Seguimiento a largo plazo del vídeo de animales acuáticos Cohoused: un estudio de caso de la actividad locomotriz de la langosta Noruega (Nephrops norvegicus)

Este protocolo permite la automatización del seguimiento de múltiples animales. Usando una etiqueta simple para identificar a cada animal una herramienta de análisis de ID para detectar las etiquetas. Este protocolo reduce significativamente el número de horas necesarias para analizar las grabaciones de vídeo utilizando datos leskey.

para estimar las terminaciones más precisas de los estudios experimentales. Los animales en otros entornos que pueden ser etiquetados de manera similar pueden ser rastreados con protocolos similares que proporcionan aplicación en cronobiología, ecología, investigación viral o neurociencia. Hemos proporcionado el diseño de hardware y el lenguaje de programación de código abierto y proporcionamos un modelo que recomendamos que los usuarios adopten en los protocolos para aprender el lenguaje de programación Python.

Para construir una etiqueta para el animal objetivo, primero corte cuatro círculos de 40 milímetros de diámetro de la hoja de plástico negro, y dos triángulos equiláteros de 26 milímetros y dos círculos de 26 milímetros de diámetro de una hoja de PVC de plástico blanco. Marque el centro de un triángulo blanco y un círculo blanco. Y hacer un agujero de 10 milímetros en cada marca.

A continuación, pegue una forma blanca en el centro de cada uno de los cuatro círculos negros. Para configurar el área experimental, coloque LOS LED de tiempo oscuro infrarrojos en el tanque. Mantenga las luces infrarrojas encendidas en todo momento.

A continuación, coloque luces LED de tiempo de luz azul en un tanque de fibra de vidrio modificado que contenga arena y cuatro madrigueras flexibles de tubos de PVC, y conecte las luces a un aparato para administrar el período fotográfico. Una vez colocadas todas las luces, coloque la entrada de agua de mar fría en una esquina del tanque, con la salida correspondiente en la esquina opuesta. Compruebe que la entrada de agua de mar esté configurada a un caudal de unos 4 litros por minuto.

Rodee la cámara con una cortina negra para proporcionar un aislamiento completo de la luz externa. Coloque el trípode equipado con la cámara web a un lado de la arena experimental, con la cámara 130 centímetros por encima y en el centro de la arena experimental. Conecte la cámara a un ordenador fuera de la cortina y ajuste los parámetros de la grabación de vídeo de acuerdo con las características de la especie, asegurándose de crear una marca de tiempo, incluida la fecha en el vídeo de lapso de tiempo, para una puntuación de comportamiento final.

Para etiquetar a los animales, agregue agua Celsius de 7 grados a una nevera con compartimentos sumergidos y coloque 4 langostas en 4 compartimentos separados. Después de permitir que las langostas se aclimaten durante unos 30 minutos, transfiera una langosta a una bandeja de hielo triturado durante cinco minutos, y use papel absorbente para secar la parte superior del cefalotórax de la langosta inmovilizada. Coloque una gota de pegamento de secado rápido en el caparazón seco y presione la etiqueta sobre el pegamento durante unos 20 segundos, hasta que el pegamento se endurezca.

Luego devuelva la langosta a su compartimiento en la nevera, y etiquete los otros tres animales de la misma manera. Cuando todas las langostas hayan sido etiquetadas, coloque las langostas de nuevo en su celda durante 24 horas. Al día siguiente, utilice la misma nevera para transferir las langostas de la instalación de aclimatación a la cámara experimental, e inicie la grabación de video.

Ejecute los pasos de etiquetado y transferencia en condiciones de luz roja para evitar daños radiales a la langosta para los receptores. Es posible que otras especies de agua o especies terrestres no necesiten este cuidado. A continuación, obtener una imagen de fondo promediada de cinco minutos de vídeo o de los 100 fotogramas iniciales antes de introducir a los animales uno por uno en el tanque de experimentación dentro de sus respectivos compartimentos de agua, y esperar a que las langostas salgan de sus compartimentos.

Del número total de animales contados en este experimento representativo, el 79 por ciento de las detecciones de animales fueron correctamente igualadas por el programa, y el 89,5 por ciento de las etiquetas fueron identificadas correctamente. Solo el 3,8 por ciento de las etiquetas se clasificaron incorrectamente. Pero el 6,6 por ciento restante corresponde a falsos positivos.

Después de completar un análisis de vídeo específico, los datos de posiciones obtenidas se pueden utilizar para evaluar los diferentes patrones de comportamiento de las langostas. Por ejemplo, el trazado del mapa de ocupación de espacio, utilizando una estimación de densidad kernal bidimensional con un eje alineado por el kernal normal variato evaluado en una cuadrícula cuadrada, permite que las áreas en las que las langostas pasan un porcentaje más alto de su tiempo se representen con gráficas de alta intensidad de color. Los ritmos de actividad diaria de las langostas también se pueden trazar como milímetros cubiertos a intervalos de diez minutos a lo largo del tiempo.

Es importante mantener las especificaciones exactas en términos de tamaño y forma y ejecutar siempre el paso de análisis en búfer sin interfaz de usuario. El modelo de análisis de imágenes se puede ampliar para examinar componentes específicos de los crustáceos para ayudar a mejorar el estudio conductual en términos de interacciones con animales. Estas complejas interacciones sociales animales se producen de manera similar en un entorno real que permite el estilo y aspectos importantes de la investigación biológica con alguna aplicación para la ecología y la neurociencia.