Test di sensibilità visiva alla velocità e direzione del movimento in lucertole

Biology

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Summary

Test di sensibilità visiva in lucertole utilizzando un paradigma di condizionamento operante che si avvale di riproduzione video di casuale-puntino kinematograms e generati dal computer invertebrati.

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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

Test di sensibilità visiva in qualsiasi specie fornisce informazioni di base sul comportamento, l'evoluzione, e l'ecologia. Tuttavia, i test caratteristiche specifiche del sistema visivo fornire prove più empirica per applicazioni funzionali. Indagine sul sistema sensoriale fornisce informazioni sulla capacità sensoriale, l'apprendimento e la capacità di memoria, e stabilisce il comportamento di base noto in cui misurare le deviazioni (Burghardt, 1977). Tuttavia, a differenza dei sistemi di mammifero o aviaria, i test per l'apprendimento e la memoria in una specie di rettili è difficile. Inoltre, utilizzando un paradigma operante come misura di capacità psico sensoriali come è altrettanto difficile. Storicamente, specie di rettili hanno risposto male ai processi di condizionamento a causa di problemi legati alla motivazione, la fisiologia, il metabolismo, e caratteristiche biologiche di base. Qui, dimostrare un paradigma operante utilizzato un romanzo specie di lucertole modello, il drago Jacky (Amphibolurus muricatus) e descrivere come testare la sensibilità periferica alla velocità e le caratteristiche salienti del movimento. Questo metodo utilizza un approccio innovativo per l'apprendimento e la capacità di valutazione sensoriale nelle lucertole. Io impiegare l'uso di casuale-puntino kinematograms (RDKs) per misurare la sensibilità alla velocità, e manipolare il livello di potenza del segnale, modificando la percentuale di punti in movimento in una direzione coerente. RDKs non rappresentano uno stimolo biologicamente significativo, coinvolge il sistema visivo, ed è uno strumento classico psicofisico utilizzato per misurare la sensibilità negli esseri umani e altri animali. Qui, RDKs vengono visualizzati lucertole con tre sistemi di riproduzione video. Lucertole sono per selezionare la direzione (destra o sinistra) in cui percepiscono punti per essere in movimento. Selezione di direzione appropriata è rafforzata da preda stimoli biologicamente importanti, simulato dal computer-animated invertebrati.

Protocol

Jacky Dragons

Lucertole Jacky (A. muricatus) sono stati trattenuti in strutture di prigioniero clima controllato.

Recinti sono stati costruiti dei terrari in vetro realizzati da 60 cm 3. Recinzioni sono state riempite con substrato di sabbia Sydney, fogliame nativo, e posatoi in legno naturale. Recinti sono stati collocati in cima a carrelli mobili che ha permesso per i soggetti ad essere messi in mezzo tutti i monitor di visualizzazione.

Lucertole sono stati posti sotto un 14L: 10D ciclo di luce in condizioni simulate estate, e sono stati forniti con entrambe le lampade di calore (125W) e ultravioletti adeguata (UV) illuminazione (300W) durante la prima mezz'ora di luce. Lucertole sono stati forniti anche con acqua ad libitum, grilli nutriti (Achetus domesticus) spolverato con vitamine durante le sessioni non sperimentali, sverminati e regolarmente per i parassiti usando dosi diluite di Ivermectina.

Usate per la riproduzione

Tre impianti di riproduzione video vengono utilizzati per la presentazione dello stimolo (vedi Figura 1). L'impianto centrale è costituito da un iMac (Apple Computer Inc.) contenente stimoli punto. I due impianti aggiuntivi consistono di un iMac con Final Cut Pro HD per la presentazione dello stimolo che contenevano la riproduzione di stimoli (per esempio, invertebrati).

Il segnale digitale viene inviato a un convertitore video digitale avanzato (© gt Canopus ADVC110, Melbourne, Victoria, Australia) per il digitale-analogico di conversione per la riproduzione di video e visualizzati su un Trintron Sony (Sony Corporation, Shinagawa, Tokyo, Giappone), monitor (Serie nn. PVM-14M2A/PVM-14L2/PVM-14N5A). A (Modello n. MV650i) videocamera digitale Canon con zoom ottico 22X (Cannon Inc., Giappone) è montato direttamente sopra l'area test e le risposte agli stimoli dati direttamente ad un (Sony Corporation, Shinagawa, Tokyo, Giappone) videoregistratore Sony ( Numero di serie SLV-EZ717AS).

Le immagini registrate vengono inviati a un mirino a colori (NEC, Serial No. 1892, Kanagawa, Giappone). A 7.5 secondi dalla partenza del display punti, un marker del suono elettronico generato viene inviato ad un ® Canopus ADVC110 e registra su VHS. La riproduzione video è regolato per PAL-DV standard (5:1 di compressione, risoluzione orizzontale 575 linee, 25 fotogrammi s-1).

Casuale-puntino Kinematograms (RDKs)

RDKs possono essere sviluppate utilizzando VPixx V1.79 (VPixx V1.79, VPixx Technologies Inc. 2002).

Stimoli di design con una x 30 20 gradi di campo, riempire con 200 punti, con ciascun punto di misura 5 x 5 pixel.

Costruire stimoli punto con otto variazioni di velocità combinata con otto livelli di coerenza e di due direzioni, generando 128 diversi stimoli.

Parametri di velocità sono stati progettati in gradi al secondo (° / s). Variazioni di velocità sono stati 0,5, 2,5, 5, 10, 20, 40, 80 e 160 ° / s. Coerenza percentuali erano 0, 2,5, 5, 10, 20, 40, 80 e 100% in un movimento a sinistra oa destra direzionale.

Esportare ogni sequenza in formato JPEG-B file di Motion. Tuttavia, è possibile progettare il RDKs che una serie di funzioni.

Ogni sequenza è un totale di 15 s di durata. La sequenza inizia con 2,5 s dello 0% corrisponde coerenza con la variabile velocità di prova. Questo periodo inizia il processo in corso. Questo è seguito da 5 s della variazione in combinazione di velocità e coerenza. La sequenza è stata completata da 7,5 s del 100% nella direzione appropriata.

Importare tutti JPEG-B sequenze di movimento e modificare in Apple Final Cut Pro HD (Apple Computer Inc.). Aggiungi un marcatore suono ad ogni intervallo. Questo marcatore è solo udibile a VHS, ed è usato come spunto il punteggio comportamento quando le variazioni di presentazione dello stimolo si verificano. Esportati ciascuno dei 128 sequenze come i film di Final Cut Pro.

Rinforzi primari - vermi della farina

Soggetti luogo su un programma di rinforzo di cinque studi clinici randomizzati per blocco di prova (16 prove) durante l'esperimento. Rinforzi primari sono vermi della farina (Tenebrio molitor).

Rinforzi secondari - Invertebrati animati

Rinforzi secondari devono essere accoppiato con il rinforzo primario. Creato rinforzi biologicamente significativo, ad esempio tre tipi di animazione computerizzata invertebrati: 1) grillo, 2) acaro, e 3) ragno.

Creare animazioni utilizzando Lightwave V8.3 (NewTek Inc., San Antonio, TX, USA) per 15 s di lunghezza, con l'iniziale di 7,5 s ancora in fondo, e seguita da 7,5 s di invertebrati nella schermata appropriata.

PhoTOGRAFIA uno sfondo di vegetazione naturale di importare in formato JPEG in clip di eah. Esportare ogni singola sequenza in sequenze di immagini JPEG (375 fotogrammi), e comprimere in un file video utilizzando Final Cut Pro HD per la riproduzione video. Disegno 50 clip unica per evitare assuefazione al paradigma di condizionamento.

Procedura generale

Soggetti tra i monitor di visualizzazione.

Randomize presentazione di stimoli RDK per ogni soggetto.

Mostra gli stimoli in blocchi di 16 studi più di otto giorni. Ogni prova è di 15 s con intervalli tra le prove variando 30-60 s. Segmento di ogni intervallo di prova in 2,5 s di 0 coerenza% riflettente di velocità di prova, 5 s di test di velocità e coerenza, e seguita da 7,5 s del 100% in direzione appropriata abbinati con la velocità.

Durante questo 5 s critico-periodo, i soggetti sono tenuti a rispondere. Record misure dipendenti come orientamento verso un monitor a sinistra oa destra e la latenza di rispondere.

Utilizzare solo cinque prove casuale con un rinforzo primario e si rafforzano reciprocamente prova con un invertebrato animato. Al termine di ogni prova blocco, aprire le parti chiuse soggetto dalla zona di prova, e introdurre un altro recinto.

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Discussion

Test della capacità sensoriale di specie di lucertola è stata difficile, ed è stata in gran parte sia un processo noioso e faticoso. Queste difficoltà derivano da trovare il rinforzo giusto o stabilire un protocollo funzionale. Qui, ho stabilito un protocollo di successo in cui sperimentare la percezione del movimento in lucertole. Questa procedura può essere applicata anche in altri test caratteristiche visive così come altri meccanismi sensoriali. Inoltre, questa procedura può essere applicabile ad altre specie. L'utilità di questo protocollo, non solo ci permette di capire il comportamento naturale, ma di utilizzare il comportamento lucertola come modello per altre iniziative scientifiche.

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Disclosures

Il finanziamento è stato supportato dal premio post-laurea CISAB e Dipartimento di Psicologia dell'Università Macquarie University, e il Consiglio di ricerca australiana. La ricerca è stata condotta secondo le linee guida etiche dell'Università Macquarie comitato etico degli animali (2003/014) e il New South Wales National Parks e servizi naturalistici (S11024) dell'Australia.

Acknowledgements

Vorrei ringraziare Christopher Evans e Darren Burke dal Centro per lo Studio del Comportamento Animale Integrativa (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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