测试的速度和运动方向的视觉灵敏度在蜥蜴

Biology

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Summary

测试使用的操作性条件反射范式,采用视频播放随机点kinematograms和计算机生成的无脊椎动物的蜥蜴的视觉灵敏度。

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Woo, K. L. Testing Visual Sensitivity to the Speed and Direction of Motion in Lizards. J. Vis. Exp. (2), e127, doi:10.3791/127 (2006).

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Abstract

任何物种的视觉灵敏度的测试提供基本信息的行为,演变和生态。然而,视觉系统的具体功能测试功能的应用提供了更多的经验证据。感觉系统的调查,提供有关的感觉能力,学习和记忆能力的信息,并建立了已知的基本行为方式来衡量偏差(薄瑞光,1977年)。然而,不像哺乳动物或鸟类的系统,在爬行动物的学习和记忆能力的测试是困难的。此外,使用的感官能力的心理物理学措施操作性范式,同样是困难的。从历史上看,爬行动物物种的回应不佳空调试验,因为动机,生理,代谢和基本生物学特性有关的问题。在这里,我演示了一个操作性的范例使用一种新的模式,蜥蜴,张学友龙(Amphibolurus muricatus)和描述如何测试周边的敏感性显着的速度和运动特性。这种方法使用了一个创新的方法,以评估学习和蜥蜴感觉能力。我采用随机点kinematograms(RDKs)来测量灵敏度,速度,操纵信号强度水平的改变在一个连贯的方向移动点的比例。 RDKs没有代表了生物学上有意义的刺激,从事视觉系统,是一个经典的心理物理学的工具,用来衡量在人类和其它动物的敏感性。在这里,RDKs显​​示使用三个视频播放系统的蜥蜴。蜥蜴,选择他们认为点移动的方向(左或右)。选择适当的方向是加强具有重要生物学意义的猎物的刺激,通过电脑动画无脊椎动物模拟。

Protocol

张学友龙

张学友蜥蜴(A muricatus)被关押在气候控制圈养设施。

外壳被修建的60厘米3的加工玻璃测量terrariums外壳也充满悉尼沙基板,原生枝叶,和天然木栖。外壳被放置可移动小车之上,允许放置在所有观看显示器的中间科目

蜥蜴被安置在模拟夏季条件下14L:10D光周期,并提供热灯(125W)和足够的紫外线(UV)照明(300W)在第一个半小时的日光还提供了与水自由采食,喂蟋蟀(Achetus domesticus)与非实验会议期间维生素撒,并定期使用稀释剂量伊维菌素寄生虫wormed蜥蜴。

用于播放设备

三个视频播放钻机是用于刺激呈现(见图1)。中央钻机由点刺激(苹果电脑公司)的iMac电脑。两个额外的钻机,包括与Final Cut Pro HD刺激呈现中播放的刺激(即无脊椎动物)的 iMac。

数字-模拟转换视频播放和显示一个Trintron索尼公司(索尼公司,品川,东京日本)显示器(系列数字信号发送到一个先进的数字视频转换器(老人星© GT ADVC110,墨尔本,澳大利亚维多利亚第PVM-14M2A/PVM-14L2/PVM-14N5A)。佳能(型号MV650i)数码摄像机22倍光学变焦镜头(景隆公司,日本)是直接安装在以上的试验区和记录反应,直接刺激了索尼(索尼公司,日本东京,品川)录像机(编号SLV - EZ717AS)。

录制的图像传送到一个彩色取景器(NEC公司,编号1892年,神奈川县,日本)。从开始点显示在7.5秒,电子产生的声音标记被发送到一个老人星® ADVC110和记录到录影带。视频播放调整为PAL - DV标准(5:1压缩;水平分辨率575线,25帧S - 1)。

随机点Kinematograms(RDKs)

RDKs可开发利用VPixx V1.79(VPixx V1.79,VPixx科技公司,2002年)。

30 × 20度视野的设计刺激,填补200点,每个点测量5 × 5像素

构建8八个级别的一致性和两个方向变化的速度相结合,产生128个不同的刺激点刺激。

速度参数设计,以每秒度(° / S)。速度变化分别为0.5,2.5,5,10,20,40,80和160 ° /秒在左或右的方向运动的一致性百分比分别为0,2.5,5,10,20,40,80,和100 %。

每个序列导出为一个动态JPEG - B档。但是,您可以设计RDKs其中一个阵列功能。

每个序列共持续15小号。序列开始2.5 0%匹配的连贯性与审判变速小号。这一时期启动目前的审判。其次是在速度和连贯性的组合变化的小号。 该序列已完成7.5 100%的小号,在适当的方向。

进口苹果Final Cut Pro HD(苹果电脑公司)的所有运动JPEG - b基因序列和编辑在每个时间间隔中添加声音标记此标记只可闻到VHS,和得分的行为时,刺激呈现的变化发生时是作为一个线索出口的128个序列,每个Final Cut Pro的电影

小学强化 - Mealworms

广场上的每块试验,在实验过程中的五个试验(16项试验)的随机加固进度科目。 小学强化mealworms(黄粉虫)。

二级强化 - 动画无脊椎动物

中学强化初级强化物配对。创建生物学意义的强化,如三种类型的电脑动画无脊椎动物:1)板球,2)螨,以及3)蜘蛛

创建动画使用光波V8.3(NewTek公司,圣安东尼奥,得克萨斯州,美国)15长度S,仍然背景小号最初的7.5,7.5 s的无脊椎动物,其次适当的屏幕上

河粉tograph的自然植被的背景EAH剪辑导入为JPEG。导出为单独的JPEG图像序列(375帧),每个序列,并压缩成电影文件使用的Final Cut Pro HD视频播放。设计50个不同的剪辑,防止空调范式的习惯。

一般程序

观看显示器科目。

随机RDK的刺激每个科目的演示

在16项试验块中显示,超过八天的刺激。 每个审判15 intertrial间隔从30-60不等的小号分部每个试验的时间间隔为2.5 0%的一致性测试速度,测试速度和连贯性的5秒,7.5在适当的方向与速度相匹配的100%的小号后反射小号。

在这5秒的关键时期,学科的要求作出回应。作为面向左或右的监测和延迟记录相关措施应对

使用一个主增强剂只有5个随机试验,每次试验中加强与动画无脊椎动物在完成每块试验,从试验区中删除的主题机箱,并引入又一圈地。

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Discussion

测试蜥蜴的感官能力已经很难,而在很大程度上是一项繁琐而艰苦的过程。这些困难源于找到正确的增强剂或建立一个功能的协议。在这里,我建立了一个成功的协议,在其中测试蜥蜴运动知觉。此过程可能也适用于测试其他的视觉特征以及其他感官机制。此外,此过程可能适用于其他物种。这个协议的有效性,不仅使我们了解自然的行为,而是利用其他的科学努力的典范蜥蜴行为。

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Disclosures

CISAB麦克里大学心理学系研究生奖和澳大利亚研究理事会的经费支持。研究是在麦格理大学实验动物伦理委员会(2003/014)和新南威尔士国家公园和野生动物服务(S11024)澳大利亚的道德准则。

Acknowledgements

我想感谢来自该中心的克里斯托弗埃文斯和达伦 - 伯克结合动物行为的研究(CISAB)。

Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
iMac Computer Apple Three systems
Canopus® Digital-to-analog converter Canopus® ADVC110
Sony Trintron Colour viewfinder Sony Corporation PVM-14M2A, PVM-14L2, PVM-14N5A Three monitors
Canon Digital camcorder Canon, inc. MV650i Records behavior
NEC Colour viewfinder NEC Corporation 1892 View responses
Sony VCR VHS recorder Sony Corporation SLV-EZ717AS Record behavior to VHS
VHS tape Generic VHS Recording media
VPixx Software program VPixx Technologies, Inc. v1.79 To create RDKs
Final Cut Pro Software program Apple HD To create playback sequences
Lightwave® 3D Software program NewTek Inc. v8.3 To create secondary reinforcers
Mealworm Tenebrio molitor Pisces Enterprises LTD Primary reinforcer
Cricket Achetus domesticus Pisces Enterprises LTD Food for husbandry
Terrariums Glass Crystal Palace Aquariums Enclosure material for lizards (60 cm x 60 cm x 60 cm)
Globes Spotone Philips 125 W, Heat lamps for lizards
Ultraviolet globes Ultra-Vitalux Osram 300W, UV lamps for lizards
Herptivite Rep-Cal Research Labs Vitamins: beta carotene, calcium, and vitamin D3

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References

  1. Burghardt, G. M. Learning processes in reptiles. Biology of the reptilia. Gans, C., Tinkle, D. W. 7, Academic Press. New York. 555-681 (1977).
  2. VPixx, Instruction Manual. VPixx Techniologies Inc. 96- (2002).

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