Test sensibilité visuelle à la vitesse et la direction du mouvement chez les lézards

Biology

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Summary

Test de sensibilité visuelle chez les lézards en utilisant un paradigme de conditionnement opérant, qui emploie la lecture vidéo de points aléatoires kinematograms et générés par ordinateur invertébrés.

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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 de sensibilité visuelle de toute espèce fournit des informations de base concernant le comportement, l'évolution et l'écologie. Cependant, les tests caractéristiques spécifiques du système visuel de fournir plus de preuves empiriques pour des applications fonctionnelles. Enquête sur le système sensoriel fournit des informations sur les capacités, l'apprentissage sensoriel et la capacité de la mémoire, et établit le comportement de base connus dans lesquels de mesurer les écarts (Burghardt, 1977). Cependant, contrairement aux systèmes de mammifères ou oiseaux, des tests d'apprentissage et de mémoire dans une espèce de reptile est difficile. Par ailleurs, en utilisant un paradigme opérant comme une mesure de la capacité psychophysique sensorielle est également aussi difficile. Historiquement, les espèces de reptiles ont mal répondu aux essais de conditionnement en raison de problèmes liés à la motivation, la physiologie, le métabolisme, et de base des caractéristiques biologiques. Ici, je montre un paradigme opérant utilisé une nouvelle espèce de lézard modèle, le dragon Jacky (Amphibolurus muricatus) et décrire la façon de tester la sensibilité périphérique à la vitesse et les caractéristiques saillantes de mouvement. Cette méthode utilise une approche innovante de l'apprentissage et l'évaluation de capacités sensorielles chez les lézards. J'emploie l'utilisation de points aléatoires kinematograms (RDK) pour mesurer la sensibilité à la vitesse, et de manipuler le niveau de puissance du signal en changeant la proportion de points se déplaçant dans une direction cohérente. RDK ne représentent pas un stimulus biologique significatif, engage le système visuel, et est un outil classique de psychophysique utilisée pour mesurer la sensibilité des êtres humains et autres animaux. Ici, RDK sont affichés à l'aide de trois lézards systèmes de lecture vidéo. Les lézards sont pour sélectionner la direction (gauche ou droite) dans lequel ils perçoivent points pour se déplacer. Sélection de la direction appropriée est renforcée par des stimuli biologiquement importantes proies, simulé par ordinateur d'animation invertébrés.

Protocol

Jacky Dragons

Lézards Jacky (A. muricatus) ont eu lieu dans des installations à température contrôlée en captivité.

Boîtiers ont été construits des terrariums de verre fabriquée mesurant 60 cm 3. Boîtiers étaient également remplis de substrat de sable Sydney, feuillage indigènes, et en bois naturel perchoirs. Boîtiers ont été placés sur le dessus des chariots mobiles qui a permis aux sujets d'être placé au milieu de tous les moniteurs de visualisation.

Lézards ont été placées sous un 14L: 10D cycle de lumière pendant l'été des conditions simulées, et ont été fournis avec deux lampes de la chaleur (125W) et ultraviolet adéquates (UV) éclairage (300W) pendant la première demi-heure de lumière du jour. Lézards ont également été fournis avec de l'eau ad libitum, les grillons nourris (Achetus domesticus) saupoudré de vitamines pendant les sessions non-expérimentales, et régulièrement vermifugés pour les parasites en utilisant des doses diluées de l'ivermectine.

Matériel utilisé pour la lecture

Trois plates-formes de lecture vidéo sont utilisés pour la présentation du stimulus (voir Figure 1). La plate-forme centrale se compose d'un iMac (Apple Computer Inc) contenant des stimuli point. Les deux plates-formes supplémentaires se composent d'un iMac avec Final Cut Pro HD pour la présentation du stimulus qui contenait des stimuli de lecture (ie, invertébrés).

Le signal numérique est envoyé à un convertisseur de vidéo numérique avancé (Canopus ADVC110 © GT, Melbourne, Victoria, Australie) pour le numérique-analogique de conversion pour la lecture vidéo et affichées sur un Trintron Sony (Sony Corporation, Shinagawa, Tokyo, Japon) moniteur (Série n PVM-14M2A/PVM-14L2/PVM-14N5A). Un Canon (modèle n ° MV650i) caméscope numérique avec zoom optique 22X (Cannon Inc, Japon) est monté directement au-dessus de la zone d'essai et les réponses aux stimuli enregistrements directement à un Sony (Sony Corporation, Shinagawa, Tokyo, Japon) magnétoscope ( Serial No. SLV-EZ717AS).

Les images enregistrées sont envoyées à un viseur couleur (NEC, série n ° 1892, Kanagawa, Japon). A 7,5 secondes à partir du début de l'affichage des points, un marqueur sonore généré électroniquement est envoyée à un ADVC110 de Canopus ® et enregistrements sur VHS. Lecture vidéo est ajusté pour le PAL-DV standard (compression 5:1; résolution horizontale 575 lignes, 25 trames S-1).

Random-dot Kinematograms (RDK)

RDK peuvent être développés en utilisant VPixx V1.79 (VPixx V1.79, Technologies Inc VPixx 2002).

Stimuli Design avec un champ de 30 x 20 degrés, remplir avec 200 points, avec chaque point de mesure 5 x 5 pixels.

Construire des stimuli points avec huit variations de vitesse, combinée avec huit niveaux de cohérence et de deux directions, générant 128 différents stimuli.

Paramètres de vitesse ont été conçus en degrés par seconde (° / s). Les variations de vitesse ont été de 0,5, 2,5, 5, 10, 20, 40, 80 et 160 ° / s. Cohérence pourcentages étaient de 0, 2,5, 5, 10, 20, 40, 80 et 100% en soit un mouvement directionnel gauche ou à droite.

Exporter chaque séquence comme une Motion JPEG-B fichier. Cependant, vous pouvez concevoir le RDK dont un éventail de fonctionnalités.

Chaque séquence est un total de 15 s dans la durée. La séquence commence avec 2,5 s de 0% correspond cohérence avec la vitesse variable procès. Cette période initie le procès en cours. Il est suivi par 5 s de la variation en combinaison de vitesse et la cohérence. La séquence a été complété par 7,5 s de 100% dans la direction appropriée.

Importer tous Motion JPEG B-séquences et d'éditer dans Apple Final Cut Pro HD (Apple Computers Inc.) Ajouter un marqueur sonore à chaque intervalle. Ce marqueur est uniquement audible sur VHS, et est utilisé comme un repère lors de la notation comportement lorsque les changements dans la présentation du stimulus se produire. Exporté chacune des 128 séquences des films de Final Cut Pro.

Renforçateurs primaires - Vers de farine

Placer des sujets sur un calendrier renfort de cinq essais randomisés par essai de bloc (16 essais) pendant l'expérience. Renforçateurs primaires sont des vers de farine (Tenebrio molitor).

Renforçateurs secondaires - Invertébrés animé

Renforçateurs secondaires sont d'être jumelé avec le renforçateur primaire. Création renforçateurs biologiquement significatives, telles que trois types d'animation par ordinateur invertébrés: 1) le cricket, 2) d'acariens, et 3) d'araignée.

Créer des animations en utilisant Lightwave v8.3 (NewTek Inc, San Antonio, TX, USA) pendant 15 s en longueur, avec l'initiale 7,5 s du reste de fond, et suivie par 7,5 s de l'invertébré sur l'écran approprié.

Photographie sur fond de végétation naturelle à l'importation au format JPEG dans le clip EAH. Exporter chaque séquence en individuel séquences d'images JPEG (375 cadres), et de compresser en un fichier vidéo en utilisant Final Cut Pro HD pour la lecture vidéo. Conception unique de 50 clips pour prévenir l'accoutumance au paradigme de conditionnement.

Procédure générale

Placer des sujets entre les moniteurs de visualisation.

Randomize présentation de stimuli RDK pour chaque sujet.

Montrer les stimuli dans des blocs de 16 essais sur huit jours. Chaque essai est de 15 s avec des intervalles variant de 30 à 60 intertrial s. Segment chaque intervalle d'essai en 2,5 s de 0% réfléchissant la cohérence de la vitesse d'essai, 5 s de tests de vitesse et de cohérence, et suivie par 7,5 s de 100% dans la direction appropriée correspondant à la vitesse.

Durant ces 5 s période critique, les sujets sont tenus de répondre. Enregistrement des mesures dépend de l'orientation vers un écran à gauche ou à droite et de latence pour répondre.

Utilisez uniquement des cinq essais aléatoires avec un renforçateur primaire et se renforcent mutuellement essai avec un invertébré animés. À la fin de chaque essai de bloc, retirez enclos personne de la zone d'essai, et d'introduire une autre enceinte.

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Discussion

Test de la capacité sensorielle espèce de lézard a été difficile, et a largement été à la fois un processus fastidieux et laborieux. Ces difficultés viennent de trouver le renforçateur corriger ou l'établissement d'un protocole fonctionnel. Ici, j'ai établi un protocole de succès en permettant de tester la perception du mouvement chez les lézards. Cette procédure peut également être applicables dans les tests d'autres caractéristiques visuelles ainsi que d'autres mécanismes sensoriels. En outre, cette procédure peut être applicable à d'autres espèces. L'utilité de ce protocole nous permet non seulement de comprendre le comportement naturel, mais d'utiliser le comportement de lézard comme un modèle pour d'autres projets scientifiques.

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Disclosures

Le financement a été soutenue par le Prix d'études supérieures et de CISAB Département de psychologie de l'Université Macquarie, et l'Australian Research Council. Des recherches ont été menées dans les directives éthiques de l'Université Macquarie Comité d'éthique animale (2003/014) et le New South Wales National Parks et Wildlife Services (S11024) de l'Australie.

Acknowledgements

Je tiens à remercier Christopher Evans et Darren Burke, du Centre pour l'étude intégrative de l'Animal Behaviour (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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