14 Aralık 2006
Edimsel koşullanma paradigması kullanarak rasgele nokta kinematograms ve bilgisayar tarafından oluşturulan omurgasızlar video oynatma kullanan bir kertenkele görsel duyarlılık testi.
Merhaba, ben Avustralya'nın Sydney şehrindeki Macquarie Üniversitesi Hayvan Davranışı Bütünleşik Çalışmalar Merkezi'nden Kevin Wu. Bu video tabanlı makalede, kertenkelelerde hareket hassasiyetinin test edilmesinden bahsedeceğim. Hareket hassasiyetini test etmekten bahsettiğimde, bir operant koşullanma paradigmasının kullanımını kastediyorum.
Üst ve koşullandırmadan bahsettiğimde, bir denek hayvan katılımcıyı veya insanı alıp, nesne sunulduğunda uygun şekilde öğrenmelerini ve tepki vermelerini umduğunuz, ardından da bu tepki karşılığında pekiştirme almalarını hedeflediğiniz bir nesnenin özellikleri hakkında eğittiğiniz durumdan bahsediyorum. Operant koşullandırma genel olarak iki şeyi anlamamızı sağlar. Birincisi, öğrenme ve bellek sensörünü veya kapasitesini anlamamıza olanak tanır ve ikincisi, söz konusu bireyin veya türün duyusal kapasitesini anlamamızı sağlar.
Kertenkelelerde hareket hassasiyetinin, öğrenmenin ve hafızanın test edilmesi, ortaya çıkarılması zor olan belirli parametreler nedeniyle oldukça güç olmuştur. Bunlardan biri, kertenkelelerde belirli bir motivasyonel sistem kurmanın ve onları mevcut görevlere ilgili tutacak doğru pekiştireci bulmanın bilinende zor olmasıdır. Burada, hem öğrenme ve hafızayı hem de özellikle hareket hassasiyetini test etmek için model tür olarak Jackie kertenkelesini kullanacağız. Jackie kertenkeleleri, Avustralya'ya özgü bir Agamid türü olup oldukça gizlenmiş ancak gün boyunca aktif olan, sosyal iletişim için kullanılan oldukça stereotipik görsel sergilemelerle karakterize edilebilen canlılardır.
Bu türü oldukça görsel kılan görsel sergilemeler görüyorum. Bu videoda göstereceğimiz şey, sadece Jackie Dragonların öğrenip belirli şeyleri hatırlayabildiği değil, aynı zamanda oldukça yüksek düzeyde bir hassasiyete sahip olduklarıdır. Ek olarak, Jackie Lizlerin diğer belirli görevler için model bir tür olarak da kullanılabileceğini göstermeyi umuyorum.
Daha önce görüldüğü üzere, rastgele gramlar yüksek derecede salindir ve görsel sistemi uyarır. Tanımayı tetiklemezler, biyolojik olarak anlamlı herhangi bir şeye benzemezler ve hem insan hem de hayvan algısında klasik psikofizik teknikleri mevcuttur. Psikofizikten bahsettiğimizde, aslında bir sesin veya bir nesnenin özelliklerini veya niteliklerini anlamaktan bahsediyoruzdur.
Bir hayvan deneğin veya katılımcının verdiği yanıtlar, bu belirli özelliklerin hangi eşiklerde duyulduğunu veya görüldüğünü anlamamızı sağlar ve bu da bize bu organizmaların duyusal algısı hakkında bilgi verir. İşte VPX'in neler yapabileceğine dair bir örnek. Bu örnekte, ön plana doğru gelen noktaların bulunduğu bir iç daireye sahibiz, ancak arka planda rastgele noktalar bulunmaktadır.
V PPIC X, duyusal algının farklı özelliklerini test etmek için bir dizi farklı illüzyon oluşturmanıza olanak tanır. Bu özelliklerin yanı sıra, hareket yönü olan tutarlılık ve bu noktaların hızı gibi unsurları kontrol etmemizi sağlar. Final Cut Pro, Apple tarafından sunulan bir video düzenleme programıdır.
Final Cut Pro'nun üç ana bölümü vardır. Kanvas, sekansınız oluşturulurken onu görüntülediğiniz yerdir. Zaman çizelgesi, sekansın her bir parçasını veya her bir segmentini yerleştirdiğiniz ve adından da anlaşılacağı üzere bunları bir zaman çizelgesi şeklinde görüntüleyebildiğiniz alandır; kutu (bin) ise zaman çizelgesine yerleştirilecek sekansların veya birden fazla sekansın depolanmasına olanak tanır.
Tüm nokta dizileri Final Cut Pro kullanılarak tamamlanmıştır. İlk olarak VIX'te tasarlanan tüm diziler bin kısmına aktarılır. Tuval görünümünde, noktaların formüle edilmesine dair bir örneği görebilirsiniz.
Bununla birlikte, tüm noktalar zaman çizelgesi kullanılarak oluşturulur. Burada örneğimizin başlangıçta 2,5 saniyelik %0 koherens, ardından beş saniyelik değişken uyaran ve son olarak 7,5 saniyelik yüzde yüz koherens gösterdiğini görebilirsiniz. Şimdi farklı nokta hızları ve nokta koherensine dair örnekler göreceksiniz.
Hız yine saniyede derece cinsinden ölçülür ve koherans, sola veya sağa doğru hareket eden noktaların yüzdesidir. Bu, tamamlanmış bir nokta dizisinin örneğidir. Buradaki tüm noktalar saniyede 10 derece hızla hareket etmektedir.
Başlangıçta 0% koherans ile 2,5 saniye gösterilir. Bu örnekteki değişken aşamada, sonraki beş saniye boyunca noktaların %40'ı sola doğru hareket edecektir. Bunu, sol yöne doğru %100 koherans ile devam eden 7,5 saniye takip edecektir.
Toplam sekans 15 saniyedir. Kurulumumuz üç video oynatma düzeneğinden oluşmuştur. Rastgele nokta kinemonogramları merkezi monitörde görüntülenmiştir.
Yan taraftaki monitörler, denek doğru seçimi yaptığında ikincil pekiştireçlerin görüntüleneceği yerdir. Sağ tarafta görülen IMAX, ekranlardaki tüm video klipleri saklamıştır. Test alanının üzerine yerleştirilen kamera tarafından görüntüler kaydedilmiş ve bir vizör ile VCR üzerinden izlenmiştir.
Tüm dijital diziler, bir cannabis box kullanılarak analogdan dönüştürülmüştür. İkincil Güçlendirmeler, LightWave layout versiyon 8.3 kullanılarak oluşturulmuştur. LightWave, bu animasyonların oluşturulduğu sahneler inşa etmemize olanak tanıyan bir 3D animasyon aracıdır.
Işık dalgası düzeninin iki belirgin özelliği vardır. Birincisi, nesnenin görülebileceği bir kamera; ikincisi ise nesnenin görüldüğü alanı aydınlatacak olan ışık veya ışıklardır. İkincil pekiştireç olarak kullanmak üzere üç adet animasyonlu omurgasız seçtik.
Bunlar cırcır böceği, akar ve örümcekti. Bu omurgasızlar, deneklerin doğal ortamda göreceklerine oldukça benzerdi. Bu omurgasızların hareketleri de gerçek hareketlerin taklit edilmesiyle, dijital bir kamera kullanılarak videoya çekilmiş ve kaydedilmiştir.
Bu, temel test kurulumumuzdur. Kırmızı daire denekle belirlenmiştir. Başlangıçta, deneğin önündeki ekranda 2,5 saniye boyunca %0 koherans görüntülenecektir.
%0 koheransın 2,5 saniye sürmesinin ardından, deneğe nokta hızının ve koheransının değişkenlik gösterdiği beş saniyelik bir süreç gösterilecektir. Deneklerin sol veya sağ monitörü seçmeleri gereken kritik süre bu beş saniyelik dönemdir. Bu görsel özelliklerdeki varyasyonlara dayanarak doğru monitörü seçebilme yeteneği, bize deneklerin duyusal kapasiteleri hakkında bilgi sağlar.
Bu örnekte, noktalar yüzde yüz hızla ilerlediği için deneklerin sol monitöre gitmesi beklenmektedir. Bu süre zarfında denekten, hareket eden noktalardan elde edilen bilgiyi kullanması ve sol monitöre doğru hareket etmesi beklenir. Beş saniyelik kritik süre içerisinde, deneğimiz uygun monitörü seçmelidir.
Bu durumda sol monitör seçilmelidir. Ardından, eğer denek uygun monitörü seçmişse, 7,5 saniye sonra karşısına ikincil bir pekiştireç çıkacaktır ve bu örnekte ikincil pekiştireç bir siber omurgasızdır. Bir sonraki bölümde, gerçek bir denemenin tamamlanmış halinin nasıl göründüğünü izleyeceksiniz.
Bu güvenilir prosedürü oluşturmaya yönelik ilk girişimler oldukça başarısız olmuştur ve bunun birkaç nedeni vardır. Birincisi, herhangi bir birincil pekiştireç kullanılmamıştır. İkincisi, siber omurgasızlar yerine, sosyal sergilemeler yapan kertenkele görüntüleri ikincil pekiştireç olarak kullanılmıştır.
Ve üçüncüsü, her bir denemenin süresinin çok uzun olmasıydı. Bu spesifik faktörlerin her biri, deneklerin koşulluluğu gerçekten kazanmasını engelledi ve aslında deneklerin kendi aralarındaki kaçınma davranışlarını artırdı. Şu an ortadan kaldırılan ve eğer değiştirilmeseydi deneklerin koşulluluğu kazanmasını engelleyeceğine inandığım faktörlerin bunlar olduğunu düşünüyorum.
Şu an itibarıyla başarılı bir prosedür oluşturmuş bulunmaktayız ve bu süreç büyük ölçüde deneme-yanılma yöntemiyle ilerlemiştir; kertenkelelerin belirli operasyonel prosedürlerin kurulmasında oldukça zorlayıcı olmalarıyla bilinmelerine rağmen, bu yöntem başarılı ve oldukça güvenilir olmuştur. Böylece, sadece kertenkelelerde görsel iletişimi ve görsel hassasiyeti incelemekle kalmayıp, bu metodolojiyi kuvvetle muhtemel diğer kertenkele türlerine ve farklı türlere de uygulayabiliriz. Ayrıca bu metodolojiyi görmenin diğer yönlerini incelemek için de kullanabiliriz.
Bu yöntem, işitme, kemoreseptör algı ve dokunma algısı gibi diğer duyusal modalitelerle de uygulanabilir.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Bu çalışma, operant koşullanma paradigması aracılığıyla kertenkelelerdeki görsel duyarlılığı incelemektedir. Metodoloji, hareket duyarlılığını değerlendirmek için rastgele noktalı kinematogramların ve bilgisayar tarafından oluşturulmuş omurgasızların video oynatımını içermektedir.
Kertenkelelerde hareket hızı ve yönüne karşı görsel hassasiyetin nicel değerlendirmesi, memeli olmayan modellerde duyusal sistem fonksiyonlarının değerlendirilmesi için güçlü bir çerçeve sağlar. Bu operan paradigma, duyusal eşikler hakkında kesin hipotez testlerine olanak tanıyarak erken keşif aşamasındaki mekanistik risk azaltma ve hedef doğrulamayı destekler. Zorlayıcı türlerde güvenilir davranışsal baz çizgilerinin oluşturulması, nörodavranışsal ve duyusal araştırma portföyleri için translasyonel model seçeneklerini genişletir.
Bu operan paradigma, özellikle duyusal ve nörodavranışsal hedefler için, erken hipotez testlerinden preklinik model validasyonuna kadar olan keşif sürekliliğine entegre edilmektedir.