Name: Computer-Generated Stimuli modèle animal (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-07-29T00:00:00.000+00:00
Duration: 26 min 43 s
Description: Découvrez la création de stimuli informatisés pour l'étude du comportement animal en utilisant le Jacky dragon comme modèle. Cette méthode innovante permet d'explorer la communication visuelle et les interactions sociales des reptiles.

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Je tiens à remercier Daniel Van Dyk du Centre d&#39;étude intégrative du comportement animal (CISAB) pour une grande aide dans la conception du modèle et l&#39;accès aux archives vidéo. Christopher Evans (CISAB) fourni un appui technique, Daniel Warner (Université de Sydney) a fourni le modèle empaillés, et Richard Peters (Australian National University) a fourni les caractéristiques de conception tôt.

Conception d&#39;animation Objet de numérisation Acquérir lézards empaillés. Analyser le modèle avec un Konica Minolta VI-9i. Il produit un objet 3D (*. LWO et les fichiers *. obj) dans un maillage unique de 50 000 polygones. LightWave ® v8.3 a deux programmes utilisés pour l&#39;animation 3D: Modeleur et mise en page. LightWave ® conçoit Modeller et manipule l&#39;objet. Programme de mise en page Lightwave ® crée des scènes d&#39;animation. LightWave ® Modeller et mise en page ont trois dimensions de positionnement, l&#39;orientation et la rotation: rubrique (Y), hauteur (X), et la banque (Z). Acquisition Texture Photographie d&#39;un lézard en direct en utilisant une 12,8 mégapixels Canon EOS 5D Appareil photo numérique à partir de deux angles (de face et orthogonaux), trois positions (frontale, orthogonales, ventrale et dorsale), et trois régions du corps les parties (tête, corps, la queue, et des membres) sur une feuille de papier blanc à blanc pour la couleur équilibrée standardisée. Fusible photographies ainsi que dans Adobe ® Photoshop ® Elements 3.0. Créer une carte UV Atlas dans LightWave ® Modeller. La carte UV rompt l&#39;objet dans des chaînes de connexion polygones. Capturer l&#39;image JPEG de l&#39;Atlas UV carte avec Grab V1.2 pour créer une image distincte JPEG. Incruster le calque de fond dans Adobe ® Photoshop ® Elements 3.0. Dans le modeleur LightWave ®, les polygones en évidence sur la carte UV Atlas pour identifier les domaines spécifiques sur le lézard. Superficie de la culture et de superposer sur le fond l&#39;Atlas UV JPEG carte. Lorsque tous les fragments photographiques sont posés sur le JPEG Atlas UV carte, enlever le fond et créer un seul fichier TIFF. Importer le fichier TIFF dans LightWave ® Modeller et attribuer des coordonnées UV. Skelegons implantation et Bones Dans LightWave ® Modeller, skelegons ont été conçues et incorporées. Skelegons agi comme des espaces réservés pour les os. Créer 61 os. Créer skelegons pour imiter le nombre de vertèbres dans un dragon Jacky, avec une grande skelegon utilisé pour simuler la tête. Créer une colonne vertébrale virtuels à partir du cou jusqu&#39;à la fin de la queue. Fusible les membres antérieurs, qui se composent de quatre skelegons chacun, à la colonne vertébrale. Lorsque tous skelegons sont créés, envoyer l&#39;objet entier à LightWave ® Mise en page, où l&#39;skelegons doivent être transformé en os. Ajout d&#39;ombrage Poids Cartes de poids indépendants ont une gamme de valeur de -100% à +100% pour répartir uniformément le mouvement. Désignés les membres, la queue et la tête avec positif (+) des valeurs Plan du poids. Donner le corps un effet négatif - la valeur de poids map (). Capturez des vidéos d&#39;archives de stimulation Images d&#39;archives de lézard a été montré à l&#39;aide de Sony MiniDV enregistreur vidéo numérique PAL joueur sur un moniteur Sony Trinitron à un lézard vivant a tenu dans son enceinte (pour l&#39;acquisition vidéo initiale, voir Ord et Evans, 2002; Ord, Peters, Evans et Taylor, 2002; Van Dyk et Evans, 2007). Réponses des lézards ont été enregistrés en utilisant un Canon (MV650i) caméscope numérique placé sur le mètre environ de l&#39;enceinte. Taille Lizard a été ajustée à la taille représentative de la perche sur le moniteur. Exporter en tant individuelles des images JPEG séquentiel dans Apple QuickTime ™ v7.0. Rotoscopie pour la réplication de stimulation «Rotoscopie» est une technique où l&#39;animation d&#39;objets se superposent trame par trame dans le plan de la séquence de fond (Gatsey, Middleton, Jenkins, &amp; Shubin, 1999). Envoyer l&#39;animation à LightWave ® Mise en page, où la lumière, caméra, objet, et caractéristiques de fond peut être contrôlée pour la scène. Sélectionnez schémas moteurs de la vidéo numérique d&#39;archives et de l&#39;exportation comme une séquence d&#39;images (JPEG) avec Apple QuickTime Player ™ 7.0. L&#39;objet doit être en vue de la caméra. Importer le premier fichier JPEG dans la séquence d&#39;image dans le fond. Manipuler l&#39;objet en utilisant les os et les superposer dans la position actuelle qui reflète l&#39;image de fond. Chaque cadre est d&#39;être «images clés, tels que la position de l&#39;objet est sauvegardé. Remplacez l&#39;image de fond avec l&#39;image suivante consécutifs et de manipuler l&#39;objet dans la nouvelle position. Répétez le processus jusqu&#39;à ce que la séquence est terminée. Rendu la séquence pour l&#39;achèvement Plans de séquence Large ou traitement par lots sont rendues avec Render Farm commandant v2.9. Rendu Ferme commandant (RFC) relie des ordinateurs pour produire une série de processeurs à l&#39;aide de rendu plus rapide. Quatre Apple Mac G5 bi-processeurs (huit fils) ont été utilisés pour distribuer le rendu, réduisant ainsi le temps de quatre heures. Toutes les séquences ont été maintenus à PAL-DV standard (720 576 pixels Résolution ¥; compression 5:1; résolution horizontale 575 lignes, 25 trames 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>

Le financement a été soutenue par le Prix d&#39;études supérieures et de CISAB Département de psychologie de l&#39;Université Macquarie, et l&#39;Australian Research Council. Des recherches ont été menées conformément aux directives éthiques de l&#39;Université Macquarie Comité d&#39;éthique animale (2003/014) et le New South Wales National Parks et Wildlife Services (S11024).

Animations générées par ordinateur sont de plus en plus un outil populaire dans lequel pour enquêter sur des questions concernant la communication dans le comportement animal. En utilisant des techniques d&#39;animation, les chercheurs peuvent se concentrer sur des aspects spécifiques de conception des signaux, et de manipuler des fonctions qui étaient auparavant incapables d&#39;être étudiés grâce à la technologie limitée. Bien que mis en scène des animaux conventionnels se heurte encore à démontrer les principes théoriques, techniques d&#...

<table><tbody><tr><td>Nouvel article</td><td>Appareil photo numérique</td><td>Konica Minolta Holdings, Inc.</td><td>VI-9i</td><td>Utilisé pour acquérir le maillage 3D (réalisé par New Dawn&amp;#174; - Bexley North, NSW Australie)</td></tr><tr><td>Lightwave&amp;#174; 3D</td><td>Programme informatique</td><td>NewTek Inc.</td><td>v8.3</td><td>Pour créer des animations</td></tr><tr><td>Canon</td><td>Appareil photo numérique</td><td>Canon, inc.</td><td>EOS 5D</td><td>12,8 mégapixels</td></tr><tr><td>Grab</td><td>Programme informatique</td><td>Apple</td><td>v1.2</td><td>Extraire la texture des photographies et la carte UV</td></tr><tr><td>Adobe&amp;#174; Photoshop&amp;#174; Elements</td><td>Programme informatique</td><td>Adobe</td><td>v3.0</td><td>Extraire la texture des photographies</td></tr><tr><td>Render Farm Commander</td><td>Programme informatique</td><td>Bruce Rayne&amp;#169;</td><td>v2.9</td><td>Rendu massif sur réseau local</td></tr><tr><td>Mac Pro</td><td>Ordinateur</td><td>Apple</td><td></td><td>Quatre processeurs doubles (huit threads) ; création et rendu d'animations</td></tr><tr><td>Sony MiniDV</td><td>Enregistreur vidéo numérique</td><td>Sony Corporation</td><td>GV-D300E</td><td>Lecture des stimuli pendant l'acquisition des stimuli</td></tr><tr><td>Sony Trintron</td><td>Viseur couleur</td><td>Sony Corporation</td><td>PVM-14M2A</td><td>Un moniteur pour l'acquisition des stimuli</td></tr><tr><td>Canon</td><td>Caméscope numérique</td><td>Canon, inc.</td><td>MV650i</td><td>Enregistre le comportement pendant l'acquisition des stimuli</td></tr></tbody></table>

computer-generated stimuli modèle animal

Computer-Generated Animal Model Stimuli

La communication entre les animaux est diversifié et complexe. Les animaux peuvent communiquer en utilisant auditif, sismiques, chimiosensoriels, les signaux électriques, ou visuelle. En particulier, la compréhension des contraintes sur la conception des signaux visuels pour la communication a été d&#39;un grand intérêt. Les méthodes traditionnelles d&#39;enquête sur les interactions des animaux ont utilisé les techniques de base d&#39;observation, mise en scène des rencontres, ou de la manipulation physique de la morphologie. Des méthodes moins intrusives ont essayé de simuler en utilisant des outils de lecture congénères brut, comme des miroirs, des images fixes, ou des modèles. Comme la technologie est devenue plus avancée, la lecture vidéo est apparue comme un autre outil dans lequel d&#39;examiner la communication visuelle (Rosenthal, 2000). Cependant, pour aller encore plus loin, l&#39;application de l&#39;ordinateur de l&#39;animation permet maintenant aux chercheurs d&#39;isoler spécifiquement les composants critiques nécessaires pour obtenir des réponses sociales à partir des congénères, et de manipuler ces fonctions pour contrôler les interactions. Ici, je fournir des détails sur la façon de créer une animation à l&#39;aide du dragon Jacky comme un modèle, mais ce processus peut être adapté pour d&#39;autres espèces. Dans la construction de l&#39;animation, j&#39;ai choisi d&#39;utiliser Lightwave 3D pour modifier la morphologie objet, ajouter de la texture, installer les os, et fournir de l&#39;ombre de poids comparable qui empêche tout mouvement exagéré. L&#39;animation est ensuite apparié pour sélectionner les modèles à reproduire les caractéristiques du moteur mouvement critique. Enfin, la séquence doit rendu dans un clip de présentation individuelle. Bien qu&#39;il existe d&#39;autres techniques adaptables, cette méthode particulière a été démontré pour être efficace dans obtenir des réponses à la fois visible et mise en scène sociale dans les interactions.

Générées par ordinateur en utilisant des stimuli du dragon Jacky comme un modèle.

Computer-Generated Stimuli modèle animal

La communication entre les animaux est diverse et complexe. Les animaux peuvent communiquer en utilisant des signaux auditifs, sismiques, chimiosensoriels, électriques ou visuels. Dans ...

Bonjour, je m'appelle Kevin w, du Centre d'étude intégrative du comportement animal de l'Université Macquarie à Sydney, en Australie. Dans cet article sous forme de vidéo, je vais parler de l'utilisation d'animations informatiques dans les expériences sur le comportement animal. En particulier, je vais expliquer comment nous fabriquons concrètement l'un de ces modèles.Aujourd'hui, les animations gagnent en popularité dans notre culture contemporaine, mais on en rencontre encore peu dans le domaine scientifique ou dans la recherche scientifique. Toutefois, les premières tentatives de création d'animations à des fins scientifiques reposaient sur des processus très basiques, souvent fondés sur la découpe et la numérisation de parties spécifiques d'un objet ou d'un spécimen particulier. On utilisait également des techniques proches du mouvement biologique, comme les points lumineux, afin d'associer certaines parties précises d'un corps à une animation. Par ailleurs, la réalisation d'une animation nécessitait jusqu'alors qu'une personne la construise entièrement à partir de zéro.À présent, l'utilisation de l'animation nous a permis d'étudier de nombreux aspects du comportement animal, t

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Dans ce rapport, nous présentons un système entièrement automatisé et hautement polyvalent, capable de tester simultanément plusieurs cognitifs des comportements et enregistrer les activités neuronales pour les rongeurs.

Un système entièrement automatisé et hautement polyvalent pour Test Multi-Fonctions cognitives et l&#39;enregistrement des activités neuronales chez les rongeurs

Une procédure est décrite pour la manipulation de l'activité du cortex cérébral neurones pyramidaux optogenetically tandis que l'électroencéphalogramme, électromyogramme, et la concentration de lactate cérébral sont surveillés. Enregistrements expérimentaux sont effectués sur les câbles attachés-souris tandis qu'ils subissent spontanément veille / sommeil cycles. Optogenetic matériel est assemblé dans notre laboratoire, le matériel d'enregistrement est disponible dans le commerce.

Électroencéphalographie simultanée, en temps réel Mesure de la concentration de lactate et manipulation optogenetic de l&#39;activité neuronale dans le cortex cérébral des rongeurs

Source : Zhao, Z. et al. Une méthode invasive pour l’activation du gyrus denté de souris par stimulation à haute fréquence. J. Vis. Exp. (2018)Cette vidéo démontre le protocole permettant d’administrer une stimulation cérébrale profonde à haute fréquence à un gyrus denté de l’hippocampe de souris, en détaillant ses effets sur l’activation neuronale, la plasticité synaptique et la neurogenèse.

Stimulation à haute fréquence pour améliorer l’activation neuronale et la neurogenèse chez le gyrus denté de souris

Cette vidéo présente un protocole permettant de moduler les oscillations thêta dans un modèle de souris génétiquement modifié avec des canaux ioniques sensibles à la lumière dans ses neurones du septum médial GABAergique. En délivrant des impulsions lumineuses à l’hippocampe, le protocole vise à synchroniser l’activité neuronale et à générer des oscillations thêta, qui sont enregistrées comme des potentiels de champ locaux.

Manipulation sélective des oscillations thêta dans un modèle murin

Cette vidéo montre le fonctionnement de la stimulation en boucle fermée chez un rat avec un dispositif implanté chirurgicalement pour enregistrer l’activité neuronale. Les signaux neuronaux sont d’abord enregistrés et analysés. Les formes d’onde du modèle sont ensuite téléchargées et les paramètres sont définis pour déclencher une stimulation en boucle fermée.

Déclenchement d’une stimulation en boucle fermée par l’activité de pointe des neurones

Nous décrivons les protocoles pour la formation des rats pour les enregistrements électrophysiologiques chroniques dans des tâches cognitives entièrement automatisées sur une projection au sol Maze.

Tâches cognitives visuels automatisés pour l&#39;enregistrement de neurones activité en utilisant une projection au sol Maze

Ce protocole décrit une méthode pour une expérience qui permet de vérifier si le graphique spécifique et non-graph propriétés (fonctions) sont pertinentes à la reconnaissance des chiffres. La méthode utilise une base de données qui stocke les valeurs de fonction différents des chiffres respectifs appelés (6 point, ligne n ) chiffres.

Générant strictement contrôlé des Stimuli pour les expériences de reconnaissance Figure

Ce protocole démontre comment utiliser un système électrophysiologique pour la stimulation en boucle fermée déclenchée par les modèles d'activité neuronale. Un exemple de code Matlab qui peut être facilement modifié pour différents dispositifs de stimulation est également fourni.

Utilisation de l'activité de spiking de neurone pour déclencher des stimuli à boucle fermée dans les expériences neurophysiologiques

Avec la manipulation optogénétique de populations neuronales spécifiques ou de régions du cerveau, le comportement peut être modifié avec une résolution temporelle et spatiale élevée chez les animaux en mouvement libre. En utilisant différents outils optogénétiques en combinaison avec des fibres optiques implantées chroniquement, une variété de modulations neuronales et de tests comportementaux peuvent être effectuées.

Manipulation optogénétique de l’activité neuronale pour moduler le comportement chez les souris en mouvement libre

Nous présentons une méthode pour la stimulation chimique flexible et multimodale et l’enregistrement de l’activité neuronale simultanée de nombreux vers Caenorhabditis elegans . Cette méthode utilise la microfluidique, du matériel et des logiciels open source et une analyse automatisée supervisée des données pour permettre la mesure de phénomènes neuronaux tels que l’adaptation, l’inhibition temporelle et la diaphonie de stimulus.

Stimulation multimodale automatisée et enregistrement neuronal simultané à partir de plusieurs petits organismes

Ce protocole présente une boîte comportementale basée sur un microcontrôleur pour évaluer l’inhibition pré-impulsion (IPP) en collectant des données d’accélération à partir d’un capteur situé sous la boîte. Ces données évaluent les déficits sensoriels chez les rats socialement isolés, avec une méthode supplémentaire pour synchroniser les données avec l’activité neuronale afin de faire progresser les études neurophysiologiques sur les troubles du comportement.

Développement d’une boîte comportementale pour évaluer l’inhibition prépulsive et l’activité neuronale dans des modèles animaux psychiatriques

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