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Artigo de método

Longo prazo Behavioral Rastreamento de Livremente Natação fracamente elétrico dos peixes

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DOI:

10.3791/50962

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6 de março de 2014

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Neste artigo

Resumo

Descreve-se um conjunto de técnicas para estudar o comportamento espontâneo de nadar livremente peixe fracamente elétrico durante um período prolongado de tempo, de forma síncrona medição de tempo de descarga do órgão elétrico do animal, a posição do corpo e postura tanto precisa e confiável em um tanque do aquário especialmente concebido dentro de um sensorial câmara de isolamento.

Resumo

Rastreamento comportamental a longo prazo pode capturar e quantificar os comportamentos animais naturais, incluindo aquelas que ocorrem com pouca freqüência. Comportamentos como a exploração e as interações sociais podem ser melhor estudados, observando desenfreadas, animais se comportando livremente. Peixe elétrico Fracamente (WEF) de exibição exploratória facilmente observáveis ​​e comportamentos sociais através da emissão de descarga do órgão elétrico (EOD). Aqui, descrevemos três técnicas eficazes para medir de forma síncrona a EOD, a posição do corpo e postura de um WEF livre de natação por um período prolongado de tempo. Em primeiro lugar, descreve-se a construção de um tanque experimental dentro de uma câmara de isolamento concebido para bloquear as fontes externas de estímulos sensoriais, tais como a luz, som e vibrações. O aquário foi dividido para acomodar quatro corpos de prova, e portas automatizadas controlar remotamente o acesso dos animais para a arena central. Em segundo lugar, nós descrevemos um método de medição em tempo real tempo EOD precisa e confiável de nadar livremente WEF. Distorções de sinal causadas por movimentos do corpo do animal são corrigidos pela média espacial e estágios de processamento temporal. Em terceiro lugar, nós descrevemos uma configuração de imagens de infravermelho próximo submarina para observar comportamentos animais noturnos não perturbados. Pulsos de luz de infravermelhos foram usadas para sincronizar o tempo entre o vídeo e o sinal fisiológico sobre uma longa duração de gravação. Nosso software de monitoramento automatizado mede a posição do corpo do animal e postura de forma confiável em uma cena aquática. Em conjunto, estas técnicas permitem a observação a longo prazo do comportamento espontâneo de nadar livremente peixe fracamente elétrico de uma maneira confiável e precisa. Acreditamos que o nosso método pode ser aplicado de forma semelhante ao estudo de outros animais aquáticos, relacionando os sinais fisiológicos com comportamentos exploratório ou sociais.

Introdução

Fundo. Experimentos quantitativos sobre o comportamento animal (por exemplo, escolha forçada, evitar o choque, T-labirinto, etc.) São normalmente utilizados para investigar hipóteses específicas sobre as habilidades sensório-motoras, aprendizagem e formação da memória. No entanto, estas experiências restritivas perder muito da riqueza do comportamento natural dos animais e são susceptíveis de resultar em modelos simplistas da base neural subjacente de comportamento. Experimentos em condições mais naturalistas são, portanto, um complemento importante pelo qual podemos explorar mais plenamente um repertório comportamental das espécies. Experi....

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Protocolo

Este processo satisfaz os requisitos da Universidade de Ottawa Comité Animal Care. Não há conflito de interesse é declarada. Por favor, consulte a Tabela de Materiais e reagentes para as marcas e modelos de equipamentos e materiais listados abaixo. Matlab e Spike2 scripts personalizados escritos e dados de exemplo são fornecidos no arquivo Suplementar.

1. Tanque do aquário e Isolamento Câmara Setup

  1. Anti-v chão ibration. Construir uma superfície anti-vibração (2,1 mx 2,1 m) empilhando almofadas de borracha, isopor acústico, painel de contraplacado marítimo, e almofadas de espuma de poliuretano de baixo para cima

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Resultados

Resultados de rastreamento EOD

As formas de onda EOD gravadas em diferentes pares de eletrodos variou em amplitudes e formas como se espera de suas posições originais e orientações (figura superior 2C). A utilização de vários pares de eléctrodos assegurada forte recepção de sinal em todas as posições possíveis e as orientações da FEM no interior do tanque. A forma de onda envelope (Figura inferior 2C, traço verde) sempre contin.......

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Discussão

Significado das nossas técnicas. Em resumo, o primeiro a descrever a construção de um grande aquário e uma câmara de isolamento para observar comportamentos exploratórios espontâneas produzidas pelo WEF. Em seguida, demonstrou a técnica de gravação e monitoramento da taxa de EOD e os estados de movimento de peixes desenfreada em tempo real usando vários pares de eletrodos. Finalmente, descreveu a técnica de infravermelho gravação de vídeo através da água de forma sincronizada em tempo, eo algoritmo de rastreame.......

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Este trabalho foi generosamente apoiado pelas Ciências Naturais e Engenharia do Conselho de Pesquisa do Canadá (NSERC) e os Institutos Canadenses de Pesquisa em Saúde (CIHR).

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Construção de Aquário
Aquecedor de piso blindado eletricamenteThermoSoft Corp., IL, EUAPainel
vidro temperadoThermoTile www.thermosoft.com genérico0.5 in de espessura, usado para a construção de aquários
Silicone de graude aquário genérico 
Folha de acrílicogenérica0,25 in de espessura, branco fosco
Folha de borracha naturalgenérica 0,25in de espessura
ServomotorHTECHRCD Inc., CoréiaHS-325HB, rotação de 180 grauswww.servocity.com
Suporte de braço de servomotorHITECHRCD Inc., Coréia56362 Controlador de servomotor www.servocity.com de estrias grandes
(6 canais)ControladorServo USB de 6 canais Micro Maestro SparkfunROB-09664
Cabo de extensão USB ativoC2G38990Cabo de extensão ativa de 4 portas USB 2.0 A macho para fêmea de 12 m
ExaustorNutoneILFK120www.homedepot.com
Filtro de aquário verticalTetra, AlemanhaFiltro de Potência Interno Whisper - 40i 
esmagadoUsado para aumentar o pH do tanque <
forte>Gravação EOD Configuração
GrafiteEletrodos Staedtler, AlemanhaMars Carbon 2-mm tipo HBRaspe o revestimento externo
Amplificador/Filtro FisiológicoIntronix, Canadá2015F 
Cabo coaxialgenéricoRG174Para montagem de eletrodos
Cabo coaxialgenéricoRG54Para uso de fiação
Conector conector BNC para RG-174Amphenol Connex112160Para montagem de eletrodos
Conector BNC para RG-54Amphenol Connex112116Para uso de fiação
Hardware digitalizador de sinalCambridge Electronic Design, Reino UnidoPotência MKII 1401 
Software digitalizador de sinalCambridge Electronic Design, UKSpike 2. ver 7 
Configuração de rastreamento visual
Luz LED brancaIKEA, Suécia DIODER201.194.18www.ikea.com
Luz LED infravermelha (850 nm)Scene Electronics, ChinaS8100-60-B/C-IRRemova o ventilador embutido
Webcam USBLogitech Inc., CA, USAC910Remova o filtro de bloqueio infravermelho
CâmeramotorizadaLogitech Inc., CA, EUAQuickcam Orbit Removerfiltro de bloqueio infravermelho
Software de gravação de vídeoLogitech Inc., CA, EUASoftware Logitech QuickcamDownload do www.logitech.com
MATLABMathworks, MA, USA2012aCaixa de ferramentas de processamento de imagem
de Coral

Referências

  1. Miyawaki, A., et al. Fluorescent indicators for Ca2+ based on green fluorescent proteins and calmodulin. Nature. 388 (6645), 882-887 (1997).
  2. Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. Millisecond-timescale, genetically targeted....

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Reimpressões e permissões

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