Test sensibilité visuelle à la vitesse et la direction du mouvement chez les lézards

Bonjour, je suis Kevin Wu du Centre d'étude intégrative du comportement animal de l'Université Macquarie ici à Sydney, en Australie. Dans cet article sous forme de vidéo, je vais parler du test de la sensibilité au mouvement chez les lézards. Et lorsque je parle de test de la sensibilité au mouvement, je fais référence à l'utilisation d'un paradigme de conditionnement opérant.

Et lorsque je parle d'apprentissage classique (conditionnement), cela consiste à prendre un sujet animal, un participant ou un humain, et à lui enseigner les caractéristiques d'un objet afin qu'il apprenne à reconnaître cet objet et réagisse de manière appropriée lorsqu'il lui est présenté, dans l'espoir d'obtenir un renforcement suite à cette réponse. Le conditionnement permet généralement de comprendre deux aspects : premièrement, il permet d'évaluer les capacités sensorielles liées à l'apprentissage et à la mémoire, et deuxièmement, il permet de comprendre les capacités sensorielles de cet individu ou de cette espèce particulière.

Évaluer la sensibilité au mouvement ainsi que l'apprentissage et la mémoire chez les lézards s'est révélé particulièrement difficile, car certains paramètres ont été ardu à identifier. L'un de ces obstacles réside dans la difficulté notoire à établir un système motivationnel précis chez les lézards, ainsi que dans la recherche du renforcement adéquat pour maintenir leur intérêt durant les tâches à accomplir. Ici, nous allons utiliser le lézard Jacky comme espèce modèle afin d'évaluer à la fois l'apprentissage et la mémoire, et plus particulièrement la sensibilité au mouvement. Les lézards Jacky sont une espèce australienne native, du genre *Amphibolurus*, fortement cryptiques mais actifs durant la journée, et se caractérisent par des affichages visuels très stéréotypés utilisés dans la communication sociale.

Et je constate que les affichages visuels rendent cette espèce particulière particulièrement visuelle. Ce que nous allons démontrer dans cette vidéo, c'est que non seulement les dragons de Jackie sont capables d'apprendre et de se souvenir de certaines choses, mais qu'ils possèdent également un niveau de sensibilité assez élevé. En outre, j'espère démontrer que le lézard Jackie peut aussi être utilisé comme espèce modèle pour d'autres tâches précises.

Comme on l'a vu précédemment, les grammes aléatoires sont fortement saliens et stimulent fortement le système visuel. Ils n'activent pas la reconnaissance, ne ressemblent à rien de biologiquement significatif, et constituent une technique classique de psychophysique utilisée dans l'étude de la perception humaine et animale. Et lorsque nous parlons de psychophysique, nous entendons par là comprendre les caractéristiques ou propriétés d'un son ou d'un objet.

Les réponses d'un sujet animal ou d'un participant nous permettent de comprendre à quel seuil ces caractéristiques particulières sont perçues auditivement ou visuellement, ce qui nous donne un aperçu de la perception sensorielle de ces organismes. Voici un exemple des capacités de VPX. Dans cet exemple, on observe un cercle intérieur composé de points se rapprochant du premier plan, tandis que, en arrière-plan, des points aléatoires sont présents.

V PPIC X permet de créer une série d'illusions différentes afin de tester diverses caractéristiques de la perception sensorielle. En plus de ces caractéristiques, il nous permet de contrôler des paramètres tels que la cohérence, qui correspond à la direction du mouvement, ainsi que la vitesse de ces points. Final Cut Pro est un logiciel de montage vidéo proposé par Apple.

Final Cut Pro comporte trois parties principales. La zone de visualisation est l'endroit où vous voyez votre séquence pendant sa création. La chronologie est l'endroit où vous placez chaque élément de la séquence ou chaque segment, et où vous pouvez les visualiser tels qu'ils apparaissent sur une frise chronologique. Enfin, le panneau permet de stocker plusieurs séquences ou de placer les séquences dans la chronologie.

Toutes les séquences de points sont réalisées à l'aide de Final Cut Pro. Toutes les séquences initialement conçues dans VIX sont importées dans le bin. Dans la vue sur canevas, vous pouvez voir un exemple de la formulation des points.

Cependant, tous les points sont construits à l’aide de la chronologie. Ici, vous pouvez voir que notre exemple montre initialement 2,5 secondes de cohérence à 0 %, suivies de cinq secondes du stimulus variable, puis enfin 7,5 secondes de cohérence à cent pour cent. Vous allez maintenant voir des exemples de vitesses de points et de cohérences de points variables.

La vitesse est à nouveau mesurée en degrés par seconde, et la cohérence correspond au pourcentage de points se déplaçant soit vers la gauche, soit vers la droite. Ceci est un exemple de séquence de points terminée. Tous les points ici se déplacent à 10 degrés par seconde.

Au départ, 2,5 secondes sont affichées avec une cohérence de 0 %. Dans cet exemple, lors de la phase variable, 40 % des points se déplaceront vers la gauche pendant les cinq prochaines secondes. Ceci sera ensuite suivi de 7,5 secondes avec une cohérence de cent pour cent dans la direction gauche.

La séquence totale dure 15 secondes. Notre dispositif comprenait trois systèmes de lecture vidéo. L'écran central est celui sur lequel étaient affichés les cinématogrammes de points aléatoires.

Sur les écrans adjacents, les renforçateurs secondaires s'afficheraient une fois que le sujet a effectué un choix correct. L'IMAX visible ici sur le côté droit stockait tous les clips vidéo sur les écrans. La caméra, située au-dessus de l'aire de test, filmait et enregistrait ce qui apparaissait sur un viseur et un magnétoscope.

Toutes les séquences numériques ont été converties à partir de l'analogique à l'aide d'une boîte à cannabis. Les renforçateurs secondaires ont été créés à l'aide de la version 8.3 de la mise en page LightWave. LightWave est un outil d'animation 3D qui nous permet de construire des scènes dans lesquelles ces animations sont réalisées.

Il existe deux caractéristiques particulières de la disposition des ondes lumineuses. La première concerne une caméra et l'endroit où l'objet peut être vu ; la seconde concerne la lumière, et ces lumières éclairent la zone dans laquelle l'objet est visible. Nous avons sélectionné trois invertébrés animés afin de les utiliser comme renforts secondaires.

Ces animaux étaient des grillons, des acariens et des araignées. Ces invertébrés étaient très semblables à ceux que ces sujets auraient pu observer dans la nature. Les déplacements de ces invertébrés étaient également imités à partir de mouvements réalistes, filmés et enregistrés à l’aide d’une caméra numérique.

Il s'agit de notre configuration de test de base. Le cercle rouge identifie notre sujet. Initialement, le sujet verra pendant 2,5 secondes un stimulus de cohérence à 0 % à l'écran devant lui.

Après 2,5 secondes de cohérence à 0 %, le sujet verra pendant cinq secondes une variation de la vitesse et de la cohérence des points. C'est pendant cette période critique de cinq secondes que le sujet doit choisir l'un ou l'autre moniteur, gauche ou droit. Selon les variations de ces caractéristiques visuelles, la capacité à sélectionner le bon moniteur nous permet de comprendre ses capacités sensorielles.

Dans cet exemple, on s'attend à ce que les sujets se dirigent vers l'écran de gauche lorsque les points se déplacent à cent pour cent. Pendant cette période, le sujet doit ensuite utiliser les informations obtenues à partir des points en mouvement et se déplacer vers l'écran de gauche. Pendant la période critique de cinq secondes, notre sujet devrait sélectionner l'écran approprié.

Dans ce cas, il devrait s'agir de l'écran de gauche. Ensuite, à 7,5 secondes, si le sujet a sélectionné l'écran approprié, un renforçateur secondaire lui sera présenté ; ici, notre renforçateur secondaire est un invertébré cybernétique. Dans la section suivante, vous verrez ensuite la fin d'un essai réel tel qu'il apparaît.

Les premières tentatives d'établissement de cette procédure fiable se sont avérées très infructueuses, et plusieurs raisons expliquent ce constat. Premièrement, il n'existait aucun renforcement primaire. Deuxièmement, au lieu d'utiliser des invertébrés cybernétiques, des séquences vidéo de lézards présentant des comportements sociaux ont été utilisées comme renforcement secondaire.

Et troisièmement, que la durée de chaque essai était trop longue. Chacun de ces facteurs particuliers empêchait les sujets d'acquérir réellement la contingence et augmentait en fait les comportements aversifs entre les sujets eux-mêmes. Je pense que ce sont ces facteurs, désormais éliminés ou du moins modifiés, qui empêchaient précédemment les sujets d'acquérir la contingence.

Nous avons maintenant mis en place un protocole efficace, qui a largement été élaboré par tâtonnements successifs. Bien que les Liz soient notoires pour la difficulté à établir des procédures opératoires précises, cette méthode s'est révélée fructueuse et assez fiable. Ainsi, non seulement pouvons-nous étudier la communication visuelle et la sensibilité visuelle chez les lézards Jackie, mais il est fort probable que nous puissions appliquer cette méthodologie à d'autres lézards et à d'autres espèces. Nous pouvons également appliquer cette méthodologie à d'autres aspects de la vision.

Nous pouvons également appliquer cette méthode à d'autres modalités sensorielles telles que l'audition, la chimioréception et la perception tactile.