Name: assessing the influence of personality on sensitivity to magnetic fields in zebrafish
Uploaded: 2019-03-18T14:45:00
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O estudo foi apoiado pela Fundação de pesquisas básicas do departamento de física e departamento de biologia da Universidade de Nápoles Federico II. Os autores Agradecemos o apoio estatístico Dr. Claudia Angelini (Instituto de aplicado cálculo, Consiglio Nazionale delle Ricerche [CNR], Itália). Os autores Obrigado Martina Scanu e Silvia Frassinet para sua assistência técnica de coleta de dados e os técnicos departamentais F. Cassese, Passeggio G. e R. Rocco por sua assistência hábil na concepção e realização da instalação experimental. Agradecemos a Laura Gentile para ajudar a fazer a experiência durante as filmagens de vídeo. Agradecemos a Diana Rose Udel da Universidade de Miami para fotografar as declarações da entrevista de Alessandro Cresci.

O seguinte protocolo foi aprovado pelo Comitê de uso da Universidade de Nápoles Federico II, Nápoles, Itália (2015) e institucionais Cuidado Animal.
1. animal manutenção
<ol><li>Use tanques de pelo menos 200 L para hospedar um cardume de no mínimo 50 indivíduos de ambos os sexos em cada tanque. Nota: A densidade dos peixes no tanque tem que ser um animal por 2 L ou inferior. Sob essas condições, o zebrafish exibirá empolamento de comportamento normal.</li>
	<li...

<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. 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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>

O protocolo descrito neste estudo permite aos cientistas quantificar respostas de orientação do complexo de espécies aquáticas, resultantes da integração entre as duas pistas externas (campo de água corrente e geomagnético) e um fator interno do animal, tais como personalidade. O conceito geral é criar um projeto experimental que permite aos cientistas separar indivíduos de personalidade diferente e investigar o comportamento de orientação enquanto controlando separadamente ou simultaneamente as pistas ambien...

No presente estudo, descrevemos um protocolo baseado em laboratório comportamental que tem o escopo de investigar o papel da personalidade de peixe sobre a resposta de orientação do cardume de peixes para pistas de orientação externa, como correntes de água e campos magnéticos.
As orientador decisões dos animais resultam pesando várias informações sensoriais. O processo de decisão é influenciado pela capacidade do animal para navegar (por exemplo, a capacidade de selecionar e manter uma direção), seu estado interno (por exemplo, necessidades de alimentação ou reprodução), sua capacidade de movimento (por exemplo, biomecânica da locomoção) e vários adicionais fatores externos (por exemplo, hora do dia, interação com coespecíficos)1.
O papel do estado interno ou personalidade animal no comportamento orientação é muitas vezes mal compreendido ou não explorado2. Surgem desafios adicionais no estudo da orientação de espécies aquáticas sociais, que muitas vezes executam coordenada e polarizada de comportamento de movimento de grupo3.
Correntes de água desempenham um papel chave no processo de orientação de peixe. Peixe orientar-se para as correntes através de uma resposta de unconditioned chamado rheotaxis4, que pode ser positivo (ou seja, montante orientada) ou negativo (ou seja, a jusante de orientação) de água e é usado para várias atividades, que variam de forrageamento para a minimização de despesas energético5,6. Além disso, um crescente corpo de literatura relata que muitas espécies de peixes usam o campo geomagnético para orientação e navegação7,8,9.
O estudo do desempenho rheotaxis e natação no peixe geralmente é conduzido em câmaras de fluxo (calha), onde peixes são expostos ao aumento gradual da velocidade do fluxo, de baixa para alta velocidade, muitas vezes até a exaustão (chamada velocidade crítica)10, 11. Por outro lado, estudos anteriores investigaram o papel do campo magnético na orientação através da observação do comportamento de natação dos animais em arenas com água parada12,13. Aqui, descrevemos uma técnica de laboratório que permite aos pesquisadores estudar o comportamento dos peixes enquanto manipular tanto as correntes de água e o campo magnético. Este método foi utilizado pela primeira vez em cardume de peixe-zebra (Danio rerio) em nosso estudo anterior, levando à conclusão de que a manipulação do campo magnético circundante determina o limite de rheotactic (ou seja, o mínimo de água velocidade em que cardume de peixe orient montante)14. Este método baseia-se o uso de uma câmara de calha com fluxos lentos, combinados com uma configuração projetada para controlar o campo magnético no canal da, dentro da escala de intensidade do campo magnético da terra.
O túnel de natação utilizado para observar o comportamento de zebrafish é descrito na Figura 1. O túnel (feito de um cilindro de acrílico de nonreﬂecting com um diâmetro de 7 cm e 15 cm de comprimento) é conectado a uma configuração para o controle do fluxo taxa14. Com esta configuração, a gama de caudais no túnel varia entre 0 e 9 cm/s.
Para manipular o campo magnético no túnel de natação, usamos duas abordagens metodológicas: a primeira é unidimensional e o segundo é tridimensional. Para qualquer aplicação, esses métodos manipulam o campo geomagnético para obter condições magnéticas específicas em um volume definido de água — assim, todos os valores de intensidade de campo magnético relatados neste estudo incluem o campo geomagnético.
No que se refere a unidimensional abordagem15, o campo magnético é manipulado ao longo da direção do fluxo de água (definida como o eixo x) usando um solenoide enrolado no túnel de natação. Isto está ligado a uma unidade de energia, e ele gera o uniforme de campos magnéticos estáticos (Figura 2A). Da mesma forma, no caso a abordagem tridimensional, o campo geomagnético no volume que contém o túnel de natação é modificado usando bobinas de fios elétricos. No entanto, para controlar o campo magnético em três dimensões, as bobinas tem o desenho de três pares de Helmholtz ortogonais (Figura 2B). Cada par de Helmholtz é composto de duas bobinas circulares orientadas ao longo de três direções ortogonais do espaço (x, ye z) e equipado com um magnetômetro três-axial, trabalhando em condições de circuito fechado. O magnetômetro trabalha com intensidades de campo comparáveis com o campo da terra natural, e está localizado próximo ao centro geométrico do conjunto de bobinas (onde está localizado o túnel de natação).
Implementamos as técnicas descritas acima para testar a hipótese de que os traços de personalidade dos peixes compondo um cardume influenciam a maneira que eles respondem a campos magnéticos16. Podemos testar a hipótese de que indivíduos com personalidade proativos e reativos17,18 respondem de forma diferente quando expostos à água flui e campos magnéticos. Para testar isso, primeiro resolvemos o zebrafish usando uma metodologia estabelecida para atribuir e os indivíduos do grupo que são proativa ou reativa17,19,20,21. Em seguida, avaliamos o comportamento rheotactic do zebrafish nadando em cardumes, composta por apenas indivíduos reativos ou composta por apenas proativos indivíduos no tanque calha magnética, que apresentamos como dados de amostra.
O método de classificação baseia-se a tendência diferente dos indivíduos proativos e reativos para explorar novos ambientes21. Especificamente, nós usamos um tanque dividido em um brilhante e um lado negro17,19,20,21 (Figura 3). Animais são aclimatados ao lado negro. Quando o acesso para o lado positivo é aberto e proativo indivíduos tendem a sair rapidamente a metade escura do tanque para explorar o novo ambiente, enquanto o peixe reativo não deixe o tanque escuro.

<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

Para orientar-se no seu ambiente, animais integram uma grande variedade de pistas externas, que interagem com diversos fatores internos, tais como personalidade. Aqui, descrevemos um protocolo comportamental concebido para o estudo da influência da personalidade de zebrafish na sua resposta de orientação para múltiplas pistas ambientais externas, especificamente as correntes de água e campos magnéticos. Este protocolo tem como objetivo entender se pró-ativa ou reativa zebrafish exibir diferentes limiares de rheotactic (ou seja, a velocidade de fluxo em que o peixe Comece nadando contra a corrente) quando o campo magnético circundante altera sua direção. Para identificar o zebrafish com a mesma personalidade, peixes são introduzidos no escuro metade de um tanque conectado com uma abertura estreita ao meio brilhante. Só proativa peixe explorar o romance, o ambiente luminoso. Peixe reativa não sair a metade escura do tanque. Um túnel de natação com taxas de fluxo baixo é usado para determinar o limiar de rheotactic. Descrevemos duas configurações para controlar o campo magnético no túnel, na faixa de intensidade do campo magnético da terra: uma que controla o campo magnético ao longo da direção de fluxo (uma dimensão) e que permite um controle três-axial do campo magnético. Peixes são filmados enquanto experimenta um aumento gradual da velocidade do fluxo no túnel sob diferentes campos magnéticos. Dados sobre o comportamento de orientação são coletados através de um procedimento de controle de vídeo e aplicados a um modelo logístico para permitir a determinação do limiar rheotactic. Nós relatamos resultados representativos recolhidos de empolamento zebrafish. Especificamente, estes demonstram que o peixe apenas reativo, prudente mostra variações do limiar rheotactic quando o campo magnético varia em sua direção, enquanto peixes proativas não responder a alterações de campo magnético. Esta metodologia pode ser aplicada para o estudo da sensibilidade magnética e rheotactic comportamento de muitas espécies aquáticas, ambos exibindo solitária ou empolamento estratégias de natação.

Como dados de exemplo, apresentamos resultados obtidos controlando o campo magnético ao longo da direção do fluxo de água em proativos e reativos empolamento zebrafish16 usando a configuração mostrada na Figura 2A (ver secção 3 do protocolo). Esses resultados mostram como o protocolo descrito pode destacar as diferenças nas respostas ao campo magnético em peixes com personalidades diferentes. O conceito global desses ensaios ...

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

Descreveremos um protocolo comportamental destinado a avaliar como personalidades do zebrafish influenciam sua resposta à água correntes e campos magnéticos fracos. Peixes com as mesmas personalidades são separados com base no seu comportamento exploratório. Em seguida, observa-se seu comportamento de orientação rheotactic em um túnel de natação com uma baixa taxa de fluxo e sob diferentes condições magnéticas.

Avaliar a influência da personalidade na sensibilidade a campos magnéticos no Zebrafish

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

Este protocolo permite a exploração sobre como o estado interno ou a personalidade de um zebrafish influencia a resposta de orientação a pistas vindas do ambiente, como correntes de água ou campos magnéticos. Esta técnica é usada para observar como tanto fatores internos quanto pistas ambientais impactam na orientação dos zebrafish. No entanto, também pode ser aplicado a uma ampla variedade de projetos experimentais.Esse método poderia fornecer insights sobre a ecologia comportamental da pesquisa de biologia sensorial. E é flexível para que as espécies seja adequada para qualquer animal aquático que nada ativamente. Aconselhamos que, ao realizar os experimentos, você se familiarize com o comportamento do animal que pretende usar e com como minimizar o estresse animal.Para seleção de personalidade em zebrafish coletar peixes individuais usando um béquer de 250 mililitros em uma rede para movê-los em um tanque de transferência e transferir o peixe para o lado escuro do tanque de seleção de personalidade. Após uma hora de aclimatação abra a porta de correr e permita que os indivíduos saiam do buraco para explorar o lado bom do tanque por 10 minutos. Ao final do período de exploração, recolhe suavemente o peixe em dois recipientes separados, coletando os peixes proativos do lado positivo e após cinco minutos adicionais o peixe reativo da caixa escura.Para configurar um campo magnético com manipulação de campo magnético unidimensional, mantenha o túnel aberto e ligue a unidade de energia e o magnetômetro. Coloque uma sonda magnética conectada a um medidor de tesla de gás dentro do túnel e verifique a tensão necessária para obter o valor do campo magnético escolhido ao longo do eixo principal do túnel. Em seguida, desconecte a sonda e conecte o túnel de fluxo ao aparelho de natação.Para configurar um campo magnético com manipulação de campo magnético tridimensional, ligue o computador, conversor digital a analógico em drivers de bobina e defina o campo magnético escolhido nos eixos x, y, z. Em seguida, coloque o túnel no centro do conjunto de pares Helmholtz. Quando o campo magnético que a escolha foi configurado, selecione um a cinco peixes para o teste reotactico.Transfira o peixe no túnel, defina a vazão no túnel para 4,5 litros por minuto e ligue a bomba. Certifique-se de fechar a válvula de saída antes de sentir o túnel com água e transfira o peixe e abra-o antes de acertar o piso. Depois que os animais se aclimatarem lá no túnel de natação por uma hora, comecem a registrar o comportamento dos peixes dentro do túnel e comecem a etapa aumentando a vazão de acordo com o protocolo experimental escolhido.O mesmo túnel de natação com a bobina removida, pode ser colocado no centro do conjunto de pares Helmholtz. No final do experimento de reotaxis, tire fotos de peixes individuais em câmara métrica amorfa e abra as fotos na imagem J.Note o sexo do animal. Os zebrafish machos são esbeltos e tendem a ser amarelados, enquanto as fêmeas são mais arredondadas e tendem a ter corantes azuis e brancos.Em seguida, clique em analisar e definir a escala. Para definir a escala da imagem em centímetros, usando a escala da câmera como referência e com a ferramenta de linha segmentada selecionada, desenhe uma linha da ponta do focinho até o pentagrama coddled para medir o comprimento padrão ou a ponta traseira para o comprimento total. Em seguida, clique em Analisar e medir e registrar o comprimento linear do animal em centímetros.Para acompanhar a atividade do zebrafish dentro do túnel, abra o programa de software de análise de vídeo e modelagem apropriado. Clique em Arquivo, Importação e vídeo e abra um dos vídeos e clique no sistema de coordenadas para definir as unidades de comprimento em centímetros e as unidades de tempo, em segundos. Clique em coordenar eixos e defina o sistema de referência para rastrear a posição do peixe ao longo do tempo com o eixo x ao longo do túnel, definindo a origem no canto baixo da parede na saída de água.Clique em rastrear novo na calibração para definir a escala e rastrear o novo ponto em massa, para começar a rastrear um peixe de cada vez. Avançou o vídeo manualmente em meio segundo, cinco intervalos de quadros e marca a hora e a posição do animal em cada curva rio abaixo e em cada curva rio acima. No final de cada sessão de rastreamento selecione os valores X e tempo da tabela.Clique com o botão direito do mouse nos dados e clique em copiar dados com toda a precisão. Em seguida, salve os valores de tempo e x valores de todas as posições de giro em um arquivo de planilha de modelo. Para calcular o tempo total de upstream e downstream, bem como os valores do índice reotactic e percentuais para cada etapa completa.Neste experimento representativo, após um período de uma hora de aclimatação no túnel como demonstrado, um show de cada vez foi gravado em vídeo enquanto nadava no túnel na corrente de água foi acelerado com um aumento stepwise na taxa de fluxo por sete passos. Durante esses ensaios, o campo magnético foi controlado em uma dimensão. Durante o tempo rastreado, os termos de cada peixe em cada vazão foram destacados e utilizados como pontos de referência para o cálculo do índice reotactico de cada peixe a toda velocidade.Quando o índice reotactic é superior a 50% e indica que o animal teve uma resposta reotactica positiva correspondente a uma prevalência de natação a montante, um índice reotactico não significativamente diferente de 50% indica ausência de resposta reotactica. A transformação do índice reotactico médio de todos os cinco peixes neste experimento demonstrou um aumento sigmoidal no valor do índice reotactico quando a velocidade da água aumenta, permitindo a quantificação do reotaxis de zebrafish usando um método matemático simples. A partir dessas curvas, é visível que sob campos magnéticos de diferentes direções, a resposta reotactica de peixes proativos não é afetada e a resposta dos dois grupos experimentais é representada pela mesma curva.Por outro lado, os peixes reativos alteram a orientação reotactica de acordo com o campo magnético e a resposta é representada por curvas significativamente diferentes. Lembre-se que este é um experimento comportamental e o comportamento dos peixes pode ser afetado pelo estresse. Manusear e transferir peixes pode ser complicado.Então, treine-se antes dos experimentos. Esta técnica magnética reotactica nos permitiu explorar ainda mais os efeitos da personalidade na sensibilidade magnetal em zebrafish e outros vertebrados e invertebrados aquáticos.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

Um procedimento para estudar o efeito da restrição alimentar prolongada em heroína Buscando em ratos abstinentes

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

Comportamento

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Assessing Functional Performance in the Mdx Mouse Model

Avaliação do Desempenho Funcional no<em&gt; Mdx</em&gt; Mouse Modelo

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

Métodos para pesquisar a influência de cima para baixo processos visuais em Comportamento Motor

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

Avaliando as múltiplas dimensões do noivado a Caracterizar Aprendizagem: uma perspectiva neurofisiológica

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

Estimulação Magnética Transcraniana repetitiva para o Hemisfério unilateral do cérebro de rato

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

Avaliando os efeitos da música de escuta sobre Stress psicobiológica na Vida Diária

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

Utilização de um experimento de imagens psicofisiológicos scripts para estudar relacionados com Trauma dissociação no transtorno de Personalidade Borderline

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

Dirigir sob a influência: como ouvir música afeta comportamentos de condução

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

Explorando a sensibilidade infantil à linguagem visual usando o rastreamento de olhos e o paradigma de aparência preferencial

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

Avaliando a coerência das narrativas curtas dos pais em relação ao seu filho usando o procedimento de amostra de fala de cinco minutos

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