Summary
Bu kağıt belge ve navigasyon biliş rolünü ölçmek için bellek ve radyo telemetri farmakolojik manipülasyon birleştiren yeni bir protokol tanımlamaktadır.
Abstract
algılarlar ve çevresi hakkında bilgi edinmek için bir hayvanın yeteneği navigasyon, göç, dağılma ve yiyecek arama dahil olmak üzere birçok davranış süreçleri, önemli bir rol oynar. Ancak, gezinme stratejileri ve bu stratejileri altında yatan mekanizmaların gelişmesinde biliş rolünün anlaşılması ve biliş manipüle ve vahşi hayvanları izleme, izleme katılan metodolojik güçlükler ile sınırlıdır. Bu çalışma, yüksek hassasiyetli radyo telemetri ile davranış farmakolojik manipülasyon birleştiren navigasyon biliş rolünü ele almak için bir protokol tanımlamaktadır. yaklaşım, bilişsel mekansal yeteneklerini işlemek için skopolamin, bir muskarinik asetilkolin reseptör antagonisti kullanır. Tedavi edilen hayvanların sonra yüksek frekans ve uzaktan nirengi üzerinden yüksek uzaysal çözünürlüğü ile izlenir. Bu protokol yaşadığı ettiğini Doğu kaplumbağaları (Chrysemys picta) boyalı bir nüfus içinde uygulandıkesin (± 3.5 m) kullanarak uzak kaynaklar arasında hareket ~ 100 yıl mevsimsel geçici su kaynakları, karmaşık (yani, birden habitatları hareket yüksek kıvrımlarında ile doğrusal olmayan), ve öngörülebilir yolları 4 yaş öncesi öğrendim. Bu çalışma, bu kaplumbağaların tarafından kullanılan işlem uzaysal bellek oluşumu ve hatırlama ile tutarlı olduğunu göstermiştir. Birlikte, bu sonuçlar, karmaşık navigasyon mekansal biliş rolü ile tutarlı ve biliş ve navigasyon çalışmada ekolojik ve farmakolojik teknikler entegrasyonunu vurgulayın.
Introduction
Biliş (burada ", elde depolanması ve çevre bilgileri kullanarak ilgili tüm süreçler" olarak tanımlanan 1) karmaşık navigasyon görevlerin 2 bir dizi merkezidir. Örneğin, Sandhill vinçler (Grus canadensis) yavru olarak kendi doğum plajlarda belirgin tecrübesi 3 göçmen hassas iyileşme ve deniz kaplumbağası türü damgasını göstermek ve yetişkinler 4-6 olarak geri döner. Benzer şekilde, bir hayvanın yeteneğini başarılı göç, dağılma ve toplayıcı menteşe mekansal çevre 7,8 hakkında bilgi toplamak için. Bazı hayvanlar belirli peyzaj özellikleri 9 ile ilgili olarak seyir yolları öğrenmek için görünür ve yuvalama ve toplayıcı alanlar 10 arasında hareket ederken uzamsal biliş kullanabilirsiniz. Doğu Boyalı kaplumbağaları üzerine yapılan son çalışmalar (Chrysemys picta) yetişkin olarak yayla yaşam başarılı navigasyon Juve menteşeleri navigasyon, kritik bir dönem anlaşılacağıdar bir yaş aralığında (<4 yaş 11-13) içinde Nil deneyim. Birlikte bu çalışmalar navigasyon 4-6, 14-16 öğrenme rolünün anlaşılmasında yapılmış ilerlemeyi gösteren rağmen, bu tür davranışları altında yatan mekanizmalar ve navigasyon biliş tam rolü 17 özellikle omurgalılarda 8, esrarengiz kalır 18.
Navigasyon içinde biliş rolüne saha araştırmaları nadirdir 2 nedeniyle büyük ölçüde izleme katılan metodolojik güçlükler, manipüle ve yabani hayvanları izlemeye 8, 18,. Örneğin, büyük mekansal ve zamansal ölçekler hangi birçok hayvan genellikle bu hayvanların potansiyel öğrenmek ve bu bilgileri nasıl elde edilir bilgilerin hem tür soruşturma engel gezinmek. Deneyci genellikle böylece türünü sınırlayan, tespit ve geniş alanlar ve zaman dilimlerinde üzerinde davranışlarını izlerken hayvanlar bulma lojistik zorluklartahsil edilebilir veri ve çizilebilir sonuçların. hayvan monte küresel konumlandırma sistemi kullanımı (GPS) kaydediciler yaygın değişen hayvanların tespiti olasılığını artırabilir olsa da, bu yollarla toplanan konumsal veri genellikle çok kaba çözünürlük ve detaylı bir davranış bileşeni yoksundur. Sonuç olarak, bu koşullar altında toplanabilir veriler farklı gruplar veya deneysel tedaviler arasında davranış ince varyasyonu incelemek için sınırlı değeri vardır. Benzer şekilde, hedef davranışlar doğrudan kontrollü manipülasyon genellikle navigasyon davranışları tipik yanı sıra saha çalışmalarının doğasında lojistik kısıtlamaları mekansal ve zamansal ölçeklerde tarafından yasaklanmıştır. alanda hayvanlarla çalışan büyük zorluklar yanlışlıkla sahte davranışlar üretmeden davranışsal veri toplama sonra yakalamak ve onları manipüle ve kendi doğal ortamlarında hayvanları vardır bulma. Bu nedenle, fr deney tasarımıee-değişen hayvanlar genellikle sınırlıdır ve navigasyon biliş rolüne sıkı kontrollü alan deneyler yeteneği sınırlıdır.
Bu çalışmada tarla koşullarında farmakolojik manipülasyon ve serbestçe seyreden hayvanların yüksek çözünürlüklü izleme yeni bir kombinasyonunu kullanarak alanındaki biliş ve navigasyon arasındaki ilişkiyi araştıran önceki zorluklar birçok circumvents. Skopolamin, bir muskarinik asetilkolin reseptörü (mAChR) antagonisti, bir omurgalı takson 18-24 çeşitli beyinlerinde kolinerjik aktiviteyi engelleyerek uzamsal bellek oluşumu ve hatırlama bloke ettiği gösterilmiştir. Skopolamin tarla koşullarında 11, 18 altında serbest değişen hayvanlar üzerinde etkin bir şekilde kullanılmaktadır ve belirgin fakat geçici etkiye sahiptir (örn, 6 - sürüngenler 8 saat). Metilskopolamin kan-beyin-bariyerini 19-21 geçmeyen mAChR antagonisti kontrol etmek için de kullanılabilirskopolamin ve davranış 11 bilişsel olmayan yönleri için olası çevresel etkileri. Farmakoloji doğrudan etkileyen reseptörler tarafından biliş hassas manipülasyon için izin verir, ve yüksek hassasiyetli radyo telemetri davranışına ortaya çıkan etkilerinin gözlenmesi için izin verir. Hem de yüksek mekansal (2.5 ± m) ve temporal (15 dk) çözünürlüğe sahip uzaktan nirengi üzerinden alınan ölçümler biliş deneysel manipülasyon hassas belgeler ve hayvan davranışları göreceli ölçümü için izin verir.
Bu çalışma 11 Chesapeake Çiftlikleri, Kent Co., MD içinde 3.300 dönümlük yaban hayatı yönetimi ve tarım araştırma alanı, ABD (39,194 ° K, 76,187 ° W) Mayıs ve Ağustos 2013 2014 tarihleri arasında yapıldı. protokol beş ana adımdan oluşur: (1) yakalama ve taşıma hayvanları (3) farmakolojik ajanlar (4) izleme ve hayvan hareketleri manipüle ve (5) ana hazırlamak (2) yapıştırılması radyo vericilerikonumsal veri lyzing. Doğu üzerinde burada açıklanan odaklı çalışma kaplumbağa (Chrysemys picta) boyalı. Fokal popülasyonda kaplumbağaları kendi ev havuzları terk edip dört çok hassas (3,5 m ±) bir kompleks ve son derece öngörülebilir password 11, 12 kullanılarak alternatif su habitatları gidin hangi yıllık kara hareketler yaparlar. Hayvanların farmakolojik manipülasyon içinde yüksek çözünürlüklü radyo telemetri ile eşleştirilmiş bu sistem serbestçe vahşi hayvanları gezinmek biliş rolüne ışık tutuyor.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Hayvan denekleri Tüm işlemler Franklin ve Marshall ve Washington Kolejleri Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komiteleri tarafından onaylanmış ve tüm yerel, eyalet ve federal yönetmelikleri takip edildi.
1. Yakalama ve Taşıma
- kaplumbağa içerdiği bilinmektedir su targette çember tuzakları yerleştirin. tuzak 5 inç tuzağa kaplumbağaları yüzey ve nefes almasını sağlar su üstünde kalır - 4 sağlamak su derinliği belirleyin. genişletmek ve tuzak çökmeyi engellemek için çapraz kirişler ile maksimum uzunluk çember tuzakları sabitlemek için emin olun. su kütlesinin yatağına Bahis trans kaymasının engellenmesi için.
- Birkaç ölü balık, tavuk ciğeri veya tavuk boyunları, kedi maması bir kutu ve / veya sebze 25 bir kutu ile yem tuzakları.
- günde iki kez tuzakları kontrol edin ve kaplumbağalar çıkarın. tuzaklardan kaplumbağaları çıkartırken, yan hayvan tutun ve pençeleri veya gaga gelen yaralanmalardan kaçınmak için dikkatli kullanın.
- by-catch sürümü. Yenidendevam hapsi isteniyorsa tuzak ayarlayın. yem durumunu değerlendirmek. yem tüketilen olsaydı, daha eklemek. Ek hapsi istenen değilse kıyıya tuzakları çekin.
- 26, 27, istenirse kaplumbağaların cinsiyet ve yaş belirleme.
- holding torbaya kaplumbağa koyun ve en yakın g bir bahar ölçekli vücut kitle ölçün.
- küçük bir su miktarı ile iklim kontrollü taşıma kutularına laboratuara nakil kaplumbağaları. Ev hayvanları tek tek arıtılmamış su birikintisi su ile akvaryumlarda yaklaşık 25 ° C'de tutulur ve baş sadece kapsayacak kadar derin.
2. İliştirilmesi Radyo Verici
- Verici ömrünü ve çıkış maksimize etmek için, hayvanın vücut kütlesi 28% 5'ini aşmaması mümkün olan en büyük radyo vericisi seçin.
- karapaksla orta hat ve lateral kenarı arasındaki yaklaşık yarım karapaksta l yaklaşık 1/3 verici yerleştirme konumunu belirlemekkarapaksla arka kenarından yukarı ength.
- kuru bir bezle çamur, enkaz ve yosun büyümesini kaldırarak bölgeyi hazırlayın. % 70 izopropanol ile Swab alanı.
- 5 dakika epoksi küçük bir miktarı ile verici takın. karapaksla yüzeyine temasını maksimize etmek için verici döndürün. vücudun uzun eksenine hayvan paralel ardındaki yollar için anten yerleştirin.
- Bir kez uygun bir konuma sahip olan tüm verici ve 5 dk epoksi ile çevredeki karapaks yüzeyinin yaklaşık 1 cm kapsamaktadır.
- akvaryum kaplumbağa dönün ve epoksi gecede tedavi için izin verir.
3. Farmakolojik Hazırlama
Dikkat: Skopolamin hidrobromür ve skopolamin metilbromid etkili asetilkolin antagonistleridir. Bu ilaçlar ile çalışırken, Malzeme Güvenlik Bilgi Formu'na başvurunuz kullanmak uygun kişisel koruyucu donanım (örneğin, eldiven, davlumbaz), ve Kazası önlemek için laboratuvar güvenlik protokolleri uygulayıntal temas.
- steril ve antipyrogenic malzemeleri kullanarak, skopolamin hidrobromür, bir stok çözeltisi bileşik. Bir analitik terazi üzerinde, ilacın istenen miktarını tartılır. 1 mg / ml konsantrasyona kadar konik bir tüp içinde, enjeksiyon tuzlu su ile skopolamin karıştırın. Vortex çözüm kadar çözülmüş. Baz kimyasalların bu kimyasal saflığı karşılar veya Amerika Birleşik Devletleri Farmakopesi (USP) formülasyonu mümkün 11 aşıyor emin olun.
- skopolamin metilbromür ile adımı yineleyin 3.1.
- 0.22 mikron gözenek naylon ya da karışık selüloz esterleri ile işlem çözeltisi, steril olarak kapatılır, serum şişenin içine filtre şırınga.
- Oda sıcaklığında saklayınız. 24 saat içinde kullanın.
Radyo Telemetri 11, 12 Kullanılması 4. Parça Kaplumbağa Hareketleri
- hayvandan en az 25 m kalan, hedef hayvanın genel konuma taşıyın. Horiz tarama, bir yönlü Yagi anten kullanarak ve orta seviyede alıcı kazancının ayarlanmasıüzerinde hayvanın kaba yönünü ve konumunu belirlemek için. girişim veya zayıf bir sinyal alırken, yeni bir pozisyon bulmak. yükseklik artırmak veya sinyal artırmak için mümkün olduğunda havada Yagi tutun.
- uygun yer yatağı almak bulunduğunda, bir GPS ile konumunuzu kaydedin.
- Null / pik yöntemi 28 kullanılarak, sol ve sağ null yataklarını belirler.
- güçlü sinyalin yönünü belirlemek. Hala saptanabilir bir sinyal alırken aşağı mümkün olduğunca kazanç çevirin. eğer varsa alıcı üzerindeki zayıflatıcı anahtarını kullanın. sola anteni hareket ettirin ve sinyali kaybolduğunda hangi pusula yatak kaydedin.
- Sağ rulman için önceki adımı yineleyin.
- Aynı hayvan için en az iki ek konumdan adımı tekrarlayın 4.3.
Not: Hayvan çevreleyecek şekilde Bu ek puan şekilde alınmalıdır.- rulman seti AYI gelen alındığındat mesafe ya da kaçınılmaz girişim ile, doğruluğunu artırmak için en az iki ek yatakları alır. hayvan hareket, özellikle mümkün olduğunca çabuk tek bir konum tahmin etmek için kullanılan rulmanların setleri toplamak.
NOT: Alternatif olarak, birden fazla personel aynı anda aynı hayvan üzerinde birden fazla bağımsız yataklarını almak için koordine edebilir.
- rulman seti AYI gelen alındığındat mesafe ya da kaçınılmaz girişim ile, doğruluğunu artırmak için en az iki ek yatakları alır. hayvan hareket, özellikle mümkün olduğunca çabuk tek bir konum tahmin etmek için kullanılan rulmanların setleri toplamak.
- Hayvanların kayıt yerleri dijital veya her 10 elle - Yukarıdaki adımları kullanarak 15 dk.
- bilişsel işleme Manipülasyon
- unmanipulated hayvanın yol (a-içi, kontrol grubu) belgelenen sonra, skopolamin ve metilskopolaminin da bir doz sağlar. Aşama 1.5'de elde kütlesini kullanarak, ilacın miktarını hesaplamak skopolamin 6.4 mg / kg ya da 6.8 mg metilskopolaminin 19, 20 / kg'lık bir sürüngen özgü nihai dozu elde etmek için bir hayvana verilmesi.
- 1.0 m kullanarak kaudal periton sinüs yoluyla periton içine doğrudan ilaç teslim22 gauge iğne ile L'lik. teslim toplam hacim 1 ml aşmayacak emin olun.
- yakalama onun yerinde en kısa sürede hayvan bırakın.
- onun öngörülen hedefe ulaşıncaya kadar 15 dk - Her 10 hayvanın hareketini izlemeye devam.
5. Mekansal Analizi
- Hayvan konumu tahminleri hesaplayın.
- Boş yatakların her set için, (yazılım elle veya üzerinden) açısı Ortaya çıkan verici yatağını bulmaya ikiye bölmek. Belirli bir zaman noktasında tüm yataklar için tekrarlayın.
- üreticinin protokolüne göre nirengi yazılımı kullanarak, birden fazla verici yatakları ile hayvanın konumunu ve ilgili hata tahmin ediyoruz. Yazılım, farklı çıkış sağlıyorsa x / y koordinatları pozisyon tahminleri dönüştürün.
- Tekrarlayın yatakları her kümeleri için 5.1 adımları.
- hareketin mekansal hassasiyet hesaplayın.
- hesaplamakkümülatif geometrik ortalama onların hedefi 12 doğru hareket olarak unmanipulated hayvanlarda (negatif kontrol) (yani, ortalama yol).
- Tedavi ve pozitif kontrol gruplarında her birey için, tüm noktaların% 100 11 12, dahil edilene kadar 5 m aralıklarla geometrik ortalama hattan gittikçe daha büyük tarama alanı üst üste puan kümülatif sayısını hesaplamak.
- Her bir gruptaki tüm bireyler için her profil mesafede ortalamasını ve standart sapmasını hesaplayın.
- İstatistiksel olarak, söz bağlı olarak, belirli bir aralıkta nokta veya üst üste noktalarına% 100 uyum aralığın tedavi grupları arasında biri için karşılaştırma verileri analiz.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Yukarıdaki protokolü kullanarak, navigasyon içinde biliş rolü Doğu nüfusu değerlendirildi kaplumbağaları ~ 100 yıl boyunca mevsimsel geçici su kaynaklarını yaşadı (Chrysemys picta) boyalı. Ve kalıcı su habitatları (Şekil 1) - Bu nüfus (birkaç saat içinde yıllık ve hızla süzülmüş) geçici karışımı yaşar. Önceki çalışmalar onların göletler drene sonra, ikamet kaplumbağaları yüksek hassasiyet (3.5 ± m) 4 yaşından 11-13 (Şekil 1) önce öğrenilen karmaşık, öngörülebilir yolları kullanarak alternatif su kaynaklarına gitmek öneririz.
Bu çalışma, bu kaplumbağaların tarafından kullanılan işlem uzaysal bellek oluşumu ile tutarlı ve 11 hatırlamak olduğunu gösterdi. Skopolamin mekansal bellek oluşumu da dahil olmak üzere hayvanların beyinlerinde (kolinerjik aktiviteyi bloke olur ve 19-21 hatırlama 11 skopolamin hiçbir etkisi düşündüren, skopolamin etkilenmedi (Şekil 1 ve 2). Dahası, ne yetişkin ne çocuk navigasyon metilskopolamin kontrol etkilenmiştir. Yetişkin hayvanlar (yani yerinde önceki deneyimi olanlar) skopolamin enjekte kan-beyin bariyeri vardı geçmez ilaç enjekte tarihi yolları ve gezinmek için yerel ipuçlarını kullanmak gençlerin ve bu yetişkin takip yeteneğini kaybetti etkilenmemiş. Bu nedenle, bu sistemde yetişkin navigasyon doğada bilişsel görünmektedir. Birlikte, bu sonuçlar kaplumbağaları onlar yolları öğrenmek ve kolinerjik-bağımlı bilişsel sistemi kullanmak gerekir sırasında kritik bir dönemi var düşüncesi ile uyumludurs (uzamsal bellek) erişkinlerde 11-13 olarak gezinmek için.
Şekil 1. Navigasyon Yetişkin Kaplumbağaları Kognitif İşleme dayanarak (a) deneyimli yetişkin ve (b) saf gençler Temsilcisi hareketler. - Daimi (P) havuzlar geçici (T) (1 3 yıl) skopolamin ya ya ile tedavi sırasında metilskopolamin. tüm naif gençlerin ilaçla tedavi ederken, geleneksel yolları (kırmızı, p <0.001) (200 m) üzerinden uzak dramatik sürüklendi skopolamin alan tüm yetişkinler (9 n = a, sarı,) (b, sarı, n = 7) tam geleneksel yolları (p> 0.999) içinde hareket etmiştir. Tüm kontrol yetişkinler (beyaz, n = 9) ve saf gençlere kontrol (b, beyaz, n = 6), geleneksel yollar (p> 0.999) izledi. noktalarının her satırı bir kişiyi temsil eder. Tüm grup tüm kaplumbağalars enjeksiyonu (p> 0.999) önce yüksek hassasiyet yapılmaktadır. Roth ve Krochmal 11 veriler. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 2. Navigasyon Hassas Yetişkin Kaplumbağaları Bilişsel İşleme bir işlev a) Tüm kaplumbağalar tedavi öncesinde (skopolamin) ya da kontrol enjeksiyonuna hareketinin yüksek hassasiyet (metilskopolamin gösterdi;.. B) enjeksiyonundan sonra p> 0.999), skopolamin tedavisinde yetişkinler önemli ölçüde geleneksel rotalardan (p <0.001) sapmış. Buna karşılık, diğer tüm gruplar yüksek hassasiyet (p> 0.999 ± 3.5 m) ile gezinmek için devam etti. 3.5 m - ekler 0.5 den üst üste ayrıntı göstermek. points ± SEM araçlardır. Roth ve Krochmal 11 veriler. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Burada sunulan protokol deneyi belgelemek ve navigasyon biliş rolünü ölçmek için izin verir. En yaklaşımlar hayvanın davranışının belirli yönleri manipüle edildiği bilmek mümkün deneycilerin terk alanında kurgulama biliş, zor olduğu kanıtlanmıştır. Ancak, burada sunulan protokol deneyci doğru manipüle etmek ve böylece navigasyon biliş rolünü değerlendirmek için izin verir. teknik ayrıca deneyci, böylece araştırmacılar vahşi hayvanlarda biliş deneysel manipülasyon davranışsal sonuçlarını açıkça belgelemek güçlendirici, son derece yüksek uzaysal ve zamansal çözünürlüğe sahip gerçek zamanlı olarak hayvan navigasyon izlemenize olanak sağlar.
Bu kapsamda, radyo telemetri yüksek kaliteli mekansal ve davranışsal verilerin hem verimli, tam büyük mesafeler üzerinde hayvan hareketlerini izlemek için yeteneği sağlar. telemetri bu uygulama hiçbir şekilde olmasına rağmen28 yeni çalışmaların çoğunluğu ekoloji ve davranış (örneğin, habitat kullanımı, ev aralığı boyutu, vb) iri soruları yanıtlamak için bu tekniği kullanın. Hayvan konumu sık sık izleme - ince ölçekli mekansal analizler uzayda bir hayvanın yere daha detaylı davranışsal bileşeni sağlamak ile (4 saat başına 5 kez) burada anlatılan kombine. Optimum izleme mesafesi verici gücü ve ekipman duyarlılığı bir fonksiyonu olacaktır unutmayın. Genellikle hayvan açık bitki örtüsü yer almaktadır zaman, bu tür rahatsızlığı önlemek için gerekli mesafe büyük olabilir, ancak bunu rahatsız etmemek için hayvandan uzak en az 25 m kalması en iyi uygulamadır.
mevcut uygulamada, yüksek hassasiyetli radyo telemetri hayvan monte GPS kaydediciler kullanımı üzerinde benzersiz avantajlar sunuyor. Vericiler küçük olabilir, daha az pahalı ve GPS birimleri 28 daha uzun pil ömrü var. Ayrıca, TRadyo telemetri üzerinden uzaktan nirengi emporal çözünürlüklü hayvan monte GPS çok daha üstündür. Geçici olarak, hayvan monte GPS üniteleri pil ömrü ile sınırlıdır (yani, ölçümlerin bir sonlu sayıda böylece onların frekans kısıtlayıcı, alınabilir). GPS ile yüksek hassasiyetli izleme uzun bir süre boyunca yüksek frekans konumunu elde etmek için büyük bir pile ihtiyaç olacaktır. Bu pillerin önemli kitle küçük hayvan monte GPS birimleri 28 kullanım onları engellemektedir. Ayrıca, yüksek hassasiyetli radyo telemetri pahalı veri alma maliyetleri ile kısıtlı, ya da pansiyon bellek depolama ile sınırlı değildir. Ancak, radyo telemetri derin su veya fossorial türler, ya da dik dağlık habitatları olanlarda özellikle büyük hareket aralıkları (örneğin, uzun mesafe göç sırasında), hayvanları izlemek için optimal değildir. Buna ek olarak, yüksek hassasiyetli, radyo izleme özel olarak da F, yoğun bir çok zaman ve nispeten büyük bir alan gerektirir mürettebatya da hızlı hareket eden türler; Bu nedenle, bu yaklaşım tüm sorular için uygun olmayabilir.
skopolamin ve metilskopolaminin ile farmakolojik manipülasyon bir doğal ortamda biliş çalışması için özel gelişmeler sunuyor. Davranış ve böylece potansiyel soruşturmanın kapsamını sınırlayan, özellikle saha koşullarında, yorumlamak zor olabilir. Skopolamin özellikle biliş manipülasyonu hakkında soru sormak için araştırmacı sağlayan bilişsel süreçleri etkileyen spesifik reseptörlerin müdahale etmenizi sağlar. skopolamin kolayca kan-beyin bariyerini geçen ve metilskopolamin değil Dahası, araştırmacılar, böylece ayrışan skopolamin periferik etkileri kontrol edebilirsiniz bilişsel temelli olmayan bilişsel davranışlardan. farmakolojik manipülasyon bu yararlar nesil ve net davranış tahminler sonraki test etmek için izin ve arazi koşullarında karmaşık deneysel tasarımlar kullanımını hükmeder. Bununla birlikte, SCopolamine diğer davranışsal duyusal ve bilişsel sistemlerde 21-24 üzerinde istenmeyen etkileri olabilir bir çok genel asetilkolin antagonistidir. Nedenle, skopolamin kullanımı karmaşık davranışları yorumlanması ile karışabilir etkiler yaratabilir mümkündür (örneğin, öğrenci dilatasyon, termal duyarlılık 21-24, 29, 30); böyle karıştırıcı etkileri bu veya önceki çalışmalarda 11-13, 19, 20 tespit edilmiştir.
radyo izleme zayıf bir sinyal, sinyal kaybına ve parazite yer alırken ortak sorunları karşılaştı. Zayıf bir sinyal mücadele etmek için, (anima rahatsız etmemek için dikkatli olmak) yakın hayvan taşımak, kazanç, değişim anten yönünü arttırmak ve anten 28 yükseltmek. Sinyal tamamen kaybolursa, arama yoktur 28 dışa doğru spiral bir alanda kazanç ve mümkün olduğunca yüksek anten ile arayın. Girişim attenuato kullanarak, kazanç azaltarak mücadele edilebilirr veya gürültü (eğer varsa) filtreyi iptal ve anten yönünü değiştirerek. girişim bu yollarla aşılması mümkün değilse, çalışma yerinde gelecekteki çalışma girişim etkilenmez bant genişlikleri üzerinde odaklanmalıdır.
Genel olarak, yüksek hassasiyetli telemetri ile birlikte farmakolojik manipülasyon biliş kökenli ve navigasyon tezahürü oynadığı rolüne benzersiz bir bakış açısı sağlar. Bu eşsiz metodun yenilik araştırmacılar daha iyi navigasyon olarak biliş doğuran altta yatan nörolojik mekanizmalarını anlamak için izin verir. Ayrıca, bu teknikler mekansal açık davranışlar (örneğin, navigasyon, göç, yiyecek arama, ve dağılma) 11-13, 33 özel uygulanabilirliği ile vahşi biliş ek çalışmalar için kullanılabilir, biliş 1, 7, ve koruma evrimi (örneğin, translokasyon, bir yeniden başlama) 31, 32. Bu teknik, çok geniş bir çaldı için kullanışlıdırhabitatların geniş bir yelpazede takson e ve bilişteki filogenetik desenleri anlamak için önemli olacaktır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Scopolamine bromide | Sigma | S0929 | USP |
| Scopolamine methylbromide | Sigma | S8502, 1421009 | USP and non USP versions |
| Saline | Hanna Pharmaceutical Supply Co., Inc. | 409488850 | USP, formulated as an injectable |
| Syringe filter | Fisher | 09-720-004 | |
| Syringe | Fisher | 14-823-30 | |
| Hypodermic needle | Fisher | 14-823-13 | |
| Antenna | Wildlife Materials | 3 Element Folding Yagi | Antennae with additional elements are available, but can be cumbersome in the field. |
| Radio Receiver | Wildlife Materials | TRX-2000S | Water resistant models are also available. |
| Compass | Brunton | Truarc 15 | |
| Radio transmitters | Holohil Inc. | BD-2, PD-2, RI-2B | Transmitter models vary in lifespan and signal output as a function of battery size and pulse rate settings, which can be customized based on the study question and organism. |
| GPS | Garmin | eTrex Venture | |
| Coaxial cable | newegg.com | C2G 40026 | BNC connections are necessary. |
| Hoop net | Memphis Net and Twine | TN325 | Net mesh size should be chosen based on the minimum size of the target animal. |
References
- Shettleworth, S. J. Cognition, Evolution and Behavior. , Oxford University Press. New York. (2010).
- Bingman, V. P., Cheng, K. Mechanisms of animal global navigation: comparative perspectives and enduring challenges. Ethol. Ecol. Evol. 17, 295-318 (2005).
- Mueller, T., O'Hara, R. B., Converse, S. J., Urbanek, R. P., Fagan, W. F. Social Learning of Migratory Performance. Science. 341, 999-1002 (2013).
- Putman, N. F., et al. An inherited magnetic map guides ocean navigation in juvenile Pacific salmon. Curr. Biol. 24, 446-450 (2014).
- Lohmann, K. J., Putman, N. F., Lohmann, C. M. F. Geomagnetic imprinting: a unifying hypothesis of natal homing in salmon and sea turtles. Proc. Natl. Acad. Sci., USA. 105, 19096-19101 (2008).
- Fuxjager, M. J., Davidoff, K. R., Mangiamele, L. A., Lohmann, K. J. The geomagnetic environment in which sea turtle eggs incubate affects subsequent magnetic navigation behaviour of hatchlings. Proc. R. Soc. B. 281, 1218-1225 (2014).
- Shettleworth, S. J. The evolution of comparative cognition: is the snark still a boojum. Behav. Processes. 80, 210-217 (2009).
- Fagan, W. F., et al. Spatial memory and animal movement. Ecol. Lett. 16, 1316-1329 (2013).
- Collett, T. S., Graham, P. Insect Navigation: Do Honeybees Learn to Follow Highways. Curr. Biol. 25, 240-242 (2015).
- Menzel, R., et al. Honey bees navigate according to a map-like spatial memory. Proc. Natl. Acad. Sci., USA. 102, 3040-3045 (2005).
- Roth, T. C., Krochmal, A. R. Pharmacological Evidence is Consistent with a Prominent Role of Spatial Memory in Complex Navigation. Proc. R. Soc. B. 283, 20152548 (2016).
- Roth, T. C., Krochmal, A. R. The role of age-specific learning and experience for turtles navigating a changing landscape. Curr. Biol. 25, 333-337 (2015).
- Krochmal, A. R., Roth, T. C., Rush, S., Wachter, K. Turtles outsmart rapid environmental change: the role of cognition in navigation. Comm. Integr. Biol. , (2015).
- Thorup, K., et al. Evidence for a navigational map stretching across the continental U.S. in a migratory songbird. Proc. Natl. Acad. Sci., USA. 104, 18115-18119 (2007).
- Lohmann, K. J., Lohmann, C. M. F., Putman, N. F. Magnetic maps in animals: nature's GPS. J. Exp. Biol. 210, 3697-3705 (2007).
- Collett, M., Chittka, L., Collett, T. S. Spatial Memory in Insect Navigation. Curr. Biol. 23, 789-800 (2013).
- Foden, W., et al. Species susceptibility to climate change impacts. The 2008 Review of The IUCN Red List of Threatened Species. Vié, J. C., Hilton-Taylor, C., Stuart, S. N. , IUCN. Gland, Switzerland. (2008).
- Kohler, E. C., Riters, L. V., Chaves, L., Bingman, V. P. The Muscarinic Acetylcholine Antagonist Scopolamine Impairs Short-Distance Homing Pigeon Navigation. Physiol. Behav. 60, 1057-1061 (1996).
- Powers, A. S., Hogue, P., Lynch, C., Gattuso, B., Lissek, S., Nayal, C. Role of Acetylcholine in negative patterning in turtles (Chrysemys picta). Behav. Neurosci. 123, 804-809 (2009).
- Petrillo, M., Ritter, C. A., Powers, A. S. A role for Acetylcholine in spatial memory in turtles. Physiol. Behav. 56, 135-141 (1994).
- Klinkenberg, I., Blokland, A. The validity of scopolamine as a pharmacological model for cognitive impairment: A review of animal behavioral studies. Neurosci. Biobehav. Rev. 34, 1307-1350 (2010).
- Pradhan, S. N., Roth, T. Comparative behavioral effects of several anticholinergic agents in rats. Psychopharm. (Berlin). 12, 358-366 (1968).
- Harvey, J. A., Gormezano, I., Cool-Hauser, V. A. Effects of scopolamine and methylscopolamine on classical conditioning of the rabbit nictitating membrane response. J. Pharmacol. Exp. Therap. 225, 42-49 (1983).
- Evans, H. L. Scopolamine effects on visual discrimination: modifications related to stimulus control. J. Pharmacol. Exp. Therap. 195, 105-113 (1975).
- Dreslik, M. J., Phillips, C. A. Turtle communities in the upper midwest, USA. J. Freshwater Ecol. 20, 149-164 (2005).
- Sexton, O. J. A method of estimating the age of painted turtles for use in demographic studies. Ecology. 40, 716-718 (1959).
- Wilson, D. S., Tracy, C. R., Tracy, C. R. Estimating age of turtles from growth rings: a critical evaluation of the technique. Herpetologica. 59, 178-194 (2003).
- Kenward, R. E. A Manual for Wildlife Radio Tagging. , Academic Press. London. (2000).
- Jones, D. N. C., Higgins, G. A. Effect of scopolamine on visual attention in rats. Psychopharm. 120, 142-149 (1995).
- Araujo, J. A., Nobrega, J. N., Raymond, R., Milgram, N. W. Aged dogs demonstrate both increased sensitivity to scopolamine impairment and decreased muscarinic receptor density. Pharmacol. Biochem. Behav. 98, 203-209 (2011).
- Greggor, A. L., Clayton, N. S., Phalan, B., Thornton, A. Comparative cognition for conservationists. Trends Ecol. Evol. 29, 489-495 (2014).
- Roth, T. C., Krochmal, A. R. Cognition-centered conservation as a means of advancing integrative animal behavior. Curr. Opinion Behav. Sci. 6, 1-6 (2015).
- LaDage, L. D., Roth, T. C., Cerjanic, A. C., Sinervo, B., Pravosudov, V. V. Spatial memory: Are lizards really deficient. Biol. Lett. 8, 939-941 (2012).
