Operant Klima Görev Zebra İspinozlar Şarkı Tercihi Ölçmek için
Summary
Biz zebra ispinozlarda şarkı tercihini değerlendirmek için bir teknik açıklar. Dişiler iki odalı bir kafese yerleştirilir ve şarkı tercihi, ikinci odada farklı bir şarkıyı tetiklemeyle karşılaştırıldığında, bir şarkının bir oda içindeki bir tünek üzerine inerek çalmayı tetikleme sayısıyla ölçülür. Levrek inişleri kızılötesi sensörler kullanılarak sayılır.
Abstract
Bir operant klima paradigma kadın zebra ispinozlar şarkı tercihi test etmek için kullanılır. İspinozlar iki odalı bir kafese yerleştirilir ve bağlantı açıklığı ile her oda nın içinde bir levrek üzerine inerek bir şarkıyı tercih ederler. Her levrek üzerinde bir fotoelektrik sensör den kızılötesi ışını keserek, kuş kafesin her iki tarafında bulunan bir hoparlör aracılığıyla bir şarkının oynatma aktive eder. Serbestçe kullanılabilen yazılım, her bir levrekten şarkı çalmayı tetiklemek için kullanılır. Her hayvanın şarkı tercihini belirlemek için, oda tercihi ilk olarak her bir tüneğe indiğinde hiçbir şarkı çalmayı tetiklemeden tanımlanır. Bu oda tercihi daha sonra onun şarkı tercihi ile karşılaştırılır. Tercihin gerçek olduğundan emin olmak için minimum etkinlik eşiği ayarlanır. Bu yöntemi kullanarak, eşleştirilmiş dişilerin partnerlerinin şarkısını tercih ettiğini gösteriyoruz. Bu yöntem, dopaminin şarkı tercihinin oluşumuna ve bakımına katkısını anlamak için kullanılmıştır.
Introduction
Biyolojideki temel sorulardan biri hayvanların nasıl bağkurabları oluşturduğudur. Özellikle, bu bağların yapıldığı sinirsel mekanizmalar nelerdir ve bu temel mekanizmalar omurgalı türler arasında korunur mu? Çayır sıçanı, çift-bağ oluşumu1,2,3için önemli olan nörotransmitter sistemlerinin bazılarına ipuçları vermiştir. Özellikle, dopamin çekirdek accumbens reseptörleri aracılığıyla hareket hem erkek hem de kadın voles4ortak tercihini neden olabilir,5. Ortak tercihi oluşumu ve bakımının altında yatan genel ilkelerin evrimsel olarak korunup korunmadığı belirsizdir.
Tek eşlilik kuşlarda memelilere göre daha yaygındır6. Bu nedenle, diğer türler için kuşlarda bağsel davranış mekanizmaları karşılaştırarak korunmuş nöral temelleri anlamak için önemlidir7,8,9. Genel olarak, ötücü kuşların birçok türü arasında, erkek şarkı erkek fitness10,11dürüst bir göstergesi olarak hizmet düşünülmektedir. Erkek zebra ispinoz ötücü kuşlar eşleri çekmek ve tek eşli çiftleri oluşumunu etkilemek için şarkı12,13. Böylece, şarkı bu kuşlarda ortak tercihini belirlemek için kullanılabilir.
Kadınların eşlerinin şarkısını tercih ettikleri mekanizmalar bilinmemektedir. Mezotosin, oksitosin kuş homolog, ispinozlar çift bağ oluşumunda bir rol oynamak için görünür14,15. Buna ek olarak, dopamin de çift-bağoluşumundabir rol oynadığı gösterilmiştir 9,16,17,18. Örneğin, dopamin düzeyleri eşleştirilmiş ve eşleşmemiş ispinozlar9çekirdek accumbens daha yüksektir.
Çift bağ oluşumu ve bakım nörotransmitter sistemlerin rolünü incelemek için, şarkı oynatmalar tetiklemek için kızılötesi sensörler ile donatılmış bir operant test paradigması kullanarak şarkı tercihi ölçüldü19. Şarkı oynatma oranı, kadının bir erkeğin şarkısını tercih ini belirledi. Operant klima görevinden önce, her dişi ‘eşleştirilmiş dişiler’ için eşiyle birlikte anekoik bir odada 48 saate kadar izole edildi ya da ‘eşleşmemiş dişiler’ için yabancı bir erkekle. Dopaminin şarkı tercihi üzerindeki etkisini test etmek için, eşleşmemiş dişiler yabancı erkekle izole edilirken D2R dopamin agonisiyle iki kez tedavi edildi. Bu davranışsal paradigma önceki çalışmalara dayanmaktadır19,20 ve lisans öğrencileri tarafından araştırma için münasip.
Protocol
Representative Results
Discussion
Biz zebra ispinozların şarkı tercihini test etmek için bir yöntem açıklar. Bu testi, eşin şarkısı için eşleştirilmiş bir dişinin tercihini test etmek için kullandık. Buna ek olarak, test naif kadınlarda şarkı tercihinin indüksiyon dopamin etkisini test etmek için kullanılmıştır. Bu yöntem nispeten ucuzdur ve lisans öğrencileri tarafından tasarlanmış ve kullanılmış, öğrenciler için mükemmel bir eğitim aracı haline getirerek. Birkaç diğer çalışmalar, kuşlar2…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Davranış kafesinin inşası için Petra Grutzik’e, deneyi tasarlamasına yardım ettiği için Dr. Thomas Borowski’ye ve cömert desteği için Dr. Stephanie White’a teşekkür ederiz. HHMI lisans yaz araştırma hibe (HHMI d.s. ve L.H. #30052007536) fon.
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).
