L'autore si estende grazie ai membri del laboratorio di psicologia comparata Whitman College per il loro aiuto nella raccolta di dati, tra cui Mark Arand, Michael Barker, Eva Davis, Kuba Jeffers, Brett Lambert, Tara Mah, Theo Pratt, Tvan Trinh, Lyla Wadia e Patricia Xi.

La procedura qui descritta è in conformità con il benessere animale dell'ufficio di laboratorio e con noi politica di servizio sanità pubblica su cura umanitaria e uso di animali da laboratorio e fu approvata dal comitato di uso e istituzionali Animal Care Whitman College.
1. ridurre i pesi dei piccioni
Nota: Pesi dei piccioni sono ridotti all'80-85% di loro gratis-alimentazione peso33 per garantire che gli uccelli siano sani e adeguatamente motivati a lavorare per il cibo.
<ol><li>Casa ingenuo gli uccelli in gabbie individuali con accesso illimitato all'acqua, grana e cibo.</li>
	<li>Pesare ogni piccione approssimativamente alla stessa ora ogni giorno per 2-4 settimane, o fino a peso libero-alimentazione di ogni uccello ha stabilizzato.</li>
	<li>Calcolare un peso di destinazione per ogni piccione pari al 85% del suo peso gratis-alimentazione stabile.</li>
	<li>Limitare il cibo per ridurre gradualmente il peso di ogni piccione fino a raggiungere il target del peso34. Piccioni dovrebbero ancora hanno libero accesso all'acqua e grinta. Nota: Esperimenti pubblicati utilizzando questo protocollo29,30,31,32 hanno dato risultati significativi utilizzando tra 4 e 6 piccioni a condizione. Numeri simili dovrebbero essere adeguati per una replica diretta o sottile variazione. Variazioni che riducono la grandezza dell'effetto cecità cambiamento potrebbero richiedere un campione più ampio.</li>
</ol>2. treno piccioni beccare stimoli visualizzati sui tasti risposta nella camera operante e mangiare grano dalla tramoggia cibo
Nota: Le sessioni di formazione e sperimentale richiedono un controllo preciso del computer, con risoluzione temporale di meno di 1 ms. utilizzare un linguaggio di programmazione flessibile (Vedi Tabella materiali) per il controllo dell'operatore camere tramite un relè i/o.
<ol><li>All'inizio della sessione di ogni giorno, pesare i piccioni e metterli in alloggiamenti dell'operatore (Vedi Tabella materiali). Ingenuo piccioni possono bisogno di tempo per ambientarsi alla movimentazione, pesatura e di trasporto da e per la camera di operante.  Fino ad allora, prestare particolare attenzione a maneggiare uccelli delicatamente e monitorarli per segni di stress.</li>
	<li>Eseguire 100 prove per ogni sessione giornaliera. Per ogni prova:<ol>
<li>Selezionare casualmente un elemento di stimolo visivo (ad esempio, un colore o una linea) e uno dei tre tasti (Vedi Tabella materiali) nella camera dell'operatore. Illuminare l'elemento selezionato stimolo la relativa chiave utilizzando un proiettore compatibile stimolo (Vedi Tabella materiali). Nota: I tempi di inizio ed il contrappeso delle lampadine a incandescenza che sono standard in molti alloggiamenti operanti sono troppo lenti per essere appropriato per questo metodo. Sostituire qualsiasi lampadine a incandescenza in aula operante con un equivalente di LED più veloce e quindi confermare che i display vengono visualizzati come previsto e che l'insorgenza di stimoli è croccante (meno di 1 ms da inizio a picchi di luminosità).</li>
		<li>Attendere fino a quando un piccione becca la chiave su cui è visualizzato lo stimolo. Non riconosco beccate a tutti gli altri tasti. Nota: Piccioni esperti possono sapere immediatamente a beccare i tasti illuminata risposta. Ingenui o meno esperti uccelli beccare può essere modellato utilizzando procedure di35 handshaping o autoshaping, come sarebbero per altre attività di laboratorio.</li>
		<li>A seguito di una singola beccata per la chiave di risposta corretta, è necessario azzerare il display di stimolo e fornire accesso al grano da tramoggia cibo per 2-3 secondi.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Alla fine di ogni sessione, rimuovere i piccioni dalle camere operante e pesare prima di restituirli alla loro casa gabbie. Regolare il tempo di accesso di cibo tra le sessioni per mantenere pesi in esecuzione singoli uccelli all'80-85% dei loro pesi gratis-alimentazione.</li>
	<li>Continuare le sessioni pre-allenamento finché piccioni rispondono rapidamente e costantemente per tutti gli elementi individuali di stimolo per essere inclusi nell'esperimento, su tutti i tasti di risposta tre.</li>
</ol>3. treno piccioni per la ricerca e Peck modifiche presentate sui tasti di risposta
<ol><li>All'inizio della sessione di ogni giorno, pesare i piccioni e metterli in alloggiamenti operante.</li>
	<li>All'inizio di ognuno dei 100 test in una sessione giornaliera, determinare i dettagli del display imminente stimolo. Dettagli per ogni prova possono essere selezionati in modo casuale dal software di controllo sperimentale. Un programma di esempio per eseguire una sessione sperimentale giornaliera è incluso come un file supplementare (change.cpp); elementi presenti ci potrebbe essere utilizzato anche per eseguire le azioni più semplici nel passaggio 2.<ol>
<li>Scegliere casualmente un intervallo Inter-stimolo (ISI) di 250 ms o ms 0 (con p = 0,5 per ciascuno).</li>
		<li>A caso determinare il numero di ripetizioni di cambiamento per presentare, 1, 2, 4, 8 o 16 (con p = 0,2 per ciascuno).</li>
		<li>Definire un display di stimolo originale composto da uno o più elementi (i colori o le linee presentate durante l'allenamento) su ogni chiave di risposta.</li>
		<li>Modificare la visualizzazione originale di stimolo per definire una visualizzazione modificata aggiungendo, eliminando o modificando un elemento su una chiave. Vedere la Figura 1 per esempi di display di stimolo originali e modificati.</li>
		<li>Garantire che i piccioni non vedrà tutti i possibile stimolo display durante l'allenamento. Se necessario, designare un sottoinsieme di schermi per il trasferimento (passaggio 4) e astenersi da presentandoli durante l'allenamento.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Presente un 5 s Inter-Trial intervallo (ITI), con la houselight su e tutte le chiavi di risposta scure per separare ogni prova dalla prova immediatamente precedente.</li>
	<li>Presente un display di stimolo utilizzando i valori determinati per la prova corrente al punto 3.2.<ol>
<li>Illuminare gli elementi di stimolo che compongono il display originale per 250 ms.</li>
		<li>Azzerare il display di stimolo e attendere un ISI 0 o 250 ms.</li>
		<li>Illuminare gli elementi di stimolo che compongono la visualizzazione modificata per 250 ms.</li>
		<li>Azzerare il display di stimolo e attendere un ISI 0 o 250 ms.</li>
		<li>Ripetere i passaggi 3.4.1 a 3.4.4 fino al completamento del numero di ripetizioni stabilito in precedenza per il processo corrente. Presentare tutte le ripetizioni nella loro interezza e ignorare qualsiasi keypecks durante la presentazione dello stimolo.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Illuminare tutti i tasti di risposta tre con luce bianca e attendere che un piccione Becca uno dei tasti di tre risposta. Considera il primo peck su qualsiasi chiave di risposta dopo stimolo presentazione è completa di essere la risposta per quel processo. Vedere la Figura 2 per una descrizione schematica delle prove con o senza un ISI.</li>
	<li>Cancellare tutte le chiavi e concludere il processo con rinforzo o un segnale di errore:<ol>
<li>Se la risposta di un uccello era sulla chiave che visualizzato un cambiamento, fornire accesso al grano da tramoggia cibo per 2-3 s.</li>
		<li>Se la risposta di un uccello non era sulla chiave che ha cambiato, passare il houselight tra on e off ogni 0,5 s per 10 secondi indicare una risposta non corretta.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Alla fine di ogni sessione, rimuovere i piccioni dalle camere operante e pesare prima di restituirli alla loro casa gabbie. Regolare il tempo di accesso di cibo tra le sessioni per mantenere pesi in esecuzione singoli uccelli all'80-85% dei loro pesi gratis-alimentazione.</li>
	<li>Continuare le sessioni di allenamento giornaliere fino a quando la precisione delle risposte dei piccioni è stabile e affidabile precisione migliore di possibilità del 33%. Viene fornito un file di esempio (change.xlsx) che analizza i dati grezzi per mostrare gli effetti della presenza ISI e numero di ripetizioni.</li>
</ol>4. presentare prove romanzo trasferimento all'interno di sessioni giornaliere
<ol><li>Seguire la procedura esattamente come descritto nel passaggio 3, ma senza qualsiasi potenziale Visualizza esclusa (Vedi punto 3.2.5). Nota: Con un gran numero di potenziali stimolo display, non è necessario escludere potenziali display durante l'allenamento e introdurli più tardi. In questi casi, semplicemente continuare la formazione come normale, come mai-prima-visto esposizioni si verificheranno naturalmente.</li>
	<li>Analizzare la precisione su stimolo di romanzo, mai-prima-visto schermi, escluse eventuali esposizioni piccioni hanno incontrato in precedenza. Meglio di precisione possibilità confermerà che i piccioni hanno imparato una regola di rilevamento di cambiamento generale e di non fare affidamento sulla memorizzazione di stimolo familiare Visualizza.</li>
</ol>

<ol>
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L'autore non ha nulla di divulgare.

Il metodo qui presentato è ispirato dal cosiddetto "paradigma sfarfallio" comunemente usato dagli psicologi cognitivi per studiare il cambiamento cecità negli esseri umani9. In questa ricerca umana, cambiamento cecità è definito operativamente come il danno nel rilevamento delle modifiche prodotte dalla presenza di un ISI che interrompe le transizioni tra stimolo Visualizza. Lo stesso vale per l'implementazione di piccione descritto qui. Inoltre, gli esseri umani tendono ad avvicinarsi l'attiv...

Psicologia cognitiva ha dimostrato ripetutamente sorprendente e spesso sorprendenti imperfezioni nei nostri processi cognitivi. Alcuni degli esempi più notevoli includono ma non sono limitati a falsi ricordi1, suboptimale decisione euristica2e ragionamento statistico difettoso3. Una più recente aggiunta a questa lista è il fenomeno di cambiamento cecità. Cecità di cambiamento è un fallimento coerenza di attenzione, in cui uno non riesce a notare anche importanti modifiche al proprio ambiente. In una dimostrazione4, sperimentatori avevano un individui confederato approccio per chiedere indicazioni. Durante la loro conversazione, lavoratori che trasportano una porta passata tra i due, brevemente interrompere il contatto visivo e offrendo l'opportunità di scambiare il confederato per una persona diversa. Dopo questo scambio occulta, maggior parte degli individui non è riuscito a notare che loro partner di conversazione non era più la stessa persona. Questo fallimento è sorprendente, perché le modifiche ad ogni istante sembrerebbe essere segnali di eventi potenzialmente importanti che dovrebbero attirare la nostra attenzione.
Per capire meglio come e perché si verifica il cambiamento cecità, i ricercatori hanno portato in laboratorio e sviluppato diverse procedure ingegnoso5,6,7,8 per studiarla sotto più condizioni controllate. Un approccio particolarmente riuscito è stato soprannominato "il compito di sfarfallio"9. In questa procedura, gli sperimentatori fotografie a cura di rimuovere una funzionalità e poi presentato le immagini ai partecipanti, alternarsi rapidamente tra le versioni originali e modificate. I partecipanti subito notato le differenze. Tuttavia, se è stato inserito un campo vuoto breve tra consecutivi rilevamento delle modifiche di immagini (producendo un display tremolante per cui la procedura è denominata) era molto più difficile, con conseguente peggio precisione e tempi di risposta più lenti. Questa procedura è interessante perché fornisce una misura precisa della cecità di cambiamento, ed è facile da manipolare aspetti specifici del display come la dimensione, salienza o temporizzazione di un cambiamento.
Il paradigma di sfarfallio ha dimostrato di essere un potente strumento per l'apprendimento di percezione e attenzione in esseri umani10. L'effetto è sorprendentemente potente e persistente. Cecità di cambiamento può verificarsi per le modifiche all'oggetto solo una semplice animazione11e quando guardando direttamente a un cambiamento posizione12. Anche l'esperienza con cambiamento cecità e la consapevolezza del fenomeno non eliminarla13. Inoltre, cambiamento cecità è piuttosto vario e può essere indotta da una serie di eventi diversi, come occhio saccadi5, mudsplashes14, motion foto tagli7o occlusione visiva4. Un fenomeno parallelo si verifica uditiva15 e modalità tattile16 , che indica che non può essere esclusiva agli stimoli visivi e può essere un fenomeno più generale di attenzione.
Gli esseri umani del corso, sono non è l'unico animale che fa uso di attenzione. Piccioni, ad esempio, mostrano molte delle stesse abilità attentional che gli esseri umani fanno. Possono selezionare caratteristiche specifiche per il trattamento preferenziale (come quando si utilizza un'immagine di ricerca per trovare cibo specifici obiettivi)17,18. Si può spostare l'attenzione a specifiche regioni o posizioni spaziali19. Essi possono spostare la loro attenzione tra livelli gerarchici di organizzazione20,21. Essi possono anche dividere attenzione tra diversi aspetti di un stimolo display22,23. Quindi, sembra che i piccioni possiedono molte delle stesse abilità che fanno attenzione utile per gli esseri umani. Se cambiamento cecità ha a che fare con alcune delle limitazioni intrinseche dell'attenzione, potremmo aspettarci di vedere un effetto di cecità di cambiamento parallelo in piccioni (e forse altri animali). Inoltre, ci sono stati recentemente studi più successo di rilevamento delle modifiche effettuate utilizzando i piccioni, implementazione di fenomenologie metodi24,25,26,27, 28.
Recente ricerca29,30,31,32 ha adattato il paradigma di sfarfallio per studiare il cambiamento cecità nei piccioni e ha prodotto risultati che cambiamento umano cecità in parallelo. Il rapporto corrente descrive un metodo semplice per l'implementazione di questa procedura in un alloggiamento dell'operatore. Come con le versioni umana dell'attività, è facile da isolare e manipolare aspetti specifici della presentazione dello stimolo al fine di indagare la loro influenza sul rilevamento delle modifiche e modificare cecità. Pertanto, la procedura dovrebbe costituire uno strumento prezioso per la ricerca sulle limitazioni dell'attenzione aviaria e nella misura in cui sono simili alle limitazioni di attenzione umana.

<table><tbody><tr><td>Small Environment Cublicle</td><td>BRS/LVE</td><td>SEC-002</td><td></td></tr><tr><td>Pigeon Intelligence Panel</td><td>BRS/LVE</td><td>PIP-016</td><td></td></tr><tr><td>Grain Feeder</td><td>BRS/LVE</td><td>GFM-001</td><td></td></tr><tr><td>Pigeon Pecking Key</td><td>BRS/LVE</td><td>PPK-001</td><td></td></tr><tr><td>Stimulus projector</td><td>BRS/LVE</td><td>IC-901</td><td></td></tr><tr><td>LED Lamp</td><td>Martek Industries, Cherry Hill NJ</td><td>1820</td><td></td></tr><tr><td>I/O module</td><td>Acces IO</td><td>USB-IDIO-8</td><td></td></tr><tr><td>Personal Computer</td><td>Dell</td><td>Optiplex 3040</td><td></td></tr><tr><td>Visual C++</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr><tr><td>White Carneau pigeons</td><td>Double-T Farm</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a method for investigating change blindness in pigeons (columba livia)

Cecità di cambiamento è un fenomeno di attenzione visiva, per cui le modifiche a un display visivo inosservato in determinate circostanze specifiche. Mentre molte procedure di laboratorio sono state sviluppate che producono cambiamento cecità negli esseri umani, il paradigma di sfarfallio è emerso come un metodo particolarmente efficace. Nel paradigma della luce intermittente, due visual display sono presentati in alternanza con uno altro. Se visualizzazioni successive sono separate da un breve intervallo Inter-stimolo (ISI), il rilevamento delle modifiche è alterato. La semplicità della procedura e la definizione operativa chiara, basato sulle prestazioni di cambiamento cecità rendono il paradigma di sfarfallio adatto per ricerca comparativa usando gli animali non umani. Infatti, è stata sviluppata una variante che può essere implementato in alloggiamenti operante per studiare il cambiamento cecità nei piccioni. Risultati indicano che i piccioni, come gli esseri umani, sono peggiori a rilevare la posizione di un cambiamento, se due schermi consecutivi sono separati nel tempo da un vuoto ISI. Inoltre, il rilevamento delle modifiche dei piccioni sono coerente con un processo di ricerca attiva, di un luogo che richiede attenzione selettiva. Il compito di sfarfallio, quindi, ha il potenziale per contribuire alle indagini della dinamica dell'attenzione spaziale selettiva dei piccioni in confronto gli esseri umani. Viene inoltre illustrato che il fenomeno di cambiamento cecità non è esclusivo alla percezione visiva degli umani, ma invece può essere una conseguenza generale dell'attenzione selettiva. Infine, mentre aspetti utili di attenzione sono ampiamente apprezzati e compreso, è anche importante riconoscere che possono accompagnati da specifiche imperfezioni come cambiare cecità, e che queste imperfezioni hanno conseguenze attraverso una vasta gamma di contesti.

Il risultato principale di interesse è la differenza di precisione tra le prove con e senza un ISI. In particolare, la definizione operativa di cecità di cambiamento nel paradigma della luce intermittente è significativamente ridotta di rilevamento delle modifiche precisione sulle sperimentazioni con un ISI relativo prove senza un ISI. Questo effetto può essere visto in Figura 3, che mostra i dati precedentemente pubblicati29. In q...

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A Method for Investigating Change Blindness in Pigeons Columba Livia

Un metodo per studiare il cambiamento cecità nei piccioni (Columba Livia)

Cecità di cambiamento è un fenomeno di attenzione visiva, per cui le modifiche a un display visivo inosservato in determinate circostanze specifiche. Questo protocollo descrive una variazione sul paradigma sfarfallio per indagare la cecità di cambiamento che è appropriato ed efficace per la ricerca con i piccioni.

Change blindness is a phenomenon of visual attention, whereby changes to a visual display go unnoticed under certain specific circumstances. While many ...

a-method-for-investigating-change-blindness-in-pigeons-columba-livia

Research

JoVE Journal

Behavior

A Method for Investigating Change Blindness in Pigeons (Columba Livia)

6.4K Views.  Whitman College. Cecità di cambiamento è un fenomeno di attenzione visiva, per cui le modifiche a un display visivo inosservato in determinate circostanze specifiche. Questo protocollo descrive una variazione sul paradigma sfarfallio per indagare la cecità di cambiamento che è appropriato ed efficace per la ricerca con i piccioni.

Video: A Method for Investigating Change Blindness in Pigeons Columba Livia

Automated, Quantitative Cognitive/Behavioral Screening of Mice: For Genetics, Pharmacology, Animal Cognition and Undergraduate Instruction

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and pharmacological manipulations on basic mechanisms of cognition and learning in mice. A standard polypropylene mouse housing tub is connected through an acrylic tube to a standard commercial mouse test box. The test box has 3 hoppers, 2 of which are connected to pellet feeders. All are internally illuminable with an LED and monitored for head entries by infrared (IR) beams. Mice live in the environment, which eliminates handling during screening. They obtain their food during two or more daily feeding periods by performing in operant (instrumental) and Pavlovian (classical) protocols, for which we have written protocol-control software and quasi-real-time data analysis and graphing software. The data analysis and graphing routines are written in a MATLAB-based language created to simplify greatly the analysis of large time-stamped behavioral and physiological event records and to preserve a full data trail from raw data through all intermediate analyses to the published graphs and statistics within a single data structure. The data-analysis code harvests the data several times a day and subjects it to statistical and graphical analyses, which are automatically stored in the &#34;cloud&#34; and on in-lab computers. Thus, the progress of individual mice is visualized and quantified daily. The data-analysis code talks to the protocol-control code, permitting the automated advance from protocol to protocol of individual subjects. The behavioral protocols implemented are matching, autoshaping, timed hopper-switching, risk assessment in timed hopper-switching, impulsivity measurement, and the circadian anticipation of food availability. Open-source protocol-control and data-analysis code makes the addition of new protocols simple. Eight test environments fit in a 48 in x 24 in x 78 in&#160;cabinet; two such cabinets (16 environments) may be controlled by one computer.

Fully automated system for measuring physiologically meaningful properties of the mechanisms mediating spatial localization, temporal localization, duration, rate&#160;and probability estimation, risk assessment, impulsivity, and the accuracy and precision of memory, in order to assess the effects of genetic and pharmacological manipulations on foundational mechanisms of cognition in mice.

Automatizzato, Quantitative cognitivo / comportamentale Proiezione di topi: per la genetica, farmacologia, Animal Cognition e istruzione laurea

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and ...

Ricerca

Comportamento

The Attentional Set Shifting Task: A Measure of Cognitive Flexibility in Mice

Cognitive impairment, particularly involving dysfunction of circuitry within the prefrontal cortex (PFC), represents a core feature of many neuropsychiatric and neurodevelopmental disorders, including depression, post-traumatic stress disorder, schizophrenia and autism spectrum disorder. Deficits in cognitive function also represent the most difficult symptom domain&#160;to successfully treat, as serotonin reuptake inhibitors and tricyclic antidepressants have only modest effects. Functional neuroimaging studies and postmortem analysis of human brain tissue implicate the PFC as being a primary region of dysregulation in patients with these disorders. However, preclinical behavioral assays used to assess these deficits in mouse models which can be readily manipulated genetically and could provide the basis for studies of new treatment avenues have been underutilized. Here we describe the adaptation of a behavioral assay, the attentional set shifting task (AST), to be performed in mice to assess prefrontal cortex mediated cognitive deficits. The neural circuits underlying behavior during the AST are highly conserved across humans, nonhuman primates and rodents, providing excellent face, construct and predictive validity.

The goal of this protocol is to perform a behavioral assay such as the attentional set shifting task (AST) to assess prefrontal cortex-mediated cognitive flexibility in mice.

La Task attenzionale Set Shifting: una certa flessibilità cognitiva nei topi

Cognitive impairment, particularly involving dysfunction of circuitry within the prefrontal cortex (PFC), represents a core feature of many ...

A Video Demonstration of Preserved Piloting by Scent Tracking but Impaired Dead Reckoning After Fimbria-Fornix Lesions in the Rat

Piloting and dead reckoning navigation strategies use very different cue constellations and computational processes (Darwin, 1873; Barlow, 1964; O&#x2019;Keefe and Nadel, 1978; Mittelstaedt and Mittelstaedt, 1980; Landeau et al., 1984; Etienne, 1987; Gallistel, 1990;
Maurer and S&#233;guinot, 1995). Piloting requires the use of the relationships between relatively stable external (visual, olfactory, auditory) cues, whereas dead reckoning requires the integration of cues generated by self-movement. Animals obtain self-movement information from vestibular receptors, and possibly muscle and joint receptors, and efference copy of commands that generate movement. An animal may also use the flows of visual, auditory, and olfactory stimuli caused by its movements. Using a piloting strategy an animal can use geometrical calculations to determine directions and distances to places in its environment, whereas using an dead reckoning strategy it can integrate cues generated by its previous movements to return to a just left location. Dead reckoning is colloquially called "sense of direction" and "sense of distance."

Although there is considerable evidence that the hippocampus is involved in piloting (O&#x2019;Keefe and Nadel, 1978; O&#x2019;Keefe and Speakman, 1987), there is also evidence from behavioral (Whishaw et al., 1997; Whishaw and Maaswinkel, 1998; Maaswinkel and Whishaw, 1999), modeling (Samsonovich and McNaughton, 1997), and electrophysiological (O&#x2019;Mare et al., 1994; Sharp et al., 1995; Taube and Burton, 1995; Blair and Sharp, 1996; McNaughton et al., 1996; Wiener, 1996; Golob and Taube, 1997) studies that the hippocampal formation is involved in dead reckoning. The relative contribution of the hippocampus to the two forms of navigation is still uncertain, however. Ordinarily, it is difficult to be certain that an animal is using a piloting versus a dead reckoning strategy because animals are very flexible in their use of strategies and cues (Etienne et al., 1996; Dudchenko et al., 1997; Martin et al., 1997; Maaswinkel and Whishaw, 1999). The objective of the present video demonstrations was to solve the problem of cue specification in order to examine the relative contribution of the hippocampus in the use of these strategies. The rats were trained in a new task in which they followed linear or polygon scented trails to obtain a large food pellet hidden on an open field. Because rats have a proclivity to carry the food back to the refuge, accuracy and the cues used to return to the home base were dependent variables (Whishaw and Tomie, 1997). To force an animal to use a a dead reckoning strategy to reach its refuge with the food, the rats were tested when blindfolded or under infrared light, a spectral wavelength in which they cannot see, and in some experiments the scent trail was additionally removed once an animal reached the food. To examine the relative contribution of the hippocampus, fimbria&#x2013;fornix (FF) lesions, which disrupt information flow in the hippocampal formation (Bland, 1986), impair memory (Gaffan and Gaffan, 1991), and produce spatial deficits (Whishaw and Jarrard, 1995), were used.

In a piloting scent tracking task, the ability of the rats to return to a refuge with food using visual an odor trail or using dead reckoning in infrared light, the integrated record of previous movements, demonstrates that the hippocampus is necessary for dead reckoning.

Una dimostrazione video di pilotaggio da parte di Conserve Monitoraggio Profumo ma deteriorate Dead Reckoning Dopo Fimbria-fornice lesioni nel ratto

Piloting and dead reckoning navigation strategies use very different cue constellations and computational processes (Darwin, 1873; Barlow, 1964; ...

Biologia

Recording Single Neurons' Action Potentials from Freely Moving Pigeons Across Three Stages of Learning

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed single-neuron activity while animals are acquiring an operantly conditioned response, or when that response is extinguished. But even in these cases, observation periods usually encompass only a single stage of learning, i.e. acquisition or extinction, but not both (exceptions include protocols employing reversal learning; see Bingman&#160;et al.1 for an example). However, acquisition and extinction entail different learning mechanisms and are therefore expected to be accompanied by different types and/or loci of neural plasticity.
Accordingly, we developed a behavioral paradigm which institutes three stages of learning in a single behavioral session and which is well suited for the simultaneous recording of single neurons&#39; action potentials. Animals are trained on a single-interval forced choice task which requires mapping each of two possible choice responses to the presentation of different novel visual stimuli (acquisition). After having reached a predefined performance criterion, one of the two choice responses is no longer reinforced (extinction). Following a certain decrement in performance level, correct responses are reinforced again (reacquisition). By using a new set of stimuli in every session, animals can undergo the acquisition-extinction-reacquisition process repeatedly. Because all three stages of learning occur in a single behavioral session, the paradigm is ideal for the simultaneous observation of the spiking output of multiple single neurons. We use pigeons as model systems, but the task can easily be adapted to any other species capable of conditioned discrimination learning.

Learning new stimulus-response associations engages a wide range of neural processes which are ultimately reflected in changing spike output of individual neurons. Here we describe a behavioral protocol allowing for the continuous registration of single-neuron activity while animals acquire, extinguish, and reacquire a conditioned response within a single experimental session.

Registrazione di potenziali d&#39;azione singoli neuroni &#39;di muoversi liberamente Piccioni attraverso tre fasi di apprendimento

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed ...

Neuroscienze

The Innovation Arena: A Method for Comparing Innovative Problem-Solving Across Groups

Problem-solving tasks are commonly used to investigate technical, innovative behavior but a comparison of this ability across a broad range of species is a challenging undertaking. Specific predispositions, such as the morphological toolkit of a species or exploration techniques, can substantially influence performance in such tasks, which makes direct comparisons difficult. The method presented here was developed to be more robust with regard to such species-specific differences: the Innovation Arena presents 20 different problem-solving tasks. All tasks are presented simultaneously. Subjects are confronted with the apparatus repeatedly, which allows a measurement of the emergence of innovations over time - an important next step for investigating how animals can adapt to changing environmental conditions through innovative behavior.
Each individual was tested with the apparatus until it ceased to discover solutions. After testing was concluded, we analyzed the video recordings and coded successful retrieval of rewards and multiple apparatus-directed behaviors. The latter were analyzed using a Principal Component Analysis and the resulting components were then included in a Generalized Linear Mixed Model together with session number and the group comparison of interest to predict the probability of success.
We used this approach in a first study to target the question of whether long-term captivity influences the problem-solving ability of a parrot species known for its innovative behavior: the Goffin&#180;s cockatoo. We found an effect in degree of motivation but no difference in the problem-solving ability between short- and long-term captive groups.

The Innovation Arena is a novel comparative method for studying technical innovation rate per time unit in animals. It is composed of 20 different problem-solving tasks, which are presented simultaneously. Innovations can be carried out freely and the setup is robust with regard to predispositions on an individual, population or species level.

L'arena dell'innovazione: un metodo per confrontare la risoluzione di problemi innovativi tra i gruppi

Problem-solving tasks are commonly used to investigate technical, innovative behavior but a comparison of this ability across a broad range of species is ...

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

Measurement of the visual function in the tadpoles of the frog, Xenopus laevis, allows screening for blindness in live animals. The optokinetic response is a vision-based, reflexive behavior that has been observed in all vertebrates tested. Tadpole eyes are small so the tail flip response was used as alternative measure, which requires a trained technician to record the subtle response. We developed an alternative behavior assay based on the fact that tadpoles prefer to swim on the white side of a tank when placed in a tank with both black and white sides. The assay presented here is an inexpensive, simple alternative that creates a response that is easily measured. The setup consists of a tripod, webcam and nested testing tanks, readily available in most Xenopus laboratories. This article includes a movie showing the behavior of tadpoles, before and after severing the optic nerve. In order to test the function of one eye, we also include representative results of a tadpole in which each eye underwent retinal axotomy on consecutive days. Future studies could develop an automated version of this assay for testing the vision of many tadpoles at once.

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

Xenopus laevis tadpoles prefer swimming on the white side of a black/white tank. This behavior is guided by their vision. Based on this behavior, we present a simple assay to test the visual function of tadpoles.

Un test comportamentale semplice for Testing Funzione visiva in<em&gt; Xenopus laevis</em

Measurement of the visual function in the tadpoles of the frog, Xenopus laevis, allows screening for blindness in live animals. The optokinetic response ...

Eye Tracking During A Complex Aviation Task For Insights Into Information Processing

Eye tracking has been used extensively as a proxy to gain insight into the cognitive, perceptual, and sensorimotor processes that underlie skill performance. Previous work has shown that traditional and advanced gaze metrics reliably demonstrate robust differences in pilot expertise, cognitive load, fatigue, and even situation awareness (SA).
This study describes the methodology for using a wearable eye tracker and gaze mapping algorithm that captures naturalistic head and eye movements (i.e., gaze) in a high-fidelity flight motionless simulator. The method outlined in this paper describes the area of interest (AOI)-based gaze analyses, which provides more context related to where participants are looking, and dwell time duration, which indicates how efficiently they are processing the fixated information. The protocol illustrates the utility of a wearable eye tracker and computer vision algorithm to assess changes in gaze behavior in response to an unexpected in-flight emergency.
Representative results demonstrated that gaze was significantly impacted when the emergency event was introduced. Specifically, attention allocation, gaze dispersion, and gaze sequence complexity significantly decreased and became highly concentrated on looking outside the front window and at the airspeed gauge during the emergency scenario (all p values &#60; 0.05). The utility and limitations of employing a wearable eye tracker in a high-fidelity motionless flight simulation environment to understand the spatiotemporal characteristics of gaze behavior and its relation to information processing in the aviation domain are discussed.

Eye tracking is a non-invasive method to probe information processing. This article describes how eye tracking can be used to study gaze behavior during a flight simulation emergency task in low-time pilots (i.e., &lt;350 flight hours).

Tracciamento oculare durante un'attività aeronautica complessa per approfondimenti sull'elaborazione delle informazioni

Eye tracking has been used extensively as a proxy to gain insight into the cognitive, perceptual, and sensorimotor processes that underlie skill ...

Pupillometry to Assess Auditory Sensation in Guinea Pigs

Noise exposure is a leading cause of sensorineural hearing loss. Animal models of noise-induced hearing loss have generated mechanistic insight into the underlying anatomical and physiological pathologies of hearing loss. However, relating behavioral deficits observed in humans with hearing loss to behavioral deficits in animal models remains challenging. Here, pupillometry is proposed as a method that will enable the direct comparison of animal and human behavioral data. The method is based on a modified oddball paradigm - habituating the subject to the repeated presentation of a stimulus and intermittently presenting a deviant stimulus that varies in some parametric fashion from the repeated stimulus. The fundamental premise is that if the change between the repeated and deviant stimulus is detected by the subject, it will trigger a pupil dilation response that is larger than that elicited by the repeated stimulus. This approach is demonstrated using a vocalization categorization task in guinea pigs, an animal model widely used in auditory research, including in hearing loss studies. By presenting vocalizations from one vocalization category as standard stimuli and a second category as oddball stimuli embedded in noise at various signal-to-noise ratios, it is demonstrated that the magnitude of pupil dilation in response to the oddball category varies monotonically with the signal-to-noise ratio. Growth curve analyses can then be used to characterize the time course and statistical significance of these pupil dilation responses. In this protocol, detailed procedures for acclimating guinea pigs to the setup, conducting pupillometry, and evaluating/analyzing data are described. Although this technique is demonstrated in normal-hearing guinea pigs in this protocol, the method may be used to assess the sensory effects of various forms of hearing loss within each subject. These effects may then be correlated with concurrent electrophysiological measures and post-hoc anatomical observations.

Pupillometry, a simple and non-invasive technique, is proposed as a method to determine hearing-in-noise thresholds in normal hearing animals and animal models of various auditory pathologies.

pupillometria per valutare la sensazione uditiva nelle cavie

Noise exposure is a leading cause of sensorineural hearing loss. Animal models of noise-induced hearing loss have generated mechanistic insight into the ...

An Experimental Approach to Investigating Effects of Artificial Light at Night on Free-Ranging Animals: Implementation, Results, and Directions for Future Research

Animals have evolved with natural patterns of light and darkness. However, artificial light is being increasingly introduced into the environment from human infrastructure and recreational activity. Artificial light at night (ALAN) has the potential to have widespread effects on animal behavior, physiology, and fitness, which can translate into broader-scale effects on populations and communities. Understanding the effects of ALAN on free-ranging animals is non-trivial due to challenges such as measuring levels of light encountered by mobile organisms and separating the effects of ALAN from those of other anthropogenic disturbance factors. Here we describe an approach that allows us to isolate the effects of artificial light exposure on individual animals by experimentally manipulating light levels inside nest boxes. To this end, a system can be used consisting of light-emitting diode (LED) light(s) adhered to a plate and connected to a battery and timer system. The setup allows exposure of individuals inside nest boxes to varying intensities and durations of ALAN while simultaneously obtaining video recordings, which also include audio. The system has been used in studies on free-ranging great tits (Parus major) and blue tits (Cyanistes caeruleus) to gain insight into how ALAN affects sleep and activity patterns in adults and physiology and telomere dynamics in developing nestlings. The system, or an adaptation thereof, could be used to answer many other intriguing research questions, such as how ALAN interacts with other disturbance factors and affects bioenergetic balance. Furthermore, similar systems could be installed in or near the nest boxes, nests or burrows of a variety of species to manipulate levels of ALAN, evaluate biological responses, and work towards building an interspecific perspective. Especially when combined with other advanced approaches for monitoring the behavior and movement of free-living animals, this approach promises to yield ongoing contributions to our understanding of the biological implications of ALAN.

Artificial light at night (ALAN) has wide-reaching biological effects. This article describes a system for manipulating ALAN inside nest boxes while monitoring behavior, consisting of LED lights coupled to a battery, timer, and audio-capable infrared video camera. Researchers could employ this system to explore many outstanding questions regarding the effects of ALAN on organisms.

Un approccio sperimentale per studiare gli effetti della luce artificiale di notte sugli animali liberi: implementazione, risultati e indicazioni per la ricerca futura

Animals have evolved with natural patterns of light and darkness. However, artificial light is being increasingly introduced into the environment from ...

Motion-induced Blindness

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University
One thing becomes very salient after basic exposure to the science of visual perception and sensation: what people see is a creation of the brain. As a result people may fail to see things, see things that are not there, or see things in a distorted way. 
To distinguish between physical reality and what people perceive, scientists use the term awareness to refer to what people perceive. To study awareness, vision scientists often rely on illusions-misperceptions that can reveal the ways that the brain constructs experience. In 2001, a group of researchers discovered a striking new illusion called motion-induced blindness that has become a powerful tool in the study of visual awareness.1
This video demonstrates typical stimuli and methods used to study awareness with motion-induced blindness.

Studying Visual Awareness and Motion-Induced Blindness

Cecità indotta dal moto

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University
One thing becomes very salient after basic exposure to the science of visual ...

Un metodo per studiare il cambiamento cecità nei piccioni (Columba Livia)

Riepilogo

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