Algısal belirginliğin zebra balığının reotaksi sırasındaki hedef takip davranışı performansına etkilerinin incelenmesi

Zebra balıkları (Danio rerio), Güney Asya bölgesindeki nehirler ve göllerde yaşayan tatlı su balıklarıdır. "Rheotaksis" olarak bilinen davranışları sırasında, vücutlarını su akışına karşı yönlendirirler ve böylece sabit durma eğilimi gösterirler. Akıntılı suda bulunan nesneler, suyun belirli bölgelerinde akışı engelleyerek arkasında akım hızının azaldığı alanlar oluşturabilir. Özellikle yüksek akım hızlarında (>0.5m/s), balıklar bu tür nesnelerin arkasına sığınarak akıntıya kapılmaktan kaçınırlar. Çok modlu duyusal bütünleşme dinamiklerinin sistem tanımında ortaya çıkabilecek en önemli sorunlardan biri, duyusal belirginliğin (sensory salience) davranış kontrolünü derinlemesine etkilemesidir. Algısal belirginlik, bir duyusal sistemin diğerlerine göre daha baskın veya belirgin hale gelme eğilimidir. Merkezi Sinir Sistemi (MSS), özellikle belirgin olan duyusal girdileri daha baskın bir şekilde işler ve bu da davranışsal tepkileri şekillendirir. Örneğin, zebra balıklarının bir akıntıya karşı yüzme davranışları (rheotaksis) incelendiğinde, duyusal belirginliğin etkisi deneylerle gözlemlenmiştir. Özel olarak tasarlanmış, hız kontrollü bir yüzme tünelinde, D-şeklinde bir tüp akışı değiştirmek için yerleştirilmiştir. Bu tüp, hareket sırasında mekanosensör sinyaller üretirken, içindeki kırmızı çubuk görsel uyaranları tetiklemiş ve balık tarafından izlenmiştir. Zebra balıkları bu görsel ve mekanosensör sinyalleri takip ederken, ilgili duyusal sinyallerin ağırlıkları MSS tarafından duyusal belirginlik seviyelerine göre hızla güncellenmiştir. Bu tezdeki temel hedeflerden biri, algısal belirginliğin çoklu duyusal bütünleşme dinamikleri üzerindeki etkisini anlamaktır. Hız kontrollü bir deneysel düzende su akışını yerel olarak bozmak için çapları 2 cm, 4 cm ve 6 cm olan, kırmızı renkte 3D baskı malzemeden yapılmış tüpler ve 6 cm çapında pleksiglas kullanılmıştır. Tüpler, bir motor tarafından 0.05Hz, 0.10Hz, 0.25Hz, 0.55Hz ve 0.95Hz frekanslarında sinüzoidal olarak hareket ettirilmiştir. Deney koşulları dört farklı aşamadan oluşmaktadır: 1) 6 cm'lik pleksiglas tüpü, 2 cm, 4 cm ve 6 cm'lik kırmızı tüplerin dışına iyi aydınlatılmış bir ortamda takmak, 2) 6 cm'lik pleksiglas tüpü takmadan, 2 cm, 4 cm ve 6 cm'lik kırmızı tüpler ile iyi aydınlatılmış bir ortamda deneyi yürütmek, 3) 6 cm'lik pleksiglas tüpü karanlık bir ortamda 2 cm, 4 cm ve 6 cm'lik kırmızı tüplerin dışına takmak, 4) 6 cm'lik pleksiglas tüpü takmadan karanlık bir ortamda deneyi yürütmek. Bu algısal belirginlik koşulları N=5 balıkla test edilmiştir. Sonuçların analizi, balıkların düşük frekanslarda daha üstün takip davranışı sergilediklerini göstermektedir. Ayrıca, çap arttıkça takip davranışının tutarlılığı artmış ve performans iyileşmiştir. Bu durum, zebra balıklarının takip davranışında mekanosensör sistemin daha baskın bir rol oynadığını düşündürmektedir. Ancak, görsel sistem de devreye girdiğinde takip davranışı daha tutarlı hale gelmiştir. Bu iki duyusal sistemin entegrasyonu, çevresel uyaranlara karşı daha etkili tepkiler verilmesini sağlamaktadır. Bu bilginin, çoklu duyusal bozuklukların tedavisinde potansiyel uygulamaları olabileceği ve literatürde henüz bildirilmemiş olan bu yenilikçi deneysel düzenlemenin, hastalık teşhisi, tedavi ve gelecekteki araştırmalar için değerli bir araç olabileceği düşünülmektedir.