Testen visueller Sensibilität für die Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung in Lizards

Biology

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Summary

Testen visuelle Empfindlichkeit in Echsen mit einem operante Konditionierung, die Video-Wiedergabe von random-dot kinematograms und computer-generierte Wirbellosen beschäftigt.

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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

Testen visuelle Empfindlichkeit in jeder Art bietet grundlegende Informationen über das Verhalten, Evolution und Ökologie. Allerdings Tests Besonderheiten des visuellen Systems bieten mehr empirische Belege für funktionale Anwendungen. Untersuchung der sensorischen System liefert Informationen über die sensorischen Fähigkeiten, Lernen und Gedächtnis Fähigkeit und stellt bekannte Grundlinie Verhalten in die zu Abweichungen Manometer (Burghardt, 1977). Doch im Gegensatz zu Säugetieren oder Vogelgrippe-Systeme, Prüfung für Lernen und Gedächtnis in einem Reptilienarten ist schwierig. Darüber hinaus mit einem operante Paradigma als eine psychophysische Messung der sensorischen Fähigkeiten ist ebenfalls als schwierig. Historisch gesehen haben Reptilienarten schlecht Konditionierung Studien aufgrund von Problemen im Zusammenhang mit Motivation, Physiologie, Stoffwechsel, und die grundlegenden biologischen Eigenschaften reagiert. Hier habe ich zeigen eine operante Paradigma verwendet ein neuartiges Modell Echsenarten, beschreiben die Jacky Drachen (Amphibolurus muricatus) und wie periphere Sensibilität für herausragende Geschwindigkeit und Bewegung Eigenschaften zu testen. Diese Methode verwendet einen innovativen Ansatz zur Beurteilung der Lern-und sensorischen Fähigkeiten in Eidechsen. Ich beschäftige die Verwendung von random-dot kinematograms (RDKS), um die Empfindlichkeit zu beschleunigen und zu manipulieren das Niveau der Signalstärke, indem der Anteil der Punkte bewegen in eine gemeinsame Richtung zu messen. RDKS repräsentieren nicht eine biologisch sinnvolle Impulse greift das visuelle System und ist ein klassisches psychophysischen Werkzeug benutzt, um die Empfindlichkeit beim Menschen und anderen Tieren zu messen. Hier werden RDKS, Eidechsen mit Hilfe von drei Video-Wiedergabe-Systemen angezeigt. Eidechsen sind, um die Richtung (links oder rechts), in denen sie wahrnehmen Punkte zu bewegen auszuwählen. Die Auswahl der geeigneten Richtung wird durch biologisch wichtige Beute Reize, simuliert durch computer-animierten Wirbellose verstärkt.

Protocol

Jacky Dragons

Jacky Eidechsen (A. muricatus) wurden in klimatisierten gefangen Einrichtungen statt.

Gehäuse wurden von fabrizierten Glasterrarien 60 cm 3 aufgebaut. Gehäuse wurden ebenfalls mit Sydney Sand Substrat, native Laub und natürlichen Holz-Sitzstangen erfüllt. Gehäuse wurden auf der beweglichen Wagen platziert, dass erlaubte Gegenstände in der Mitte aller Betrachtung Monitore platziert zu sein.

10D Lichtzyklus während der simulierten sommerlichen Bedingungen und waren sowohl mit Wärmelampen (125W) und eine angemessene ultravioletten (UV) Licht (300W) während der ersten halben Stunde Tageslicht versorgt: Echsen wurden unter einem 14L gelegt. Echsen wurden auch mit Wasser ad libitum, gefüttert Grillen (Achetus domesticus) bestäubt mit Vitaminen während der nicht-experimentellen Sitzungen und routinemäßig für Parasiten mit verdünnter Dosen von Ivermectin entwurmt zur Verfügung gestellt.

Die Ausrüstung für die Wiedergabe verwendet

Drei Video-Wiedergabe-Rigs für Stimulus-Präsentation (siehe Abbildung 1). Die zentrale Rigg besteht aus einem iMac (Apple Computer Inc.) mit dot Reize. Die beiden zusätzlichen Rigs bestehen aus einem iMac mit Final Cut Pro HD für Stimulus-Präsentation, dass die Wiedergabe Reize (dh, Wirbellose) enthalten.

Das digitale Signal wird der fortschrittlichen digitalen Video-Konverter (Canopus © gt ADVC110, Melbourne, Victoria Australia) für Digital-Analog-Wandlung für die Videowiedergabe geschickt und auf einem Sony Trintron (Sony Corporation, Shinagawa, Tokyo, Japan) Monitor (Series Nr. PVM-14M2A/PVM-14L2/PVM-14N5A). Ein Canon (Modell Nr. MV650i) Digital-Camcorder mit 22fach optischem Zoom (Cannon Inc., Japan) ist direkt über dem Testgelände und Aufzeichnungen Reaktionen auf Reize direkt an einen Sony (Sony Corporation, Shinagawa, Tokyo, Japan) Videorecorder montiert ( Serial No SLV-EZ717AS).

Die aufgenommenen Bilder werden zu einem Farbsucher (NEC, Serial Nr. 1892, Kanagawa, Japan) geschickt. In 7,5 Sekunden von Anfang an die Punkte anzuzeigen, ist eine elektronisch erzeugte Klang Marker auf eine Canopus ® ADVC110 und Aufzeichnungen auf VHS geschickt. Video-Wiedergabe ist für PAL-DV-Standard (; horizontale Auflösung 575 Zeilen, 25 Bilder s-1 5:1-Komprimierung) eingestellt.

Random-dot Kinematograms (RDKS)

RDKS können mit Hilfe VPixx V1.79 (VPixx V1.79, VPixx Technologies Inc. 2002).

Design-Impulse mit einer 30 x 20 Grad Feld mit 200 Punkten zu füllen, wobei jeder Punkt 5 x 5 Pixel.

Bauen dot Reize mit acht Variationen in Geschwindigkeit, mit acht Ebenen der Kohärenz und zwei Richtungen kombiniert und erzeugt 128 verschiedene Reize.

Speed-Parameter wurden in Grad pro Sekunde (° / s) konzipiert. Speed-Varianten wurden 0,5, 2,5, 5, 10, 20, 40, 80 und 160 ° / s. Coherence Prozentsätze wurden 0, 2,5, 5, 10, 20, 40, 80 und 100% entweder in einer links oder rechts gerichtete Bewegung.

Exportieren Sie jede Sequenz als Motion JPEG-B-Datei. Sie können jedoch die Gestaltung RDKS, die eine Reihe von Funktionen.

Jede Sequenz ist eine insgesamt 15 s Dauer. Die Sequenz beginnt mit 2,5 s von 0% Übereinstimmung mit der Studie drehzahlvariablen abgestimmt. Dieser Zeitraum startet die aktuelle Studie. Dies wird durch 5 s der Variation in der Geschwindigkeit und Kohärenz Kombination gefolgt. Die Sequenz wurde um 7,5 s von 100% in die entsprechende Richtung abgeschlossen.

Importieren Sie alle Motion JPEG-B-Sequenzen und bearbeiten in Apple Final Cut Pro HD (Apple Computer Inc.). Fügen Sie eine Sound-Marker bei jedem Intervall. Diese Markierung ist nur hörbar VHS, und wird als Cue verwendet werden, wenn Scoring-Verhalten, wenn die Änderungen in Stimuluspräsentation auftreten. Exportierte jede der 128 Sequenzen, wie Final Cut Pro-Filme.

Primäre Verstärker - Mehlwürmer

Legen Sie Themen auf einer randomisierten Stahlliste von fünf Versuchen pro Block-Studie (16 Versuche) während des Experiments. Primäre Verstärker sind Mehlwürmer (Tenebrio molitor).

Sekundäre Verstärker - Animated Wirbellose

Sekundäre Verstärker sind mit dem primären Verstärker gekoppelt werden. Erstellt biologisch sinnvoll Verstärker, wie drei Arten von Computer-animierte Wirbellose: 1) Cricket, 2) mite, und 3) Spinne.

Erstellen von Animationen mit Lightwave v8.3 (NewTek Inc., San Antonio, TX, USA) für 15 s in der Länge, mit der ersten 7,5 s von noch Hintergrund, gefolgt von 7,5 s der wirbellosen auf den entsprechenden Bildschirm.

Photograph dem Hintergrund der natürlichen Vegetation als JPEG in eah Clip zu importieren. Export jeder Sequenz in einzelne JPEG-Bild-Sequenzen (375 Bilder), und komprimieren Sie in eine Filmdatei mit Final Cut Pro HD für Video-Wiedergabe. Design 50 einzigartige Clips Gewöhnung an die Konditionierung zu verhindern.

Allgemeine Vorgehensweise

Legen Themen zwischen den Anzeigen überwacht.

Zufällige Anordnung von RDK Reize für jedes Thema.

Zeige Reize in Blöcken von 16 Studien über 8 Tage. Jeder Versuch wird 15 s mit intertrial Abständen wechselnden 30 bis 60 s. Segment jedem Versuch Abstand in 2,5 s von 0% Kohärenz widerspiegelt Prüfgeschwindigkeit, 5 s der Prüfgeschwindigkeit und die Kohärenz, gefolgt von 7,5 s von 100% in entsprechende Richtung mit der Geschwindigkeit angepasst.

Während dieser 5 s kritisch-Periode sind als Pflichtfächer zu reagieren. Rekord abhängig Maßnahmen als Orientierung hin zu einer nach links oder rechts zu überwachen und Latenz zu reagieren.

Verwenden Sie nur fünf zufällige Studien mit einem primären Verstärker und verstärken sich gegenseitig Studie mit einem animierten Wirbellosen. Zum Abschluss eines jeden Blocks Versuch, entfernen Sie unterliegen Gehäusen aus dem Testgelände und ein weiteres Gehäuse.

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Discussion

Prüfung der sensorischen Fähigkeiten in Echsenarten war schwierig, und hat vor allem auch ein langwieriger und mühsamer Prozess. Diese Schwierigkeiten ergeben sich aus der Suche nach den richtigen Verstärker oder über eine funktionale Protokoll. Hier gründete ich eine erfolgreiche Protokoll, bei dem Bewegungswahrnehmung in Eidechsen zu testen. Dieses Verfahren kann auch zur Anwendung in der Untersuchung anderer visueller Merkmale sowie andere sensorische Mechanismen. Darüber hinaus kann dieses Verfahren auch auf andere Arten. Die Nützlichkeit dieses Protokoll ermöglicht uns nicht nur auf natürliche Verhalten zu verstehen, sondern Eidechse Verhalten als Vorbild für andere wissenschaftliche Anstrengungen zu verwenden.

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Disclosures

Die Finanzierung wurde durch die CISAB und Department of Psychology Postgraduate Award der Macquarie University, und dem Australian Research Council unterstützt. Forschung wurde in den ethischen Richtlinien der Macquarie University Animal Ethics Committee (2003/014) und die New South Wales National Parks and Wildlife Services (S11024) aus Australien durchgeführt.

Acknowledgements

Ich möchte Christopher Evans und Darren Burke vom Zentrum danken für die Integrative Study of 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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