Operant تكييف المهمة لقياس تفضيل الاغنيه في الزعانف زيبرا
Summary
نحن وصف تقنيه لتقييم تفضيل الاغنيه في الزعانف حمار وحشي. يتم وضع الإناث في قفص اثنين من الحجرات ويتم قياس تفضيل الاغنيه بعدد المرات التي تقوم فيها بتشغيل أغنيه واحده عن طريق الهبوط علي جثم داخل غرفه واحده ، بالمقارنة مع تحريك أغنيه مختلفه في الغرفة الثانية. يتم احتساب الهبوط جثم باستخدام أجهزه الاستشعار بالاشعه تحت الحمراء.
Abstract
ويستخدم نموذج تكييف الهواء لاختبار تفضيل الاغنيه من الإناث حمار وحشي. يتم وضع finches في قفص اثنين من الحجرات مع فتح الاتصال وتشير إلى تفضيلهم لأغنيه عن طريق الهبوط علي جثم داخل كل غرفه. من خلال مقاطعه شعاع الاشعه تحت الحمراء من جهاز استشعار الكهروضوئي فوق كل جثم ، والطيور ينشط تشغيل أغنيه من خلال مكبر الصوت الموجود علي كل جانب من القفص. يتم استخدام البرامج المتاحة بحريه لتحريك تشغيل الاغنيه من كل جثم. لتحديد تفضيل الاغنيه لكل الحيوانية ، يتم تحديد تفضيل الغرفة الخاصة بها لأول مره عن طريق تحريك اي أغنيه تشغيل عندما تهبط علي كل جثم. ثم يقارن هذا التفضيل الغرفة إلى تفضيل أغنيتها. يتم تعيين حد ادني للنشاط لضمان ان يكون التفضيل حقيقيا. وباستخدام هذه الطريقة ، نظهر ان الإناث المقترنات يفضلن أغنيه شريكهن. وقد استخدمت هذه الطريقة لفهم مساهمه الدوبامين في تشكيل وصيانة تفضيل الاغنيه.
Introduction
واحده من الاسئله الاساسيه في علم الاحياء هي كيف الحيوانية تشكل السندات أفيلياتيفي. وعلي وجه الخصوص ، ما هي أليات العصبية التي يتم بها صنع هذه السندات وهل هذه أليات الاساسيه محفوظه عبر الأنواع الفقارية ؟ وقد اعطي البراري vole أدله علي بعض الانظمه العصبية التي هي مهمة لتكوين الزوج السندات1,2,3. علي وجه الخصوص, الدوبامين بالعمل من خلال مستقبلات في النواة accumbens يمكن ان تحفز الشريك المفضل في كل من الذكور والإناث فئران4,5. ومن غير الواضح ما إذا كانت المبادئ العامة التي يقوم عليها تكوين وصيانة الأفضليات الشريكة يتم الحفاظ عليها بشكل تطوري.
الزواج الأحادي هو أكثر شيوعا في الطيور من الثدييات6. ولذلك ، فان مقارنه أليات السلوك أفيلياتيفي في الطيور إلى الأنواع الأخرى أمر بالغ الاهميه لفهم الأسس العصبية المحفوظة7،8،9. بشكل عام ، عبر العديد من الأنواع من الطيور المغردة ، ويعتقد ان أغنيه الذكور لتكون بمثابه مؤشر صادقه من الذكور اللياقة البدنية10،11. الذكور زيبرا فينش سونغبيرد الغناء لجذب الزملاء والتاثير علي تشكيل أزواج أحادي12,13. التالي ، يمكن استخدام الاغنيه لتحديد تفضيل الشريك في هذه الطيور.
واليات التي تشكل بها الإناث تفضيلا لأغنيه شركائهن غير معروفه. ويبدو ان ميسوتوفين ، متجانسات الطيور من اوكسيتوكاين ، يلعب دورا في تشكيل السندات الزوجية في الزعانف14،15. الاضافه إلى ذلك, وقد ثبت أيضا الدوبامين للعب دور في تكوين الزوج السندات9,16,17,18. علي سبيل المثال, مستويات الدوبامين اعلي في النواة accumbens من الاقتران مقابل العصافير غير المقترنة9.
لدراسة دور أنظمه النواقل العصبية علي تكوين الزوج السندات والصيانة ، ونحن قياس تفضيل الاغنيه باستخدام نموذج اختبار استثابي مجهزه باجهزه استشعار الاشعه تحت الحمراء لتشغيل الاغنيه اللعب19. وقد حددت نسبه لعب الأغاني تفضيل الأنثى لأغنيه الذكر. وقبل المهمة المتعلقة بتكييف الهواء ، كانت كل انثي معزولة لمده تصل إلى 48 ساعة في غرفه الصدى مع شريكها ل ‘ الإناث المقترنة ‘ أو مع ذكر غير مالوف ، من أجل ‘ الإناث غير المقترنة ‘. لاختبار تاثير الدوبامين علي تفضيل الاغنيه, تم علاج الإناث غير المقترنة مرتين مع ناهض الدوبامين D2R في حين معزولة مع الذكور غير مالوفه. ويستند هذا النموذج السلوكي علي الدراسات السابقة19,20 وقابله للبحث من قبل طلاب المرحلة الجامعية.
Protocol
Representative Results
Discussion
نحن وصف طريقه لاختبار تفضيل أغنيه من الزعانف حمار وحشي. استخدمنا هذا الفحص لاختبار تفضيل الأنثى المزدوجة لأغنيه شريكتها. الاضافه إلى ذلك ، تم استخدام الفحص لاختبار تاثير الدوبامين علي استقراء تفضيل الاغنيه في الإناث ساذجه. هذه الطريقة غير مكلفه نسبيا وتم تصميمها واستخدامها من قبل طلاب ال…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر بترا جريزيك لبناء القفص السلوكي ، الدكتور توماس بوروفسكي للمساعدة في تصميم التجربة ، والدكتورة ستيفاني وايت لدعمها السخي. التمويل من منحه بحثيه صيفيه في المرحلة الجامعية (Hmi #30052007536 إلى D.S. و 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 |
References
- 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).
