Operant Conditioning Task zum Messen der Song-Präferenz in Zebrafinken
Summary
Wir beschreiben eine Technik, um die Vorliebe von Liedliedern bei Zebrafinken zu bewerten. Weibchen werden in einem zweikammerigen Käfig platziert und die Liedpräferenz wird daran gemessen, wie oft sie die Wiedergabe eines Liedes auslöst, indem sie auf einem Barsch in einer Kammer landet, verglichen mit dem Auslösen eines anderen Liedes in der zweiten Kammer. Barschlandungen werden mit Infrarotsensoren gezählt.
Abstract
Ein opernhaftes Konditionierungsparadigma wird verwendet, um die Liedpräferenz weiblicher Zebrafinken zu testen. Finken werden in einem zweikammerigen Käfig mit einer Verbindungsöffnung platziert und zeigen ihre Präferenz für ein Lied an, indem sie auf einem Barsch in jeder Kammer landen. Durch Unterbrechen des Infrarotstrahls von einem photoelektrischen Sensor über jedem Barsch aktiviert der Vogel die Wiedergabe eines Liedes über einen Lautsprecher auf jeder Seite des Käfigs. Frei verfügbare Software wird verwendet, um die Songwiedergabe von jedem Barsch auszulösen. Um die Songpräferenz jedes Tieres zu bestimmen, wird ihre Kammerpräferenz zuerst identifiziert, indem keine Songwiedergabe ausgelöst wird, wenn sie auf jedem Barsch landet. Diese Kammerpräferenz wird dann mit ihrer Liedpräferenz verglichen. Ein Mindestaktivitätsschwellenwert wird festgelegt, um sicherzustellen, dass die Präferenz real ist. Mit dieser Methode zeigen wir, dass gepaarte Frauen das Lied ihres Partners bevorzugen. Diese Methode wurde verwendet, um den Beitrag von Dopamin zur Bildung und Aufrechterhaltung der Liedpräferenz zu verstehen.
Introduction
Eine der grundlegenden Fragen in der Biologie ist, wie Tiere affiliative Bindungen bilden. Was sind insbesondere die neuronalen Mechanismen, mit denen diese Bindungen hergestellt werden, und werden diese grundlegenden Mechanismen über Wirbeltierarten hinweg konserviert? Die PrärieWühlmaus hat Hinweise auf einige der Neurotransmitter-Systeme gegeben, die für die Paarbindungsbildung1,2,3wichtig sind. Insbesondere Dopamin, das durch Rezeptoren im Nucleus accumbens wirkt, kann Partnerpräferenz bei männlichen und weiblichen Wühlmäusen induzieren4,5. Es ist unklar, ob die allgemeinen Prinzipien, die der Präferenzbildung und -erhaltung der Partner zugrunde liegen, evolutionär konserviert werden.
Monogamie ist häufiger bei Vögeln als bei Säugetieren6. Daher ist der Vergleich von Mechanismen des affiliativen Verhaltens bei Vögeln mit anderen Arten entscheidend für das Verständnis konservierter neuronaler Grundlagen7,8,9. Im Allgemeinen, über viele Arten von Singvögeln, männliche Singvögel wird gedacht, um als ein ehrlicher Indikator für männliche Fitnessdienen 10,11. Männliche Zebrafinken Singvögel singen, um Kumpels anzuziehen und die Bildung von monogamen Paarenbeeinflussen 12,13. So kann Lied verwendet werden, um Partnerpräferenz bei diesen Vögeln zu bestimmen.
Die Mechanismen, mit denen Frauen eine Vorliebe für das Lied ihres Partners bilden, sind unbekannt. Mesotocin, der Vogelhomologe von Oxytocin, scheint eine Rolle bei der Paarbindungsbildung bei Finken14,15zu spielen. Darüber hinaus, Dopamin hat auch gezeigt, dass eine Rolle in paarbindung Bildungspielen 9,16,17,18. Zum Beispiel, Dopamin-Spiegel sind höher in den Kern accumbens von gepaarten im Vergleich zu nicht-gepaarten Finken9.
Um die Rolle von Neurotransmitter-Systemen bei der Paarbindungsbildung und -wartung zu untersuchen, haben wir die Songpräferenz mit einem operantesten Testparadigma gemessen, das mit Infrarotsensoren ausgestattet ist, um Song-Wiedergaben auszulösen19. Das Verhältnis der Song-Wiedergaben identifizierte die Vorliebe der Frau für ein Männerlied. Vor der Opernkonditionierungsaufgabe wurde jede Frau bis zu 48 stunden in einer anechoischen Kammer mit ihrem Partner für “gepaarte Weibchen” oder mit einem unbekannten Männchen, für “ungepaarte Weibchen” isoliert. Um die Wirkung von Dopamin auf die Songpräferenz zu testen, wurden ungepaarte Weibchen zweimal mit einem D2R-Dopamin-Agonisten behandelt, während sie mit dem unbekannten Männchen isoliert wurden. Dieses Verhaltensparadigma basiert auf früheren Studien19,20 und ist für die Forschung von Studenten zugänglich.
Protocol
Representative Results
Discussion
Wir beschreiben eine Methode, um die Songpräferenz von Zebrafinken zu testen. Wir nutzten diesen Test, um die Präferenz einer gepaarten Hündin für den Song ihres Partners zu testen. Darüber hinaus wurde der Assay verwendet, um die Wirkung von Dopamin auf die Induktion der Songpräferenz bei naiven Weibchen zu testen. Diese Methode ist relativ kostengünstig und wurde von Studenten entwickelt und verwendet, was sie zu einem ausgezeichneten Schulungswerkzeug für Studenten macht. Mehrere andere Studien haben Die Liedp…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken Petra Grutzik für den Bau des Verhaltenskäfigs, Dr. Thomas Borowski für die Unterstützung bei der Planung des Experiments und Dr. Stephanie White für ihre großzügige Unterstützung. Finanzierung durch ein HHMI-Studienstipendium für Sommerforschung (HHMI #30052007536 d.S. und 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 |
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