НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    КАРТА САЙТА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ

предыдущая главасодержаниеследующая глава

Часть IV. Применение телеметрии при изучении поведения животных в сообществе

Наблюдение и регистрация поведения животных в программируемой обстановке (Дж. Финдли)

В течение последних нескольких лет я занимался конструированием экспериментальной обстановки, в которой животные должны жить постоянно, удовлетворяя большую часть своих биологических потребностей в соответствии с различными программами поведения, вводимыми в эту физическую среду. Обычно, если такая среда строится для одной особи, мы сталкиваемся со значительно меньшими трудностями, чем в случае совместного обитания многих животных, так как в последнем случае мы не только должны программировать экспериментальные условия для каждого организма, но и сталкиваемся с проблемой идентификации особей. Как правило, в экспериментах такого рода собака, павиан или шимпанзе живут в специальной камере, в которой имеются приспособления для подачи пищи, воды и других видов поощрения. Кроме того, там имеются различные механизмы, связанные с автоматическим осуществлением программы. Это оборудование позволяет предъявлять к поведению животного различные требования, удовлетворяя которые, животное получает вознаграждение.

Мой подход к экспериментальному исследованию поведения нескольких животных заключался, во-первых, в создании физической среды, состоящей из связанных между собой камер, и, во-вторых, в программировании условий перехода животных из камеры в камеру и требований, предъявляемых к поведению животного внутри каждой камеры. Ниже мне хотелось бы описать два таких эксперимента и показать, каким образом применение простой телеметрической аппаратуры может существенно помочь в каждой из операций.

Многокамерное устройство для собак

В течение примерно двух лет две дворняжки постоянно жили в многокамерном устройстве, где для получения пищи и воды и выхода на прогулку они должны были выполнять различные экспериментальные задачи.

На фиг. 1 изображен план такого устройства. Если обе собаки находились в камере А, то каждая собака могла попасть в камеру В, проходя через незапертую, электрически управляемую дверь, открывавшуюся в одну сторону. Как только собака попадала в камеру В, дверь запиралась и для перехода в камеру С от собаки требовалось нажать на простой рычажок. В камере С собака уже могла выполнять экспериментальные задачи для получения пищи, воды или прогулки. В последнем случае собака просто должна была отпереть дверь, ведущую из камеры. Экспериментальная установка позволяла двум собакам быть вместе за пределами помещения или в камере А, и, кроме того, к каждой собаке в отдельности могли быть предъявлены различные требования, выполнение которых открывало доступ в камеры В и С. Для автоматической регистрации данных и программирования экспериментальных требований к каждой собаке нужно было уметь обнаруживать присутствие собак в камере В и идентифицировать их. Это условие удовлетворялось с помощью небольшого генератора низкой частоты, прикрепленного к шее одной из собак, сигнал от которого при попадании собаки в камеру В поступал в приемник и подключенное к нему реле. Так как при попадании каждой собаки в камеру В на двери замыкался переключатель, то комбинация такого переключения с наличием или отсутствием сигнала позволяла идентифицировать ту собаку, которая на самом деле вошла в камеру В. Приемная антенна, настроенная на частоту 550 кгц, состояла просто из рамки, проходящей по контуру двери изнутри камеры В. Хотя применение телеметрии в этой экспериментальной ситуации было относительно простым, оно полностью решало задачу дифференцированного управления поведением каждой собаки.

Фиг. 1. План многокамерного устройства для опытов с собаками
Фиг. 1. План многокамерного устройства для опытов с собаками

Экспериментальная многокамерная установка и телеметрическая система для изучения поведения шимпанзе

Относительная простота телеметрической системы, использованной в описанном выше эксперименте с собаками, была связана в основном с эффективным использованием ведущих в одном направлении дверей. Однако при работе с шимпанзе эта конструкция стала непрактичной, в связи с чем было принято решение добиться нужного управления с помощью более сложной телеметрической системы.

На фиг. 2, А изображен план экспериментальной установки. Два шимпанзе постоянно жили в трех комнатах, соединенных друг с другом посредством электрически запираемых дверок. Шимпанзе мог пройти через такую незапертую дверку, подняв ее и затем опустив. С каждой дверкой соединялся механический выключатель, указывающий на опущенное положение двери. В каждой из трех комнат над каждой из дверей устанавливалась пара рамочных антенн, настроенных на сигналы низкой частоты, поступающие из передатчика с кварцевой стабилизацией, укрепленного на шее каждого шимпанзе.

Фиг. 2. План помещения (А) и система запирания дверей (Б) для опытов с шимпанзе
Фиг. 2. План помещения (А) и система запирания дверей (Б) для опытов с шимпанзе

В экспериментах требовалось, чтобы шимпанзе находились вместе только в комнате 3, которая служила им местом общения. Переход из комнаты 3 в комнату 1 разрешался только в том случае, если шимпанзе взвешивался на электронных весах в комнате 3. Удовлетворительно проведенное взвешивание отпирало двери между комнатами 1 и 3. После того как один из шимпанзе входил в комнату 1 и опускал дверку, последняя автоматически запиралась. В комнате 1 шимпанзе должен был выполнить сложную задачу на счет и время, при успешном решении которой отпиралась дверка в комнату 2. Тут шимпанзе мог получить пищу (в виде пилюль), воду, сок и другие вознаграждения. После этого шимпанзе разрешали перейти в комнату 3. Как только оба шимпанзе оказывались в комнате 3, можно было повторить описанную последовательность событий.

Эта программа поведения осуществлялась с помощью системы обнаружения, схема которой частично показана на фиг. 2, Б. Эта система работала следующим образом. Сигналы, принятые антеннами из каждой комнаты, передавались в электронный шаговый искатель, который быстро обегал три позиции, соответствующие трем комнатам. Затем эти сигналы проходили через приемники и цепочку дифференциальных усилителей, которые использовались для обнаружения комнаты с наибольшей мощностью сигнала, что позволяло по выходу реле локализировать местонахождение каждого из шимпанзе. После обследования данной комнаты можно было бы по показаниям реле установить, находится ли в ней тот или другой шимпанзе, оба вместе или нет ни одного.

На основе этой информации дверки автоматически открывались и закрывались в зависимости от выполнения животными программы опытов. Таким образом, эта система обнаружения использовалась не только с целью простой регистрации движений каждого шимпанзе, но и для контроля их переходов из комнаты в комнату. Для программирования поведения животных в пределах каждой комнаты использовались обычные релейно-переключательные схемы и цепи синхронизации.

Таким образом, с помощью относительно простых телеметрических систем удалось создать для собак и шимпанзе такую экспериментальную обстановку, которая позволяла не только проводить опыты в любое время суток, но и осуществлять контроль над индивидуальным поведением одного или более животных. В ближайшем будущем телеметрические методы контроля и программирования экспериментов по поведению найдут, вероятно, самое широкое применение.

предыдущая главасодержаниеследующая глава



Ученые превратили самца мыши в самку, используя «мусорную» ДНК

Одноклеточные ровесники динозавров рассказали о существовавшем в центре Австралии море

Для появления новых видов млекопитающих достаточно острова площадью 10000 квадратных километров

Ученые перенесли воспоминания от одной улитки другой

Новый микроскоп показал работу клеток внутри организма в 3D

Земной микроорганизм способен питаться метеоритами

Исследована нервная система существа возрастом 518 миллионов лет

Ученые построили модель нервной системы головастика

«Альтернативная история» белков проливает свет на роль случайности в эволюции

Медузы тоже умеют спать

Можно ли повысить шансы на удачную мутацию?

Учёным впервые удалось успешно заморозить (и разморозить) зародыш рыбы

Новое древо жизни включит «симбиомов» как отдельные организмы

Предок энтерококков появился 450 миллионов лет назад

Эксперимент на улитках подтвердил классическую идею о «двойной цене самцов»

Генетики строят родословное древо архей

Одноклеточные существа изобрели гарпунные пулеметы

Раскрыт один из секретов тихоходок

Обнаружены гигантские вирусы с расширенным репертуаром генов для синтеза белка

Первые шаги земной жизни




© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://biologylib.ru/ 'BiologyLib.ru: Библиотека по биологии'

Рейтинг@Mail.ru