Het testen van visuele gevoeligheid voor de snelheid en richting van de beweging in Lizards

Hoi, ik ben Kevin Wu van het Center for the Integrative Study of Animal Behavior aan de Macquarie University hier in Sydney, Australië. In dit video-artikel ga ik het hebben over het testen van de bewegingsgevoeligheid bij hagedissen. Wanneer ik spreek over het testen van de bewegingsgevoeligheid, bedoel ik het gebruik van een operante conditionering-paradigma.

Wanneer ik spreek over operante conditionering, gaat het erom dat u een proefdier of menselijke deelnemer de kenmerken van een object aanleert, zodat zij leren hoe ze hierop correct moeten reageren wanneer het object wordt gepresenteerd, in de hoop op een bekrachtiging van die respons. Operante conditionering stelt ons over het algemeen in staat om twee zaken te begrijpen. Ten eerste stelt het ons in staat om het leer- en geheugencapaciteit of -vermogen te begrijpen, en ten tweede stelt het ons in staat om de sensorische capaciteit van dat specifieke individu of die soort te begrijpen.

Het testen van bewegingsgevoeligheid, leren en geheugen bij hagedissen is tot nu toe vrij lastig geweest, vooral omdat bepaalde parameters moeilijk te ontrafelen waren. Ten eerste is het bij hagedissen berucht moeilijk om een specifiek motivationeel systeem vast te stellen, evenals om de juiste bekrachtiging te vinden om hen geïnteresseerd te houden in de huidige taken. We zullen hier de Jackie-hagedis gebruiken als modelsoort om zowel leren en geheugen als in het bijzonder de bewegingsgevoeligheid te testen. Jackie-hagedissen zijn een inheemse, agamatische soort uit Australië die zeer cryptisch is maar overdag actief, en die gekenmerkt kan worden door sterk gestereotypeerde visuele displays die worden gebruikt voor sociale communicatie.

En ik zie visuele vertoningen die deze specifieke soort erg visueel maken. Wat we in deze video gaan demonstreren, is dat Jackie Dragons niet alleen kunnen leren en bepaalde dingen kunnen onthouden, maar dat ze ook een vrij hoge mate van gevoeligheid hebben. Daarnaast hoop ik aan te tonen dat Jackie Liz ook gebruikt kunnen worden als modelsoort voor andere specifieke taken.

Zoals eerder is gezien, zijn random gratings zeer zilt en activeren ze het visuele systeem. Ze activeren geen herkenning, ze lijken niet op iets biologisch betekenisvols en er zijn klassieke psychofysische technieken in zowel menselijke als dierlijke perceptie. En wanneer we over psychofysica spreken, gaat het in feite om het begrijpen van de kenmerken of eigenschappen van een geluid of een object.

Responsies van een dierlijk proefsubject of deelnemer stellen ons in staat om te begrijpen bij welke drempels deze specifieke kenmerken worden gehoord of gezien, wat ons inzicht geeft in de sensorische perceptie van deze organismen. Hier is een voorbeeld van wat VPX kan. In dit voorbeeld hebben we een binnenste cirkel met stippen die naar de voorgrond bewegen, terwijl er op de achtergrond willekeurige stippen staan.

V PPIC X stelt u in staat om een reeks verschillende illusies te creëren om diverse kenmerken van de zintuiglijke waarneming te testen. Naast deze kenmerken stelt het ons in staat om zaken te controleren zoals coherentie, wat de bewegingsrichting en ook de snelheid van deze stippen is. Final Cut Pro is een videobewerkingsprogramma dat beschikbaar is via Apple.

Final Cut Pro bestaat uit drie hoofdonderdelen. Op het canvas bekijkt u uw sequentie terwijl deze wordt opgebouwd. De tijdlijn is de plek waar u elk onderdeel van de sequentie of elk segment plaatst en waar u het verloop in tijd kunt bekijken, zoals de naam al aangeeft, en de bin maakt het mogelijk om meerdere sequenties op te slaan of de sequenties klaar te zetten om in de tijdlijn te worden geplaatst.

Alle stippensequenties worden voltooid met Final Cut Pro. Alle sequenties die aanvankelijk in VIX zijn ontworpen, worden in de bin geïmporteerd. In het canvas-overzicht is een voorbeeld te zien van de formulering van de stippen.

Echter, alle stippen worden via de tijdlijn geconstrueerd. Hier ziet u dat ons voorbeeld begint met 2,5 seconden aan 0% coherentie, gevolgd door vijf seconden van de variabele stimulus, en tenslotte 7,5 seconden aan honderd procent coherentie. U ziet nu voorbeelden van variërende stipsnelheid en stipcoherentie.

De snelheid wordt opnieuw gemeten in graden per seconde, en de coherentie is het percentage stippen dat zich in zowel linker- als rechterrichting beweegt. Dit is een voorbeeld van een voltooide stippenreeks. Alle stippen hier bewegen met 10 graden per seconde.

Aanvankelijk worden 2,5 seconden getoond met 0% coherentie. In dit voorbeeld zullen in de variabele fase 40% van de stippen gedurende de volgende vijf seconden naar links bewegen. Dit wordt vervolgens gevolgd door 7,5 seconden van honderd procent coherentie in linkse richting.

De totale sequentie duurt 15 seconden. Onze opstelling bestond uit drie video-afspeelsystemen. Op de centrale monitor werden de random dot kinemogrammen weergegeven.

Op de aangrenzende monitoren wordt de secundaire bekrachtiging weergegeven zodra het subject een correcte keuze maakt. De IMAX, hier aan de rechterkant te zien, sloeg alle videoclips op de displays op. De camera, die boven de testarena was geplaatst, werd gebruikt om beelden op te nemen en te registreren, welke zichtbaar waren op een zoeker en VCR.

Alle digitale sequenties werden van analoog omgezet met behulp van een cannabis box. Secundaire versterkingen werden gemaakt met LightWave layout versie 8.3. LightWave is een 3D-animatietool waarmee we scènes kunnen bouwen waarin deze animaties worden gecreëerd.

Er zijn twee specifieke kenmerken van de opstelling van de lichtgolven. Ten eerste is er een camera waarlangs het object kan worden waargenomen, en ten tweede is er licht, waarbij dit licht of deze lichten het gebied verlichten waarin het object zichtbaar is. We hebben drie geanimeerde ongewervelden geselecteerd om als secundaire bekrachtigers te gebruiken.

Dit waren een krekel, een mijt en een spin. Deze ongewervelden waren zeer vergelijkbaar met wat de proefpersonen in de natuur zouden zien. De bewegingen van deze ongewervelden waren tevens nagebootst op basis van realistische bewegingen, die gefilmd en opgenomen waren met een digitale camcorder.

Dit is onze basisopstelling voor de tests. De rode cirkel identificeert ons proefsubject. Aanvankelijk zal het subject gedurende 2,5 seconden een coherentie van 0% op het scherm voor hem zien.

Na 2,5 seconden met 0% coherentie krijgt de proefpersoon een presentatie van vijf seconden waarin de dotsnelheid en de coherentie variëren. Tijdens deze kritieke periode van vijf seconden dient de proefpersoon te kiezen tussen de linker- of de rechtermonitor. Op basis van variaties in deze visuele kenmerken biedt het vermogen om de juiste monitor te selecteren ons inzicht in hun sensorische capaciteit.

In dit voorbeeld wordt van de proefpersonen verwacht dat zij naar de linker monitor gaan, aangezien de stippen met honderd procent bewegen. Tijdens deze periode wordt van de proefpersoon verwacht dat deze de informatie uit de bewegende stippen gebruikt en naar de linker monitor beweegt. Binnen de kritieke periode van vijf seconden moet onze proefpersoon de juiste monitor selecteren.

In dit geval moet dit de linker monitor zijn. Vervolgens, na 7,5 seconden, als het subject de juiste monitor heeft geselecteerd, wordt er een secundaire bekrachtiger gepresenteerd; in dit geval is onze secundaire bekrachtiger een cyber-ongewervelde. In de volgende sectie ziet u vervolgens hoe de voltooiing van een daadwerkelijke trial eruitziet.

Vroege pogingen om een betrouwbare procedure vast te stellen waren zeer onsuccesvol, en daar zijn een paar redenen voor. Ten eerste waren er geen primaire bekrachters. Ten tweede werden, in plaats van levende ongewervelden, beelden van hagedissen die sociale vertoningen maakten gebruikt als secundaire bekrachtiger.

En ten derde dat de lengte van elke trial te lang was. Elk van deze specifieke factoren verhinderde dat de proefpersonen daadwerkelijk de contingentie aanleerden en leidde in feite tot een toename van aversieve reacties tussen de proefpersonen onderling. Ik geloof dat dit de factoren zijn die nu zijn geëlimineerd of gewijzigd, en die de proefpersonen voorheen verhinderden de contingentie aan te leren.

Nu we een succesvolle procedure hebben vastgesteld — wat grotendeels een proces van vallen en opstaan is geweest — en hoewel hagedissen erom bekendstaan dat het vrij moeilijk is om specifieke experimentele procedures op te zetten, is deze methode succesvol en vrij betrouwbaar gebleken. Hierdoor kunnen we niet alleen de visuele communicatie en visuele gevoeligheid bij Jackie-hagedissen bestuderen, maar kunnen we deze methodologie zeer waarschijnlijk ook toepassen op andere hagedissen en andere soorten. Daarnaast kunnen we deze methodologie ook toepassen op andere aspecten van het zicht.

We kunnen dit ook toepassen op andere zintuiglijke modaliteiten, zoals gehoor, chemoreceptie en tactiele waarneming.