Name: assessing the influence of personality on sensitivity to magnetic fields in zebrafish
Uploaded: 2019-03-18T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessing the Influence of Personality on Sensitivity to Magnetic Fields in Zebrafish at JoVE.com

Undersøgelsen blev støttet af den grundlæggende forskning grundlæggelsen af departementet fysik og biologi Department of Napoli University Federico II. Forfatterne takke Dr. Claudia Angelini (Institut for anvendt kalkyle, Consiglio Nazionale delle Ricerche [CNR], Italien) for den statistiske støtte. Forfatterne takke Martina Scanu og Silvia Frassinet deres teknisk hjælp til indsamling af data og de departementale teknikere F. Cassese, G. Passeggio og R. Rocco for deres dygtige bistand til design og realisering af opsætningen af eksperimenterende. Vi takke Laura Gentile for at hjælpe gennemføre forsøget under video optagelse. Vi takke Diana Rose Udel fra University of Miami for skydning interview erklæringer af Alessandro Cresci.

Følgende protokol er blevet godkendt af institutionelle Animal Care og brug Udvalget af universitetet i Napoli Federico II, Napoli, Italien (2015).
1. animalsk vedligeholdelse
<ol><li>Bruge tanke på mindst 200 L til at være vært en stime af mindst 50 personer af begge køn i hver tank. Bemærk: Tætheden af fisk i tanken må være ét dyr pr. 2 L eller lavere. Under disse betingelser vises zebrafisk normalt shoaling adfærd.</li>
	<li>Angive vedligeholdelsesbetingelse...

<ol>
	<li>Nathan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+movement+ecology+paradigm+for+unifying+organismal+movement+research.">A movement ecology paradigm for unifying organismal movement research.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (49), 19052-19059 (2008).</li><li>Holyoak, M., Casagrandi, R., Nathan, R., Revilla, E., Spiegel, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trends+and+missing+parts+in+the+study+of+movement+ecology.">Trends and missing parts in the study of movement ecology.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (49), 19060-19065 (2008).</li><li>Miller, N., Gerlai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+Schooling+to+Shoaling:+Patterns+of+Collective+Motion+in+Zebrafish+(Danio+rerio).">From Schooling to Shoaling: Patterns of Collective Motion in Zebrafish (Danio rerio).</a> PLoS ONE. 7 (11), 8-13 (2012).</li><li>Chapman, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+orientation+strategies+for+movement+in+flows.">Animal orientation strategies for movement in flows.</a> Current Biology. 21 (20), R861-R870 (2011).</li><li>Montgomery, J. C., Baker, C. F., Carton, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+lateral+line+can+mediate+rheotaxis+in+fish.">The lateral line can mediate rheotaxis in fish.</a> Nature. 389 (6654), 960-963 (1997).</li><li>Baker, C. F., Montgomery, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+sensory+basis+of+rheotaxis+in+the+blind+Mexican+cave+fish,+Astyanax+fasciatus.">The sensory basis of rheotaxis in the blind Mexican cave fish, Astyanax fasciatus.</a> Journal of Comparative Physiology A: Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 184 (5), 519-527 (1999).</li><li>Putman, N. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Inherited+Magnetic+Map+Guides+Ocean+Navigation+in+Juvenile+Pacific+Salmon.">An Inherited Magnetic Map Guides Ocean Navigation in Juvenile Pacific Salmon.</a> Current Biology. 24 (4), 446-450 (2014).</li><li>Cresci, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glass+eels+(Anguilla+anguilla)+have+a+magnetic+compass+linked+to+the+tidal+cycle.">Glass eels (Anguilla anguilla) have a magnetic compass linked to the tidal cycle.</a> Science Advances. 3 (6), 1-9 (2017).</li><li>Newton, K. C., Kajiura, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+field+discrimination,+learning,+and+memory+in+the+yellow+stingray+(Urobatis+jamaicensis).">Magnetic field discrimination, learning, and memory in the yellow stingray (Urobatis jamaicensis).</a> Animal Cognition. 20 (4), 603-614 (2017).</li><li>Langdon, S. A., Collins, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+the+maximal+swimming+performance+of+Australasian+glass+eels,+Anguilla+australis+and+Anguilla+reinhardtii,+using+a+hydraulic+flume+swimming+chamber.">Quantification of the maximal swimming performance of Australasian glass eels, Anguilla australis and Anguilla reinhardtii, using a hydraulic flume swimming chamber.</a> New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research. 34 (4), 629-636 (2000).</li><li>Faillettaz, R., Durand, E., Paris, C. B., Koubbi, P., Irisson, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Swimming+speeds+of+Mediterranean+settlement-stage+fish+larvae+nuance+Hjort&#8217;s+aberrant+drift+hypothesis.">Swimming speeds of Mediterranean settlement-stage fish larvae nuance Hjort&#8217;s aberrant drift hypothesis.</a> Limnology and Oceanography. 63 (2), 509-523 (2018).</li><li>Takebe, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+respond+to+the+geomagnetic+field+by+bimodal+and+group-dependent+orientation.">Zebrafish respond to the geomagnetic field by bimodal and group-dependent orientation.</a> Scientific Reports. 2, 727 (2012).</li><li>Osipova, E. A., Pavlova, V. V., Nepomnyashchikh, V. A., Krylov, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+magnetic+field+on+zebrafish+activity+and+orientation+in+a+plus+maze.">Influence of magnetic field on zebrafish activity and orientation in a plus maze.</a> Behavioural Processes. 122, 80-86 (2016).</li><li>Cresci, A., De Rosa, R., Putman, N. F., Agnisola, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Earth-strength+magnetic+field+affects+the+rheotactic+threshold+of+zebrafish+swimming+in+shoals.">Earth-strength magnetic field affects the rheotactic threshold of zebrafish swimming in shoals.</a> Comparative Biochemistry and Physiology - Part A: Molecular and Integrative Physiology. 204, 169-176 (2017).</li><li>Tesch, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+geomagnetism+and+salinity+on+the+directional+choice+of+eels.">Influence of geomagnetism and salinity on the directional choice of eels.</a> Helgol&#228;nder Wissenschaftliche Meeresuntersuchungen. 26 (3-4), 382-395 (1974).</li><li>Cresci, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+&#8220;personality&#8221;+influences+sensitivity+to+magnetic+fields.">Zebrafish &#8220;personality&#8221; influences sensitivity to magnetic fields.</a> Acta Ethologica. , 1-7 (2018).</li><li>Benus, R. F., Bohus, B., Koolhaas, J. M., Van Oortmerssen, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heritable+variation+for+aggression+as+a+reflection+of+individual+coping+strategies.">Heritable variation for aggression as a reflection of individual coping strategies.</a> Cellular and Molecular Life Sciences. 47 (10), 1008-1019 (1991).</li><li>Dahlbom, S. J., Backstrom, T., Lundstedt-Enkel, K., Winberg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aggression+and+monoamines:+Effects+of+sex+and+social+rank+in+zebrafish+(Danio+rerio).">Aggression and monoamines: Effects of sex and social rank in zebrafish (Danio rerio).</a> Behavioural Brain Research. 228 (2), 333-338 (2012).</li><li>Koolhaas, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coping+style+and+immunity+in+animals:+Making+sense+of+individual+variation.">Coping style and immunity in animals: Making sense of individual variation.</a> Brain, Behavior, and Immunity. 22 (5), 662-667 (2008).</li><li>Dahlbom, S. J., Lagman, D., Lundstedt-Enkel, K., Sundstr&#246;m, L. F., Winberg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Boldness+predicts+social+status+in+zebrafish+(Danio+rerio).">Boldness predicts social status in zebrafish (Danio rerio).</a> PLoS ONE. 6 (8), 2-8 (2011).</li><li>Rey, S., Boltana, S., Vargas, R., Roher, N., Mackenzie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+animal+personalities+with+transcriptomics+resolves+individual+variation+within+a+wild-type+zebrafish+population+and+identifies+underpinning+molecular+differences+in+brain+function.">Combining animal personalities with transcriptomics resolves individual variation within a wild-type zebrafish population and identifies underpinning molecular differences in brain function.</a> Molecular Ecology. 22 (24), 6100-6115 (2013).</li><li>Toms, C. N., Echevarria, D. J., Jouandot, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Methodological+Review+of+Personality-related+Studies+in+Fish:+Focus+on+the+Shy-Bold+Axis+of+Behavior.">A Methodological Review of Personality-related Studies in Fish: Focus on the Shy-Bold Axis of Behavior.</a> International Journal of Comparative Psychology. 23, 1-25 (2010).</li><li>Boujard, T., Leatherland, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+rhythms+and+feeding+time+in+fishes.">Circadian rhythms and feeding time in fishes.</a> Environmental Biology of Fishes. 35 (2), 109-131 (1992).</li><li>Plaut, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+fin+size+on+swimming+performance,+swimming+behaviour+and+routine+activity+of+zebrafish+Danio+rerio.">Effects of fin size on swimming performance, swimming behaviour and routine activity of zebrafish Danio rerio.</a> Journal of Experimental Biology. 203 (4), 813-820 (2000).</li><li>Tierney, P., Farmer, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Creative+Self-Efficacy+Development+and+Creative+Performance+Over+Time.">Creative Self-Efficacy Development and Creative Performance Over Time.</a> Journal of Applied Psychology. 96 (2), 277-293 (2011).</li><li>Plaut, I., Gordon, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=swimming+metabolism+of+wild-type+and+cloned+zebrafish+brachydanio+rerio.">swimming metabolism of wild-type and cloned zebrafish brachydanio rerio.</a> Journal of Experimental Biology. 194 (1), (1994).</li><li>Kalueff, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+a+comprehensive+catalog+of+zebrafish+behavior+1.0+and+beyond.">Towards a comprehensive catalog of zebrafish behavior 1.0 and beyond.</a> Zebrafish. 10 (1), 70-86 (2013).</li><li>Tudorache, C., Schaaf, M. J. M., Slabbekoorn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Covariation+between+behaviour+and+physiology+indicators+of+coping+style+in+zebrafish+(Danio+rerio).">Covariation between behaviour and physiology indicators of coping style in zebrafish (Danio rerio).</a> Journal of Endocrinology. 219 (3), 251-258 (2013).</li><li>Uliano, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+acute+changes+in+salinity+and+temperature+on+routine+metabolism+and+nitrogen+excretion+in+gambusia+(Gambusia+affinis)+and+zebrafish+(Danio+rerio).">Effects of acute changes in salinity and temperature on routine metabolism and nitrogen excretion in gambusia (Gambusia affinis) and zebrafish (Danio rerio).</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular &amp; Integrative Physiology. 157 (3), 283-290 (2010).</li><li>Palstra, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishing+zebrafish+as+a+novel+exercise+model:+Swimming+economy,+swimming-enhanced+growth+and+muscle+growth+marker+gene+expression.">Establishing zebrafish as a novel exercise model: Swimming economy, swimming-enhanced growth and muscle growth marker gene expression.</a> PLoS ONE. 5 (12), (2010).</li><li>Bak-Coleman, J., Court, A., Paley, D. A., Coombs, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+spatiotemporal+dynamics+of+rheotactic+behavior+depends+on+flow+speed+and+available+sensory+information.">The spatiotemporal dynamics of rheotactic behavior depends on flow speed and available sensory information.</a> The Journal of Experimental Biology. 216, 4011-4024 (2013).</li><li>Brett, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Respiratory+Metabolism+and+Swimming+Performance+of+Young+Sockeye+Salmon.">The Respiratory Metabolism and Swimming Performance of Young Sockeye Salmon.</a> Journal of the Fisheries Research Board of Canada. 21 (5), 1183-1226 (1964).</li><li>Quintella, B. R., Mateus, C. S., Costa, J. L., Domingos, I., Almeida, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+swimming+speed+of+yellow-+and+silver-phase+European+eel+(Anguilla+anguilla,+L.).">Critical swimming speed of yellow- and silver-phase European eel (Anguilla anguilla, L.).</a> Journal of Applied Ichthyology. 26 (3), 432-435 (2010).</li><li>Spence, R., Gerlach, G., Lawrence, C., Smith, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+behaviour+and+ecology+of+the+zebrafish,+Danio+rerio.">The behaviour and ecology of the zebrafish, Danio rerio.</a> Biological Reviews. 83 (1), 13-34 (2008).</li><li>Engeszer, R. E., Patterson, L. B., Rao, A. A., Parichy, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+in+the+Wild:+A+Review+of+Natural+History+and+New+Notes+from+the+Field.">Zebrafish in the Wild: A Review of Natural History and New Notes from the Field.</a> Zebrafish. 4 (1), (2007).</li><li>Gardiner, J. M., Atema, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sharks+need+the+lateral+line+to+locate+odor+sources:+rheotaxis+and+eddy+chemotaxis.">Sharks need the lateral line to locate odor sources: rheotaxis and eddy chemotaxis.</a> Journal of Experimental Biology. 210 (11), 1925-1934 (2007).</li><li>Thorpe, J. E., Ross, L. G., Struthers, G., Watts, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tracking+Atlantic+salmon+smolts,+Salmo+salar+L.,+through+Loch+Voil,+Scotland.">Tracking Atlantic salmon smolts, Salmo salar L., through Loch Voil, Scotland.</a> Journal of Fish Biology. 19 (5), 519-537 (1981).</li><li>Bottesch, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+magnetic+compass+that+might+help+coral+reef+fish+larvae+return+to+their+natal+reef.">A magnetic compass that might help coral reef fish larvae return to their natal reef.</a> Current Biology. 26 (24), R1266-R1267 (2016).</li><li>Boles, L. C., Lohmann, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=True+navigation+and+magnetic+maps+in+spiny+lobsters.">True navigation and magnetic maps in spiny lobsters.</a> Nature. 421 (6918), 60-63 (2003).</li><li>Dingemanse, N. J., Kazem, A. J. N., R&#233;ale, D., Wright, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+reaction+norms:+animal+personality+meets+individual+plasticity.">Behavioural reaction norms: animal personality meets individual plasticity.</a> Trends in Ecology and Evolution. 25 (2), 81-89 (2010).</li></ol>

Den protokol, der er beskrevet i denne undersøgelse giver forskerne til at kvantificere komplekse orientering svar af akvatiske arter som følge af integrationen mellem to eksterne stikord (vand aktuelle og geomagnetiske felt) og en indre faktor af dyret, som personlighed. Det overordnede koncept er at skabe en eksperimentelle design, der gør det muligt for forskerne at adskille individer af forskellige personlighed og undersøge deres orientering adfærd mens kontrollerende separat eller samtidig de eksterne miljømæ...

I den foreliggende undersøgelse beskriver vi en lab-baserede adfærdsmæssige protokol, som har omfattet af undersøger rollen af fisk personlighed på orientering reaktion shoaling fisk til eksterne orientering stikord, som vandstrømme og magnetiske felter.
De orientere beslutninger af dyr skyldes vejer forskellige sensoriske oplysninger. Beslutningsprocessen er påvirket af dyrets evne til at navigere (f.eks. evne til at vælge og holde en retning), dets interne tilstand (f.eks. fodring eller reproduktive behov), dens evne til at flytte (fx bevægelse biomekanik), og flere ekstra eksterne faktorer (fx tidspunkt på dagen, interaktion med artsfæller)1.
Rolle i den interne eller dyrs personlighed i orientering opførsel er ofte dårligt forstået eller udforsket ikke2. Yderligere udfordringer opstår i studiet af orientering af sociale akvatiske arter, som ofte udfører koordineret og polariseret gruppe bevægelse adfærd3.
Vandstrømme spille en nøglerolle i orientering processen med fisk. Fisk orientere vand strømme gennem en unconditioned reaktion kaldes rheotaxis4, som kan være positiv (dvs., opstrøms orienterede) eller negativ (dvs. neden orienterede) og bruges til flere aktiviteter, lige fra fouragering til minimering af energiske udgifter5,6. Desuden rapporterer en voksende mængde af litteratur, at mange fiskearter bruger det geomagnetiske felt til orientering og navigering7,8,9.
Undersøgelse af rheotaxis og svømning ydeevne i fisk er normalt udført i flow kamre (målekanal), hvor fisk udsættes for en trinvis forøgelse af flow hastighed, fra lav til høj hastighed, ofte indtil udmattelse (kaldet kritiske hastighed)10, 11. På den anden side undersøgt tidligere studier rollen, det magnetiske felt i orientering gennem observation af svømning opførsel af dyr i arenaer med stillestående vand12,13. Her beskriver vi en laboratorium teknik, der gør det muligt for forskere at studere funktionen af fisk mens manipulere både vandstrømme og det magnetiske felt. Denne metode blev udnyttet for første gang på shoaling zebrafisk (Danio rerio) i vores tidligere undersøgelse, hvilket fører til den konklusion, at manipulation af det omgivende magnetfelt bestemmer den rheotactic tærskel (dvs. den minimale vand hastighed på hvilke shoaling fiske orient opstrøms)14. Denne metode er baseret på brugen af en målekanal kammer med langsom strømme kombineret med en opsætning, der er designet til at styre det magnetiske felt i målekanal, inden for rækkevidde af jordens magnetfelt intensitet.
Svømning tunnelen udnyttet til at observere adfærd af zebrafisk er skitseret i figur 1. Tunnelen (lavet af en nonreﬂecting akryl cylinder med en diameter på 7 cm og 15 cm i længden) er tilsluttet en opsætning til kontrol af flow sats14. Med denne opsætning varierer strømningshastigheder i tunnelen mellem 0 og 9 cm/s.
For at manipulere det magnetiske felt i tunnelen under svømning, bruger vi to metodiske tilgange: først er en-dimensionelle og andet er tre-dimensionelle. For enhver ansøgning, disse metoder manipulere det geomagnetiske felt for at få særlige magnetiske forhold i en defineret mængde af vand — således alle værdier af magnetfeltet intensitet rapporteret i denne undersøgelse omfatter det geomagnetiske felt.
Hvad angår den endimensionale tilgang15, det magnetiske felt er manipuleret langs vandet flowretning (defineret som x-aksen) ved hjælp af en magnetventil svøbt omkring svømning tunnel. Dette er sluttet til en strømforsyning, og det genererer ensartet statiske magnetiske felter (figur 2A). På samme måde for de tre-dimensionel tilgang, er det geomagnetiske felt i den diskenhed, der indeholder svømning tunnel ændres ved hjælp af spoler af elektriske ledninger. Men for at kontrollere det magnetiske felt i tre dimensioner, bredbånd har designet af tre ortogonale Helmholtz par (figur 2B). Hvert Helmholtz par er sammensat af to cirkulære bredbånd orienteret langs de tre ortogonale plads retninger (x, yog z) og udstyret med en tre-axial magnetometer arbejder i lukket kredsløb betingelser. Magnetometer arbejder med felt intensiteter sammenlignes med jordens naturlige felt, og det ligger tæt på den geometriske centrum af spoler sæt (hvor svømning tunnel er placeret).
Vi gennemføre de teknikker, der er beskrevet ovenfor for at teste hypotesen at personlighedstræk ved komponere en stime fisk indflydelse på den måde, de reagerer på magnetfelter16. Vi tester den hypotese, at personer med proaktive og reaktive personlighed17,18 reagerer forskelligt, når de udsættes for vand strømme og magnetiske felter. For at teste dette, sortere vi først zebrafisk ved hjælp en etablerede metoder til at tildele og gruppe personer, der er proaktive eller reaktive17,19,20,21. Derefter, vi evaluerer den rheotactic opførsel af zebrafisk svømning i stimer består af kun reaktive personer eller sammensat af kun proaktiv enkeltpersoner i magnetiske målekanal tank, som vi fremlægger som eksempeldata.
Sorteringsmetoden er baseret på de proaktive og reaktive individer forskellige tendens til at udforske nye miljøer21. Specifikt, bruger vi en tank, opdelt i en lys og en mørk side17,19,20,21 (figur 3). Dyr er akklimatiseret til den mørke side. Når adgang til den lyse side er åben og proaktiv individer har tendens til at hurtigt afslutter den mørke halvdel af beholderen til at udforske de nye omgivelser, mens de reaktive fisk ikke forlader den mørke tank.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:943px;" width="942">
	<tbody>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">9500 G meter</td>
			<td style="width:196px;">FWBell</td>
			<td style="width:141px;">N/A</td>
			<td style="width:389px;">Gaussmeter, DC-10 kHz; probe resolution:&#160; 0.01 &#956;T&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">AD5755-1</td>
			<td style="width:196px;">Analog Devices</td>
			<td style="width:141px;">EVAL-AD5755SDZ</td>
			<td style="width:389px;">Quad Channel, 16-bit, Digital to Analog Converter</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">ALR3003D</td>
			<td style="width:196px;">ELC</td>
			<td style="width:141px;">3760244880031</td>
			<td style="width:389px;">DC Double Regulated power supply</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">BeagleBone Black</td>
			<td style="width:196px;">Beagleboard.org</td>
			<td style="width:141px;">N/A</td>
			<td style="width:389px;">Single Board Computer</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">Coil driver</td>
			<td style="width:196px;">Home made</td>
			<td style="width:141px;">N/A</td>
			<td style="width:389px;">Amplifier based on commercial OP (OPA544 by TI)</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">Helmholtz pairs</td>
			<td style="width:196px;">Home made</td>
			<td style="width:141px;">N/A</td>
			<td style="width:389px;">Coils made with standard AWG-14 wire</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">HMC588L</td>
			<td style="width:196px;">Honeywell</td>
			<td style="width:141px;">900405 Rev E</td>
			<td style="width:389px;">Digital three-axis magnetometer</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">MO99-2506</td>
			<td style="width:196px;">FWBell</td>
			<td style="width:141px;">129966</td>
			<td style="width:389px;">Single axis magnetic probe</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">Swimming apparatus</td>
			<td style="width:196px;">M2M Engineering Custom Scientific Equipment</td>
			<td style="width:141px;">N/A</td>
			<td style="width:389px;">Swimming apparatus composed by peristaltic pump and SMC Flow switch flowmeter with digital feedback</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">TECO 278</td>
			<td style="width:196px;">TECO</td>
			<td style="width:141px;">N/A</td>
			<td style="width:389px;">Thermo-cryostat&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing the influence of personality on sensitivity to magnetic fields in zebrafish

For at orientere sig i deres miljø, integrere dyr en bred vifte af eksterne stikord, som interagerer med flere interne faktorer, såsom personlighed. Her, beskriver vi en adfærdsmæssige protokol designet til studiet af zebrafisk personlighed indflydelse på deres orientering svar til flere eksterne miljømæssige stikord, specielt vandstrømme og magnetiske felter. Denne protokol har til formål at forstå om proaktiv eller reaktiv zebrafisk vise forskellige tærskler for rheotactic (dvs. flow hastighed hvormed fiskene begynder svømning opstrøms) når det omgivende magnetfelt ændrer sin retning. For at identificere zebrafisk med den samme personlighed, er fisk indført i mørke halvdelen af en tank forbundet med en smal åbning til lyse halvdelen. Kun proaktiv fisk udforske roman, lyse omgivelser. Reaktiv fisk skal ikke afslutte den mørke halvdel af tanken. En swimming tunnel med lav strømningshastigheder bruges til at bestemme den rheotactic grænse. Vi beskriver to opsætninger til at styre det magnetiske felt i tunnelen i rækken af jordens magnetfelt intensitet: en, der styrer det magnetiske felt langs strømningsretning (én dimension) og en, der giver mulighed for en tre-axial kontrol af det magnetiske felt. Fisk er filmet mens du oplever en trinvis forøgelse af flow hastighed i tunnelen under forskellige magnetfelter. Data om orientering adfærd er indsamlet via et video-tracking procedure og påføres en logistisk model at tillade bestemmelse af den rheotactic grænse. Vi rapporterer repræsentative resultater indsamlet fra shoaling zebrafisk. Specifikt, viser disse, at kun reaktivt, forsigtige fisk viser variationer af den rheotactic grænse, når det magnetiske felt varierer i dens retning, mens proaktiv fisk ikke reagerer på magnetfelt ændringer. Denne metode kan anvendes til studiet af magnetiske følsomhed og rheotactic adfærd af mange akvatiske arter, både visning er enkeltstående eller shoaling svømning strategier.

Som eksempeldata præsenterer vi resultaterne kontrollerende magnetfelt langs vandet flowretning på proaktive og reaktive shoaling zebrafisk16 ved hjælp af setup, vist i figur 2A (jf. punkt 3 i protokollen). Disse resultater viser, hvordan den beskrevne protokol kan fremhæve forskelle i reaktioner på det magnetiske felt i fisk med forskellige personligheder. Det overordnede koncept af disse forsøg er baseret på den konstatering, ...

Watch this Scientific Journal Video about Assessing the Influence of Personality on Sensitivity to Magnetic Fields in Zebrafish at JoVE.com

Assessing the Influence of Personality on Sensitivity to Magnetic Fields in Zebrafish

Vi beskriver en adfærdsmæssige protokol udviklet til at vurdere hvordan zebrafisks personligheder påvirke deres svar til vand strømme og svage magnetfelter. Fisk med de samme personligheder er adskilt baseret på deres udforskende adfærd. Derefter, deres rheotactic orientering adfærd i en swimming tunnel med en lav gennemstrømningshastighed og forskellige magnetisk betingelser er overholdt.

Vurdering af påvirkning af personlighed følsomhed over for magnetfelter i zebrafisk

To orient themselves in their environment, animals integrate a wide array of external cues, which interact with several internal factors, such as ...

Denne protokol giver mulighed for udforskning af, hvordan den interne tilstand eller personlighed af en zebrafisk påvirker orientering reaktion på signaler, der kommer fra miljøet, såsom vand strømme eller magnetfelter. Denne teknik bruges til at observere, hvordan både interne faktorer og miljømæssige signaler indvirkning på zebrafisk orientering. Men det kan også anvendes på en bred vifte af eksperimentelle design.Denne metode kan give indsigt i adfærdsmæssige økologi sensor biologi forskning. Og er arter fleksible, så det er velegnet til ethvert vanddyr, der aktivt svømmer. Vi anbefaler, at du ved udførelsen i forsøgene bliver fortrolig med adfærden hos det dyr, du har til hensigt at bruge, og med hvordan man minimerer dyrestress.For personlighed udvælgelse i zebrafisk indsamle individuelle fisk ved hjælp af en 250 milliliter bæger i et net for at flytte dem ind i en overførsel tank og overføre fisk til den mørke side af personlighed udvælgelse tank. Efter en times akklimatisering åbne skydedøren og lad de personer, du forlader fra hullet for at udforske den lyse side af tanken i 10 minutter. I slutningen af efterforskningsperioden skal fiskene forsigtigt opsamles i to adskilte beholdere, der samler de proaktive fisk fra den lyse side, og efter yderligere fem minutter den reaktive fisk fra den mørke kasse.For at oprette et magnetfelt med endimensional magnetisk felt manipulation, holde tunnelen åben og tænde for el-enhed og magnetometer. Placer en magnetisk sonde forbundet til en gas Tesla meter inde i tunnelen og kontrollere den spænding, der er nødvendige for at opnå den valgte magnetfelt værdi langs den vigtigste akse af tunnelen. Fjern derefter sonden, og tilslut flowtunnelen til svømmeapparatet.For at oprette et magnetfelt med tredimensionelle magnetfelt manipulation, tænde computeren, digital til analog konverter i coil drivere og indstille den valgte magnetfelt på x, y, z akser. Placer derefter tunnelen i midten af Helmholtz par sæt. Når magnetfeltet dette valg er blevet oprettet, skal du vælge en til fem fisk til reotactic test.Overfør fisken i tunnelen, sæt strømningshastigheden i tunnelen til 4,5 liter i minuttet og tænd pumpen. Sørg for at lukke udløbsventilen, før du mærker tunnelen med vand, og overfør fisken, og åbn den, før gulvet sættes til højre. Efter dyrene har akklimatiseret der i swimmingpoolen i en time, begynde at registrere adfærd fisk i tunnelen og begynde trin klogt øge strømningshastigheden i henhold til den valgte eksperimentelle protokol.Den samme svømmetunnel med spolen fjernet, kan placeres i midten af Helmholtz par sæt. I slutningen af rheotaxis eksperimentet, tage billeder af individuelle fisk i amorfe metriske kammer og åbne billederne i billedet J.Note dyrets køn. Mandlige zebrafisk er slanke og har tendens til at være gullig, mens hunnerne er mere afrundede og har tendens til at have blå og hvide farve.Klik derefter på Analysér og angiv skalering. Hvis du vil indstille billedets skala i centimeter ved hjælp af kameraskalaen som reference og med det valgte segmenterede stregværktøj, skal du tegne en linje fra snudensspidsen til den kodlede pentacle for at måle standardlængden eller til halespidsen for den samlede længde. Klik derefter på Analysér og målér og optag dyrets lineære længde i centimeter.For at spore zebrafisk aktivitet i tunnelen, åbne den relevante video analyse og modellering software program. Klik på Filer, Importér og video, og åbn en af videoerne, og klik på koordinatsystemet for at indstille længdeenhederne til centimeter og tidsenhederne til sekunder. Klik koordinatakser og indstille referencesystemet til at spore placeringen af fisk over tid med x akse langs tunnelen, indstille oprindelsen i det lave hjørne af væggen ved vandudgangen.Klik spor nye i kalibrering for at indstille skalaen og spore nye i punkt til masse, for at begynde at spore en fisk ad gangen. Avanceret videoen manuelt på halv sekund, fem frame intervaller og markere tid og position af dyret på hver opstrøms nedstrøms tur og på hver downstream opstrøms tur. Vælg X- og klokkeslætsværdierne i tabellen i slutningen af hver sporingssession.Højreklik på dataene, og klik på kopiér data i fuld præcision. Gem derefter tidsværdierne og x-værdierne for alle drejepositionerne i en skabelonregnearkfil. At beregne den samlede opstrøms og nedstrøms tid, samt værdierne af reotactic indeks og procenter for hvert hele trin.I dette repræsentative eksperiment, efter en time akklimatisering periode i tunnelen som påvist, en viser ad gangen blev video optaget, mens svømning i tunnelen i vandstrømmen blev fremskyndet med en trinvis stigning i strømningshastigheden for syv trin. Under disse forsøg blev magnetfeltet kontrolleret i én dimension. I løbet af den sporede tid blev betingelserne for hver fisk ved hver strømningshastighed fremhævet og anvendt som referencepunkter til beregning af reotaksindekset for hver fisk ved hver fuld hastighed.Når reotak indekset er højere end 50% og angiver, at dyret havde en positiv reotak respons svarende til en prævalens af upstream svømning, en reotak indeks ikke væsentligt forskellig fra 50%indikerer en mangel på en reotactic respons. Arc tegn transformation af den gennemsnitlige reotactic indeks procent værdier af alle fem fisk i dette eksperiment viste en sigmoidal stigning i reotactic indeks værdi, når vandhastigheden stiger, så kvantificering af zebrafisk rheotaxis ved hjælp af en simpel matematisk metode. Fra disse kurver er det synligt, at under magnetfelter i forskellige retninger påvirkes den reotatiske respons af proaktive fisk ikke, og reaktionen fra de to forsøgsgrupper repræsenteres af den samme kurve.På den anden side ændrer reaktive fisk den reotatiske orientering i henhold til magnetfeltet, og reaktionen repræsenteres af markant forskellige kurver. Husk, at dette er et adfærdseksperiment, og fiskeadfærden kan blive påvirket af stress. Håndtering og overførsel af fisk kan være vanskelig.Så træn dig selv før eksperimenterne. Denne reotak magnetiske teknik har givet os mulighed for yderligere at udforske virkningerne af personlighed på magnetal følsomhed i zebrafisk og de andre vandlevende hvirveldyr og hvirvelløse dyr.

Research

JoVE Journal

Behavior

A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats

En procedure til at undersøge effekten af ​​langvarig mad begrænsning på Heroin Søger i afholdende Rats

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during ...

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Vurdere Funktionel Performance i<em&gt; Mdx</em&gt; Mus Model

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe and progressive muscle wasting disorder for which no cure is available. Nevertheless, several potential ...

Methods to Explore the Influence of Top-down Visual Processes on Motor Behavior

Metoder til at udforske Indflydelse af Top-down Visual processer på motorisk adfærd

Kinesthetic awareness is important to successfully navigate the environment. When we interact with our daily surroundings, some aspects of movement are ...

Assessing the Multiple Dimensions of Engagement to Characterize Learning: A Neurophysiological Perspective

Vurdere Flere dimensioner Engagement at karakterisere Learning: En neurofysiologisk perspektiv

In a recent theoretical synthesis on the concept of engagement, Fredricks, Blumenfeld and Paris1 defined engagement by its multiple dimensions: ...

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

Gentagne Transcranial magnetisk stimulation til den ensidige halvkugle af Rat Brain

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, ...

Assessing the Effects of Music Listening on Psychobiological Stress in Daily Life

Vurdering af Virkninger af musik Lytte på psychobiological stress i min hverdag

Music listening is associated with stress-reducing effects. However, most of the results on music listening and stress were gathered in experimental ...

Use of a Psychophysiological Script-driven Imagery Experiment to Study Trauma-related Dissociation in Borderline Personality Disorder

Brug af en psykosomatisk Script-drevet billedsprog eksperiment at studere traume-relaterede Dissociation i Borderline personlighedsforstyrrelse

This protocol offers a detailed description of a psychophysiological experiment using script-driven trauma-related imagery and standardized clinical ...

Driving Under the Influence: How Music Listening Affects Driving Behaviors

Spirituskørsel: hvordan musik påvirker kørsel adfærd

Car driving is a daily activity for many individuals in modern societies. Drivers often listen to music while driving. The method presented here ...

Exploring Infant Sensitivity to Visual Language using Eye Tracking and the Preferential Looking Paradigm

Udforskning af spædbørns følsomhed over for visuelt sprog ved hjælp af Eye tracking og den præference udseende paradigme

We discuss the use of the preferential looking paradigm in eye tracking studies in order to study how infants develop, understand, and attend to the world ...

Assessing the Coherence of Parents' Short Narratives Regarding their Child Using the Five-Minute Speech Sample Procedure

Vurdering af sammenhængen i forældrenes korte fortællinger om deres barn ved hjælp af den fem minutters tale prøve procedure

Valid and efficient measures for assessing the quality of parent-child relationships are needed to facilitate research and evidence-based practice with ...