Environment

नि: शुल्क लेकर पशु स्थानिक अनुभूति का अध्ययन करने के लिए औषधीय हेरफेर और उच्च परिशुद्धता रेडियो टेलीमेटरी का प्रयोग

Published: November 6, 2016 doi: 10.3791/54790

Timothy C. Roth*¹, Aaron R. Krochmal*², William B. Gerwig, IV¹, Sage Rush³, Nathaniel T. Simmons², Jeffery D. Sullivan⁴, Katrina Wachter⁵

¹Department of Psychology, Franklin and Marshall College, ²Department of Biology, Washington College, ³University of Pennsylvania, ⁴School of Forestry and Wildlife Sciences, Auburn University, ⁵Morsani College of Medicine, University of South Florida

* These authors contributed equally

Summary

यह पत्र एक उपन्यास प्रोटोकॉल है कि स्मृति और रेडियो टेलीमेटरी के औषधीय हेरफेर करने के लिए दस्तावेज़ और नेविगेशन में अनुभूति की भूमिका यों को जोड़ती है वर्णन करता है।

Abstract

एक जानवर के अनुभव और अपने पर्यावरण के बारे में सीखने की क्षमता नेविगेशन, प्रवास, प्रसार और foraging सहित कई व्यवहार प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हालांकि, नेविगेशन रणनीतियों और तंत्र इन रणनीतियों अंतर्निहित के विकास में अनुभूति की भूमिका की समझ, पद्धति की निगरानी में कठिनाइयों द्वारा सीमित है की अनुभूति जोड़ तोड़, और जंगली जानवरों ट्रैकिंग। इस अध्ययन है कि उच्च परिशुद्धता रेडियो टेलीमेटरी के साथ व्यवहार के औषधीय हेरफेर जोड़ती नेविगेशन में अनुभूति की भूमिका के समाधान के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन है। दृष्टिकोण scopolamine, एक मुस्कारिनिक acetylcholine रिसेप्टर प्रतिपक्षी, संज्ञानात्मक क्षमताओं स्थानिक हेरफेर करने के लिए उपयोग करता है। पशुओं का इलाज तो उच्च आवृत्ति और दूरदराज के triangulation के माध्यम से उच्च स्थानिक संकल्प के साथ निगरानी कर रहे हैं। इस प्रोटोकॉल की आबादी के पूर्वी चित्रित कछुए (Chrysemys picta) के भीतर लागू किया गया था कि बसे हुए किया गया है~ 100 साल के लिए मौसम अल्पकालिक जल स्रोतों, सटीक (± 3.5 मीटर) का उपयोग कर दूर-दराज के स्रोतों के बीच चलती है, जटिल (यानी, उच्च टेढ़ा-मेढ़ापन कि कई आवासों पार के साथ गैर रेखीय), और उम्मीद के मुताबिक मार्गों उम्र के 4 साल पहले सीखा है। इस अध्ययन से पता चला है कि इन कछुओं द्वारा इस्तेमाल की प्रक्रिया स्थानिक स्मृति गठन और याद के साथ संगत कर रहे हैं। साथ में, इन परिणामों जटिल नेविगेशन में स्थानिक अनुभूति की एक भूमिका के साथ संगत कर रहे हैं और अनुभूति और नेविगेशन के अध्ययन में पारिस्थितिकी और औषधीय तकनीक के एकीकरण पर प्रकाश डाला।

Introduction

अनुभूति (इस के साथ साथ 'के रूप में प्राप्त करने के भंडारण, और पर्यावरण से जानकारी का उपयोग करने में शामिल सभी प्रक्रियाओं "परिभाषित ¹⁾ जटिल नेविगेशन कार्यों ² की एक सरणी के लिए केंद्रीय है। उदाहरण के लिए, सैंडहिल क्रेन (Grus canadensis) अनुभव ^{3 के} साथ प्रवासी परिशुद्धता में एक उल्लेखनीय सुधार, और hatchlings के रूप में उनके जन्म का समुद्र तटों पर समुद्र कछुआ प्रजाति छाप दिखाने के लिए और वयस्कों ^4-6 के रूप में वापसी। इसी तरह, सफल प्रवास, प्रसार, और foraging एक जानवर की क्षमता पर टिकी हुई हैं उनके स्थानिक पर्यावरण ^7.8 के बारे में जानकारी इकट्ठा करने के लिए। कुछ जानवरों विशिष्ट परिदृश्य सुविधाओं ⁹ के संबंध में नौवहन मार्गों जानने के लिए दिखाई देते हैं और स्थानिक अनुभूति का उपयोग कर सकते हैं जब घोंसले के शिकार और foraging क्षेत्रों ^{10 के} बीच घूम रहा है। पूर्वी चित्रित कछुए पर हाल ही में काम (Chrysemys picta) नेविगेशन, जहां वयस्कों के रूप में अपलैंड निवास स्थान के सफल नेविगेशन Juve पर टिका में एक महत्वपूर्ण अवधि का सुझावएक संकीर्ण आयु सीमा (<4 वर्ष ^11-13) के भीतर नील अनुभव। हालांकि एक साथ इन अध्ययनों प्रगति की है कि नेविगेशन ^{4-6, 14-16} में शिक्षा की भूमिका को समझने में किया गया है का प्रदर्शन, तंत्र है कि इस तरह के व्यवहार कायम करना और नेविगेशन में अनुभूति की पूरी ^{भूमिका,} रहस्यपूर्ण रहने के लिए विशेष रूप से रीढ़ ⁸ में ^{17 18।}

नेविगेशन में अनुभूति की भूमिका में क्षेत्र अन्वेषण दुर्लभ हैं ^{2, 8, 18,} कारण काफी हद तक पद्धति की निगरानी में कठिनाइयों, जोड़ तोड़, और जंगली जानवरों पर नज़र रखने के लिए। उदाहरण के लिए, बड़े स्थानिक और लौकिक तराजू, जिस पर कई जानवरों अक्सर जानकारी के दोनों प्रकार है कि उन जानवरों संभावित जानने और उस जानकारी को कैसे हासिल किया जाता है की जांच में बाधा नेविगेट। प्रयोगकर्ता अक्सर पता लगाने और जब इस तरह के बड़े क्षेत्रों और समय तख्ते पर व्यवहार की निगरानी जानवरों लगाने, जिससे प्रकार सीमित करने के साजो कठिनाइयों का सामनाडेटा एकत्र किया जा सकता है कि और निष्कर्ष है कि तैयार किया जा सकता है। हालांकि पशु-घुड़सवार ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम के उपयोग (जीपीएस) रिकार्डर लेकर व्यापक रूप से जानवरों का पता लगाने की संभावना में सुधार हो सकता है, इन तरीकों से एकत्र स्थानिक डेटा आम तौर पर बहुत मोटे संकल्प के हैं और एक विस्तृत व्यवहार घटक की कमी है। नतीजतन, डेटा ऐसी परिस्थितियों में एकत्र किया जा सकता है कि विभिन्न समूहों या प्रयोगात्मक उपचार के बीच व्यवहार में सूक्ष्म बदलाव की जांच के लिए सीमित मूल्य के हैं। इसी तरह, प्रत्यक्ष, लक्ष्य व्यवहार की नियंत्रित हेरफेर अक्सर नेविगेशन व्यवहार की खासियत है, साथ ही क्षेत्र के अध्ययन के निहित साजो बाधाओं से स्थानिक और लौकिक तराजू द्वारा निषिद्ध है। उनके प्राकृतिक निवास में जानवरों को खोजने, पकड़ने और उन्हें जोड़ तोड़, और फिर अनजाने में नकली व्यवहार उत्पादन के बिना व्यवहार डाटा एकत्रित क्षेत्र में जानवरों के साथ काम करने का प्रमुख चुनौतियां हैं। इसलिए, एफआर पर प्रयोगों के डिजाइनई-लेकर पशु अक्सर विवश है और नेविगेशन में अनुभूति की भूमिका पर कठोर, नियंत्रित क्षेत्र प्रयोगों का संचालन करने की क्षमता सीमित है।

वर्तमान अध्ययन क्षेत्र की स्थिति के तहत औषधीय हेरफेर और स्वतंत्र रूप से नेविगेट जानवरों के उच्च संकल्प पर नज़र रखने के एक उपन्यास संयोजन का उपयोग करके क्षेत्र में अनुभूति और नेविगेशन के बीच संबंधों की जांच की पिछली कठिनाइयों के कई गतिरोध उत्पन्न। Scopolamine, एक मुस्कारिनिक acetylcholine रिसेप्टर (mAChR) प्रतिपक्षी, कशेरुकी taxa ^18-24 की एक किस्म के दिमाग में कोलीनर्जिक गतिविधि को अवरुद्ध करके स्थानिक स्मृति गठन और याद ब्लॉक करने के लिए दिखाया गया है। Scopolamine क्षेत्र की स्थिति ^{11, 18 के} तहत मुक्त लेकर जानवरों पर प्रभावी ढंग से इस्तेमाल किया जा सकता है और एक चिह्नित लेकिन अस्थायी प्रभाव पड़ता है (उदाहरण के लिए, 6 - 8 सरीसृप में मानव संसाधन)। Methylscopolamine, एक mAChR प्रतिपक्षी कि रक्त मस्तिष्क बाधा ^19-21 पार नहीं करता है, के लिए नियंत्रित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकताscopolamine की और व्यवहार ¹¹ के गैर संज्ञानात्मक पहलुओं के लिए संभव परिधीय प्रभाव। औषध सीधे प्रभावित करने वाले रिसेप्टर्स द्वारा अनुभूति की सटीक हेरफेर के लिए अनुमति देता है, और उच्च परिशुद्धता रेडियो टेलीमेटरी व्यवहार पर जिसके परिणामस्वरूप प्रभाव के अवलोकन के लिए अनुमति देता है। दोनों उच्च स्थानिक (± 2.5 मीटर) और लौकिक (15 मिनट) संकल्प के साथ दूरदराज के triangulation के माध्यम से लिया माप सटीक प्रलेखन और पशुओं के व्यवहार रिश्तेदार की मात्रा का ठहराव अनुभूति की प्रयोगात्मक हेरफेर करने के लिए अनुमति देते हैं।

इस अध्ययन में ¹¹ चेसापीक फार्म, एक 3,300 एकड़ वन्य जीव प्रबंधन और कृषि केंट कंपनी के एमडी में अनुसंधान के क्षेत्र, संयुक्त राज्य अमेरिका (39.194 ° एन, 76.187 ° डब्ल्यू) पर मई और अगस्त 2013 और 2014 के बीच आयोजित किया गया। प्रोटोकॉल पांच मुख्य चरण शामिल हैं: (1) पर कब्जा करने और हैंडलिंग जानवरों (2) affixing रेडियो ट्रांसमीटर (3) औषधीय एजेंटों (4) की निगरानी और पशु आंदोलनों जोड़ तोड़, और (5) एना तैयारीस्थानिक डेटा lyzing। यहाँ बताया पूर्वी अध्ययन पर ध्यान केंद्रित कछुआ (Chrysemys picta) चित्रित। फोकल जनसंख्या में कछुए वार्षिक थलचर आंदोलनों जिसमें वे अपने घर तालाबों छोड़ दो और विकल्प जलीय के चार बहुत ही सटीक (3.5 ± मी) एक, जटिल है, और अत्यधिक उम्मीद के मुताबिक मार्गों ^{11, 12} का उपयोग कर निवास करने के लिए नेविगेट करने में संलग्न। में पशुओं के औषधीय हेरफेर इस प्रणाली उच्च संकल्प रेडियो टेलीमेटरी के साथ रखा स्वतंत्र रूप से जंगली जानवरों नेविगेट करने में अनुभूति की भूमिका पर प्रकाश डालता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

पशु विषयों को शामिल सभी प्रक्रियाओं फ्रेंकलिन और मार्शल और वाशिंगटन कालेजों के संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समितियों ने मंजूरी दे दी है और सभी स्थानीय, राज्य और संघीय नियमों का पालन किया गया।

1. कब्जा है और हैंडलिंग

पानी है कि कछुए को रोकने के लिए जाना जाता है का लक्ष्य शरीर में घेरा जाल रखें। जाल से 5 इंच पानी फंस कछुए की सतह और साँस लेने के लिए अनुमति देने के लिए ऊपर रहता है - यह सुनिश्चित करना कि 4 पानी की गहराई को पहचानें। विस्तार और पार बीम के साथ अपनी अधिकतम लंबाई को घेरा जाल सुरक्षित जाल पतन को रोकने के लिए कुछ खास होगा। पानी के शरीर के बिस्तर में हिस्सेदारी जाल बहाव को रोकने के लिए।
कई मृत मछली, चिकन यकृत, या चिकन गर्दन, बिल्ली भोजन के एक कर सकते हैं, और / या सब्जियों ²⁵ की एक कर सकते साथ चारा जाल।
दिन में दो बार जाल चेक करें और कछुए को हटा दें। जब जाल से कछुए को हटाने, कंधे से पशु पकड़ और सावधानी का उपयोग पंजे या चोंच से चोट से बचने के लिए।
1. द्वारा पकड़ रिलीज। फिर सेजाल सेट करता है, तो जारी रखा फँसाने वांछित है। चारा की स्थिति का आकलन। चारा सेवन किया गया था, और अधिक जोड़ने। जाल खींचो किनारे करने के लिए यदि अतिरिक्त फँसाने वांछित नहीं है।
सेक्स और कछुए की उम्र का निर्धारण करता है, तो ^{26, 27} वांछित।
एक होल्डिंग बैग में कछुए की जगह और निकटतम जी के लिए एक वसंत पैमाने के साथ शरीर द्रव्यमान मापने।
पानी की एक छोटी राशि के साथ जलवायु नियंत्रित परिवहन बक्से में प्रयोगशाला के लिए परिवहन कछुए। घर पशुओं अकेले इलाज तालाब के पानी के साथ एक्वेरियम में लगभग 25 डिग्री सेल्सियस पर आयोजित किया है और काफी गहरे तक केवल सिर को कवर करने के लिए।

2. affixing रेडियो ट्रांसमीटर

ट्रांसमीटर जीवन और उत्पादन को अधिकतम करने के लिए, सबसे बड़ा रेडियो ट्रांसमीटर संभव है कि जानवर के शरीर द्रव्यमान ²⁸ के 5% से अधिक नहीं है चुनें।
midline और कवच के पार्श्व किनारे के बीच लगभग आधे रास्ते कवच पर ट्रांसमीटर प्लेसमेंट के स्थान की पहचान एल के लगभग 1/3कवच के पीछे किनारे से ऊपर ength।
एक सूखे कपड़े से कीचड़, मलबे, और काई विकास को हटाने के द्वारा क्षेत्र तैयार। 70% isopropanol साथ झाड़ू क्षेत्र।
5 मिनट epoxy की एक छोटी राशि के साथ ट्रांसमीटर संलग्न। ट्रांसमीटर कवच की सतह के साथ संपर्क को अधिकतम पूरबी। एंटीना की स्थिति तो यह है कि यह शरीर की लंबी अक्ष के लिए पशु समानांतर पीछे ट्रेल्स।
एक बार उपयुक्त हों, पूरे ट्रांसमीटर और 5 मिनट epoxy के साथ आसपास के कवच की सतह के लगभग 1 सेमी कवर।
मछलीघर के लिए कछुआ लौटें और epoxy रात इलाज के लिए अनुमति देते हैं।

3. औषधीय तैयारी

सावधानी: Scopolamine hydrobromide और scopolamine methylbromide शक्तिशाली acetylcholine विरोधी हैं। जब इन दवाओं के साथ काम कर रहे हैं, सामग्री सुरक्षा डाटा शीट से परामर्श का उपयोग उचित व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (जैसे, दस्ताने, धूआं हुड), और प्रयोगशाला सुरक्षा प्रोटोकॉल acciden से बचने के लिए का पालन करेंताल से संपर्क करें।

बाँझ और antipyrogenic आपूर्ति का उपयोग करना, scopolamine hydrobromide के एक शेयर समाधान यौगिक। एक विश्लेषणात्मक संतुलन पर दवा की वांछित मात्रा वजन। 1 मिलीग्राम / एमएल की एकाग्रता के लिए एक शंक्वाकार ट्यूब में इंजेक्शन खारा के साथ scopolamine मिक्स। भंवर समाधान जब तक भंग कर दिया। सुनिश्चित आधार रसायनों की है कि रासायनिक पवित्रता को पूरा करती है या संयुक्त राज्य अमेरिका फार्माकोपिया (खासियत) निर्माण संभव है जब ¹¹ से अधिक है।
scopolamine methylbromide साथ दोहराएँ कदम 3.1।
0.22 सुक्ष्ममापी ताकना नायलॉन या मिश्रित सेलूलोज एस्टर के माध्यम से प्रक्रिया समाधान एक बाँझ सील सीरम शीशी में फिल्टर सिरिंज।
कमरे के तापमान पर रखो। 24 घंटा के भीतर का प्रयोग करें।

4. ट्रैक कछुए आंदोलनों रेडियो टेलीमेटरी ^{11, 12} का उपयोग

लक्ष्य जानवर के सामान्य स्थान पर ले जाने, जानवर से शेष कम से कम 25 मीटर। एक दिशात्मक यागी एंटीना का उपयोग करना और मध्यम पर रिसीवर लाभ सेटिंग, horiz स्कैनपर किसी न किसी दिशा और जानवर के स्थान का निर्धारण करने के लिए। जब हस्तक्षेप या एक कमजोर संकेत प्राप्त करने, एक नई स्थिति पाते हैं। ऊंचाई बढ़ाने या ऊपर यागी पकड़ संभव है जब संकेत बढ़ाने के लिए।
एक बार एक उपयुक्त स्थान असर लेने के लिए मिला है, एक जीपीएस के साथ अपनी स्थिति को रिकॉर्ड है।
अशक्त / पीक विधि का प्रयोग ^28, बाएँ और दाएँ nulls की बेयरिंग का निर्धारण।
1. मजबूत संकेत की दिशा को पहचानें। नीचे के रूप में दूर संभव के रूप में लाभ बारी है, जबकि अभी भी एक detectable संकेत प्राप्त। रिसीवर पर attenuator स्विच का उपयोग करें यदि ऐसा है तो सुसज्जित है। बाईं ओर ले जाएँ और एंटीना कम्पास असर, जिस पर संकेत खो दिया है रिकॉर्ड है।
2. सही असर के लिए पिछले चरण को दोहराएँ।
एक ही पशु के लिए कम से कम दो अतिरिक्त स्थानों से दोहराएँ कदम 4.3।
नोट: ये अतिरिक्त अंक में इस तरह के एक तरीके से लिया जाना चाहिए के रूप में पशु घेर।
1. बेयरिंग का एक सेट एक grea से लिया जाता है जबटी दूरी या अपरिहार्य हस्तक्षेप के साथ, शुद्धता बढ़ाने के लिए कम से कम दो अतिरिक्त बेयरिंग ले। के रूप में जल्दी संभव के रूप में एक ही स्थान अनुमान लगाने के लिए, खासकर यदि पशु घूम रहा है इस्तेमाल किया बीयरिंगों के सेट ले लीजिए।
  नोट: वैकल्पिक, कई कर्मियों को एक साथ एक ही जानवर पर कई स्वतंत्र बेयरिंग लेने के लिए समन्वय कर सकते हैं।
जानवरों के रिकार्ड स्थानों डिजिटल या हाथ से हर 10 - 15 मिनट उपरोक्त चरणों का उपयोग।
संज्ञानात्मक प्रसंस्करण का हेरफेर
1. unmanipulated जानवर के पथ प्रलेखित है एक बार (एक के भीतर विषयों नियंत्रण), या तो scopolamine या methylscopolamine की एक खुराक प्रदान करते हैं। पशु को दिए जाने की बड़े पैमाने पर 1.5 चरण में एकत्र प्रयोग, दवा की राशि की गणना एक साँप-विशिष्ट scopolamine की 6.4 मिलीग्राम / किग्रा या 6.8 मिलीग्राम methylscopolamine ^{19, 20} के / किलो के अंतिम खुराक प्राप्त करने के लिए।
2. दुम पेरिटोनियल साइनस एक 1.0 मीटर का उपयोग कर के माध्यम से पेरिटोनियम में सीधे दवा वितरितएक 22 गेज सुई के साथ एल सिरिंज। सुनिश्चित करें कि कुल मात्रा को जन्म दिया 1 मिलीलीटर से अधिक नहीं है।
3. कब्जा करने की अपनी साइट पर जितनी जल्दी हो सके पशु रिलीज।
4. 15 मिनट तक वह अपने गंतव्य तक पहुँच अनुमान - हर 10 जानवर के आंदोलन की निगरानी के लिए आगे बढ़ें।

5. स्थानिक विश्लेषण

पशु स्थान के अनुमान की गणना।
1. अशक्त बेयरिंग के प्रत्येक सेट के लिए, कोण (हाथ से या सॉफ्टवेयर के माध्यम से) परिणामी ट्रांसमीटर असर लगाने के लिए दोटूक। एक निश्चित समय बिंदु पर सभी बेयरिंग के लिए दोहराएँ।
2. निर्माता प्रोटोकॉल के अनुसार triangulation सॉफ्टवेयर का उपयोग करना, कई ट्रांसमीटर बेयरिंग के साथ जानवर की स्थिति और जुड़े त्रुटि का अनुमान है। स्थिति अनुमान कन्वर्ट करने के लिए एक्स / y निर्देशांक अगर सॉफ्टवेयर विभिन्न उत्पादन प्रदान करता है।
दोहराएँ बेयरिंग के सभी सेट के लिए 5.1 कदम।
आंदोलन के स्थानिक सटीक गणना।
1. इसे परिकलित करेंसंचयी ज्यामितीय मतलब unmanipulated जानवरों (नकारात्मक नियंत्रण) के रूप में वे अपने लक्ष्य की ओर बढ़ने का ¹² (यानी, मतलब पथ)।
2. उपचार और सकारात्मक नियंत्रण समूहों में प्रत्येक व्यक्ति के लिए, बताते हैं कि 5 मीटर के अंतराल में ज्यामितीय मतलब लाइन से क्रमिक बड़े swaths ओवरलैप जब तक सभी बिंदुओं की 100% ^{11, 12} शामिल किया गया है की संचयी संख्या की गणना।
3. प्रत्येक समूह में सभी व्यक्तियों के लिए प्रत्येक कटी हुई घास दूरी पर मतलब है और मानक त्रुटि की गणना।
4. सांख्यिकीय डेटा का विश्लेषण, एक दिया अंतराल पर अंक या ओवरलैप के अंक में से 100% समायोजित करने के लिए, इस सवाल पर निर्भर करता है उपचार समूहों के बीच या तो अंतराल के लिए की तुलना।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ऊपर प्रोटोकॉल का उपयोग करना, नेविगेशन में अनुभूति की भूमिका पूर्वी की आबादी में मूल्यांकन किया गया था कछुए (Chrysemys picta) ~ कि 100 वर्षों के लिए मौसमी अल्पकालिक जल स्रोतों का अनुभव है चित्रित। और स्थायी जलीय निवास (चित्रा 1) - यह आबादी अल्पकालिक का एक मिश्रण (कई मानव संसाधन में सालाना और तेजी से सूखा) में पाई जाती है। पिछले अध्ययनों से पता है कि उसके बाद उनकी तालाबों सूखा रहे हैं, निवासी कछुए उच्च परिशुद्धता (± 3.5 मीटर) जटिल, उम्मीद के मुताबिक उम्र के 4 साल ^11-13 (चित्रा 1) से पहले सीखा मार्गों का उपयोग कर के साथ वैकल्पिक जल स्रोतों पर नेविगेट सुझाव देते हैं।

इस अध्ययन से पता चला है कि इन कछुओं द्वारा इस्तेमाल की प्रक्रिया स्थानिक स्मृति गठन के साथ संगत कर रहे हैं और ¹¹ से याद करते हैं। Scopolamine जानवरों के दिमाग (स्थानिक स्मृति गठन सहित कोलीनर्जिक गतिविधि अवरुद्ध कर दिया और ^19-21 से याद करते हैं 11 पर scopolamine का कोई असर नहीं सुझाव है (आंकड़े 1 और 2)। इसके अलावा, न तो है और न ही वयस्क किशोर नेविगेशन methylscopolamine नियंत्रण से प्रभावित था। वयस्क जानवरों (यानी, स्थल पर पिछले अनुभव के साथ उन) scopolamine इंजेक्शन के साथ ऐतिहासिक रास्तों और किशोरों कि नेविगेट करने के लिए स्थानीय संकेतों का उपयोग करें और उन वयस्कों दवा के साथ इंजेक्शन कि पार नहीं करता है रक्त मस्तिष्क बाधा थे पालन करने के लिए अपनी क्षमता खो दिया है अप्रभावित। इसलिए, इस प्रणाली में वयस्कों में नेविगेशन प्रकृति में संज्ञानात्मक हो रहा है। साथ में, इन परिणामों का विचार है कि कछुए एक महत्वपूर्ण अवधि के दौरान जो वे रास्तों जानने के लिए और कोलीनर्जिक निर्भर संज्ञानात्मक प्रणाली का उपयोग करना आवश्यक है के साथ संगत कर रहे हैंएस (स्थानिक स्मृति) वयस्कों ^11-13 के रूप में नेविगेट करने के लिए।

आकृति 1
चित्रा 1. नेविगेशन एडल्ट कछुए में संज्ञानात्मक प्रसंस्करण पर आधारित है (एक) अनुभवी वयस्कों और (ख) भोले किशोरों के प्रतिनिधि आंदोलनों। - स्थायी (पी) तालाबों के लिए अस्थायी (टी) से (1 से 3 वर्ष) या तो scopolamine या के साथ व्यवहार किया है, जबकि methylscopolamine। scopolamine प्राप्त सभी वयस्कों (एक, पीले, एन = 9) नाटकीय रूप से दूर (200 मीटर से अधिक) परंपरागत मार्गों (लाल, पी <0.001) से चली गई, जबकि सभी भोले किशोरों दवा के साथ इलाज (बी, पीला, एन = 7) आंदोलन को बनाए रखा वास्तव में परंपरागत मार्गों (p> 0.999) के भीतर। सभी नियंत्रण वयस्कों (एक, सफेद, एन = 9) और भोले किशोरों पर नियंत्रण (बी, सफेद, एन = 6) पारंपरिक मार्गों (p> 0.999) का पालन किया। अंक की प्रत्येक पंक्ति एक व्यक्ति का प्रतिनिधित्व करता है। सभी समूह से सभी कछुएएस इंजेक्शन (p> 0.999) करने से पहले उच्च परिशुद्धता बनाए रखा। रोथ और Krochmal ¹¹ से डेटा। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2. नेविगेशन की प्रेसिजन एडल्ट कछुए में संज्ञानात्मक प्रसंस्करण का एक समारोह है एक) सभी कछुए आंदोलन के उच्च परिशुद्धता उपचार (scopolamine) या नियंत्रण के इंजेक्शन से पहले (methylscopolamine प्रदर्शन किया;।। P> 0.999) ख) इंजेक्शन के बाद, scopolamine उपचार में वयस्कों काफी भटक अपने परंपरागत मार्गों से (पी <0.001)। इसके विपरीत, अन्य सभी समूहों उच्च परिशुद्धता (; p> 0.999 ± 3.5 मीटर) के साथ नेविगेट करने के लिए जारी रखा। 3.5 मीटर - आवेषण 0.5 से ओवरलैप के विस्तार को दिखाने के। पोints ± SEM के साधन हैं। रोथ और Krochmal ¹¹ से डेटा। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

यहाँ प्रस्तुत प्रोटोकॉल प्रयोगकर्ता दस्तावेज़ और नेविगेशन में अनुभूति की भूमिका यों की अनुमति देता है। क्षेत्र में हेर-फेर अनुभूति मुश्किल साबित हो गया है, सबसे दृष्टिकोण को पता है कौन सा जानवर के व्यवहार के विशिष्ट पहलुओं चालाकी से किया जा रहा है असमर्थ प्रयोगकर्ताओं छोड़ के रूप में। हालांकि, यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल प्रयोगकर्ता सही हेरफेर और इस तरह नेविगेशन में अनुभूति की भूमिका का आकलन करने के लिए अनुमति देता है। तकनीक आगे प्रयोगकर्ताओं असाधारण उच्च स्थानिक और लौकिक संकल्प के साथ वास्तविक समय में पशु नेविगेशन पर नजर रखने के लिए, जिससे सशक्त बनाने के शोधकर्ताओं ने स्पष्ट रूप से जंगली जानवरों में अनुभूति की प्रयोगात्मक हेरफेर के व्यवहार असर दस्तावेज़ करने के लिए अनुमति देता है।

इस संदर्भ में, रेडियो टेलीमेटरी दोनों उच्च गुणवत्ता वाले स्थानिक और व्यवहार डेटा उपज, ठीक महान दूरी पर जानवर गतिविधियों पर नजर रखने के लिए क्षमता प्रदान करता है। हालांकि टेलीमेटरी के इस आवेदन से कोई मतलब हैनई ^28, अध्ययन के बहुमत पारिस्थितिकी और व्यवहार (जैसे, निवास स्थान का प्रयोग करें, घर रेंज आकार, आदि) में मोटे सवालों को संबोधित करने के लिए इस तकनीक का उपयोग करें। पशु स्थान की लगातार निगरानी (4 - प्रति घंटा 5 बार) यहाँ संयुक्त वर्णित ठीक पैमाने स्थानिक विश्लेषण के साथ अंतरिक्ष में एक जानवर के स्थान पर एक अधिक विस्तृत व्यवहार घटक प्रदान करते हैं। ध्यान दें कि इष्टतम ट्रैकिंग दूरी ट्रांसमीटर शक्ति और उपकरण संवेदनशीलता के एक समारोह के लिए किया जाएगा। आम तौर पर यह सबसे अच्छा अभ्यास कम से कम 25 मीटर जानवर से दूर रहने के लिए यह परेशान करने से बचने के लिए, हालांकि जब जानवर खुले वनस्पति में स्थित है, दूरी ऐसी अशांति से बचने की जरूरत बड़ा हो सकता है।

वर्तमान आवेदन में, उच्च परिशुद्धता रेडियो टेलीमेटरी पशु-घुड़सवार जीपीएस रिकार्डर के इस्तेमाल को लेकर अनूठा लाभ प्रदान करता है। ट्रांसमीटर छोटा हो सकता है, कम महंगे हैं, और जीपीएस यूनिट ²⁸ से अधिक लंबी बैटरी जीवन है। इसके अलावा, टीरेडियो टेलीमेटरी के माध्यम से दूरस्थ triangulation के emporal संकल्प दूर पशु-घुड़सवार जीपीएस से बेहतर है। अस्थायी, पशु-घुड़सवार जीपीएस यूनिट बैटरी जीवन द्वारा सीमित हैं (यानी, माप की एक निश्चित संख्या ले जाया जा सकता है, जिससे उनकी आवृत्ति में बाधा)। जीपीएस के साथ उच्च परिशुद्धता ट्रैकिंग समय की एक लंबी अवधि में उच्च आवृत्ति स्थिति प्राप्त करने के लिए एक बड़ी बैटरी की आवश्यकता होगी। इन बैटरियों का पर्याप्त बड़े पैमाने पर उन्हें छोटे जानवर घुड़सवार जीपीएस यूनिट ²⁸ में उपयोग से रोकना। इसके अलावा, उच्च परिशुद्धता रेडियो टेलीमेटरी महंगा डेटा पुनर्प्राप्ति लागत से विवश नहीं कर रहा है, या ऑन-बोर्ड स्टोरेज स्मृति द्वारा सीमित। हालांकि, रेडियो टेलीमेटरी विशेष रूप से बड़े आंदोलन पर्वतमाला (जैसे, लंबी दूरी प्रवास के दौरान), गहरे पानी या fossorial प्रजातियों, या खड़ी पर्वतीय निवास में उन के साथ ट्रैकिंग जानवरों के लिए इष्टतम नहीं है। इसके अलावा, उच्च परिशुद्धता रेडियो ट्रैकिंग बहुत समय गहन हो सकता है और एक अपेक्षाकृत बड़े क्षेत्र चालक दल की आवश्यकता कर सकते हैं, विशेष रूप से चया तेजी से आगे बढ़ प्रजातियों; इसलिए, इस दृष्टिकोण सभी प्रश्नों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता।

scopolamine और methylscopolamine साथ औषधीय हेरफेर एक प्राकृतिक सेटिंग में ज्ञान के अध्ययन के लिए विशिष्ट अग्रिमों प्रदान करता है। व्यवहार की व्याख्या करने के लिए, विशेष रूप से क्षेत्र की स्थिति के तहत, जिससे संभावित जांच का दायरा सीमित कठिन हो सकता है। Scopolamine विशेष अनुभूति के हेरफेर के बारे में सवाल पूछने के लिए शोधकर्ता सक्षम करने, विशिष्ट रिसेप्टर्स कि संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को प्रभावित के हेरफेर की अनुमति देता है। इसके अलावा, के रूप में scopolamine आसानी से रक्त मस्तिष्क बाधा पार और methylscopolamine नहीं करता है, शोधकर्ताओं scopolamine के परिधीय प्रभाव के लिए इस तरह अलग कर नियंत्रित कर सकते हैं संज्ञानात्मक आधारित गैर संज्ञानात्मक व्यवहार से। औषधीय हेरफेर के इन लाभों पीढ़ी और स्पष्ट व्यवहार भविष्यवाणियों के बाद के परीक्षण के लिए अनुमति देते हैं और क्षेत्र की स्थिति के तहत जटिल प्रयोगात्मक डिजाइन का उपयोग बनती हैं। हालांकि, सुप्रीम कोर्टopolamine एक बहुत ही सामान्य acetylcholine प्रतिपक्षी अन्य, व्यवहार संवेदी, और संज्ञानात्मक प्रणालियों ^21-24 पर अनायास ही प्रभाव हो सकता है। इसलिए, यह संभव है कि scopolamine के उपयोग के प्रभाव है कि जटिल व्यवहार की व्याख्या के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं उत्पादन कर सकते हैं (जैसे, छात्र फैलाव, थर्मल संवेदनशीलता ^{21-24, 29, 30);} ऐसी कोई confounding प्रभाव इस या पिछले अध्ययनों ^{11-13, 19, 20} में पाया गया है।

आम समस्याओं जबकि रेडियो ट्रैकिंग कमजोर संकेत, संकेत की हानि, और हस्तक्षेप शामिल हैं का सामना करना पड़ा। एक कमजोर संकेत मुकाबला करने के लिए, लाभ, परिवर्तन एंटीना उन्मुखीकरण बढ़ाने, पशु के करीब ले जाने (एनिमा परेशान करने से बचने के लिए सावधान किया जा रहा है), और एंटीना ²⁸ तरक्की। संकेत पूरी तरह से खो दिया है, तो खोज ²⁸ प्रतिबंधित एक बाहर चढ़ती क्षेत्र में लाभ और संभव के रूप में उच्च एंटीना के साथ खोज। हस्तक्षेप लाभ कम से मुकाबला किया जा सकता है, attenuato का उपयोग करआर या शोर फिल्टर रद्द (यदि ऐसा है तो सुसज्जित), और एंटीना की ओर रुख बदल रहा है। हस्तक्षेप इन तरीकों से दूर नहीं किया जा सकता है, तो अध्ययन स्थल पर भविष्य के काम बैंडविड्थ कि हस्तक्षेप से प्रभावित नहीं कर रहे हैं पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए।

कुल मिलाकर, उच्च परिशुद्धता टेलीमेटरी के साथ संयोजन के रूप में औषधीय हेरफेर भूमिका है कि अनुभूति मूल और नेविगेशन की अभिव्यक्ति में खेलता में अद्वितीय अंतर्दृष्टि प्रदान करता है। इस अनोखी विधि की नवीनता शोधकर्ताओं बेहतर अंतर्निहित स्नायविक तंत्र है कि नेविगेशन में अनुभूति को जन्म दे समझने के लिए अनुमति देता है। इसके अलावा, इन तकनीकों स्थानिक स्पष्ट व्यवहार (जैसे, नेविगेशन, प्रवास, चारा, और प्रसार) ^{11-13, 33} को विशेष प्रयोज्यता के साथ जंगली में अनुभूति की अतिरिक्त अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, अनुभूति ^{1, 7,} और संरक्षण के विकास (जैसे, translocation, reintroduction), ^{31, 32।} इस तकनीक में एक व्यापक के लिए उपयोगी हैनिवास की एक विस्तृत श्रृंखला में taxa की ई और अनुभूति में phylogenic पैटर्न को समझने के लिए महत्वपूर्ण होगा।

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.