斑马鱼 Rheotaxis 分析：针对不同水流量测量定向行为的方法

摘要

资料来源：美国克雷西 等人。 评估个性对斑马鱼磁场敏感性的影响。J. 维斯(2019)

此视频描述了斑马鱼中的风湿检测。该方法涉及测量斑马鱼在不同磁场影响下对不同水流速的反应方向行为。

方案

1.利用一维磁场操纵设置磁场

1. 打开电源单元（图1A）。
2. 将线圈隧道放置在执行风湿性协议的位置（第 3 节），但将其与游泳器械断开（图 1A）。在隧道内放置一个与高斯/特斯拉计相连的磁性探头，并验证哪些电压是必要的，以便沿隧道主轴获得选定的磁场值。
   注：由于电磁阀的磁性特性，隧道内的磁场相当均匀：这可以通过水平和垂直缓慢地移动探头来检查。
3. 断开探头，将流动隧道连接到游泳器械。
4. 从风湿协议（第 3 节）开始。

2. 以三维磁场操纵设置磁场

1. 打开 CPU、DAC 和线圈驱动程序 （图 1B）。
2. 在三个轴（x、y 和 z）中的每一个轴上设置所选磁场。
3. 将隧道放置在赫尔姆霍尔茨对集的中心。
4. 从风湿协议（第 3 节）开始。

3. 流动室斑马鱼流星的测试

1. 使用两侧和底部遮盖的 2 L 水箱将一到五条鱼转移到流动隧道。
2. 打开泵，将隧道中的流速设置为 1.7 厘米/s。
   注：这种缓慢流动的水将使隧道内的水保持含氧，并有利于动物的恢复。
3. 让动物们适应游泳隧道1小时。
4. 开始视频记录鱼在隧道中的行为。
   注：我们使用带有遥控器（如蓝牙）的摄像机（例如 Yi 4K 行动），并将视频保存为.mpg（30 帧/s）。
5. 根据所选的实验方案（本研究中的1.3厘米/s）开始逐步增加流速：图2）。
   注：对于此协议，我们使用低流量，对于斑马鱼，范围从 0 到 2.8 BL（身体长度）/s。这些流动速度处于较低的流速范围内，导致斑马鱼连续定向游泳（3%-15%的关键游泳速度[U_crit]）。低流量的使用（按照布雷特的协议）与该物种在水流存在时的具体行为特征有关。斑马鱼倾向于沿着房间的主轴游动，即使在水流出现的情况下也经常转动，并且倾向于上游和下游游泳。当动物不断向上游游动时，这种行为会受到水流速的影响，以相对较高的速度（+8 BL/s）消失（完全正风湿反应）。垂直和横向位移非常罕见。
6. 在形态室中的鱼类照片上执行动物的形态学（性别和总长度 [TL]、叉长 [FL]或 BL）。
   1. 选择合适的图片。
   2. 打开图像J中的图片。
   3. 注意动物的性别（雄性斑马鱼细长，呈黄色，而雌性更圆润，往往有蓝色和白色的颜色）。
   4. 单击"分析">"设置刻度"，并使用隧道的整个水平长度作为参考，将图像的刻度设置为厘米。
   5. 单击"分析">"测量并记录动物的线性长度"。
   6. 计算其体重 （BW）。
      注：BW 是根据以前在实验室或元数据中构建的性-FL-BW 关系计算的。整个过程避免了对动物的操纵压力。

结果

图1： 设置磁场控制。 （A） 用电磁阀渲染游泳隧道，以感应隧道内静态水平磁场。电磁阀（0.83 转/厘米）连接到电源单元，它产生射程为±250 μT（包括地球磁场范围的强度范围）的字段。在右侧，显示了与游泳器相连的电磁阀隧道的照片。隧道由丙烯酸制成，在水口放置了两个穿孔丙烯酸板，保证了水流接近层压层。（B） 三个正交赫尔姆霍尔茨对的图和照片，用于控制地磁力范围内的磁场。还显示了磁场探头、CPU、数字到模拟转换器以及用于关闭环的线圈驱动程序。每对线圈由两个圆形线圈组成，半径为 30 厘米，N = 50 圈 AWG-14 铜线。三轴磁力计（传感器）具有可选比例（± 88 μT 至 ± 810 μT）位于线圈集中心附近。传感器范围设置为值范围为±130 μT。这些值还用于代表性结果中描述的测量（在这些条件下...

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