Использование Фармакологический манипуляция и высокоточный Радиотелеметрия для изучения пространственного познания в свободном выгуле животных

Познание (далее определяется как "все процессы , связанные с приобретением, хранением и использованием информации из окружающей среды" ¹⁾ занимает центральное место в массив сложных навигационных задач ^2. Например, Сандхилл краны (Журавль Canadensis) показывают заметное улучшение в миграционном точности с опытом работы ³ и след видов морских черепах на их натальных пляжи как мальков и вернуться как взрослые ^4-6. Кроме того , успешная миграция, расселение, и собирательство Петля на способность животного , чтобы собрать информацию об их пространственной среды ^7,8. Некоторые животные появляются , чтобы узнать маршруты в навигационных отношении конкретных ландшафтных особенностей ⁹ и может использовать пространственное познавательную при перемещении между гнездования и нагула ^10. Последние работы на восточных расписные черепахи (Chrysemys ПИКТА) предлагает критический период навигации, где успешная навигация нагорных обитания как взрослые шарниров на Ювенильский опыт в узком возрастном диапазоне (<4 лет ^11-13). Хотя вместе эти исследования демонстрируют прогресс, достигнутый в понимании роли обучения в плавании ^{4-6, 14-16,} механизмы, лежащие в основе такого поведения и в полной мере роль познания в навигации остаются загадочными, особенно у позвоночных ^{8, 17 , 18.}

Полевые исследования в роли познания в навигации редко ^{2, 8, 18,} во многом из – за методологических трудностей , связанных с мониторингом, манипулируя и отслеживания диких животных. Например, большие пространственные и временные масштабы, на которых многие животные часто исключают навигация расследование как тип информации, что эти животные потенциально узнать и как приобретается эта информация. Экспериментаторы часто сталкиваются с материально-технические трудности обнаружения и локализации животных при наблюдении за поведением над такими большими площадями и временные рамки, тем самым ограничивая типданных, которые могут быть собраны и выводы, которые можно сделать. Хотя использование системы глобального позиционирования животного монтажа (GPS) регистраторы могут повысить вероятность обнаружения широко в пределах животных, пространственные данные, собранные с помощью этих средств, как правило, очень грубое разрешение и отсутствие детального поведенческий компонент. Следовательно, данные, которые могут быть собраны при таких обстоятельствах имеют ограниченную ценность для изучения тонкое изменение в поведении между различными группами или экспериментальных методов лечения. Аналогичным образом, прямое, контролируемое манипулирование целевым поведением часто запрещенных пространственных и временных масштабах, характерных для навигации поведения, а также присущих материально-технических ограничений полевых исследований. Нахождение животных в их естественной среде обитания, ловить и манипулировать ими, а затем сбор поведенческих данных без непреднамеренного производства паразитные поведения являются основными проблемами работы с животными в полевых условиях. Таким образом, дизайн экспериментов по фрэи круг животных часто ограничивается и возможность проводить тщательные, контролируемые полевые эксперименты на роли познания в навигации ограничен.

Настоящее исследование позволяет обойти многие предыдущие трудности исследования взаимосвязи между познанием и навигации в поле с помощью новой комбинации фармакологической манипуляции и с высокой разрешающей способностью отслеживания свободно плавающих животных в полевых условиях. Скополамин, мускариновых ацетилхолиновых рецептор (mAChR) антагонист, было показано , что блок формирования пространственной памяти и вспомнить, блокируя холинергическую активность в мозге различных позвоночных животных таксонов ^18-24. Скополамин может быть эффективно использован на свободно пасущихся животных в полевых условиях ^{11, 18} и оказывает выраженное но временный эффект (например, 6 – 8 ч в рептилии). Метилскополамин, антагонист mAChR , который не проникает через гематоэнцефалический барьер , ^19-21, может быть использован для контроля завозможные периферические эффекты скополамин и для некогнитивных аспектов поведения ^11. Фармакология позволяет точно манипуляции познания, непосредственно влияющих на рецепторы, и высокоточный радиотелеметрия позволяет для наблюдения в результате воздействия на поведение. Измерения , проведенные с помощью дистанционного триангуляции и с высоким пространственным (± 2,5 м) и временной (15 мин) разрешением позволяют точной документации и количественной оценке поведения животных по отношению к экспериментальным манипулированием познания.

Это исследование было проведено ¹¹ в период с мая по август 2013 года и 2014 года Чесапик Farms, в 3300 акров дикой природы и управления сельского хозяйства области исследований в Кент Co., штат Мэриленд, США (39,194 ° с.ш., 76,187 ° W). Протокол включает в себя пять основных этапов: (1) захват и обработку животных (2) проставление радиопередатчики (3) подготовка фармакологических агентов (4) мониторинг и манипулирования движениями животных, и (5) ANAлизирующего пространственных данных. Исследование описано здесь сосредоточено на Восточной окрашенные черепаха (Chrysemys ПИКТА). Черепахи в фокальной населения участвуют в ежегодных сухопутным движений , в которых они покидают свои дома пруды и перейти к альтернативным водной среды обитания , используя один из четырех очень точные (± 3,5 м), сложный и весьма предсказуемые маршрутизирует ^{11, 12.} Фармакологическая манипулирование животных в эта система в сочетании с высокой разрешающей способностью радиотелеметрии проливает свет на роль познания в свободном плавании диких животных.