Lecture automatique Interactive Video pour les études de la communication animale

L'objectif général de l'expérience suivante est d'utiliser un système automatisé de lecture vidéo interactif pour étudier le comportement de parade chez les femelles de poisson-épée. Cela est réalisé en modélisant un poisson numérique mâle, en y ajoutant des mouvements et une interactivité, puis en établissant des règles déterminant son comportement par rapport au poisson sujet. Dans cette démonstration, un mâle virtuel suivra les déplacements d'une femelle réelle afin de configurer le système.

Un aquarium flanqué de deux écrans est conçu et relié au système d'observation des spectateurs afin de suivre les sujets en temps réel. Les données de mouvement sont ensuite transmises au programme de lecture vidéo interactive sur un serveur distinct pour déterminer le mouvement du stimulus animé à l'écran. Une fois le système en place, les femelles ont le choix simultané entre un mâle conspécifique et un mâle hétérospécifique situés de part et d'autre de l'aquarium.

En fin de compte, la préférence en matière de comportement de cour chez les femelles de poissons à l’égard des mâles d’une espèce similaire peut être influencée par l’ajout d’un stimulus mâle interactif. La procédure sera démontrée par Tricia Bakowski, ancienne étudiante diplômée de mon laboratoire et actuelle employée chez Dreamworks SKG. Positionnez une caméra au-dessus du réservoir et connectez-la à une carte vidéo d’observation.

Effectuez les ajustements nécessaires pour que tout l'aquarium soit visible. Configurez le système de visualisation Byob Observe afin de recevoir les informations de suivi provenant de la caméra. Ensuite, activez le module complémentaire du visualiseur BYOB Observe qui envoie les coordonnées au serveur d'animation via une adresse IP réseau spécifiée.

Pour commencer l'étalonnage, allumez le serveur d'animation et ouvrez le fichier txt de configuration de l'affichage interactif. Saisissez la largeur d'écran et la hauteur d'écran en pixels sous le numéro du moniteur, puis, sous le champ du type de programme, saisissez l'information « calibration ». Veillez à enregistrer ces modifications.

Ensuite, double-cliquez sur l'icône du programme de lecture vidéo interactive ou IVP pour lancer le programme et garantir une correspondance correcte entre les données du visualiseur et la sortie interactive de l'IVP. Saisissez les dimensions du réservoir telles qu'elles ont été configurées précédemment dans le système de visualisation, afin de corriger le fait que les extrémités de l'aquarium soient plus petites que les écrans. Utilisez le clavier pour déplacer la zone de visualisation ou le champ de vision des stimuli afin de l'aligner sur les extrémités de l'aquarium de test affichées sur le serveur d'animation.

Le port d’affichage rose est reproduit sur un moniteur de test et le port d’affichage bleu sur l’autre. Ajustez ensuite l'affichage du poisson mâle sur les deux ports d’affichage jusqu’à ce qu’il atteigne la taille de stimulus souhaitée. Utilisez le stimulus de calibration standard et réglez-le à 66,7 millimètres à l’aide d’un repère standard.

Déplacez les boîtes affichées de manière à les aligner sur les bords du réservoir d'essai. Utilisez les touches « queue » ou « w » pour rapprocher ou éloigner les boîtes du centre du poisson afin de configurer le système. Placez un moniteur CRT à chaque extrémité d’un aquarium de 80 litres rempli d’eau propre et assurez-vous que la luminosité des deux moniteurs est identique.

Chargez le modèle à tester dans cette démonstration. Les fichiers correspondant aux mâles selon phosphore, birman et mâle selon mécanique sont sélectionnés. Choisissez, parmi les ensembles non interactif ou interactif, le côté et le stade auxquels chaque stimulus apparaîtra ainsi que la taille souhaitée de chaque stimulus.

Ensuite, choisissez si les mouvements des deux stimuli doivent être reflétés ou non. Enfin, les affichages de parade nuptiale du mâle peuvent être rendus interactifs en sélectionnant soit le paramètre par défaut, dans lequel la nageoire dorsale est levée uniquement pendant un affichage latéral de parade, soit une distance. Le sujet doit provenir du mâle afin de déclencher une réponse.

Pour commencer une session de test, ouvrez le programme de configuration de l'affichage interactif, txt, puis sélectionnez le type de programme « test en direct » et le numéro, et attribuez au nom de l'expérience le même nom de fichier que celui contenant les données expérimentales. Activez le programme IVP, mais n'appuyez pas sur démarrer. Cela laissera un écran vide pendant la période d'acclimatation.

Placer délicatement le poisson sujet dans l'aquarium et lui laisser 10 minutes pour s'acclimater. Avant le test, démarrer le logiciel By Observe Viewer 2.0 et l'IVP. Les stimuli vidéo sont présentés aux sujets lors d'un essai composé de deux phases de 20 minutes chacune.

Une phase se compose de segments de quatre à cinq minutes, dont un exemple est visible ici. Le premier segment permet d'habituer la femelle au réservoir d'essai pendant cinq minutes en affichant un écran monochrome sur les deux moniteurs. Dans le deuxième segment, un stimulus vidéo différent est affiché sur le moniteur gauche et sur le moniteur droit pendant cinq minutes supplémentaires.

Immédiatement après la présentation des stimuli vidéo, un écran monochrome est à nouveau affiché pendant cinq minutes sur les deux moniteurs. Dans le quatrième et dernier segment, les stimuli du deuxième segment sont présentés, mais la position de chaque stimulus est inversée. Cela permet un contrôle intra-femelle du biais de côté.

La deuxième étape peut répéter le même schéma avec un ensemble différent de stimuli présentés simultanément. Une fois toutes les étapes terminées, retirez le sujet et introduisez le poisson suivant à tester afin de contrôler systématiquement les biais latéraux et les effets d'ordre en faisant varier la position latérale et l'ordre de présentation entre les sujets. Le stimulus interactif affiché ici en rouge suit de près en temps réel la position horizontale de la femelle indiquée en bleu.

Les trois règles régissant le comportement du mâle sont les suivantes, où la direction X correspond à la longueur du réservoir et la direction Y à la largeur du réservoir. Règle n°1 : le mâle simulé suit toujours l'individu cible à travers l'écran en la traquant dans la direction Z. Règle n°2 : la nageoire dorsale du mâle simulé est levée uniquement lorsqu'il effectue un affichage de cour spécifique latéral.

Règle trois : le poisson-mâle simulé à queue de sabre n'effectue un affichage latéral de parade nuptiale que pendant 50 % du temps total où il est présenté à la femelle. L'affichage latéral de parade nuptiale est déclenché lorsque le poisson mâle se trouve à moins d'un quart de la longueur de son corps en direction Z par rapport au poisson femelle. L'affichage latéral de parade nuptiale est indépendant de la proximité de la femelle par rapport à l'écran.

Dans l'association selon l'axe X, le temps est automatiquement calculé par l'observateur et est défini comme la durée pendant laquelle une femelle reste à moins de 10 centimètres d'un des deux écrans ou d'autres stimuli non interactifs. Les résultats obtenus avec le système IVP montrent que les femelles de l'espèce X préfèrent fortement les signaux visuels de leur propre espèce. Toutefois, lorsque les femelles sont testées avec des mâles con spécifiques et hétérospécifiques interactifs, elles ne manifestent aucune préférence après le développement. Cette technique a permis aux chercheurs du domaine du comportement animal d'explorer les interactions sociales à l'aide d'algorithmes quantitatifs.