Integration visueller psychophysischer Assays in ein Y-Maze, um die Rolle zu isolieren, die visuelle Features bei Navigationsentscheidungen spielen

Unser Protokoll ermöglicht es uns, visuelle Merkmale zu imitieren, die ein frei bewegender Fisch erleben kann, wenn er in einer Gruppe reist, und zu quantifizieren, wie diese Funktionen ihre Navigationsentscheidungen beeinflussen. Diese Technik kann verwendet werden, um individuelle Richtungsentscheidungen auf Ebene als Reaktion auf einen sensorischen Hinweis zu verknüpfen, um zu sehen, wie sich diese Entscheidungen basierend auf den Handlungen anderer ändern. Unsere Methoden geben Einen Einblick in die Bewertung und Navigation von Tieren in ihrer Umgebung und die entstehenden Eigenschaften, die mit kollektiver Entscheidungsfindung, künstlicher Intelligenz und komplexen technischen Systemen verbunden sind.

Die Durchführung psychophysischer Assays an frei beweglichen Individuen ist eine Herausforderung. Wir bemühen uns kontinuierlich, die Kontrolle über die Sinneserfahrung des Tieres zu maximieren, ohne ihr Verhalten durch unerwünschte Hinweise von der Ausrüstung zu schwächen. Die Videodokumentation ist ein hervorragendes Format zur Klärung komplexer experimenteller Methoden, da sie die Transparenz und hoffentlich reproduzierbarkeitde Methode erhöht.

Beginnen Sie mit einer kundenspezifischkonstruierten wasserdichten Polymethylmethacrylat Y Labyrinth Plattform auf der transparenten Unterstützungsplattform in einem speziellen Raum. Der Y-Arm-Halte- und linker und rechter Domänenbereich sollte baugleich sein. So sind hier die Y-Labyrintharme 46 Zentimeter lang, 23 Zentimeter breit und 20 Zentimeter tief, mit einem zentralen Entscheidungsbereich von etwa 46 Zentimetern Durchmesser.

Installieren Sie eine schwarze und weiße Gigabyte-Ethernet-Kamera, um das Labyrinth von oben aufzuzeichnen und das Verhalten der Fische und die visuellen Projektionen mit neun Meter langen Internetprotokollkabeln, die an einen Computer mit einer Ethernet-Karte mit einem Gigabyte in einem Kontrollraum angeschlossen sind, aufzuzeichnen. Verwenden Sie dann die Software des angeschlossenen Computers, um die Kameraeinstellungen so anzupassen, dass die Bildklarheit für die Visualisierung der relevanten Verhaltensweisen optimiert ist. Installieren Sie vier Oberleitungsbeleuchtungssysteme an den Wänden des Versuchsraums und positionieren Sie die Lichter, um Reflexionen im Labyrinth zu vermeiden.

Sichern Sie sich einen kurzen Wurfprojektor am unteren Rand der Stützstruktur des Labyrinths und legen Sie die Projektionsauflösung auf 1440 x 900 Pixel fest. Verwenden Sie dann ein Bildverarbeitungsprogramm, um die vom Projektor erzeugten Lichtverzerrungen zu messen und zu korrigieren. Bevor Sie mit den Experimentellen beginnen, stellen Sie die Umweltbedingungen im Labyrinth auf die des Haltesystems ein und bringen Sie die Tiere für bis zu 40 Minuten pro Tag für fünf Tage in die Domäne, ohne dass der Computer visuelle Reize erzeugt.

Während dieser Zeit können Sie den betreffenden Fisch auswählen, zuweisen, wiegen, messen und in die Versuchstanks übertragen. Um einen psychophysischen Test zu initiieren, schalten Sie den Raumprojektor und die Licht emittierenden Diodenlichtspursysteme auf das vorgegebene Helligkeitsniveau ein, damit sich die Glühbirnen erwärmen können. Öffnen Sie das Kamera-Viewer-Programm und laden Sie die Einstellungen für Blende, Farbe und Aufnahme, die während des Setups gespeichert wurden, um sicherzustellen, dass die beste Videoqualität abgerufen werden kann, und aktivieren Sie die Kamera, die für die Aufnahme verwendet werden soll.

Wählen Sie Features im Dropdown-Menü Kamera aus und navigieren Sie zum gespeicherten Ordner Kameraeinstellungen. Öffnen Sie die gespeicherten Einstellungen, um die Videoqualität zu bestätigen, und klicken Sie auf Kontinuierliche Aufnahme, bevor Sie das Viewer-Programm schließen. Geben Sie die für die aktuelle Studie ausgewählten Werte ein, geben Sie anhand des vorgegebenen Versuchsplans mit randomisierten Expositionen für die Behandlung von Themen im Verlauf des Experiments die für die aktuelle Studie ausgewählten Werte ein und zeichnen Sie die Behandlungskombinationsdaten in das Labor-Notebook auf und drücken Sie die Rückgabetaste im Vfish.

pde-Fenster, um die visuellen Projektionen zu initiieren. Wenn die virtuellen Fische in der Domäne erscheinen, protokollieren Sie die Uhrzeit und heben Sie das Haltetor an. Beenden Sie die Studie, wenn 50 % des Körpers des betreffenden Fisches in einen Wahlarm übergeht oder wenn die vorgesehene experimentelle Testphase verstrichen ist.

Protokollieren Sie die Uhrzeit, die Start- und Stoppzeiten von der Stoppuhr und die Wahl des Fisches. Beenden Sie die Videoaufzeichnung, und drücken Sie die Pause im visuellen Reizprogramm, um den Benutzer zur Eingabe der Testergebnisdaten aufzufordern. Nach Bestätigung der Auswahl kehrt das Programm zum ersten Bildschirm zurück und wartet auf die Werte für die nächste experimentelle Studie.

Dann kehren Sie den Fisch in seinen Haltetank zurück und legen Sie den nächsten Fisch für den nächsten Versuch in den Haltebereich Y-Arm. Am Ende einer Sitzung, drücken Sie Im Programm, sobald der letzte Fisch der Sitzung eine Entscheidung getroffen hat, die Sitzungsdaten in die Datei zu schreiben. Wiederholen Sie den Wasseraustausch am Ende der Vormittagssitzung, um die Stabilität der Wasserqualität zwischen den Versuchen zu gewährleisten, und überprüfen Sie das Labor-Notebook, um die erforderlichen Notizen zu machen.

Drücken Sie nach dem Test am letzten Nachmittag den Stopp im visuellen Reizprogramm, um die gesammelten Daten in den Datenausgangsordner auszugeben. In diesem repräsentativen Experiment zeigte die Mehrheit der Fische eine signifikante Verbesserung der Genauigkeit, mit der sie den Richtungsreizen folgten, als die Geschwindigkeit dieser Reize zunahm. Der Trend in der Entscheidungsgeschwindigkeit war jedoch inkonsistent und sehr variabel über die Stimulusgeschwindigkeit, was darauf hindeutet, dass Themen im Durchschnitt fünf- bis 20-mal länger brauchten, um ihre Entscheidung zu treffen, wenn sich die Reize bewegten, als wenn sie es nicht waren.

Unsere Methoden können um Tests der Auswirkungen subletaler Belastungen auf die Reaktionszeit und Konsistenz auf den Austausch und die Übertragung sozialer Informationen zwischen Individuen erweitert werden. Unsere Technik hat erfolgreich Y-Labyrinthe und einen zufälligen Punkt-Bewegungstest integriert, der dabei hilft, die sensorischen Regeln aufzudecken, die Individuen beim Navigieren in ihrer Umgebung befolgen. Verwenden Sie bei der Arbeit mit Wasser und Strom Sicherheitsvorkehrungen wie GFCI-Schalter, Tropfschleifen und stoßfestes rutschfestes Schuhwerk, um die Wahrscheinlichkeit eines elektrischen Schlags und Rutschens zu verringern.