Elektroenzephalographie-Messungen bei wachen Weißbüschelaffen, die den Lautäußerungen von Artgenossen lauschen

Zusammenfassung

Um die Evolution der Sprache zu untersuchen, ist es wichtig, die Mechanismen des Gehirns beim Menschen mit denen bei nichtmenschlichen Primaten zu vergleichen. Wir haben eine Methode entwickelt, um die Elektroenzephalographie (EEG) von wachen Tieren nicht-invasiv zu messen. Es ermöglicht uns, EEG-Daten zwischen Mensch und Tier langfristig direkt zu vergleichen, ohne ihnen zu schaden.

Zusammenfassung

Die vokale Kommunikation spielt eine entscheidende Rolle in den sozialen Interaktionen von Primaten, insbesondere beim Überleben und der sozialen Organisation. Der Mensch hat eine einzigartige und fortschrittliche vokale Kommunikationsstrategie in Form von Sprache entwickelt. Um die Evolution der menschlichen Sprache zu untersuchen, ist es notwendig, die neuronalen Mechanismen zu untersuchen, die der Stimmverarbeitung beim Menschen zugrunde liegen, sowie zu verstehen, wie sich die Mechanismen des Gehirns entwickelt haben, indem man sie mit denen von nichtmenschlichen Primaten vergleicht. In dieser Arbeit haben wir eine Methode entwickelt, um die Elektroenzephalographie (EEG) von wachen nichtmenschlichen Primaten nichtinvasiv zu messen. Diese Aufzeichnungsmethode ermöglicht Langzeitstudien, ohne die Tiere zu schädigen, und ermöglicht es uns, EEG-Daten von nichtmenschlichen Primaten direkt mit menschlichen Daten zu vergleichen, was Einblicke in die Evolution der menschlichen Sprache gibt. In der aktuellen Studie haben wir die EEG-Aufzeichnungsmethode der Kopfhaut verwendet, um die Gehirnaktivität als Reaktion auf artspezifische Lautäußerungen bei Weißbüschelaffen zu untersuchen. Diese Studie liefert neue Erkenntnisse, indem sie mithilfe von Kopfhaut-EEG weit verbreitete neuronale Repräsentationen bei Weißbüschelaffen während der Stimmwahrnehmung erfasst und Lücken im bestehenden Wissen schließt.

Einleitung

Primaten verwenden artspezifische Lautäußerungen, um biologisch wichtige Informationen zu übermitteln, wie z. B. den emotionalen Zustand des Rufers oder die Absicht, soziale Bindungen aufrechtzuerhalten, die Anwesenheit von Raubtieren oder andere gefährliche Situationen. Die Untersuchung der neuronalen Mechanismen, die der Wahrnehmung der Lautäußerung bei stimmreichen nichtmenschlichen Primaten zugrunde liegen, kann uns entscheidende Hinweise liefern, um die evolutionären Ursprünge der menschlichen Sprache besser zu verstehen.

Weißbüschelaffen sind kleine Primaten, die in Südamerika beheimatet sind. In den letzten Jahren wurden Weißbüschela....

Protokoll

Alle Versuche wurden vom Tierversuchsausschuss des EHUB (Nr. 2022-003, 2023-104) genehmigt und in Übereinstimmung mit dem von EHUB veröffentlichten Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Laborprimaten durchgeführt. Für das Experiment wurden neun Weißbüschelaffen (Callithrix jacchus, sechs Männchen und drei Weibchen, 2-12 Jahre alt, mit einem Gewicht von 330-490 g) verwendet.

1. Tiere

1. Halten Sie die Weißbüschelaffen in Einzelkäfigen, die mit Nistkästen, Holzstangen und anderen Bereicherungsvorrichtungen ausgestattet sind.
2. Halten Sie die Räume unter einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus, wobe....

Diskussion

Zu beachtende Punkte zur Anästhesie
Sowohl die Verabreichung von Ketamin als auch von Xylazin wurde versucht, und obwohl diese schmerzlindernd sind und daher für lange, schmerzhafte Aufgaben geeignet sind, neigen Weißbüschelaffen dazu, ohne Sauerstoffinhalation eine Abnahme des Blutsauerstoffgehalts zu erfahren⁴⁴. Kurz gesagt, Alfaxalon eignet sich wahrscheinlich am besten für schmerzfreie Aufgaben wie die Rasur oder die Herstellung von Masken. Darüber hinaus wäre für d.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alfaxalone	Meiji Animal Health	Alfaxan
Amplifier	Brain Products	BrainAmp
Atropine	Fuso Pharmaceutical Industries	Atropine Sulfate Injection
Audio editor	Adobe	Adobe Audition
Data processing software	MathWorks	MATLAB	version R2023a
Data processing toolbox	University of California-SanDiego	EEGLAB
Data processing toolbox	University of California-Davis	ERPLAB
Electric shaver	Panasonic	ER803PPA
Electrode	Unique Medical	UL-3010	AgCl coated (custom)
Electrode gel	Neurospec AG	V16 SuperVisc
Electrode input box	Brain Products	EIB64-DUO	64ch
Glue	3M	Scotch 7005S
Hair removering cream	Kracie	epilat for sensitive skin
Isoflurane	Bussan Animal Health	ds isoflurane
Liquid gum	San-ei Yakuhin Boeki	Arabic Call SS	Gum arabic+water
Liquid nutrition	Nestlé Health Science Company	Isocal 1.0 Junior	Polymeric formula
Maropitant	Zoetis	Cerenia injectable solution
Monitor Camera	Intel	RealSense LiDAR Camera L515
Monkey pellets	Oriental Yeast	SPS
Primate chair	Natsume Seisakusho	Order made
Pulse oximeters	Covident	Nellcor	PM10N
Skin prepping pasta	Mammendorfer Institut für Physik und Medizin	NeuPrep
Slicon tube	AsONE	Φ4 x 7mm
Speaker	Fostex	PM0.3
Synchronization device	Brain Vision	StimTrak
Thermoplastic mask	CIVCO	MTAPU Type Uniframe Thermoplastic Mask 2.4mm