Prueba de sensibilidad visual a la velocidad y dirección del movimiento en lagartos

Biology

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Summary

Pruebas de sensibilidad visual de las lagartijas con un paradigma de condicionamiento operante que utiliza la reproducción de vídeo de puntos aleatorios kinematograms e invertebrados generadas por ordenador.

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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

Pruebas de sensibilidad visual de cualquier especie se proporciona información básica sobre el comportamiento, la evolución y la ecología. Sin embargo, las pruebas de características del sistema visual proporcionan más evidencia empírica para aplicaciones funcionales. Investigación sobre el sistema sensorial proporciona información acerca de la capacidad sensorial de aprendizaje, y la capacidad de la memoria, y establece el comportamiento conocido de referencia en el que medir las desviaciones (Burghardt, 1977). Sin embargo, a diferencia de los sistemas de mamíferos o aves, las pruebas para el aprendizaje y la memoria en una especie de reptil es difícil. Además, utilizando un paradigma operante como una medida de la capacidad psicofísica sensorial es también tan difícil. Históricamente, las especies de reptiles han respondido mal a los ensayos de condicionamiento debido a problemas relacionados con la motivación, la fisiología, el metabolismo y las características básicas biológicas. Aquí, demuestran un paradigma operante utiliza una especie de lagarto nuevo modelo, el dragón de Jacky (Amphibolurus muricatus) y describir cómo probar la sensibilidad periférica a la velocidad y las características sobresalientes del movimiento. Este método utiliza un enfoque innovador para el aprendizaje y la evaluación de la capacidad sensorial de los lagartos. Yo empleo el uso de puntos aleatorios kinematograms (RDK) para medir la sensibilidad a la velocidad, y manipular el nivel de intensidad de la señal cambiando la proporción de puntos que se mueven en una dirección coherente. RDK no representan un estímulo biológicamente significativo, se involucra el sistema visual, y es una herramienta clásica psicofísico utilizado para medir la sensibilidad de los seres humanos y otros animales. Aquí, RDK se muestran a los lagartos con tres sistemas de reproducción de vídeo. Los lagartos son para seleccionar la dirección (izquierda o derecha) en los que perciben los puntos que se mueven. La selección de la dirección apropiada se ve reforzada por los estímulos biológicamente importantes presas, simulado por computadora-animated invertebrados.

Protocol

Jacky Dragons

Jacky lagartos (A. muricatus) se llevaron a cabo en instalaciones climatizadas en cautiverio.

Recintos fueron construidos de terrarios de cristal fabricados de 60 cm 3. Recintos se llenaron también con sustrato de arena Sydney, follaje nativo y natural, perchas de madera. Recintos fueron colocados en la parte superior de los carros móviles que permite a los sujetos que se coloca en el centro de todos los monitores de visualización.

Los lagartos fueron sometidos a un 14L: 10D ciclo de luz durante el verano las condiciones simuladas, y se les proporcionó dos lámparas de calor (125W) y ultravioleta adecuada (UV) iluminación (300 W) durante la primera media hora de luz del día. Lagartos también recibieron agua ad libitum, los grillos alimentados (Achetus domesticus) espolvoreados con vitaminas durante las sesiones no experimental, y de manera rutinaria para los parásitos desparasitados con dosis diluidas de ivermectina.

Maquinaria para la reproducción

Tres equipos de reproducción de vídeo se utilizan para la presentación del estímulo (ver Figura 1). El equipo central se compone de un iMac (Apple Computer Inc.) que contiene estímulos punto. Los dos equipos adicionales consisten en una iMac con Final Cut Pro HD para la presentación del estímulo que contiene la reproducción de los estímulos (es decir, invertebrados).

La señal digital es enviada a una avanzada de vídeo digital (Canopus © gt ADVC110, Melbourne, Victoria, Australia) para la señal digital a analógica para la reproducción de vídeo y se muestra en un Trintron Sony (Sony Corporation, Shinagawa, Tokio, Japón) monitor (de la serie Nos. PVM-14M2A/PVM-14L2/PVM-14N5A). A Canon (modelo n º MV650i) videocámara digital con zoom óptico de 22X (Cannon Inc., Japón) se monta directamente sobre la zona de pruebas y las respuestas de los registros a los estímulos directamente a Sony (Sony Corporation, Shinagawa, Tokio, Japón) videograbadora ( No. de serie SLV-EZ717AS).

Las imágenes grabadas se envían a un visor en color (NEC, N º de serie 1892, Kanagawa, Japón). En 7,5 segundos desde el inicio de la pantalla de puntos, una marca de sonido generado electrónicamente se envía a un ADVC110 Canopus ® y graba en VHS. La reproducción de vídeo se ajusta para PAL-DV estándar (5:1 de compresión, la resolución horizontal 575 líneas, 25 cuadros s-1).

De puntos aleatorios Kinematograms (RDK)

RDK se pueden desarrollar utilizando VPixx V1.79 (VPixx V1.79, VPixx Technologies Inc. 2002).

Estímulos de diseño con un campo de 30 x 20 grados, se llenan de 200 puntos, con cada punto de medición de 5 x 5 píxeles.

Crear estímulos puntos con ocho variaciones en la velocidad combinada con ocho niveles de coherencia y de dos direcciones, la generación de 128 diferentes estímulos.

Los parámetros de velocidad se han diseñado en grados por segundo (° / s). Las variaciones de velocidad fueron de 0,5, 2,5, 5, 10, 20, 40, 80 y 160 º / s. Porcentajes coherencia fueron 0, 2,5, 5, 10, 20, 40, 80 y 100%, ya sea en un movimiento direccional izquierda o derecha.

La exportación cada secuencia como Motion JPEG-B de archivos. Sin embargo, usted puede diseñar el RDK que una serie de características.

Cada secuencia es un total de 15 s de duración. La secuencia comienza con 2,5 s de la coherencia del 0% emparejado con la variable de la velocidad de prueba. Este período se inicia el ensayo en curso. Esto es seguido por 5 s de la variación en la combinación de velocidad y coherencia. La secuencia se completa con 7,5 s de 100% en la dirección apropiada.

Importar todos los formatos Motion JPEG-B y editar secuencias de Apple Final Cut Pro HD (Apple Computers Inc.). Añadir un marcador de sonido en cada intervalo. Este marcador sólo es audible a VHS, y se utiliza como una señal de la hora de puntuar el comportamiento cuando los cambios en la presentación del estímulo se producen. Exportado cada una de las 128 secuencias de películas como Final Cut Pro.

Reforzadores primarios - gusanos de la harina

Sujetos a cabo en un programa de refuerzo de cinco ensayos aleatorios por ensayo de bloque (16 ensayos), durante el experimento. Los reforzadores primarios son gusanos de la harina (Tenebrio molitor).

Reforzadores secundarios - Invertebrados animados

Reforzadores secundarios han de ser emparejado con el reforzador primario. Creado refuerzos biológicamente significativos, tales como tres tipos de invertebrados de animación por ordenador: 1) cricket, 2) los ácaros, arañas y 3).

Crea animaciones utilizando Lightwave v8.3 (NewTek Inc., San Antonio, Texas, EE.UU.) durante 15 s de duración, con la inicial de 7,5 s de fondo todavía, y seguido por 7,5 s de los invertebrados en la pantalla adecuada.

PhoTOGRAFÍA un fondo de vegetación natural para la importación como un archivo JPEG en el clip eah. De exportación de cada secuencia en una secuencia de imágenes JPEG individuales (375 cuadros), y comprimirlo en un archivo de película con Final Cut Pro HD para reproducción de vídeo. Diseño de 50 clips único para evitar la habituación al paradigma de condicionamiento.

Procedimiento General

Temas entre los monitores de visualización.

Selección aleatoria de presentación de estímulos RDK para cada tema.

Mostrar los estímulos en bloques de 16 ensayos de más de ocho días. Cada ensayo es de 15 s con intervalos entre 30 a 60 diferentes s. Segmento de cada ensayo en el intervalo de 2,5 s de 0% de la coherencia reflexiva de la prueba de velocidad, 5 s de las pruebas de velocidad y coherencia, y seguido por 7,5 s del 100% en la dirección adecuada coincidir con la velocidad.

Durante este período crítico de 5 s, los sujetos están obligados a responder. Registro de las medidas dependientes como la orientación hacia un monitor de la izquierda o la derecha y la latencia de respuesta.

Use sólo cinco ensayos aleatorios con un reforzador primario y reforzar cada ensayo con un invertebrado de animación. Al final de cada ensayo de bloque, eliminar recintos sujeto de la zona de pruebas, e introducir otro recinto.

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Discussion

Prueba de la capacidad sensorial de especies de lagartos ha sido difícil y ha sido en gran medida tanto un proceso tedioso y arduo. Estas dificultades provienen de encontrar la correcta refuerzo o el establecimiento de un protocolo de funcionamiento. En este caso, he establecido un protocolo de éxito en el que poner a prueba la percepción del movimiento en lagartos. Este procedimiento también puede ser aplicable en las pruebas de otras características visuales, así como otros mecanismos sensoriales. Además, este procedimiento puede ser aplicable a otras especies. La utilidad de este protocolo no sólo nos permite comprender el comportamiento natural, sino utilizar el comportamiento de lagarto como un modelo para otras actividades científicas.

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Disclosures

El financiamiento fue apoyado por el Premio de Postgrado CISAB y el Departamento de Psicología de la Universidad Macquarie, y el Consejo Australiano de Investigación. La investigación fue realizada dentro de las pautas éticas de la Universidad de Macquarie Comité de Ética Animal (2003/014) y Nueva Gales del Sur Parques Nacionales y Vida Silvestre de Servicios (S11024) de Australia.

Acknowledgements

Me gustaría agradecer a Christopher Evans y Darren Burke, del Centro para el Estudio Integral del Comportamiento Animal (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

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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