Conditionnement tactile et d'analyse des mouvements des stratégies d'échantillonnage antennaires chez les abeilles (

Les objectifs généraux de cette procédure sont de montrer comment conditionner les abeilles à des stimuli tactiles, et d’introduire une technique de capture de mouvement 2D pour analyser la cinématique de l’échelle fine et 10 modèles d’échantillonnage. Au début, la procédure consiste à capturer des abeilles en vol libre devant leur ruche. La deuxième étape consiste à atteler les abeilles dans des tubes métalliques et à obstruer leurs yeux avec de la peinture blanche.

Ensuite, les abeilles sont entraînées à des stimuli tactiles à l’aide de la procédure de conditionnement classique. La dernière étape consiste à enregistrer le mouvement de l’antenne de l’abeille conditionnée à l’aide d’une caméra vidéo numérique. En fin de compte, la capture de mouvement 2D dans MATLAB est utilisée pour analyser les changements de comportement du mouvement d’une antenne chez les abeilles mellifères après des paradigmes d’apprentissage tactile associatifs et non associatifs.

Cette méthode peut être utilisée pour étudier la discrimination tactile et la perception chez diverses espèces modifiables. Il peut différencier les changements dus à l’apprentissage tactile non associatif des changements résultant de l’apprentissage associatif comme pendant le conditionnement. En général, les personnes qui ne connaissent pas cette méthode auront du mal à le faire parce que les abeilles doivent être manipulées avec beaucoup de soin et que le moment de la procédure de conditionnement tactile est crucial.

La méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la détection active du toucher. Il utilise un comportement réflexe naturel comme comportement de rapport, ce qui nous permet de dire si l’animal peut ou non discriminer entre deux stimuli tactiles. Pour commencer, collectez les abeilles directement à l’entrée de la ruche.

Capturez chaque abeille dans un flacon en verre fermé par un bouchon en mousse, et apportez-la immédiatement au laboratoire pour une manipulation ultérieure en laboratoire. Brièvement, refroidissez les abeilles dans un réfrigérateur à quatre degrés Celsius jusqu’à ce qu’elles commencent à montrer des signes d’immobilité. Tout d’abord, immobilisez chaque abeille sur un tube métallique.

Placez du ruban adhésif autour de la tête et du thorax et sur l’abdomen. Vérifiez que le probus et une antenne sont librement mobiles pour obstruer la vision de l’abeille. Peignez les yeux et les selli composés avec de la peinture blanche.

Placez une petite goutte de cire fondue entre la tête et le ruban adhésif pour éviter que la tête ne bouge. Pendant les enregistrements. Pour faciliter l’identification, marquez le ruban de chaque abeille avec un numéro et placez le tube dans une atmosphère humide pour éviter la déshydratation.

Enfin, utilisez une seringue remplie de solution de saccharose à 30 % pour nourrir chaque abeille pendant cinq secondes et laissez-les récupérer pendant 30 minutes. Avant de commencer le protocole de conditionnement tactile, avant le conditionnement, testez chaque B pour la réponse d’extension psis ou PER. Pour ce faire, appliquez un stimulus à 30 % de saccharose sur les antennes pour une réponse correcte.

L’extrémité du psis doit traverser une ligne virtuelle entre les mandibules ouvertes. Seules les abeilles avec un PER correct sont utilisées pour l’étude. Pour le conditionnement tactile, des structures de surface métalliques sont utilisées comme stimulus conditionné ou cs.

Leur surface peut être lisse ou rainurée pour créer une texture différente. Le stimulus inconditionné ou US est une solution à 30 % de saccharose. Placez le cube en laiton dans un support sur un micro-manipulateur.

Cela permettra un positionnement précis pendant la procédure de conditionnement. Une fois le stimulus tactile monté, placez une abeille devant le micromanipulateur. Ensuite, positionnez lentement les C de manière à ce que la surface du stimulus tactile soit parallèle à la tête de l’abeille.

L’abeille doit être capable de balayer le stimulus tactile dans une position confortable avec les deux antennes. Pour commencer la procédure de conditionnement, laissez la perle balayer le stimulus tactile pendant cinq secondes. Après les trois premières secondes, à l’aide d’une seringue, présentez une gouttelette de la solution de saccharose à 30 % sous le probos.

À l’aide de l’extrémité de la seringue, soulevez doucement le probus. Cette stimulation devrait provoquer le PER inconditionné. Permettez à l’abeille de lécher le saccharose.

Récompense pour une seconde. Poursuivez la procédure de conditionnement jusqu’à ce que l’abeille reçoive cinq appariements. Après les premiers appariements récompensés, les abeilles devraient commencer à répondre à la présentation CS par extension de leur psis indiquant qu’elles attendent la récompense à venir.

Un psis complètement étendu observé à tout moment au cours des trois premières secondes de présentation du stimulus tactile avant la présentation du saccharose est noté comme une réponse positive. Enfin, une courbe d’apprentissage est générée pour un groupe d’abeilles. Pour cela, le pourcentage d’abeilles présentant le PER lors de la présentation de la CS est tracé pour chaque essai.

Après le conditionnement, une caméra vidéo numérique avec un objectif macro approprié est utilisée pour enregistrer les mouvements de l’antenne. Ici, nous utilisons une caméra 602 F, équipée d’un objectif VZM 200 de spécification technique fonctionnant à 50 images par seconde via une connexion filaire de feu, ajustons la caméra de manière à ce que l’abeille harnachée et le stimulus tactile soient visibles. Ensuite, calibrez l’appareil photo en prenant des photos uniques d’un damier calibré dans différentes orientations.

Utilisez un logiciel spécialisé avec un outil d’étalonnage de l’appareil photo pour analyser les images. Une fois calibré, placez un seul B fixe sous l’objectif de la caméra et présentez le stimulus tactile. Comme indiqué précédemment.

Enregistrez le mouvement de l’étanchéité pendant que l’abeille scanne l’objet. Une fois les données collectées, MATLAB permet de définir d’abord l’arrière-plan de l’image, puis de calculer la valeur médiane de l’échelle de gris au fil du temps pour chaque pixel. Les objets statiques tels que la tête fixe de l’abeille et le stimulus tactile constitueront l’arrière-plan de l’image en soustrayant l’arrière-plan de l’image de chaque image des pièces mobiles de la vidéo.

Idéalement, les antennes de l’abeille sont isolées comme les seules zones de valeurs non nulles pour un traitement ultérieur. Les deux plus grandes zones avec des valeurs de pixel non nulles sont supposées être les antennes a. Un masque est créé pour localiser les extrémités de l’antenne et pour l’ensemble de l’image afin de réduire la quantité d’erreur.

Une combinaison d’outils d’érosion et de dilatation de l’image est appliquée une fois que ces techniques ont réduit le niveau de bruit. Une fonction de masque binaire est utilisée pour regrouper les zones disjointes. Le centre de gravité est calculé pour les deux plus grands de ces amas afin de distinguer l’antenne gauche de l’antenne droite.

Ici, ils sont étiquetés en rouge et vert. Enfin, la pointe de l’antenne pour chaque antenne peut être définie comme le pixel d’un cluster avec la valeur la plus élevée dans la direction proximale à distale, un histogramme bidimensionnel est créé qui montre la distribution spatiale de la pointe d’une pointe représentée. Voici la courbe d’apprentissage du conditionnement tactile du PER chez le faussaire de pollen.

Le pourcentage de réponses positives après le premier appariement était significativement plus élevé par rapport au comportement spontané, et la courbe d’apprentissage montre une saturation après la troisième récompense. Dans cet exemple, le mouvement de la pointe anale dans le groupe conditionné et le groupe naïf a été enregistré pendant une minute en présence ou en absence du stimulus tactile observé. Voici les mouvements spontanés d’un tunnel avant la présentation du stimulus.

L’absa montre la position latérale de l’extrémité d’un tunnel tandis que l’ordonnée montre la position distale. L’échelle de couleurs indique le pourcentage de temps que la pointe de l’anin a passé à un endroit donné. Le jaune indique que les emplacements sont très fréquents, que les emplacements sont rouges, moins fréquents et que les emplacements noirs sont hors de portée.

Ces données montrent que le groupe et le groupe conditionné ont modifié leur schéma de mouvement antal en présence d’un stimulus tactile par rapport à leur comportement spontané. Notez que la région jaune rectangulaire près de la surface du stimulus indique que la pointe du talon de la fourmi a passé beaucoup de temps à échantillonner la surface. Les abeilles du groupe conditionné ont passé beaucoup plus de temps avec leur pointe d’antenne dans la zone du stimulus que les abeilles naïves.

À la suite de cette procédure, des méthodes électrophysiologiques et pharmacologiques peuvent être trouvées pour répondre à des questions supplémentaires telles que : quelle est la base neurophysiologique du comportement tactile actif chez les abeilles après son développement ? Cette technique de conditionnement tactile a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la détection active du toucher pour explorer divers aspects de la discrimination des stimuli tactiles, mais aussi de l’apprentissage tactile et de la mémoire dans les Alpha Pots. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’analyser la recherche tactile active et les mouvements d’échantillonnage et les insectes.

Notez que l’analyse du mouvement peut être étendue à l’analyse tridimensionnelle si au moins une caméra supplémentaire est ajoutée de manière synchronisée à la première.