Name: Los estímulos generados por ordenador Modelo animal (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-07-29T00:00:00.000+00:00
Duration: 26 min 43 s
Description: Aprende a crear estímulos generados por ordenador para estudios de comportamiento animal utilizando el dragón Jacky como modelo. Este método permite investigar la comunicación visual de forma no invasiva.

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Me gustaría dar las gracias a Daniel Van Dyk en el Centro para el Estudio Integral del Comportamiento Animal (CISAB) para obtener ayuda mucho en el diseño del modelo y el acceso a los archivos de vídeo. Christopher Evans (CISAB) brindó apoyo técnico, Daniel Warner (Universidad de Sydney) constituyó el modelo disecados, y Richard Peters (Universidad Nacional de Australia), siempre cuenta con principios de diseño.

Diseño de Animación Objeto de análisis Adquirir lagarto taxidermia. Explorar el modelo con una Konica Minolta VI-9i. Que produce un objeto 3D (*. lwo y archivos *. obj) en una malla poligonal único de 50.000 polígonos. Lightwave ® v8.3 tiene dos programas que se utilizan para la animación 3D: Modeller y Diseño. Lightwave ® diseña Modeller y manipula el objeto. Lightwave programa Layout ® crea escenas de animación. Lightwave ® Modeller y diseño en tres dimensiones de la posición, orientación y rotación: título (Y), altura (X), y el banco (Z). Adquisición de textura Fotografía de un lagarto vivo con un 12,8 megapíxeles Canon EOS 5D cámara digital desde dos perspectivas (frontal y ortogonales), tres posiciones (frontal, ortogonales, ventral y dorsal), y tres regiones de las partes del cuerpo (cabeza, cuerpo, cola y extremidades) sobre una hoja de papel blanco que blanco equilibrada de colores estándar. Fusible de fotografías juntos en Adobe ® Photoshop ® Elements 3.0. Crear un mapa UV Atlas en Lightwave ® Modeller. El mapa UV rompe el objeto en las cadenas de conexión de los polígonos. Captura de imágenes JPEG de Atlas mapa UV con Grab V1.2 para crear una imagen JPEG por separado. Incrustan en la capa de fondo en Adobe ® Photoshop ® Elements 3.0. En el Modeller Lightwave ®, polígonos de relieve en el mapa UV Atlas para identificar áreas específicas de la lagartija. Superficie de cultivo y se superponen en el fondo Atlas UV mapa JPEG. Cuando todos los fragmentos fotográficos se superponen en el mapa de Atlas UV JPEG, eliminar el fondo y crear un único archivo TIFF. Importe el archivo TIFF en Lightwave ® Modeller y asignar coordenadas UV. Skelegons implantación y huesos En Lightwave ® Modeller, skelegons fueron diseñados y encajados. Skelegons actuó como marcadores de posición de los huesos. Crear 61 huesos. Crear skelegons para imitar el número de vértebras en un dragón de Jacky, con un skelegon de grandes dimensiones utilizados para simular la cabeza. Crear una columna virtual vertebral desde el cuello hasta la punta de la cola. Fusible de los miembros anteriores, que consisten en cuatro patas skelegons cada uno, a la columna vertebral. Cuando todos los skelegons se crean, envían a todo el objeto de Lightwave ® Diseño, donde el skelegons se transforman en huesos. Adición de sombreado Peso Mapas independientes de peso tienen un rango de valor de -100% a +100% para distribuir uniformemente el movimiento. Designó a los miembros, la cola y la cabeza con positivo (+) los valores de peso mapa. Dar al cuerpo una negativa - valor del peso del mapa (). Captura de vídeo de estímulo de archivo Imágenes de archivo lagarto se mostró de Sony MiniDV grabadora de vídeo digital PAL jugador en un monitor Sony Trinitron de un lagarto vivo a cabo en su recinto (para la adquisición inicial de video, ver Ord y Evans, 2002; Ord, Peters, Evans y Taylor, 2002; Van Dyk y Evans, 2007). Las respuestas de los lagartos se registraron con una cámara Canon (MV650i) cámara de vídeo digital colocada aproximadamente a un metro del recinto. Tamaño de lagarto se redujo al tamaño de representante de la perca en el monitor. Exportar como individual secuencial imágenes JPEG en Apple Quicktime ™ v7.0. Rotoscopia para la replicación de estímulo &quot;Rotoscopia&quot; es una técnica donde se superpone la animación de objetos fotograma a fotograma en el primer plano de la secuencia de fondo (Gatsey, Middleton, Jenkins, y Shubin, 1999). Enviar la animación Lightwave ® Diseño, donde se encuentra la luz, cámara, objeto y características del contexto controlado de la escena. Seleccione los patrones motores de vídeo digital y archivos de exportación como una secuencia de imágenes (JPEG) con Apple QuickTime ™ Player 7.0. El objeto debe ser en vista de la cámara. Importar la primera imagen JPEG en la secuencia de imágenes en el fondo. Manipular el objeto con los huesos y se superponen en la posición actual que refleja la imagen de fondo. Cada cuadro debe ser &quot;fotogramas clave&quot;, de tal manera que la posición del objeto se guarda. Vuelva a colocar la imagen de fondo con la imagen siguiente consecutivos y manipular el objeto en la nueva posición. Repita el proceso hasta que la secuencia ha finalizado. Representación de la secuencia de finalización Clips gran secuencia o el procesamiento por lotes se representan con Render Granja Comandante v2.9. Render Granja Commander (RFC) enlaza las computadoras para producir una serie de procesadores para ayudar en el procesamiento más rápido. Cuatro Apple Mac G5 de doble procesador (ocho hilos) se utiliza para distribuir la representación, lo que reduce el tiempo de cuatro horas. Todas las secuencias se mantuvieron en PAL-DV estándar (720 ¥ 576 píxeles de resolución, compresión 5:1, la resolución horizontal 575 líneas, 25 cuadros s-1).

<ol><li>Gatesy, S. M., Middleton, K. M., Jenkins, F. A., Shubin, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+preservation+of+foot+movements+in+Triassic+theropod+dinosaurs%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional preservation of foot movements in Triassic theropod dinosaurs.</a> Nature. 399, 141-144 (1999).</li>
<li>Newtek, Inc, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lightwave+%5B8%5D+Reference+Manual%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Lightwave [8] Reference Manual.</a> , Newtek, Inc. San Antonio, Texas. (2004).</li>
<li>Ord, T. J., Evans, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactive+video+playback+and+opponent+assessment+in+lizards%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Process%22%5BJournal%5D)">Interactive video playback and opponent assessment in lizards.</a> Behav. Process. 59, 55-65 (2002).</li>
<li>Ord, T. J., Peters, R. A., Evans, C. S., Taylor, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+video+playback+and+visual+communication+in+lizards%5BTitle%5D)+AND+%22Anim.+Behav%22%5BJournal%5D)">Digital video playback and visual communication in lizards.</a> Anim. Behav. 63, 879-890 (2002).</li>
<li>Rosenthal, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+considerations+and+techniques+for+constructing+video+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Ethol%22%5BJournal%5D)">Design considerations and techniques for constructing video stimuli.</a> Acta Ethol. 3, 49-54 (2000).</li>
<li>Van Dyk, D. A., Evans, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Familiar-unfamiliar+discrimination+based+on+visual+cues+in+the+Jacky+dragon%2C+Amphibolurus+muricatus%5BTitle%5D)+AND+%22Anim.+Behav%22%5BJournal%5D)">Familiar-unfamiliar discrimination based on visual cues in the Jacky dragon, Amphibolurus muricatus.</a> Anim. Behav. 74, 33-44 (2007).</li>
</ol>

El financiamiento fue apoyado por el Premio de Postgrado CISAB y el Departamento de Psicología de la Universidad Macquarie, y el Consejo Australiano de Investigación. La investigación fue realizada de acuerdo a las normas éticas de la Universidad de Macquarie Comité de Ética Animal (2003/014) y Nueva Gales del Sur Parques Nacionales y Vida Silvestre de Servicios (S11024).

Animaciones generadas por ordenador se están convirtiendo en una herramienta popular en el que investigar cuestiones relacionadas con la comunicación en el comportamiento animal. Mediante el uso de técnicas de animación, los investigadores pueden centrarse en aspectos específicos del diseño de la señal, y manipular las características que antes no podían ser investigadas debido a la limitada tecnología. Aunque los animales convencionales realizaron encuentros todavía demostrar los principios teóricos, técnicas de animación ofrecen ahora una...

<table><tbody><tr><td>Elemento nuevo</td><td>Cámara digital</td><td>Konica Minolta Holdings, Inc.</td><td>VI-9i</td><td>Utilizado para adquirir malla 3D (realizado por New Dawn&amp;#174; - Bexley North, NSW Australia)</td></tr><tr><td>Lightwave&amp;#174; 3D</td><td>Programa de software</td><td>NewTek Inc.</td><td>v8.3</td><td>Para crear animaciones</td></tr><tr><td>Canon</td><td>Cámara digital</td><td>Canon, inc.</td><td>EOS 5D</td><td>12,8 megapíxeles</td></tr><tr><td>Grab</td><td>Programa de software</td><td>Apple</td><td>v1.2</td><td>Extraer textura de fotografías y mapa UV</td></tr><tr><td>Adobe&amp;#174; Photoshop&amp;#174; Elements</td><td>Programa de software</td><td>Adobe</td><td>v3.0</td><td>Extraer textura de fotografías</td></tr><tr><td>Render Farm Commander</td><td>Programa de software</td><td>Bruce Rayne&amp;#169;</td><td>v2.9</td><td>Renderizado masivo a través de red de área local</td></tr><tr><td>Mac Pro</td><td>Computadora</td><td>Apple</td><td></td><td>Cuatro procesadores duales (ocho hilos); crear y renderizar animaciones</td></tr><tr><td>Sony MiniDV</td><td>Grabadora de video digital</td><td>Sony Corporation</td><td>GV-D300E</td><td>Reproducir estímulos durante la adquisición de estímulos</td></tr><tr><td>Sony Trintron</td><td>Visor de color</td><td>Sony Corporation</td><td>PVM-14M2A</td><td>Un monitor para la adquisición de estímulos</td></tr><tr><td>Canon</td><td>Cámara de video digital</td><td>Canon, inc.</td><td>MV650i</td><td>Registra el comportamiento durante la adquisición de estímulos</td></tr></tbody></table>

los estímulos generados por ordenador modelo animal

Computer-Generated Animal Model Stimuli

La comunicación entre los animales es diversa y compleja. Los animales pueden comunicarse utilizando auditiva, sísmicos, señales quimiosensoriales, eléctrico o visual. En particular, la comprensión de las limitaciones en el diseño de señales visuales de la comunicación ha sido de gran interés. Los métodos tradicionales para la investigación de las interacciones con animales han utilizado las técnicas básicas de observación, que tuvo lugar los encuentros, o la manipulación física de la morfología. Métodos menos intrusivos han tratado de simular el uso de herramientas congéneres crudo de reproducción, tales como espejos, imágenes fijas, o modelos. Como la tecnología se ha vuelto más avanzados, la reproducción de vídeo se ha convertido en una herramienta más para examinar la comunicación visual (Rosenthal, 2000). Sin embargo, para dar un paso más, la aplicación de la animación por ordenador ahora permite a los investigadores aislar específicamente los componentes críticos necesarios para obtener las respuestas sociales de sus congéneres, y manipular estas características para el control de las interacciones. Aquí, brindo detalles sobre cómo crear una animación con el dragón Jacky como modelo, pero este proceso puede adaptarse para otras especies. En la construcción de la animación, que decidió utilizar Lightwave 3D para alterar la morfología de objetos, añadir textura, instalar los huesos, y proporcionar sombra peso similar que impide el movimiento exagerado. La animación se adecuan a seleccionar los patrones motores para replicar las características fundamentales del movimiento. Finalmente, la secuencia debe representado en un clip individual para su presentación. Aunque hay otras técnicas adaptables, este método en particular se había demostrado ser eficaz en la obtención de respuestas, tanto visible y social en una puesta de interacciones.

Generada por ordenador utilizando los estímulos que el dragón Jacky como modelo.

Los estímulos generados por ordenador Modelo animal

La comunicación entre animales es diversa y compleja. Los animales pueden comunicarse mediante señales auditivas, sísmicas, quimiosensoriales, eléctricas o visuales. En ...

Hola, mi nombre es Kevin w, del Centro para el Estudio Integrativo de la Conducta Animal de la Universidad de Macquarie en Sídney, Australia. En este artículo basado en video, hablaré sobre el uso de animaciones por computadora en experimentos de conducta animal. En particular, explicaré cómo fabricamos uno de estos modelos.Actualmente, las animaciones se están volviendo muy populares en nuestra cultura contemporánea, pero en realidad no vemos mucha aplicación de ellas en el ámbito científico ni en la investigación relacionada con la ciencia. Sin embargo, los primeros intentos de crear animaciones para la ciencia comenzaron con procesos bastante básicos, y estos procesos a menudo implicaban cortar y escanear partes específicas de un objeto o de un espécimen determinado, o también utilizaron técnicas similares al movimiento biológico, como luces puntuales, para identificar ciertas partes concretas del cuerpo y asociarlas a una animación. Además, si se quería realizar una animación, alguien tenía que hacerla completamente desde cero.Ahora, el uso de animaciones nos ha permitido estudiar muchas cosas en el comportamiento animal, como el apareamiento, el cortejo, y lo que yo analizaré

Research

Investigación

JoVE Journal

Biology

Biología

En este informe, presentamos un sistema totalmente automatizado y altamente versátil capaz de probar simultáneamente múltiples comportamientos cognitivos y el registro de las actividades neuronales de los roedores.

Un sistema totalmente automatizado y altamente versátil para las pruebas múltiples funciones cognitivas y el registro de las actividades neuronales en los roedores

Se describe un procedimiento para la manipulación de la actividad de las neuronas piramidales corticales cerebrales optogenetically mientras que el electroencefalograma, electromiograma, y ​​la concentración de lactato cerebral son monitoreados. Grabaciones experimentales se realizaron en ratones de cable-atados mientras se someten espontáneas de sueño / vigilia ciclos. Optogenético equipo es ensamblado en nuestro laboratorio; aparato de control está disponible comercialmente.

Electroencefalografía simultánea, en tiempo real Medición de la concentración de lactato y Manipulación optogenético de la actividad neuronal en la corteza cerebral de roedores

Fuente: Zhao, Z. et al. Un método invasivo para la activación de la circunvolución dentada del ratón mediante estimulación de alta frecuencia. J. Vis. Exp. (2018)Este video demuestra el protocolo para administrar estimulación cerebral profunda de alta frecuencia a una circunvolución dentada del hipocampo de ratón, detallando sus efectos sobre la activación neuronal, la plasticidad sináptica y la neurogénesis.

Estimulación de alta frecuencia para mejorar la activación neuronal y la neurogénesis en la circunvolución dentada del ratón

Este video muestra un protocolo para modular las oscilaciones theta en un modelo de ratón modificado genéticamente con canales iónicos sensibles a la luz en sus neuronas del tabique medial GABAérgico. Al entregar pulsos de luz al hipocampo, el protocolo tiene como objetivo sincronizar la actividad neuronal y generar oscilaciones theta, que se registran como potenciales de campo local.

Manipulación selectiva de oscilaciones theta en un modelo de ratón

Este video demuestra el funcionamiento de la estimulación de circuito cerrado en una rata con un dispositivo implantado quirúrgicamente para registrar la actividad neuronal. Primero se registran y analizan las señales neuronales. A continuación, se cargan las formas de onda de plantilla y se definen los parámetros para desencadenar la estimulación de bucle cerrado.

Desencadenar una estimulación de circuito cerrado por la actividad de los picos neuronales

Para dilucidar la compleja transición de potenciales de campo locales (LFPS) a los picos de un estimulador adecuado para estímulos periféricos mecánicos ligeros fue construido. Como una aplicación, las actividades Rematar grabados desde la corteza somatosensorial se analizaron mediante una estrategia de optimización multi-objetivo. Los resultados demostraron que el estimulador propuesto fue capaz de entregar estímulos táctiles con milisegundo y milímetros precisiones.

Un dispositivo estimulador simple para Evocando Point-como estímulos táctiles: A Searchlight para LFP a Spike Transiciones

Se describen los protocolos para la formación de las ratas para registros electrofisiológicos crónicas en tareas cognitivas totalmente automatizados en una proyección del suelo Maze.

Tareas Cognitivas Visuales automatizadas para grabación Neural actividad utilizando una proyección del suelo Maze

Este protocolo demuestra cómo utilizar un sistema electrofisiológico para la estimulación de bucle cerrado desencadenada por patrones de actividad neuronal. También se proporciona código Matlab de ejemplo que se puede modificar fácilmente para diferentes dispositivos de estimulación.

Uso de la actividad de spiking de neuronas para desencadenar estímulos de bucle cerrado en experimentos neurofisiológicos

Con la manipulación optogenética de poblaciones neuronales específicas o regiones cerebrales, el comportamiento se puede modificar con alta resolución temporal y espacial en animales en movimiento libre. Mediante el uso de diferentes herramientas optogenéticas en combinación con fibras ópticas implantadas crónicamente, se puede realizar una variedad de modulaciones neuronales y pruebas de comportamiento.

Manipulación optogenética de la actividad neuronal para modular el comportamiento en ratones que se mueven libremente

Presentamos un método para la estimulación química flexible y multimodal y el registro de la actividad neuronal simultánea de muchos gusanos Caenorhabditis elegans . Este método utiliza microfluídica, hardware y software de código abierto y análisis de datos automatizados supervisados para permitir la medición de fenómenos neuronales como la adaptación, la inhibición temporal y la diafonía de estímulos.

Estimulación multimodal automatizada y registro neuronal simultáneo de múltiples organismos pequeños

Este protocolo presenta una caja de comportamiento basada en un microcontrolador para evaluar la inhibición de prepulso (PPI) mediante la recopilación de datos de aceleración de un sensor debajo de la caja. Estos datos evalúan los déficits de activación sensorial en ratas socialmente aisladas, con un método adicional para sincronizar los datos con la actividad neuronal para avanzar en los estudios de neurofisiología sobre los trastornos del comportamiento.

Desarrollo de una caja conductual para evaluar la inhibición previa al pulso y la actividad neuronal en modelos animales psiquiátricos

Aprende a crear estímulos generados por ordenador para estudios de comportamiento animal utilizando el dragón Jacky como modelo. Este método permite investigar la comunicación visual de forma no invasiva.

Los estímulos generados por ordenador Modelo animal

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