Name: 夜間の人工光が放し飼い動物に及ぼす影響を調べるための実験的アプローチ:その実施、結果、今後の研究の方向性 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-02-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 16 s
Description: 学ぶ夜間人工光（ALAN）が放し飼い鳥類の睡眠行動に与える影響を評価する巣箱ベースの実験手法。LED照明と赤外線カメラを用いた制御された観察により、行動変化と生理学的影響を詳細に記録する。

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ALANの鳥類に対する生物学的影響に関する私たちの研究プログラムは、FWOフランダース(M.E.およびR.P.、プロジェクトID:G.0A36.15N)、アントワープ大学、欧州委員会(M.L.G、Marie Skłodowska-CurieフェローシップID:799667)から資金提供を受けています。我々は、アントワープ大学の行動生態学及び生態生理学研究グループのメンバー、特にピーター・シェイズ及びトーマス・ラープの知的及び技術的支援を認める。

動物実験へのこのシステムのすべての適用は、アントワープ大学の倫理委員会によって承認され、ベルギーとフランドルの法律に従って実施されました。方法論は、行動研究における動物の使用に関するASAB / ABSガイドラインに準拠しています。ベルギー王立自然科学研究所(Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen;KBIN)は、すべての研究者および職員にライセンスを提供しました。
1. 実験システムの構築
<ol><li>ALAN の作成に使用する広域スペクトル LED を入手します。LEDヘッドライトからLEDライトを取り出します。拡散照明を強化するには、単一のLEDライトまたは複数の(例:4つの)広域スペクトルLEDライトを使用します(図1)。 注:修正として、異なるスペクトル特性(例えば、赤対青)を有するLEDを使用することもできるが、異なるソースから入手しなければならない(このシステムを用いた過去の研究で使用されたLEDのスペクトル特性については、Grunst et al.2019 15 の補足材料を参照)。</li>
	<li>動作監視を可能にするために、赤外線カメラとともにLEDを取り付けるシステムを設計します。研究者は、さまざまな方法でこの目的を達成することができます。<ol>
<li>オプション1.1つの広域スペクトルLEDを、巣箱内に収まるプラスチックまたは金属板に接着剤で取り付けたIRカメラに隣接するプラスチックチューブに別々に入れます(図1A、B)。</li>
		<li>オプション2。IRカメラをプラスチックまたは金属製のプレートの中央位置に取り付け、IRカメラを囲むプレートの固定位置にLEDライトを取り付けます(図1C)。</li>
	</ol>
</li>
	<li>システムを電源 (バッテリー) およびタイマーに接続する手段を設計します。<ol>
<li>ナイフまたはドリルを使用して、ネストボックスの側面に木立を作り、そこからワイヤコネクタを伸ばしてシステムをFeバッテリ(12V、120Wh)および自家製タイマー(12V)に接続できます。</li>
		<li>色、長さ、幅で巣箱と一致する濃い緑色の木製の囲いを設計し(例えば、過去の研究で使用された巣箱の寸法は120 mm x 155 mm x 250 mmでした)、バッテリー、ビデオ用のレコーダー、およびLED用のタイマーシステムを収容するためのヒンジを介して片側開口部を有する(図2;補足図1および補足図2)。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ALAN 強度を調整する手段を設計します。<ol>
<li>抵抗(バッテリ電圧と照明に依存)を取得し、LEDと直列に接続します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>タイマーとバッテリーを収容するエンクロージャと同じ寸法の「ダミー」ボックスを設計して、鳥をシステムに慣れさせるのに使用します(つまり、 図2Aのように、内部電子機器はありません)。 注:セクション2とセクション3では、ALANが焦点生物に及ぼす影響を研究するために使用されるステップバイステップの方法について説明します。</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63381/63381fig01.jpg"> 図1:IRカメラとLEDライトで構成される2つのシステムは、ネストボックス内のALANを操作するために使用されていました。(A)古いシステムを所定の位置に保持するプレートを備えたネストボックスの上面図。(B)10個のIR LEDでALANと中央カメラを操作するための1つの広域スペクトルLEDを備えた古いシステム (c)4つの広域スペクトルLEDを備えた新しいシステムと4つのIR LEDを備えた中央IRカメラ。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63381/63381fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63381/63381fig02.jpg"> 図 2: ALAN およびビデオ録画の動作を操作するために使用される自家製のバッテリとタイマー ユニット 。(A) ユニットは、巣箱の上に取り付けられた木箱に囲まれています。(B)ユニット内の電子機器の図。コネクタは、巣箱の内側から木製の筐体に伸びて、電子機器をIRカメラと広域スペクトルLEDに接続します。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63381/63381fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
2. 実験を計画し、ALANの強度とタイミングを調整する
<ol><li>動物を露出させる目的光強度を決定します。<ol>
<li>研究の質問に答える有意義な結果を生み出すために、どの実験光強度を使用するかを慎重に検討してください。一般に、これは、放し飼いの動物が遭遇する可能性が高い生態学的に関連する光強度を選択することを意味する(ガイダンスについては 表1 を参照)。</li>
	</ol>
</li>
	<li>LEDライトを所望の光強度(例えば、過去の研究で使用されているように、1〜3ルクス;表 1 および 表2)。<ol>
<li>現場に配置する前に、実験室に持ち込んだ巣箱にシステムを置き、光強度を校正します。以下で詳しく説明するように、LED を電源に接続します (プロトコルのセクション 3)。</li>
		<li>巣箱(下から約8cm)内の鳥のレベルに照度計を配置し、同時にLEDと直列に抵抗を調整することによって、LEDから放出される光を所望の強度(ルクス)に調整する。 注: 非常に低い光強度(たとえば、田舎の空のグロー レベル、0.01 ルクス)を達成することは可能です。</li>
	</ol>
</li>
	<li>動物をALANにさらす時間枠を決定します。<ol>
<li>一晩中の露出の長さとタイミングを決定します。例えば、一晩中、夜の一部だけ動物をアランにさらしたり、夜中に暗闇の期間を残して摂動の程度を減らすことができます。</li>
		<li>動物がALANにさらされるために巣箱(または特定の領域)に入る必要がある場合は、侵入イベントが発生する前または後にライトをオンにするかどうかも検討してください。</li>
	</ol>
</li>
	<li>タイマーを設定して、夜間の光の露出期間を制御します。<ol>
<li>ブロードスペクトルLEDに接続されたタイマーを、指定した期間(例えば、日没の少なくとも2時間前に点灯、日の出の2時間後に消灯するなど)にライトがオン/オフになるように設定します。 注:IRカメラは、光露光の間、動物の行動を同時に記録することができ、充電されたバッテリーに接続されている限りオンになります。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ターゲットとする研究課題に使用する適切な実験計画を決定します。 注:いくつかの質問では、反復測定実験計画が最も強力な選択肢になります(例えば、ALANへの曝露は睡眠行動にどのように影響しますか?他のグループでは、ペアのコントロールと実験グループが必要になります(例えば、ALANへの曝露は、発達中の雛のテロメア喪失にどのように影響しますか?</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>ソース/露出レベル</td>
			<td>強度(ルクス)</td>
		</tr>
<tr>
<td>完全な日差し</td>
			<td>103000</td>
		</tr>
<tr>
<td>満月の光</td>
			<td>0.05–1</td>
		</tr>
<tr>
<td>アーバンスカイグロー</td>
			<td>0.2–0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>自由生活のヨーロッパクロウタドリの暴露</td>
			<td>0.2 (0.07–2.2)</td>
		</tr>
<tr>
<td>本システムを用いた過去の実験的研究</td>
			<td>1–3</td>
		</tr>
<tr>
<td>LED街路灯</td>
			<td>~10</td>
		</tr>
<tr>
<td>低圧ナトリウム街路灯</td>
			<td>~10</td>
		</tr>
<tr>
<td>高圧ナトリウム</td>
			<td>~10</td>
		</tr>
<tr>
<td>花の照明</td>
			<td>300</td>
		</tr>
<tr>
<td>メタルハライド</td>
			<td>400–2000</td>
		</tr>
</tbody></table>表1:環境3、9における特徴的な光強度、放し飼いの鳥類41の曝露レベル、およびこのシステムを用いた過去の研究で用いた強度(表2の参考文献)。
3. ALAN へのエクスポージャーの実施
<ol><li>実験セットアップに動物を慣れさせる。<ol>
<li>可能であれば、実験のコンテキスト内で、新規性回避の影響を最小限に抑えるために、実験の少なくとも1日前にダミーボックスを巣箱の上部に配置することによって、動物をセットアップに慣れさせる。</li>
	</ol></li>
	<li>対象となる個人を調査する。<ol>
<li>受動的統合トランスポンダ(PIT)タグを使用して研究集団内の動物を適合させ、鳥を邪魔することなく巣箱内で識別できるようにします。</li>
		<li>睡眠行動に対するALANの効果を含む実験では、実験の前夜に巣箱を訪れ、無線周波数識別(RFID)リーダーで箱をスキャンして、どの鳥が内部でねぐらをしているかを判断します。</li>
		<li>発達中の雛をALANに曝露する繁殖期の実験では、巣箱を一貫して(例えば、1日おきに)監視し、巣の内容と成虫の身元をチェックする。実験で使用するために、特定の特性(すなわち、モーダルなひなのサイズ、両親の存在と摂食の両方)を持つひなを含む巣箱を慎重に選択してください。</li>
	</ol></li>
	<li>実験を選択して実装します。<ol><li>睡眠行動を含む実験では、3.3.2-3.3.21のステップに従って、ALAN(対照治療)の非存在下での乱れのない睡眠を記録するために、少なくとも1晩は暗闇の条件下で眠っている個人を最初に記録することによって、反復測定計画を実施する。</li>
		<li>この目的のために、IRカメラを現場に持ち込む前に、現地時間と時間を同期させるようにしてください。</li>
		<li>バッテリに隣接するミニDVRレコーダーのSDスロットにSDカードを挿入します(図2B; 補足図2)。SDカードが空であることを確認し、空でない場合は、SDカードに含まれるデータを消去します。</li>
		<li>暗闇が始まる少なくとも2時間前に、巣箱の上からダミーボックスを取り外します。</li>
		<li>巣箱の蓋を開けます。</li>
		<li>IRカメラの入ったプレートを巣箱の内側に置き、カメラの対物レンズを下向きにします。</li>
		<li>電子コネクタを巣箱の木立から伸ばします。</li>
		<li>巣箱のふたを閉じます。</li>
		<li>バッテリー、レコーダー、タイマーが入ったエンクロージャーを巣箱の上に置きます。</li>
		<li>バッテリーの電源コネクタを接続します。レコーダーの赤いコネクターをカメラの白いコネクター(オーディオ)、レコーダーの黄色のコネクターをカメラの黄色のコネクター(ビデオ)に、バッテリーから黒いコネクターをカメラの赤いコネクター(電源)に接続します(補足図1、補足図2)。</li>
		<li>録画ボタンを押して、カメラの録画を開始します。 メモ:タイマーは設定されず、電源はLEDを制御するタイマーに接続されないため、制御夜間にALANが生成されません。</li>
		<li>小さな tft 画面で、記録が開始されたこと、およびイメージが正しいことを確認します。tft画面を接続するポートは、レコーダーの下にあります(補足図2)。</li>
		<li>暗くなってから約1時間後、巣箱に戻り、RFIDトランスポンダリーダーを巣箱の底と側面に動かし、PITタグから伝達された一意の識別番号を記録して、内部で眠っている鳥の身元を確認します。</li>
		<li>コントロール録音の翌朝、日の出から少なくとも2時間後に、巣箱に戻り、バッテリーシステムとIRカメラを集めます。</li>
		<li>もう一度、巣箱の上にダミーボックスを置きます。</li>
		<li>研究室やオフィスでは、バッテリーを充電し、レコーダーからSDカードを取り外してダウンロードし、行動データを収集します。 注:バッテリーの寿命は寒い状態で約30時間ですので、一晩中録音できますが、連続した夜の録音の間に完全に充電する必要があります。</li>
		<li>データを正常にダウンロードしたら、SDカードからデータを消去してから、ミニDVRレコーダーに再度挿入します。</li>
		<li>その後の夜に、光露光処理を実施する(例えば、1〜3ルクス、システムを用いた過去の実験で使用;表 1 および 表2)。</li>
		<li>光露光の所望の期間のタイマーシステムを設定します。</li>
		<li>コントロール記録については、上記と同じ手順(3.3.2-3.3.17)に従いますが、タイマーを電源に接続し、LEDをタイマーに接続します(補足図1と補足図2)。</li>
		<li>必要に応じて、3日目の夜に制御記録(暗闇の条件下での睡眠行動、すなわちALANの不在)を繰り返します。</li>
		<li>雛をALANに曝露する実験については、ステップ3.3.23-3.3.25で説明されているように、対照および実験的なひなを使用してください。</li>
		<li>コントロールのひなの巣箱の上にダミーボックス(電子機器が欠けている)を置き、コントロールと実験の両方の雛を同等の方法で扱います。</li>
		<li>実験的なボックスに対して実験的なALAN曝露を実施する。実験期間中は、前述のようにLEDシステムとIRカメラを巣箱内に取り付け、タイマーを設定して所望の光露光期間を制御する。</li>
		<li>バッテリーを充電します。複数晩の光暴露とビデオ録画を含む実験では、毎朝システムを集めて日中はバッテリーを充電し、夕方にはシステムを交換してください。</li>
	</ol></li>
	<li>目的の応答変数に関するデータを収集します。<ol>
<li>巣箱内の挙動が関心のある変数である場合、IRカメラは同時に動作(例えば、睡眠動作; 図3)。</li>
		<li>追加のモニタリング方法を介して関心のある他のデータを収集するが、サンプリングは可変時点(例えば、光曝露の前後に採取された血液サンプル15)で起こる。</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63381/63381fig03.jpg"> 図3:ALANにさらされた巣箱の中の大きなおっぱいの赤外線画像(A)眠っていることと(B)大きなおっぱい<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63381/63381fig03large.jpg" target="_blank">を警告するこの図の拡大版を見るにはここをクリックしてください。</a>

著者らは、利益相反はないと宣言している。

LEDライトとペアのIRカメラのこのネストボックスベースのシステムにより、研究者はALANの生物学的効果に関するさまざまな興味深い質問を評価することができました。さらに、このシステムで追求できる研究の方向性は他にもたくさんあります。さらに、このシステムの使用を他の種に拡大することは、ALANに対する感受性の種間差の理解を促進するのに役立つ可能性がある。以下に、この論文がこの重要な分野の研究の動機付けに役立つことを期待して、将来の研究のためのいくつかの網羅的ではない可能性を提示します。この結論は、この実験的アプローチの強みを簡単に繰り返し、システムの限界に対処しています。
このシステムは、ALANが放し飼いの動物や半飼育下の動物にどのように影響するかに関する多くの未解決の質問に答えるために使用することができます。第一に、これまでの研究は、比較的短期間のALAN曝露と生物学的影響の短期モニタリングを含んでいた。したがって、短期間のALAN曝露の長期的な影響、または鳥が何日も、何週間も、または全寿命にわたってALANに曝露された場合に何が起こるかについては、ほとんど知られていない(クリケ...

動物は、昼と夜を定義する光と闇の自然なパターンで進化してきました。したがって、ホルモン系の概日リズムは、休息と活動パターンを調整し、動物がフィットネスを最大化することを可能にします1,2,3。例えば、グルココルチコイドホルモンの概日リズムは、日常活動の開始時にピークを有し、脊椎動物がグルコース代謝および環境ストレッサーに対する応答性に及ぼす影響を介して、24時間にわたって適切に行動するようにプライミングする4。同様に、暗闇に応答して放出される松果体ホルモンのメラトニンは、概日リズミシティの支配パターンに一体的に関与し、抗酸化特性も有する5,6。メラトニン放出などの概日リズミシティの多くの側面の巻き込みは、環境中の光のレベルを光受容することによって影響を受ける。したがって、人間の活動、レクリエーション、およびインフラストラクチャをサポートするために環境に人工光を導入することは、放し飼いの動物の行動、生理学および適応度に広範な影響を与える可能性を秘めている7,8。実際、夜間の人工光への曝露(ALAN)の多様な影響は9,10で文書化されており、ALANは21世紀の地球変動研究の優先事項として強調されています10。
放し飼いの動物に対するALANの効果を測定することは、多くの理由で自明ではない課題を提起します。第一に、環境中を移動する移動動物は、常に異なるレベルの光を経験します。では、個々の動物がさらされる光のレベルをどのように定量化すればよいのでしょうか。動物の領域上の光のレベルを定量化できたとしても、動物は曝露パターンに影響を与える回避戦略を採用する可能性があり、したがって、動物の位置と光レベルの同時追跡を必要とする。実際、ほとんどのフィールド研究では、光曝露レベルの平均と変動は不明です11。第二に、ALANへの曝露は、騒音公害、化学物質曝露、生息地の劣化などの他の人為的障害要因への曝露としばしば相関している。例えば、道路の縁に沿って生息地を占有している動物は、街路灯からの光、車両交通からの騒音、および車両排出物による大気汚染にさらされます。それでは、ALANの効果を交絡変数の影響から効果的に分離するにはどうすればよいでしょうか。光曝露レベルと応答変数の両方の良好な測定を可能にする厳格な野外実験は、ALANの生物学的影響の重症度を評価し、効果的な緩和戦略を開発するために不可欠である11。
この記事では、制限がないわけではありませんが(議論のセクションを参照)、上記で特定された困難を排除するものではないにしても、緩和に役立つ実験的なアプローチについて説明します。このアプローチでは、発光ダイオード(LED)ライトのシステムと巣箱内に設置された赤外線(IR)カメラを使用して、自由に生活する日周の鳥種であるオオシジュウカラ(Parus major)の巣箱内のALANレベルを実験的に操作します。このセットアップにより、オーディオを含むビデオ録画の同時取得が可能になり、研究者は行動や発声への影響を評価できます。大きなおっぱいは繁殖のために巣箱を利用し、11月から3月の間は巣箱で眠ります。雌はまた、繁殖期12の間に巣箱の中で眠る。このシステムはまた、青いおっぱい(Cyanistes caeruleus)に対するALANの効果を研究するために、より少ない程度で使用されています。動物が遭遇する光レベルを知ることを含む最初の困難は、個体が巣箱に入ることをいとわない(または不動の雛の場合にはすでに巣箱に入っている)ことを考えると、光レベルは研究者によって正確に決定され得るという点で軽減される。交絡変数との相関関係を含む第2の困難は、同様の環境でネストボックスを使用したり、ネストボックスの近くの交絡変数のレベルを測定したりすることによって制御できます。さらに、空洞巣の鳥類では、巣箱や自然の空洞が雛や成虫をALAN13から守ることができるため、実験的アプローチを採用することは強力であり、相関研究の中にはALAN(または人為的ノイズ)の影響がほとんど見られない理由が説明できる14が、実験的研究ではより頻繁に明確な効果が見られる(下記参照)。さらに、個人が自分のコントロールとして機能する反復測定実験計画を採用することができ、統計的検出力と意味のある生物学的効果を検出する確率がさらに高まります。以下のセクションでは、(1)システムの設計と実装の詳細を説明し、(2)これまでにシステムを使用して導き出された重要な結果を要約し、(3)おっぱいと他の動物の両方で追求できる将来の研究の方向性を提案します。

<table><tbody><tr><td>ブロードスペクトラム、15 mm x 5 mm;LEDヘッドライト</td><td>RANEX;ギルゼ;Nederlands</td><td>6000.217</td>同様の<td>モデルも使用できます</td></tr><tr><td></td><td>バッテリーBYD</td><td>R1210A-C</td><td>Feバッテリー12 V 120 Wh(リン酸鉄リチウムバッテリー)</td></tr><tr><td>ダークグリーンペイント</td><td></td><td></td><td>オプション。巣箱/電子エンクロージャーを着色するには</td></tr><tr><td>電気テープ</td><td></td><td></td><td>電子機器用</td></tr><tr><td>自家製タイマーシステム</td><td>アマゾン</td><td>YP109A 12V</td><td>同様のモデルも使用できます</td></tr><tr><td>赤外線カメラ</td><td>Koberts-Goods, Melsungen, DE</td><td>205-IR-L</td><td>ミニカメラ; 同様のモデルも使用できます</td></tr><tr><td>光レベルメーター</td><td>ISO-Tech ILM;コービー;UK</td><td>1335</td><td>光強度を校正するには</td></tr><tr><td>ミニ DVR ビデオ レコーダー</td><td>パカタック、エセックス、英国</td><td>MD-101</td><td>監視 DVR レコーダー ミニ SD カー DVR 32 GB</td></tr><tr><td>パッシブ統合トランスポンダー (PIT) タグ</td><td>Eccel Technology Ltd, Aylesbury, UK</td><td>EM4102</td><td>125 Kh;独自の電子IDを提供</td></tr><tr><td>無線周波数識別(RFID)リーダー</td><td>トロバン、アールテン、オランダ</td><td>GR-250</td><td>PITタグをスキャンし、鳥の識別を決定するには</td></tr><tr><td>抵抗器</td><td>RSコンポーネント</td><td></td><td>電圧、バッテリー、照明に応じた値</td></tr><tr><td>SDカード</td><td>SanDisk</td><td></td><td>64 GB以上</td></tr><tr><td>SongMeter Wildlife</td><td>Acoustics;マサチューセッツ州</td><td></td>メイナード <td>オプション。巣箱の外で発声を監視する手段を提供します</td></tr><tr><td>TFTカラーLEDポータブルテストモニター</td><td>ウォルマート</td><td></td><td>カメラがオンになっていて、画像を正しく記録していることを確認できます</td></tr><tr><td>木</td><td></td><td></td><td>巣箱/電子エンコルシュアを構築するには</td></tr></tbody></table>

夜間の人工光が放し飼い動物に及ぼす影響を調べるための実験的アプローチ:その実施、結果、今後の研究の方向性

An Experimental Approach to Investigating Effects of Artificial Light at Night on Free-Ranging Animals: Implementation, Results, and Directions for Future Research

動物は光と闇の自然なパターンで進化してきました。しかし、人工光は、人間のインフラやレクリエーション活動から環境にますます導入されています。夜間の人工光(ALAN)は、動物の行動、生理学、フィットネスに広範な影響を与える可能性があり、人口やコミュニティに広範な影響を与える可能性があります。放し飼いの動物に対するALANの影響を理解することは、移動生物が遭遇する光のレベルを測定し、ALANの影響を他の人為的外乱要因の影響から分離するなどの課題のために、自明ではありません。ここでは、巣箱内の光レベルを実験的に操作することによって、個々の動物に対する人工光曝露の影響を分離できるアプローチについて説明します。この目的のために、発光ダイオード(LED)ライトをプレートに接着し、バッテリおよびタイマーシステムに接続するシステムを用いることができる。このセットアップにより、巣箱内の個人をALANのさまざまな強度と持続時間にさらしながら、同時にオーディオを含むビデオ録画を取得できます。このシステムは、放し飼いのオオシジュウカラ(Parus major)と青いシジュウカラ(Cyanistes caeruleus)に関する研究で使用され、ALANが成人の睡眠と活動パターン、および雛の発達における生理学とテロメアダイナミクスにどのように影響するかについての洞察を得ています。このシステムまたはその適応は、ALANが他の外乱因子とどのように相互作用し、生体エネルギーバランスに影響を与えるかなど、他の多くの興味深い研究上の質問に答えるために使用することができる。さらに、同様のシステムを様々な種の巣箱、巣箱、巣穴の中または近くに設置して、ALANのレベルを操作し、生物学的反応を評価し、種間視点の構築に取り組むことができる。特に、自由生活動物の行動と動きを監視するための他の高度なアプローチと組み合わせると、このアプローチはALANの生物学的影響の理解に継続的な貢献をもたらすことを約束します。

このシステムを使用して公開された査読付き研究論文を 表2にまとめた。他にもいくつかの写本が進行中です。これらの研究は、研究課題の3つの主要なスイートに対処しています。第一に、このシステムは、成人の睡眠行動および活動レベルに対する光曝露の影響を研究するために使用されている。この目的のために、同じ個体が最初に自然条件下での睡眠を記録し、続いて照明付きの巣箱で睡眠を記録する反復測定実験計画が採用された。これらの研究で使用されたすべての個体にPITタグが取り付けられており、研究者は鳥を邪魔することなくハンドヘルドトランスポンダリーダーを使用して、同じ個体がその後の夜の間に巣箱で眠っていることを確認することができました。
睡眠行動に対するALAN曝露の劇的な影響が文書化されている。例えば、放し飼いの動物が経験する可能性が高い比較的低い強度である1.6ルクスの強度でALANにさらされた大きなおっぱいは、30分早く目を覚まし、20分早く巣箱を出て、対照の鳥よりも40分短く眠りました(図4)<sup cl...

夜間の人工光(ALAN)は、広範囲に及ぶ生物学的効果を有する。この記事では、バッテリー、タイマー、およびオーディオ対応赤外線ビデオカメラに結合されたLEDライトで構成される、動作を監視しながらネストボックス内のALANを操作するシステムについて説明します。 研究者は、このシステムを使用して、ALANが生物に及ぼす影響に関する多くの未解決の疑問を探求することができます。

Animals have evolved with natural patterns of light and darkness. However, artificial light is being increasingly introduced into the environment from ...

夜間に人工光(ALAN)を巣箱の中で操作する私たちの方法は、動物の行動、生理学、適応度に対するALANの影響を決定するのに強力です。この技術は、研究者が制御された方法で夜間に動物を光にさらすことができるため、ALANが放し飼いの動物にどのように影響するかを研究することに固有の課題を克服するのに役立ちます。このシステムは、繁殖または休息のために空洞を使用する任意の鳥類または哺乳類種において使用することができ、また、他の文脈で使用するために改変される可能性がある。実験の少なくとも1日前に巣箱の上部にダミーボックスを置くことによって実験セットアップに動物を馴化させることから始めて、新規性嫌悪の影響を最小限に抑える。対象個体を調査するには、鳥を邪魔することなく巣箱内の識別を可能にするために、受動的統合トランスポンダまたはPITタグで研究集団内の動物を適合させる。夜間の人工光やALANが睡眠行動に及ぼす影響を含む実験では、実験の前夜に巣箱を訪れ、無線周波数表示またはRFIDリーダーで箱をスキャンして、どの鳥が内部でねぐらをしているかを判断します。ALANが存在しない状態での睡眠を妨げないようにするには、暗闇の条件下で一晩、次にALANの存在下で一晩の睡眠を記録することによって、反復測定設計を実装します。どちらの夜も、赤外線またはIRカメラを現場に持ち込む前に、時刻を現地時間と同期させます。次に、MDSDカードをSDスロットに挿入して、バッテリーに隣接するミニDVRレコーダーに挿入します。暗闇が始まる少なくとも2時間前に、ダミーボックスを巣箱の上部から取り出し、巣箱の蓋を開けて、IRカメラを含むプレートを内側に置き、カメラの対物レンズを下向きにします。次に、電子コネクタをネストボックスの溝から外します。巣箱のふたを閉じた後、バッテリー、レコーダー、タイマーを入れたエンクロージャーを巣箱の上に置きます。次にレコーダーの赤いコネクターをカメラの白いコネクターに、レコーダーの黄色いコネクターをカメラの黄色いコネクターに、バッテリーから黒いコネクターをカメラの赤いコネクターに接続します。また、ALAN 夜間の場合、タイマーに LED が、電源にタイマーが点灯します。接続したら、システムを収容するエンクロージャー内にワイヤーを入れます。記録が開始されたら、小さなTFT画面で正しい画像を確認し、記録を押します。暗くなってから1時間後、巣箱に戻り、RFIDトランスポンダリーダーを巣箱の底と側面に動かし、PITタグから通信された一意の識別番号を記録して、内部で眠っている鳥の身元を確認します。コントロール録音の翌朝、日の出から2時間後に、巣箱からバッテリーシステムを集めてから、ダミーボックスを巣箱の上に戻します。研究室では、バッテリーを充電し、レコーダーからSDカードを取り外してダウンロードし、行動データを収集します。データを正常にダウンロードしたら、SDカードからデータを消去してから、カードをミニDVRレコーダーに挿入します。その後の夜には、所望の光露光時間分のタイマーシステムを設置し、タイマーを電源に接続し、タイマーにLEDを接続して、前述のように記録を制御して、光露光処理を実施する。複数の夜の光暴露とビデオ録画を含む実験では、毎朝システムを集めて日中はバッテリーを充電し、夕方にシステムを交換します。後で、目的の応答変数に関するデータを収集します。この研究は、睡眠行動に対するALAN曝露の劇的な影響を文書化した。1.6ルクスという比較的低い強度でアランに曝された鳥は、30分早く目を覚まし、20分早く巣箱を出て、対照の鳥よりも40分眠れなかった。ここでは、睡眠への影響を評価するためにシステムを使用することに焦点を当てていますが、このシステムは繁殖期に雛を発達させる効果をテストするためにも使用できます。ALAN曝露の生理学的影響を評価するために、動物を捕獲し、血液サンプルを取得し、形態測定もこの時点で採取することができる。この巣箱ベースのシステムにより、研究者は、睡眠への影響など、以前は評価できなかったALANの生物学的影響に関する興味深い質問の範囲を評価することができました。

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最小直径と大量の光を提供するための組織貫通照明を構築するためのプロトコルが表示されます。...

大ボリューム、非ひと霊長類におけるオプトジェネティクスの行動に関連した照明

この記事では、フィールド設定の参加者のライト スイッチング動作に関するデータを収集できる占有率とライト データ...

占有率と光データロガーを使用した光スイッチング動作の測定

特定の神経集団や脳領域の光遺伝学的操作により、自由に動く動物の高い時間的および空間的分解能で行動を修正することができる。慢性に埋め込まれた光ファイバーと組み合わせて異なる光遺伝学的ツールを使用することにより、さまざまな神経変調および行動検査を行うことができます。...

自由に動くマウスの行動を調節する神経活動の光遺伝学的操作

げっ歯類は片頭痛の症状を報告することができません。ここでは、片頭痛患者で最も一般的で厄介な症状の1つである光の嫌悪感を測定するための管理可能なテストパラダイム(明暗およびオープンフィールドアッセイ)について説明します。...

マウスの光嫌悪を用いた片頭痛様行動の調査

夜間の人工光(ALAN)が夜行性の飛行昆虫に与える影響を研究するには、サンプリングを夜間に限定する必要があります。このプロトコルは、研究者が複製を増やしてユーザー定義の期間にサンプリングすることを可能にする低コストの自動飛行傍受トラップを記述しています。...

夜間に人工光に引き寄せられた飛行昆虫の時間的サブサンプリングのための低コスト自動飛行傍受トラップ

疼痛研究の最近の進展は、非薬理学的治療として緑色発光ダイオード(GLED)を使用した光神経調節の可能性を強調しています。GLEDは痛みの経路を調節し、効果的な痛みの緩和を提供します。この記事は、GLED...

疼痛管理における緑色発光ダイオードの役割を評価するための光ニューロモデュレーション技術の最適化

本研究は、信頼性の高い昼間の概日リズム位相シフトを可能にする化学遺伝学および紫光を用いた戦略を導入します。...

化学遺伝学的およびスペクトル的アプローチを用いた日中の概日リズム位相シフトの誘発

学ぶ夜間人工光（ALAN）が放し飼い鳥類の睡眠行動に与える影響を評価する巣箱ベースの実験手法。LED照明と赤外線カメラを用いた制御された観察により、行動変化と生理学的影響を詳細に記録する。

夜間の人工光が放し飼い動物に及ぼす影響を調べるための実験的アプローチ:その実施、結果、今後の研究の方向性

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