Оперант Кондиционирования Задача для измерения Песни Предпочтение в Зебра Финчи
Summary
Мы описываем технику для оценки предпочтений песни в зябликов зебры. Самки помещаются в двухкамерную клетку, а предпочтение песни измеряется количеством раз, когда она вызывает воспроизведение одной песни, приземляясь на окунь в одной камере, по сравнению с запуском другой песни во второй камере. Посадки окуня учитываются с помощью инфракрасных датчиков.
Abstract
Оперант кондиционирования парадигмы используется для проверки песни предпочтения женщин зебра зябликов. Финчи помещаются в двухкамерную клетку с соединительным отверстием и указывают свое предпочтение песне, приземляясь на окуня в каждой камере. Прерывая инфракрасный луч от фотоэлектрического датчика над каждым окунемом, птица активирует воспроизведение песни через динамик, расположенный на каждой стороне клетки. Свободно доступное программное обеспечение используется для запуска воспроизведения песни с каждого окуня. Чтобы определить предпочтение песни каждого животного, ее предпочтения камеры сначала определяется, вызывая не воспроизведение песни, когда она приземляется на каждом окуня. Это предпочтение камеры после этого сравнено к ее предпочтению песни. Минимальный порог активности устанавливается для обеспечения реального предпочтения. Используя этот метод, мы показываем, что парные самки предпочитают песню своего партнера. Этот метод был использован, чтобы понять вклад допамина в формирование и поддержание песни предпочтения.
Introduction
Один из фундаментальных вопросов в биологии заключается в том, как животные образуют аффилиативные связи. В частности, каковы нейронные механизмы, с помощью которых эти связи производятся, и сохраняются ли эти основные механизмы между видами позвоночных? Прейри vole дал ключи к некоторым из систем нейромедиатора, которые важны для формирования пары-облигаций1,2,3. В частности, допамин, действующий через рецепторы в ядре accumbens может вызвать предпочтение партнера в мужских и женских voles4,5. Неясно, сохраняются ли общие принципы, лежащие в основе формирования и поддержания предпочтений партнеров, эволюционно сохранены.
Моногамия чаще встречается у птиц, чем у млекопитающих6. Поэтому сравнение механизмов аффилиативного поведения у птиц с другими видами имеет решающее значение для понимания сохраненных нейронных фондов7,8,9. В общем, во многих видах певчих птиц, мужская песня, как полагают, служить честным показателем мужской фитнес10,11. Самец зяблика зебра пение петь, чтобы привлечь товарищей и влиять на формирование моногамных пар12,13. Таким образом, песня может быть использована для определения предпочтений партнера у этих птиц.
Механизмы, с помощью которых самки отдают предпочтение песне своего партнера, неизвестны. Мезотоцин, птичий гомолог окситоцина, как представляется, играют роль в формировании парной связи в зяблики14,15. Кроме того, допамин также было показано, чтобы играть роль в парной связи формирования9,16,17,18. Например, уровни допамина выше в ядре accumbens в паре против непарных зябликов9.
Для изучения роли нейромедиаторов систем на пара-облигации формирования и технического обслуживания, мы измерили песни предпочтения с помощью оперной парадигмы тестирования оснащен инфракрасными датчиками, чтобы вызвать песни воспроизведения19. Соотношение воспроизведения песен определило предпочтение женщины мужской песне. До выполнения задачи кондиционирования, каждая женщина была изолирована до 48 ч в анехоической камере со своим партнером для “парных женщин” или с незнакомым самцом, для “непарных самок”. Чтобы проверить влияние допамина на предпочтение песни, неспаренные женщины лечились дважды с Агонистом допамина D2R в то время как изолированные с незнакомым мужчиной. Эта поведенческая парадигма основана на предыдущих исследованиях19,20 и поддается исследованиям студентов.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мы описываем метод для проверки песни предпочтения зебра зябликов. Мы использовали этот анализ, чтобы проверить предпочтение парной женщины для песни своего партнера. Кроме того, анализ был использован для проверки влияния допамина на индукцию песенных предпочтений у наивных самок. Э?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим Петру Груцик за строительство поведенческой клетки, доктора Томаса Боровски за помощь в разработке эксперимента и доктора Стефани Уайт за ее щедрую поддержку. Финансирование из HHMI студентов летний исследовательский грант (HHMI #30052007536 d.S. и L.H. ).
Materials
| (-)-Quinpirole | sigmaaldrich | Q102 | |
| acoustic foam | Coulbourn Instruments, Allentown, PA | H10-24A | |
| audio amplifier – 2 channel | Amazon | Pyle PCAU46A | any small audio amplifier should work |
| Banner Engineering Q08 Series, emitter. SO60-Q08 | https://www.alliedelec.com | Stock #:70659809 | photoelectric sensor |
| Banner Engineering Q08 series, receiver. EO60-Q08-AN6X | https://www.alliedelec.com | Stock #:70699384 | photoelectric sensor |
| Car stereo speakers | Amazon | Pioneer TS – F1643R | |
| Digital I/O card | National Instruments | PCI-6503 or USB-6501 | |
| LED lights – under-counter | Amazon | ||
| multifunctional ribbon cable | National Instruments | 180524-20 | |
| sound pressure level meter | Amazon | ||
| terminal block | National Instruments | 777101-1 |
Referenzen
- McGraw, L. A., Young, L. J. The prairie vole: an emerging model organism for understanding the social brain. Trends in Neuroscience. 33 (2), 103-109 (2010).
- Young, K. A., Gobrogge, K. L., Liu, Y., Wang, Z. The neurobiology of pair bonding: Insights from a socially monogamous rodent. Frontiers in Neuroendocrinology. 32 (1), 53-69 (2011).
- Young, L. J., Wang, Z. The neurobiology of pair bonding. Nature Neuroscience. 7 (10), 1048-1054 (2004).
- Aragona, B. J., Liu, Y., Curtis, J. T., Stephan, F. K., Wang, Z. A critical role for nucleus accumbens dopamine in partner-preference formation in male prairie voles. Journal of Neuroscience. 23 (8), 3483-3490 (2003).
- Lippert, R. N., et al. Time-dependent assessment of stimulus-evoked regional dopamine release. Nature Communications. 10 (1), 336 (2019).
- Lack, D. L. . Ecological adaptations for breeding in birds. , (1968).
- O’Connell, L. A., Hofmann, H. A. The vertebrate mesolimbic reward system and social behavior network: a comparative synthesis. Journal of Comparative Neurology. 519 (18), 3599-3639 (2011).
- O’Connell, L. A., Hofmann, H. A. Genes, hormones, and circuits: an integrative approach to study the evolution of social behavior. Frontiers in Neuroendocrinology. 32 (3), 320-335 (2011).
- Banerjee, S. B., Dias, B. G., Crews, D., Adkins-Regan, E. Newly paired zebra finches have higher dopamine levels and immediate early gene Fos expression in dopaminergic neurons. European Journal of Neuroscience. 38 (12), 3731-3739 (2013).
- Gil, D., Gahr, M. The honesty of bird song: multiple constraints for multiple traits. Trends in Ecology & Evolution. 17 (3), 133-141 (2002).
- Tomaszycki, M. L., Adkins-Regan, E. Experimental alteration of male song quality and output affects female mate choice and pair bond formation in zebra finches. Animal Behaviour. 70 (4), 785-794 (2005).
- Woodgate, J. L., Mariette, M. M., Bennett, A. T. D., Griffith, S. C., Buchanan, K. L. Male song structure predicts reproductive success in a wild zebra finch population. Animal Behaviour. 83 (3), 773-781 (2012).
- Zann, R. Reproduction in a Zebra Finch Colony in South-eastern Australia: the Significance of Monogamy, Precocial Breeding and Multiple Broods in a Highly Mobile Species. Emu. 94 (4), 285-299 (1994).
- Klatt, J. D., Goodson, J. L. Oxytocin-like receptors mediate pair bonding in a socially monogamous songbird. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 280 (1750), 20122396 (2013).
- Pedersen, A., Tomaszycki, M. L. Oxytocin antagonist treatments alter the formation of pair relationships in zebra finches of both sexes. Hormones and Behavior. 62 (2), 113-119 (2012).
- Adkins-Regan, E. Neuroendocrinology of social behavior. Ilar Journal. 50 (1), 5-14 (2009).
- Goodson, J. L., Kabelik, D., Kelly, A. M., Rinaldi, J., Klatt, J. D. Midbrain dopamine neurons reflect affiliation phenotypes in finches and are tightly coupled to courtship. Proceedings of the National Academy of Sciences the United States of America. 106 (21), 8737-8742 (2009).
- Iwasaki, M., Poulsen, T. M., Oka, K., Hessler, N. A. Sexually dimorphic activation of dopaminergic areas depends on affiliation during courtship and pair formation. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8 (210), (2014).
- Gess, A., Schneider, D. M., Vyas, A., Woolley, S. M. Automated auditory recognition training and testing. Animal Behavior. 82 (2), 285-293 (2011).
- Woolley, S. C., Doupe, A. J. Social context-induced song variation affects female behavior and gene expression. PLoS Biology. 6 (3), 62 (2008).
- Day, N. F., et al. D2 dopamine receptor activation induces female preference for male song in the monogamous zebra finch. Journal of Experimental Biology. 222, (2019).
- Hahn, A. H., et al. Discrimination of male black-capped chickadee songs: relationship between acoustic preference and performance accuracy. Animal Behaviour. 126, 107-121 (2017).
- Leitão, A., ten Cate, C., Riebel, K. Within-song complexity in a songbird is meaningful to both male and female receivers. Animal Behaviour. 71 (6), 1289-1296 (2006).
- Day, N. F., Hobbs, T. G., Heston, J. B., White, S. A. Beyond Critical Period Learning: Striatal FoxP2 Affects the Active Maintenance of Learned Vocalizations in Adulthood. eNeuro. 6 (2), (2019).
- Chen, Y., Clark, O., Woolley, S. C. Courtship song preferences in female zebra finches are shaped by developmental auditory experience. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 284 (1855), 20170054 (2017).
- Heston, J. B., White, S. A. Behavior-linked FoxP2 regulation enables zebra finch vocal learning. Journal of Neuroscience. 35 (7), 2885-2894 (2015).
- Adkins-Regan, E., Tomaszycki, M. Monogamy on the fast track. Biological Letters. 3 (6), 617-619 (2007).
- Young, R. L., et al. Conserved transcriptomic profiles underpin monogamy across vertebrates. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2019).
