6 november 2016
Dit document beschrijft een nieuw protocol dat de farmacologische manipulatie van het geheugen en radio telemetrie te documenteren en te kwantificeren de rol van cognitie in de navigatie combineert.
Het algemene doel van dit experiment is om de belangrijkheid van ruimtelijke cognitie bij de navigatie van landschildpadden te bepalen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in de ecologie, inclusief hoe dieren reageren op veranderingen in hun omgeving of stressvolle landschappen navigeren en ons inzicht geven in de onderliggende cognitieve en neurologische processen. De belangrijkste voordelen van deze techniek zijn dat dierenbewegingen worden bestudeerd in een natuurlijk systeem met hoge ruimtelijke precisie en gedrag wordt gemanipuleerd met behulp van goed bestudeerde farmacologische middelen.
Hoewel deze methode inzicht kan geven in de cognitieve basis van dierenbewegingen, kan deze ook worden toegepast op andere systemen, zoals conservatie en neurobiologie. Om te beginnen, lokaliseer een doelwaterlichaam dat bekend is om schildpadden te bevatten. Identificeer een regio binnen de site met voldoende waterdiepte om vallen te plaatsen.
Plaats de ringvallen zodat er vier tot vijf centimeter boven het water blijft om ingesloten schildpadden ruimte te geven om te ademen. Vouw de vallen uit tot hun maximale lengte. Zet de vallen stevig op hun plaats.
Bedek de vallen vervolgens met dode vissen, kippenlevers of -halzen, en een blikje kattenvoer of ingeblikte groenten. Controleer de vallen twee keer per dag. Verwijder de schildpadden door het dier aan de zijkanten vast te houden, vermijd contact met de klauwen of snavel, wat letsel kan veroorzaken.
Plaats de schildpad in een houdtas, bevestigd aan een veerschaal en noteer de massa van het dier tot op de gram. Om de zender te bevestigen, gebruik eerst een spatel en doek om modder, puin en algen van het bevestigingsgebied te verwijderen. Veeg dit gebied af met 70% isopropanol.
Gebruik een kleine hoeveelheid vijf minuten epoxy om de zender op de schildpaddenschaal te bevestigen, gericht om ervoor te zorgen dat de zender maximaal contact heeft met het schild. Positioneer de antenne zodat deze achter het dier loopt, evenwijdig aan de lange as van het lichaam. Bedek ten slotte de gehele zender en ongeveer een centimeter van het omringende schild met vijf minuten epoxy.
Nadat de epoxy is uitgehard, meestal 's nachts, breng de schildpad terug naar het punt van vangst. Om de medicijnvoorraden voor te bereiden, gebruik een analytische weegschaal in een afzuigkap om voldoende scopolaminehydrobromide af te wegen om een oplossing van één milligram per milliliter te maken. Voeg de scopolamine toe aan een kegelbuis met het juiste volume injectiezoutoplossing.
Vortex totdat het is opgelost. Weeg vervolgens voldoende scopolaminemethylbromide af om een werkoplossing van één milligram per milliliter te maken. Voeg dit toe aan een kegelbuis met het juiste volume injectiezoutoplossing.
Vortex de oplossing totdat alle poeder is opgelost. Gebruik een 0,22 micrometer percolatorspuitfilter om de scopolaminehydrobromideoplossing over te brengen naar een steriele verzegelde serumfles. Herhaal het filterproces met een nieuwe spuit om de scopolaminemethylbromideoplossing te filteren.
Programmeer de frequentie van het doeldier in de ontvanger. Gebruik een Yagi-antenne en stel de versterking van de ontvanger op medium. Bepaal de algemene locatie van een getagd dier. Beweeg naar de algemene locatie van de doelwitte schildpad en blijf minstens 25 meter afstand houden.
Gebruik een GPS-apparaat om de locatie vast te leggen. Bepaal de richting van het sterkste signaal. Draai de versterking zo laag mogelijk, terwijl je nog steeds een detecteerbaar signaal ontvangt.
Verplaats de antenne naar links en noteer het kompas waarop het signaal verloren gaat. Dit is de linker knoop. Herhaal dit proces vervolgens om de rechter knoop te bepalen.
Deze twee knoops vertegenwoordigen een enkele set kompassen. Verplaats vervolgens naar een andere locatie, idealiter 60 tot 90 graden ten opzichte van het eerste kompas, indien mogelijk, en neem de linker en rechter knoops opnieuw. Elke keer dat de tracker van positie verandert, moet een GPS-locatie worden vastgelegd.
Herhaal dit op verschillende locaties voor een totaal van minimaal drie en maximaal vijf kompassets om de nauwkeurigheid te verhogen. Herhaal het verzamelen van locaties elke 10 tot 15 minuten en noteer de kompassets voor het doeldier. Dit geeft bewegingsgegevens voor de niet-gemanipuleerde dieren.
Ga door totdat het dier ongeveer de helft van zijn geprojecteerde pad heeft genavigerd. Ga vervolgens naar de locatie van het dier en vang het voorzichtig opnieuw. Gebruik de eerder verzamelde massa om de juiste dosis van het medicijn te bepalen voor het specifieke verzamelde dier.
Veeg de injectieplaats af met een 70% alcoholdoekje. Gebruik een spuit van één milliliter met een 22 gauge naald om het medicijn direct in de caudale peritoneale sinus te brengen. Laat het dier zo snel mogelijk vrij op de plaats van vangst.
Volg de beweging van het dier met behulp van de linker en rechter knoops methode totdat het de geprojecteerde bestemming bereikt. Gebruik elke set van linker en rechter knoops om de hoek te bisseren om de resulterende zenderrichting te vinden. Herhaal dit voor alle kompassen voor een bepaald tijdstip en stel de positie van het dier op dat moment vast.
Deze kaart toont de getraceerde bewegingen van ervaren volwassen schildpadden tussen tijdelijke en permanente vijvers. Ondanks het behoud van hoge precisie langs traditionele routes voorafgaand aan injectie, weken alle volwassenen in de testgroep dramatisch af na het krijgen van een scopolaminebehandeling. Dit fenomeen werd niet waargenomen bij individuen die werden behandeld met het controlemedicijn, methylscopolamine.
Omgekeerd vertoonde de kaart van onervaren jonge individuen dat zelfs met scopolaminebehandeling, individuen zich binnen traditionele routes bewogen. Dit suggereerde dat jonge individuen zonder eerdere ervaring op de locatie lokale aanwijzingen gebruiken om te navigeren, terwijl scopolaminebehandelde volwassenen ruimtelijk geheugen gebruiken om te navigeren, aangezien ze dit ver
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie onderzoekt de rol van ruimtelijke cognitie bij de navigatie van schildpadden met behulp van een nieuw protocol dat farmacologische manipulatie en radiotelemetrie integreert. De aanpak is erop gericht ons begrip van diergedrag in natuurlijke omgevingen te verbeteren.
Het integreren van farmacologische manipulatie met hoogprecisie radiotelemetrie maakt directe bevraging van mechanismen van ruimtelijke cognitie in vrijlopende diermodellen mogelijk. Deze aanpak vergroot het voorspellend vertrouwen bij het koppelen van neurofarmacologische interventies aan gedragsuitkomsten onder ecologisch relevante omstandigheden, wat vroege targetvalidatie voor cognitieve en neurologische paden ondersteunt. De methodologie biedt een schaalbaar kader voor mechanistische risicovermindering in translationele neurowetenschappen en farmacologische pijplijnen voor gedrag.
Dit protocol slaat een brug tussen vroege ontdekking en preklinisch onderzoek door hypothese-gestuurde tests van cognitieve targets in naturalistische diermodellen mogelijk te maken.