Attività di condizionamento operante per misurare la preferenza canzone in finches zebra
Summary
Descriviamo una tecnica per valutare la preferenza del brano nei fringuelli zebrati. Le femmine sono collocate in una gabbia a due camere e la preferenza del brano è misurata dal numero di volte in cui attiva la riproduzione di una canzone atterrando su un trespolo all’interno di una camera, rispetto all’attivazione di una canzone diversa nella seconda camera. Gli atterraggi di persico vengono conteggiati utilizzando sensori a infrarossi.
Abstract
Un paradigma di condizionamento operante viene utilizzato per testare la preferenza canzone dei fringuelli zebrati femminili. I fringuelli sono collocati in una gabbia a due camere con un’apertura di collegamento e indicano la loro preferenza per una canzone atterrando su un trespolo all’interno di ogni camera. Interrompendo il fascio infrarosso da un sensore fotoelettrico sopra ogni trespolo, l’uccello attiva la riproduzione di un brano attraverso un altoparlante situato su ciascun lato della gabbia. Il software liberamente disponibile viene utilizzato per attivare la riproduzione del brano da ogni posatoio. Per determinare la preferenza canzone di ogni animale, la sua preferenza camera è prima identificata innescando nessuna riproduzione canzone quando atterra su ogni trespolo. Questa preferenza camera viene poi confrontata con la sua preferenza canzone. Viene impostata una soglia minima di attività per garantire che la preferenza sia reale. Utilizzando questo metodo, mostriamo che le femmine in coppia preferiscono la canzone del loro partner. Questo metodo è stato utilizzato per capire il contributo della dopamina alla formazione e al mantenimento della preferenza canzone.
Introduction
Una delle domande fondamentali in biologia è come gli animali formano legami di affiliazione. In particolare, quali sono i meccanismi neurali con cui vengono realizzati questi legami e sono questi meccanismi di base conservati tra le specie di vertebrati? L’arvicola della prateria ha dato indizi ad alcuni dei sistemi di neurotrasmettitori che sono importanti per la formazione di coppia-bond1,2,3. In particolare, la dopamina che agisce attraverso i recettori nel nucleo accumbens può indurre la preferenza del partner in entrambe le arvicole maschili e femminili4,5. Non è chiaro se i principi generali alla base della formazione e del mantenimento delle preferenze dei partner siano conservate evolutivamente.
La monogamia è più comune negli uccelli che nei mammiferi6. Pertanto, il confronto dei meccanismi di comportamento di affiliazione negli uccelli con altre specie è fondamentale per comprendere le basi neurali conservate7,8,9. In generale, tra molte specie di uccelli canori, canto maschile è pensato per servire come un indicatore onesto di fitness maschile10,11. Gli uccelli canori del fringuello zebra maschile cantano per attirare i compagni e influenzare la formazione di coppie monogame12,13. Così, il canto può essere utilizzato per determinare la preferenza partner in questi uccelli.
I meccanismi con cui le femmine formano una preferenza per la canzone del loro partner è sconosciuto. La mesotocina, l’omologo aviario dell’ossitocina, sembra svolgere un ruolo nella formazione di coppia-bond in fringuelli14,15. Inoltre, dopamina ha anche dimostrato di svolgere un ruolo nella formazione di coppia-bond9,16,17,18. Per esempio, i livelli di dopamina sono più alti nel nucleo accumbens di fringuelli accoppiati contro non accoppiati9.
Per studiare il ruolo dei sistemi di neurotrasmettitori sulla formazione e la manutenzione di coppia-bond, abbiamo misurato la preferenza canzone utilizzando un paradigma di test operante dotato di sensori a infrarossi per attivare la riproduzione canzone19. Il rapporto tra le riproduzioni di brani ha identificato la preferenza della femminile per la canzone di un maschio. Prima del compito di condizionamento operante, ogni femmina era isolata fino a 48 h in una camera anecoica con il suo partner per “femmine accoppiate” o con un maschio sconosciuto, per “femmine non accoppiate”. Per testare l’effetto della dopamina sulla preferenza canzone, femmine non accoppiate sono stati trattati due volte con un agonista della dopamina D2R mentre isolato con il maschio sconosciuto. Questo paradigma comportamentale si basa su studi precedenti19,20 ed è suscettibile di ricerca da parte di studenti universitari.
Protocol
Representative Results
Discussion
Descriviamo un metodo per testare la preferenza canzone dei fringuelli zebrati. Abbiamo usato questo saggio per testare la preferenza di una femmina abbinata per la canzone del suo partner. Inoltre, il saggio è stato utilizzato per testare l’effetto della dopamina sull’induzione della preferenza canzone nelle femmine ingenui. Questo metodo è relativamente poco costoso ed è stato progettato e utilizzato dagli studenti universitari, rendendolo un ottimo strumento di formazione per gli studenti. Diversi altri studi hanno…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo Petra Grutzik per la costruzione della gabbia comportamentale, il dottor Thomas Borowski per aver aiutato a progettare l’esperimento, e la dottoressa Stephanie White per il suo generoso sostegno. Finanziamento da una borsa di ricerca estiva universitaria HHMI (HHMI #30052007536 a D.S. e 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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