Utilisation Manipulation pharmacologique et de haute précision Radio Télémesure pour étudier la cognition spatiale chez les animaux en liberté

Cognition (défini ici comme «tous les processus impliqués dans l' acquisition, le stockage et l' utilisation des informations de l'environnement" ¹⁾ est au centre d'une gamme de tâches de navigation complexes ^2. Par exemple, grues du Canada (Grus canadensis) montrent une nette amélioration de la précision migratoire avec l' expérience ^3, et la tortue de mer empreinte des espèces sur leurs plages natales comme hatchlings et reviennent comme des adultes ^4-6. De même, avec succès la migration, la dispersion, et la charnière de butinage sur la capacité d'un animal à recueillir des informations sur leur environnement spatial ^7,8. Certains animaux semblent apprendre les routes de navigation par rapport aux caractéristiques spécifiques du paysage ⁹ et peuvent utiliser la cognition spatiale lors du déplacement entre les zones de nidification et d' alimentation ^10. Des travaux récents sur les tortues peintes de l' Est (Chrysemys picta) suggère une période critique dans la navigation, où la navigation réussie de l' habitat des hautes terres comme des adultes repose sur juveexpérience nile dans une étroite fourchette d'âge (<4 ans ^11-13). Bien que l' ensemble de ces études démontrent les progrès qui ont été accomplis dans la compréhension du rôle de l' apprentissage dans la navigation ^{4-6, 14-16,} les mécanismes qui sous – tendent ces comportements et pleinement le rôle de la cognition dans la navigation restent énigmatiques, en particulier chez les vertébrés ^{8, 17 , 18.}

Des enquêtes de terrain sur le rôle de la cognition dans la navigation sont rares ^{2, 8, 18,} principalement en raison des difficultés méthodologiques liées à la surveillance, la manipulation et le suivi des animaux sauvages. Par exemple, les grandes échelles spatiales et temporelles sur lesquelles de nombreux animaux naviguent empêchent souvent enquêter sur les deux types d'informations que ces animaux potentiellement apprennent et comment cette information est acquise. Les expérimentateurs sont souvent confrontés à des difficultés logistiques de détection et de localisation des animaux lors de la surveillance des comportements sur ces grandes surfaces et les délais, ce qui limite le typedes données qui peuvent être recueillies et les conclusions qui peuvent être tirées. Bien que l'utilisation du système de positionnement global animal monté (GPS) enregistreurs peut améliorer la probabilité de détection des animaux largement allant, les données spatiales collectées par ces moyens sont généralement de résolution très grossière et manquent d'une composante comportementale détaillée. Par conséquent, les données qui peuvent être recueillies dans de telles circonstances sont d'une valeur limitée pour l'examen des variations subtiles de comportement entre les différents groupes ou traitements expérimentaux. De même, la manipulation directe, contrôlée de comportements cibles est souvent interdite par les échelles spatiales et temporelles typiques des comportements de navigation, ainsi que par des contraintes logistiques inhérentes à des études de terrain. Constatation des animaux dans leur habitat naturel, la capture et de les manipuler, puis la collecte de données comportementales sans produire par inadvertance des comportements parasites sont des défis majeurs de travailler avec les animaux dans le domaine. Par conséquent, la conception des expériences sur free-allant des animaux est souvent limitée et la capacité de mener, des expériences de terrain contrôlées rigoureuses sur le rôle de la cognition dans la navigation est limitée.

La présente étude contourne bon nombre des difficultés antérieures d'enquêter sur la relation entre la cognition et la navigation dans le domaine en utilisant une nouvelle combinaison de manipulation pharmacologique et à haute résolution de suivi des animaux qui naviguent librement dans des conditions de terrain. Scopolamine, un récepteur acétylcholine (mAChR) antagoniste muscarinique, a été montré pour bloquer la formation de la mémoire spatiale et le rappel en bloquant l' activité cholinergique dans le cerveau d'une variété de taxons de vertébrés ^18-24. La scopolamine peut être utilisé efficacement sur les animaux en liberté dans des conditions de terrain ^{11, 18} et a un effet marqué , mais temporaire (par exemple, 6-8 h chez les reptiles). Méthylscopolamine, un antagoniste mAChR qui ne traverse pas la barrière sang-cerveau barrière ^19-21, peut être utilisé pour contrôlerles effets périphériques possibles de scopolamine et pour les aspects non cognitifs de comportement ^11. Pharmacologie permet la manipulation précise de la cognition par des récepteurs qui affectent directement, et la télémétrie radio de haute précision permet l'observation des effets qui en résultent sur le comportement. Les mesures prises par triangulation à distance à la fois spatiale élevée (± 2,5 m) et temporelle (15 min) résolution permettent la documentation précise et la quantification du comportement animal par rapport à la manipulation expérimentale de la cognition.

Cette étude ¹¹ a été réalisée entre Mai et Août 2013 et 2014 à Chesapeake Farms, une zone de recherche en gestion de la faune de 3300 acres et l' agriculture dans le Kent Co., MD, États – Unis (39,194 ° N, 76,187 ° W). Le protocole comporte cinq étapes principales: (1) la capture et la manipulation des animaux (2) l'apposition d'émetteurs radio (3) préparer les agents pharmacologiques (4) le suivi et la manipulation de mouvements d'animaux, et (5) analyser les données spatiales. L'étude décrit ici l' accent sur l'est peint tortue (Chrysemys picta). Tortues à la population focale se livrent à des mouvements terrestres annuels dans lesquels ils quittent leurs étangs d'origine et de naviguer vers les habitats aquatiques alternatives en utilisant les routes l' une des quatre très précis (± 3,5 m), complexes et hautement prévisibles ^{11, 12.} Manipulation pharmacologique des animaux ce système jumelé avec télémétrie radio haute résolution met en lumière le rôle de la cognition dans la navigation librement des animaux sauvages.