプロトコルと互換性のある周辺視野を制限するゴーグルについて説明します。この方法は、視覚系の機能障害と機能障害に対する包括的な視力評価を提供します。...

動き定義形状による視野視力測定のための運動視力試験

このプロトコルは、人間の黄斑に似た網膜の特徴を持つ錐体優性種である13ラインのジリスの光運動反応を測定する方法を説明しています。プラットフォームの設計により、ハンドリングが向上し、不安が軽減され、動物が高くなったプラットフォームにとどまる能力が向上し、視覚機能の変化を非侵襲的に評価できるようになります。...

ジリスの光運動反射の記録を可能にする非嫌悪動物拘束

学ぶトカゲの運動感度テスト法。ランダムドットキネマトグラムとオペラント条件付けを用いて、Jacky Lizardの視覚認知と学習記憶能力を評価します。爬虫類の感覚処理と行動神経科学への貢献を示します。

トカゲの運動の速度と方向の視覚感度のテスト

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