تتبع الساق الآلي بالكامل في الحشرات المتحركة بحرية باستخدام ميزة تعلم الساق التقسيم وتتبع (FLLIT)

FLLIT هو خوارزمية تحسب تكوينات الجسم والساق من متعقب. وهذا مفيد لتميز الدوائر التي تكمن وراء كل من العادية والمرض المشي السلوكيات. الشيء الفريد حول FLLIT هو أنه لا يتطلب أي مستخدم مجموعات البيانات المشروحة للتدريب ، وبالتالي مؤتمتة بالكامل.

ولكن أيضا يحلل تلقائيا البيانات المسار إنتاج سلسلة من قياسات المشية، وقطع مشية للتصور والفيديو المسار. إثبات الإجراء سيكون أنيميش بانيرجي، زميل ما بعد الدكتور من مختبري. قبل البدء في تجربة، تأكد من أن محطة التسجيل لديها كاميرا عالية السرعة مع مرحلة فوقها لعقد غرفة الساحة.

ضع أضواء LED بالأشعة تحت الحمراء في أعلى المسرح مع الناشر بين الكاميرا والعينة. حوالي 40 دقيقة قبل بدء التسجيل، ونقل الذباب إلى حقير فارغة على الجليد لمدة خمس إلى سبع دقائق. في حين يجري تخدير الذباب، واستخدام الماء ومسح لمسح الساحة والشرائح الزجاجية للغرفة والشريط واحدة من الشرائح الزجاجية تحت الغرفة.

باستخدام فرشاة نظيفة، نقل ذبابة واحدة تخدير في الغرفة وتأمين الغرفة مع شريحة الشريط الثاني. ثم تسمح للطيران الحجرة إلى التأقلم في درجة حرارة الغرفة لمدة 15 إلى 20 دقيقة. لإنشاء مقاطع فيديو لتحليل FLLIT، قم أولاً بتشغيل مصدر الطاقة وافتح تطبيق العارض على نظام الكمبيوتر المتصل.

تغيير معدل إطار التسجيل إلى 1000 إطار في الثانية ثم تعيين سرعة الغالق إلى ميلي ثانية واحدة. ضع الغرفة مع ذبابة على الساحة تسجيل وانقر على زر لايف. أكد أن الكاميرا تركز على نصائح الساق عندما تسير الذبابة منتصبة على أرضية الغرفة وانقر فوق سجل.

أثناء التسجيل ، تأكد من أن الذبابة تسير في مسار مستقيم نسبيًا دون لمس حافة الحلبة ، ويمشي على الأقل ثلاث خطوات لكل ساق ، ولا يتوقف أثناء المشي ، وأن المسافة مشى تعادل أطوال الجسم واحد ونصف على الأقل. في نهاية التحليل انقر فوق سجل تم لإيقاف التسجيل وحفظ الملفات بتنسيق mraw أو tiff في المجلدات المناسبة. لتثبيت FLLIT، قم أولاً بتنزيل البرنامج على أي نظام تشغيل.

استخراج محتويات ملف مضغوط وتحميل مجموعات البيانات عينة. لتثبيت FLLIT في أوبونتو، انتقل إلى دليل FLLIT/ المترجمة وانقر بزر الماوس الأيمن لتحديد فتح في المحطة الطرفية. قم بتنزيل مجموعة بيانات نموذجية وقم بإنشاء بيانات مجلد ضمن FLLIT-master/Compiled الذي سيتم وضع مجلدات مجموعة البيانات فيه.

تثبيت مكتبات وقت تشغيل MATLAB إلى الصفحة الرئيسية/MCR. عند اكتمال تثبيت مكتبة وقت تشغيل MATLAB، إصدار الأمر للتأكد من أن يتم تسجيل الحقوق القابلة للتنفيذ إلى FLLIT. ثم أدخل الأمر لتنفيذ FLLIT.

لتجزئة الفيديو، تحويل الملف إلى ملفات TIFF الفردية وحفظ الملفات المحولة في مجلد البيانات FLLIT. عند نقل كافة الملفات، قم بتشغيل FLLIT. في النافذة المنبثقة، حدد 0 لتنفيذ تجزئة الساق فقط أو حدد 1 لتضمين تتبع الساق مع تجزئة الساق.

حدد المجلد الذي يحتوي على صور TIFF الإطار حسب الإطار للفيديو ليتم تعقبها وملف الاهتمام وانقر فوق إضافة. ثم انقر على تم لبدء تجزئة وتتبع الفيديو المحدد. للتحقق من دقة التعقب وتنفيذ تصحيحات الأخطاء، انقر فوق تحديد مجلد البيانات، ثم حدد المجلد الذي سيتم تعقبه.

انقر فوق عرض تتبع والتحقق من وضع العلامات لجميع الساقين في الإطار الأول. إذا كان الساق قد تم تصنيفه بشكل غير صحيح وكان التصحيح مطلوبًا، فانقر على إيقاف العرض مؤقتًا وضبط التنبؤ. في لوحة Leg لضبط، حدد الساق التي تتطلب التصحيح وانقر نقراً مزدوجاً على الموضع الصحيح لهذه الساق في نافذة الصورة.

ثم انقر على حفظ والخروج. لمعالجة البيانات المجزأة والمتعقبة، انقر فوق عملية البيانات. أولاً، حساب حقل الرؤية الفعلي للفيديو الملتقط بحيث يمكن قياس معلمات البوابة.

في النافذة المنبثقة أدخل عدد الإطارات في الثانية التي يتم تسجيل الفيديو فيها وأدخل حقل الرؤية المحسوب بالميمتر. للوصول إلى نتائج التتبع، افتح النتائج ومجلدات التتبع. لإنشاء فيديو للطيران المتعقب، حدد إنشاء فيديو.

بعد تجزئة الساق، وتتبع ومعالجة البيانات، FLLIT يولد تلقائيا البيانات الخام لمواقف الجسم، وكل مخلب الساق، 20 معلمات مشية، والمؤامرات المصاحبة، وأشرطة الفيديو المتعقبة. وتجسد SCA3 من قبل مشية ataxic مع الجسم منحرفة، ووضع القدم غير منتظم، والخطوات الترنح قصيرة. لتوصيف مشية ذباب SCA3 المتحولة والتحقيق فيما إذا كانت تعرض مشية مماثلة لتلك التي من المرضى البشريين ، يمكن تحليل معلمات المشي ذات الصلة التي تم إنشاؤها بواسطة FLLIT.

SCA3-Q84 الذباب المعرض المزيد من المنعطفات، وضع القدم غير منتظم كما أظهرت من قبل انتظام بصمة منخفضة، وزيادة تداخل المجال الساق، وتوسيع مجالات الساق في الطول والمساحة، وانخفاض طول خطوة. يمكن أيضا توليد FLLIT شريط فيديو يظهر الذبابة المتعقبة والساقين في الساحة التي تركز على وجهات النظر ومركز الجسم ، ومسار الجسم ، واتجاه الاتجاه ، والتشريد الرأسي والجزال لكل ساق. بالمقارنة مع ذباب SCA3-Q27، يعرض ذباب SCA3-Q84 مجالات ساق متقاطعة غير منتظمة بأحجام مختلفة، مما يدل على المشية المتربص، الاتهانية.

ويمكن أيضا تحليل البيانات الخام للجسم والساق مخلب المواقف لحركات محددة من الفائدة. على سبيل المثال، سمح استخدام FLLIT مجموعتنا لتحديد أن الأنماط الظاهرية الجامدة التي عرضها Drosophila نماذج من مرض باركنسون سببها خلل الخلايا العصبية الدوبامين.