トカゲの運動の速度と方向の視覚感度のテスト

Biology

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Summary

ランダムドットkinematogramsとコンピュータで生成された無脊椎動物のビデオ再生を採用したオペラント条件づけパラダイムを使用して、トカゲの視覚感度のテスト。

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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

任意の種の視覚的な感度をテストする行動、進化、および生態学についての基本的な情報を提供します。しかし、視覚システムの特定の機能をテストする機能的なアプリケーションのためのより多くの経験的な証拠を提供しています。感覚系の調査は、感覚能力、学習と記憶の機能に関する情報を提供し、逸脱を測定するために知られているベースラインの動作(Burghardt、1977)を確立します。しかし、哺乳類や鳥類のシステムとは異なり、爬虫類の種の学習と記憶のためのテストは困難です。さらに、感覚能力の心理物理学的指標としてオペラントパラダイムを使用すると同様として困難です。歴史的に、爬虫類の種が原因動機に関連する問題、生理学、代謝、および基本的な生物学的特性のコンディショニング試験に十分に対応してきた。ここで、私は、小説のモデルのトカゲの種を使用するオペラントパラダイムを示すジャッキー竜(Amphibolurus muricatus)と顕著なスピードと動きの特性に周辺機器の感度をテストする方法について説明します。このメソッドは、評価、学習とトカゲの感覚能力に革新的なアプローチを使用しています。私はランダムドットkinematogramsの使用(RDKs)速度に対する感度を測定し、一貫した方向に移動するドットの割合を変更することにより、信号強度のレベルを操作するために採用しています。 RDKsは、生物学的に意味のある刺激を表し、視覚システムに係合する、人間や他の動物の感度を測定するために使われる古典的な心理物理学的ツールであることはありません。ここで、RDKsは3つのビデオ再生のシステムを使用してトカゲに表示されます。トカゲは、彼らが動いているようにドットを感知方向(左または右)を選択することです。適切な方向の選択は、コンピュータアニメーション無脊椎動物でシミュレー生物学的に重要な獲物の刺激によって補強されている。

Protocol

ジャッキードラゴンズ

ジャッキートカゲ(A. muricatusは )気候制御キャプティブの施設で開催されました。

エンクロージャは、60 cm 3を測定する加工ガラスのテラリウムで構成された。エンクロージャは、シドニーの砂の基板、ネイティブ葉、および天然木製の止まり木でいっぱいだった。エンクロージャは、被験者がすべて表示するモニターの中央に配置するために許可されている可動台車の上に置かれた。

シミュレートされた夏の状態の間に10Dの光周期、および夏時間の前半の時間の間加熱ランプ(125W)と十分な紫外線(UV)照明(300W)の両方で提供された:トカゲは、14Lの下に置かれた。トカゲはまた水アドリブで提供された、葉コオロギ(Achetusドメス 、非実験的なセッション中にビタミンを振りかけ、そして日常的にイベルメクチンの希釈用量を使用して寄生虫の虫の食った。

再生に使用する機器

3つのビデオ再生のリグは、刺激の提示(図1参照)に使用されます。中央のリグは、ドットの刺激を含んでいるのiMac(アップルコンピュータ社)で構成されています。つの追加リグは、再生の刺激を(すなわち、無脊椎動物)に含まれる刺激提示用のFinal Cut Pro HDを搭載したiMacで構成されています。

デジタル信号は、ビデオ再生用のデジタル-アナログ変換のための高度なデジタルビデオコンバーター(カノープス© GT ADVC110、メルボルン、ビクトリア、オーストラリア)に送られ、ソニーTrintron(ソニー株式会社、品川区、東京日本)モニター(シリーズに表示されます第PVM-14M2A/PVM-14L2/PVM-14N5A)。キヤノン(モデルNo。MV650i)22倍光学ズーム(キャノン株式会社、日本)とデジタルビデオカメラを直接テスト領域の上にマウントされていると、レコードを直接ソニー(ソニー株式会社、品川区、東京日本)ビデオカセットレコーダーの刺激に対する応答(シリアル番号SLV - EZ717AS)。

記録された画像は、カラービューファインダー(NEC、シリアル番号1892、神奈川県、日本)に送信されます。ドット表示の開始から7.5秒で、電子的に発生する音のマーカーは、カノープス® ADVC110とVHSへの記録に送信されます。ビデオの再生は、PAL - DV規格(;水平解像度575ライン、25フレームS - 1 5:1の圧縮)のために調整されます。

ランダムドットKinematograms(RDKs)

RDKsはVPixx V1.79(VPixx V1.79、VPixx Technologies社2002)を使用して開発することができます。

30 × 20度のフィールドを持つデザインの刺激は、5 × 5画素を測定するそれぞれのドットで、200ドットで埋める。

128様々な刺激を生成する、一貫性の8つのレベルと二つの方向を組み合わせた速度の8つのバリエーションで、ドット刺激を構築する。

速度パラメータは毎秒度(° / s)で設計されていた。速度変動は0.5、2.5、5、10、20、40、80、および160℃/ sであった。コヒーレンスの割合は、0、2.5、5、10、20、40、80、および左右どちらかの方向の動きで100%であった。

モーションJPEG - Bのファイルとしてそれぞれのシーケンスをエクスポートする。ただし、機能の配列RDKsを設計することができます。

各シーケンスは、持続時間の合計15秒です。シーケンスは、試験速度の変数と一致する0%のコヒーレンスの2.5秒から始まります。この期間は、現在のトライアルを開始します。これは、速度とコヒーレンスの組み合わせの変化の5秒が続いている。シーケンスは適切な方向に100%の7.5 Sが完成させた。

アップルのFinal Cut Pro HD(アップルコンピュータ社)のすべてのモーションJPEG - Bのシーケンスと編集をインポートします。それぞれの間隔で音マーカーを追加します。このマーカーは、VHSへの唯一の音であり、刺激提示の変更が発生した場合の動作をスコアリングするときにキューとして使用されます。 Final Cut Proのムービーとして128の各シーケンスをエクスポート。

一次的強化 - ミルワーム

実験時のブロックの試験ごとに5件の試験(16試験)の無作為化強化スケジュールの上に置いて科目。主な強化は、ミルワーム(チャイゴミムシダマシ)です。

二次的強化 - アニメーション無脊椎動物

二次的強化は、一次強化子とペアになるです。コオロギ、2)ダニ、及び3)スパイダー1):そのようなコンピュータアニメーション無脊椎動物の3つのタイプのような生物学的に意味のある強化子を、作成。

初期の7.5 Sはまだ背景のと、長さが15秒間光V8.3を(NewTek社(株)、サンアントニオ、テキサス州、米国)を使用してアニメーションを作成し、適切な画面に無脊椎動物の7.5 Sが続きます。

フォーEAHクリップにJPEGとしてインポートする自然植生の背景をtograph。個々のJPEG画像のシーケンス(375フレーム)に各シーケンスをエクスポート、およびビデオの再生のためのFinal Cut Pro HDを使用してムービーファイルに圧縮する。コンディショニングのパラダイムに慣れを防ぐために、50のユニークなクリップを設計する。

一般的な手順

表示モニターの間に被写体を置きます。

各科目のRDK刺激の提示をランダム化します。

八日で16試行のブロック内の刺激を示す。各試験は30〜60秒から様々なintertrial間隔で15秒です。速度をテストの反射0%コヒーレンスの2.5秒に分割し、各試行の間隔を、スピードと一貫性をテストする5秒、および速度と一致する適切な方向に100%の7.5 Sが続きます。

この5秒クリティカル期間中、被験者は、対応する必要があります。応答するために左または右のモニターに向かって向きや待ち時間などに依存する措置を記録する。

一次的強化子唯一の5つランダムな試行を使用してアニメーション無脊椎動物で各試験を強化する。各ブロックの試験が完了した時点で、テストの領域から対象のエンクロージャを削除し、別の筐体を導入する。

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Discussion

トカゲの種の感覚能力をテストすることは困難であった、そして主に退屈で骨の折れるプロセスの両方をされています。これらの困難は、正しい補強剤を見つける、あるいは機能的なプロトコルを確立することに由来する。ここで、私はトカゲの運動感覚をテストすることに成功プロトコルを確立した。また、この手順では、他の視覚特性だけでなく、他の感覚のメカニズムをテストでは適用できるかもしれない。さらに、この手順は、他の種にも適用可能である。このプロトコルの有用性だけでなく、私たちが自然の行動を理解することが、他の科学的な取り組みのモデルとしてトカゲの動作を使用することができます。

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Disclosures

資金は、マッコーリー大学のCISABと心理学科大学院賞、およびオーストラリアの研究評議会によってサポートされていました。研究は、マッコーリー大学動物倫理委員会(2003/014)とニューサウスウェールズ州国立公園とオーストラリアの野生生物サービス(S11024)の倫理指針の中で行われました。

Acknowledgements

私は動物行動の統合に関する研究(CISAB)のためのセンターからクリストファーエヴァンスとダレンバークに感謝します。

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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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