El cocodrilo cubano, Crocodylus rhombifer, presenta la distribución geográfica más restringida dentro del Orden Crocodylia y la más amenazada del Nuevo Mundo. La Ciénaga de Zapata, en Cuba, constituye el último reducto natural del cocodrilo cubano, con un hábitat óptimo para esta especie. La existencia del cocodrilo cubano en la Ciénaga de Zapata se ha visto amenazada por la caza con fines comerciales para la obtención de pieles hasta 1959, y por la captura de animales vivos para la cría de en cautiverio hasta la década de los años '60 del siglo XX. La información sobre el número de animales silvestres y la distribución en actual en la Ciénaga del cocodrilo cubano es inexistente. El objetivo de este proyecto de tesis doctoral ha sido establecer el estado de conservación del cocodrilo cubano en la Ciénaga de Zapata, atendiendo a cuatro aspectos fundamentales de su biología: abundancia, distribución, reproducción e incidencia de hibridación con el cocodrilo americano, Crocodylus acutus, que convive simpátricamente en el área. La distribución geográfica del cocodrilo cubano se determinó mediante entrevista no formal a 61 personas mayores de 35 años, que estuvieron vinculados a la caza comercial de cocodrilos y a partir de la información obtenida se visitó alrededor del 90% del territorio indicado. Los resultados mostraron que la mayor proporción observada del cocodrilo cubano se encontró en la parte sur y central de la ciénaga occidental, en un rango de aproximadamente 776 km², compartiendo simpátricamente este hábitat con el cocodrilo americano y los cocodrilos denominados mixturados (posibles híbridos). Además, el macrohábitat del cocodrilo cubano resultó ser no solamente de agua dulce, sino que se encontró en una amplia variedad de hábitats asociados con la salinidad del agua. Los estudios para estimar el tamaño poblacional y la tendencia poblacional se realizaron en dos años diferentes 1993 y 1996. En 1993 se compararon las tres técnicas más comunes utilizadas en el conteo de cocodrilos en vida silvestre: conteo aéreo, conteo nocturno y el método de captura, marcaje y recaptura, seleccionándose este último método, como la técnica más adecuada en los estudios de los cocodrilos en esta zona. Se observaron 268 cocodrilos, el cocodrilo cubano estuvo representado en un 79.1%, un 17.9% por el cocodrilo americano y en un 3% de animales “Mixturados”. Se encontró una densidad de 19,8 (12,2–27,2) individuos por kilómetro cuadrado en 1993, y se estimó el tamaño poblacional de 5940 (3660 – 8160) en los 300km2 de área, con el 10% de la población (366 y 816 individuos) constituido por hembras adultas. En cuanto a la estructura de tallas encontradas para el cocodrilo cubano, la categoría considerada juvenil (60-149cm) fue la más representada con un 51%, seguida de la clase de subadultos (150-179cm), con un 35%; la clase considerada apta para la reproducción represento un 14%. La proporción de hembras en la muestra mayores de 60 cm fue de 0.76 (N= 179) y en la de adultos mayores o iguales que 180cm fue de 0.64 (N= 25), la que no difiere significativamente de lo esperado de igual cociente sexual (Prueba Chi-cuadrado χ2 = 2,46, g.l. 1, p < 0,05). En 1996, aplicando el mismo método se encontró que no había diferencia estadísticamente significativa en el tamaño de la población ni en la proporción sexual, manteniéndose estable el tamaño de la población. Mientras que en la estructura de talla se observó diferencia estadísticamente significativa (G= 20,56, p< 0,01), registrándose un desplazamiento de la categoría menores de 150 cm a las superiores. La temporada de nidificación del cocodrilo cubano se extendió desde el mes de abril hasta la segunda decena del mes de julio, coincidiendo con el periodo que termina la época seca y el comienzo e intensificación de la temporada lluviosa y las temperaturas comienzan a elevarse (temperatura promedio de 240C, oscilación de 17 – 320 C). Los estudios de morfometría indican que los caracteres morfológicos seleccionados, conjuntamente con los caracteres cualitativos distintivos de las entidades morfológicas que ocurren en la Ciénaga de Zapata pueden ser usados como indicadores de las más profundas diferencias entre las mismas y entre las clases de talla. El uso de técnicas multivariadas parece moderadamente útil en proporcionar información, para el reconocimiento del C. rhombifer y C. acutus como especies distintas y diferentes a los mixturados. Las principales diferencias morfológicas entre las entidades estudiadas se presentan en los caracteres asociados a la variación de la forma de la cabeza. La hembra del cocodrilo cubano en cautiverio, puede alcanzar su madurez sexual a una edad mínima de seis años de edad y con una talla mínima promedio de 190,75 ± 9,40, mientras que una porción de los machos pueden madurar a la misma edad de seis años y con una talla promedio de 197 ± 8.14 cm. La mayor actividad de ovoposición se observó en los meses de Mayo y Junio. Los nidos registrados presentaron un montículo de forma elíptica o casi circular, fabricados con el sustrato que disponían. Las dimensiones promedio del montículo fueron: diámetro mayor de 121 ± 20,1 cm. (rango = 95 – 300); diámetro menor de 120 ± 18,2 cm. (rango = 90 – 270) y una altura de 45,5 cm ± (rango= 40,2 – 120). La distancia del primer huevo en el nido al tope del mismo fue de 12,5 ±0,75 cm. La profundidad del nido registró la mayor variabilidad (27,3 %) y el diámetro menor estuvo más variable que el diámetro mayor. Se encontraron evidentes diferencias en los valores promedios de las variables reproductivas (dimensiones del huevo y de la nidada) y sus relaciones alométricas con las dimensiones de la hembra entre las hembras que se incorporan a la reproducción con una talla promedio menor de dos metros y las de múltiples puesta mayores de dos metros de promedio y de edad desconocida. Las hembras de múltiples puestas incrementan el tamaño y peso de la nidada, por lo que son más productivas. El tamaño de la hembra no exhibió ninguna correlación con los parámetros del montículo, ni tampoco con los de la cámara del nido (p>0,05). Se compararon los cambios alométricos en las dimensiones del huevo y las dimensiones de la nidada, para determinarlos cambios en el rendimiento reproductivo, en dos grupos de hembras: hembras de primera puesta y de múltiples puestas. Las hembras que han puesto en varias ocasiones y tienen mayores tallas y peso corporal ponen mayor cantidad de huevos, los cuales son más pesados, menos largos y más anchos, por lo que son más esféricos que los huevos de hembras de primera incorporación. Se encontraron 15 nidos silvestres que consistieron en montículos, construidos de turba aprisionada con raíces, hojarasca y ramas de diferentes tamaños de la vegetación que rodeaba al nido, lo que es obvio indicar que el material del nido depende del sitio. Existen diferencias significativas entre las dimensiones del montículo del nido y de su cámara, dimensiones del huevo y las dimensiones de la nidada entre hembras en vida libre y en cautiverio. Las pautas y comportamientos reproductivos descritos en este trabajo para C. rhombifer, en general mostró una serie de complejas posturas del cuerpo y de señales acústicas vocales y no vocales manifestándose principalmente en los machos, similares a los patrones ya descritos para otras especies del género. El comportamiento reproductivo del cocodrilo cubano en cautiverio mostró una serie de complejas posturas del cuerpo y de señales acústicas vocales y no vocales, manifestándose principalmente en los machos, muy semejantes a lo reportado para los cocodrilianos. El cocodrilo cubano está incluido en el Apéndice I de la Convención Internacional sobre Comercio de Especies Amenazadas de la Flora y Fauna Silvestre (CITES). Además dicha especie, de acuerdo a los nuevos criterios para listas de especies del Libro Rojo de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (SGS–UICN, 2008), se transfirió del estatus EN Peligro (EN) a EN Peligro Crítica (CR). Se concluye en este trabajo con las recomendaciones para actualizar el estado de conservación de la especie en la Ciénaga de Zapata y contribuir a crear un programa de conservación y manejo sostenible del cocodrilo cubano.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / Las conductas estereotipadas pueden ser utilizadas como indicador de bienestar animal y resultar en cambios en el tiempo y frecuencia de dedicación de las conductas diarias, como un mecanismo para enfrentar o adaptarse al cautiverio. Es por esto que el objetivo del presente estudio fue desarrollar un etograma para chinchillas (Chinchilla lanigera) en cautiverio, para después analizar los presupuestos de tiempo diarios de chinchillas con y sin la conducta estereotipada de pseudotricofagia o “come pelo”. Para la creación del etograma se realizaron grabaciones a través de un muestreo focal y continuo de chinchillas con y sin pseudotricofagia. Luego se registró el tiempo y frecuencia de dedicación a cada conducta para desarrollar los presupuestos de tiempo de cada grupo y compararlos, mediante estadística no paramétrica. Las chinchillas estudiadas dedicaron la mayor parte de su tiempo a descansar; seguido de alimentarse. Se encontraron diferencias significativas entre grupos para los porcentajes diarios de dedicación a la conducta de acicalamiento y autodirigidas, siendo más altos en el grupo “no come pelo”. La mayoría de las conductas presentaron un tiempo de dedicación significativamente más alto durante horas nocturnas. La conducta de acicalamiento y mordisqueo presenta diferencias en el horario diurno-nocturno, en la intensidad y en el porcentaje de tiempo diario entre ambos grupos. Todas las chinchillas presentaron estereotipas, siendo morder la reja la conducta más frecuente. Se hace fundamental que se estudien y evalúen cambios de las condiciones en que son mantenidas las chinchillas para mejorar el bienestar animal y a su vez permitir la recuperación de la productividad del criadero / Proyecto FIV 121014019102013

[ES] La electrofisiología extracelular es una técnica ampliamente usada en investigación neurocientífica, la cual estudia el funcionamiento del cerebro mediante la medición de campos eléctricos generados por la actividad neuronal. Esto se realiza a través de electrodos implantados en el cerebro y conectados a dispositivos electrónicos para amplificación y digitalización de las señales. De los muchos modelos animales usados en experimentación, las ratas y los ratones se encuentran entre las especies más comúnmente utilizadas. Actualmente, la experimentación electrofisiológica busca condiciones cada vez más complejas, limitadas por la tecnología de los dispositivos de adquisición. Dos aspectos son de particular interés: Realimentación de lazo cerrado y comportamiento en condiciones naturales. En esta tesis se presentan desarrollos con el objetivo de mejorar diferentes facetas de estos dos problemas. La realimentación en lazo cerrado se refiere a todas las técnicas en las que los estímulos son producidos en respuesta a un evento generado por el animal. La latencia debe ajustarse a las escalas temporales bajo estudio. Los sistemas modernos de adquisición presentan latencias en el orden de los 10ms. Sin embargo, para responder a eventos rápidos, como pueden ser los potenciales de acción, se requieren latencias por debajo de 1ms. Además, los algoritmos para detectar los eventos o generar los estímulos pueden ser complejos, integrando varias entradas de datos en tiempo real. Integrar el desarrollo de dichos algoritmos en las herramientas de adquisición forma parte del diseño experimental. Para estudiar comportamientos naturales, los animales deben ser capaces de moverse libremente en entornos emulando condiciones naturales. Experimentos de este tipo se ven dificultados por la naturaleza cableada de los sistemas de adquisición. Otras restricciones físicas, como el peso de los implantes o limitaciones en el consumo de energía, pueden también afectar a la duración de los experimentos, limitándola. La experimentación puede verse enriquecida cuando los datos electrofisiológicos se ven complementados con múltiples fuentes distintas. Por ejemplo, seguimiento de los animales o miscroscopía. Herramientas capaces de integrar datos independientemente de su origen abren la puerta a nuevas posibilidades. Los avances tecnológicos presentados abordan estas limitaciones. Se han diseñado dispositivos con latencias de lazo cerrado inferiores a 200us que permiten combinar cientos de canales electrofisiológicos con otras fuentes de datos, como vídeo o seguimiento. El software de control para estos dispositivos se ha diseñado manteniendo la flexibilidad como objetivo. Se han desarrollado interfaces y estándares de naturaleza abierta para incentivar el desarrollo de herramientas compatibles entre ellas. Para resolver los problemas de cableado se siguieron dos métodos distintos. Uno fue el desarrollo de headstages ligeros combinados con cables coaxiales ultra finos y conmutadores activos, gracias al seguimiento de animales. Este desarrollo permite reducir el esfuerzo impuesto a los animales, permitiendo espacios amplios y experimentos de larga duración, al tiempo que permite el uso de headstages con características avanzadas. Paralelamente se desarrolló un tipo diferente de headstage, con tecnología inalámbrica. Se creó un algoritmo de compresión digital especializado capaz de reducir el ancho de banda a menos del 65% de su tamaño original, ahorrando energía. Esta reducción permite baterías más ligeras y mayores tiempos de operación. El algoritmo fue diseñado para ser capaz de ser implementado en una gran variedad de dispositivos. Los desarrollos presentados abren la puerta a nuevas posibilidades experimentales para la neurociencia, combinando adquisición elextrofisiológica con estudios conductuales en condiciones naturales y estímulos complejos en tiempo real. / [CA] L'electrofisiologia extracel·lular és una tècnica àmpliament utilitzada en la investigació neurocientífica, la qual permet estudiar el funcionament del cervell mitjançant el mesurament de camps elèctrics generats per l'activitat neuronal. Això es realitza a través d'elèctrodes implantats al cervell, connectats a dispositius electrònics per a l'amplificació i digitalització dels senyals. Dels molts models animals utilitzats en experimentació electrofisiològica, les rates i els ratolins es troben entre les espècies més utilitzades. Actualment, l'experimentació electrofisiològica busca condicions cada vegada més complexes, limitades per la tecnologia dels dispositius d'adquisició. Dos aspectes són d'especial interès: La realimentació de sistemes de llaç tancat i el comportament en condicions naturals. En aquesta tesi es presenten desenvolupaments amb l'objectiu de millorar diferents aspectes d'aquestos dos problemes. La realimentació de sistemes de llaç tancat es refereix a totes aquestes tècniques on els estímuls es produeixen en resposta a un esdeveniment generat per l'animal. La latència ha d'ajustar-se a les escales temporals sota estudi. Els sistemes moderns d'adquisició presenten latències en l'ordre dels 10ms. No obstant això, per a respondre a esdeveniments ràpids, com poden ser els potencials d'acció, es requereixen latències per davall de 1ms. A més a més, els algoritmes per a detectar els esdeveniments o generar els estímuls poden ser complexos, integrant varies entrades de dades a temps real. Integrar el desenvolupament d'aquests algoritmes en les eines d'adquisició forma part del disseny dels experiments. Per a estudiar comportaments naturals, els animals han de ser capaços de moure's lliurement en ambients emulant condicions naturals. Aquestos experiments es veuen limitats per la natura cablejada dels sistemes d'adquisició. Altres restriccions físiques, com el pes dels implants o el consum d'energia, poden també limitar la duració dels experiments. L'experimentació es pot enriquir quan les dades electrofisiològiques es complementen amb dades de múltiples fonts. Per exemple, el seguiment d'animals o microscòpia. Eines capaces d'integrar dades independentment del seu origen obrin la porta a noves possibilitats. Els avanços tecnològics presentats tracten aquestes limitacions. S'han dissenyat dispositius amb latències de llaç tancat inferiors a 200us que permeten combinar centenars de canals electrofisiològics amb altres fonts de dades, com vídeo o seguiment. El software de control per a aquests dispositius s'ha dissenyat mantenint la flexibilitat com a objectiu. S'han desenvolupat interfícies i estàndards de naturalesa oberta per a incentivar el desenvolupament d'eines compatibles entre elles. Per a resoldre els problemes de cablejat es van seguir dos mètodes diferents. Un va ser el desenvolupament de headstages lleugers combinats amb cables coaxials ultra fins i commutadors actius, gràcies al seguiment d'animals. Aquest desenvolupament permet reduir al mínim l'esforç imposat als animals, permetent espais amplis i experiments de llarga durada, al mateix temps que permet l'ús de headstages amb característiques avançades. Paral·lelament es va desenvolupar un tipus diferent de headstage, amb tecnologia sense fil. Es va crear un algorisme de compressió digital especialitzat capaç de reduir l'amplada de banda a menys del 65% de la seua grandària original, estalviant energia. Aquesta reducció permet bateries més lleugeres i majors temps d'operació. L'algorisme va ser dissenyat per a ser capaç de ser implementat a una gran varietat de dispositius. Els desenvolupaments presentats obrin la porta a noves possibilitats experimentals per a la neurociència, combinant l'adquisició electrofisiològica amb estudis conductuals en condicions naturals i estímuls complexos en temps real. / [EN] Extracellular electrophysiology is a technique widely used in neuroscience research. It can offer insights on how the brain works by measuring the electrical fields generated by neural activity. This is done through electrodes implanted in the brain and connected to amplification and digitization electronic circuitry. Of the many animal models used in electrophysiology experimentation, rodents such as rats and mice are among the most popular species. Modern electrophysiology experiments seek increasingly complex conditions that are limited by acquisition hardware technology. Two particular aspects are of special interest: Closed-loop feedback and naturalistic behavior. In this thesis, we present developments aiming to improve on different facets of these two problems. Closed-loop feedback encompasses all techniques in which stimuli is produced in response of an event generated by the animal. Latency, the time between trigger event and stimuli generation, must adjust to the biological timescale being studied. While modern acquisition systems feature latencies in the order of 10ms, response to fast events such as high-frequency electrical transients created by neuronal activity require latencies under $1ms$. In addition, algorithms for triggering or generating closed-loop stimuli can be complex, integrating multiple inputs in real-time. Integration of algorithm development into acquisition tools becomes an important part of experiment design. For electrophysiology experiments featuring naturalistic behavior, animals must be able to move freely in ecologically meaningful environments, mimicking natural conditions. Experiments featuring elements such as large arenaa, environmental objects or the presence of another animals are, however, hindered by the wired nature of acquisition systems. Other physical constraints, such as implant weight or power restrictions can also affect experiment time, limiting their duration. Beyond the technical limits, complex experiments are enriched when electrophysiology data is integrated with multiple sources, for example animal tracking or brain microscopy. Tools allowing mixing data independently of the source open new experimental possibilities. The technological advances presented on this thesis addresses these topics. We have designed devices with closed-loop latencies under 200us while featuring high-bandwidth interfaces. These allow the simultaneous acquisition of hundreds of electrophysiological channels combined with other heterogeneous data sources, such as video or tracking. The control software for these devices was designed with flexibility in mind, allowing easy implementation of closed-loop algorithms. Open interface standards were created to encourage the development of interoperable tools for experimental data integration. To solve wiring issues in behavioral experiments, we followed two different approaches. One was the design of light headstages, coupled with ultra-thin coaxial cables and active commutator technology, making use of animal tracking. This allowed to reduce animal strain to a minimum allowing large arenas and prolonged experiments with advanced headstages. A different, wireless headstage was also developed. We created a digital compression algorithm specialized for neural electrophysiological signals able to reduce data bandwidth to less than 65.5% its original size without introducing distortions. Bandwidth has a large effect on power requirements. Thus, this reduction allows for lighter batteries and extended operational time. The algorithm is designed to be able to be implemented in a wide variety of devices, requiring low hardware resources and adding negligible power requirements to a system. Combined, the developments we present open new possibilities for neuroscience experiments combining electrophysiology acquisition with natural behaviors and complex, real-time, stimuli. / The research described in this thesis was carried out at the Polytechnic University of Valencia (Universitat Politècnica de València), Valencia, Spain in an extremely close collaboration with the Neuroscience Institute - Spanish National Research Council - Miguel Hernández University (Instituto de Neurociencias - Consejo Superior de Investigaciones Cientí cas - Universidad Miguel Hernández), San Juan de Alicante, Spain. The projects described in chapters 3 and 4 were developed in collabo- ration with, and funded by, Open Ephys, Cambridge, MA, USA and OEPS - Eléctronica e produção, unipessoal lda, Algés, Portugal. / Cuevas López, A. (2021). Development of Advanced Closed-Loop Brain Electrophysiology Systems for Freely Behaving Rodents [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/179718 / TESIS