Intégration des essais psychophysiques visuels dans un labyrinthe Y pour isoler le rôle que jouent les caractéristiques visuelles dans les décisions de navigation

Notre protocole nous permet d’imiter les caractéristiques visuelles qu’un poisson librement en mouvement peut éprouver lorsqu’il voyage en groupe et de quantifier comment ces caractéristiques influencent leurs décisions de navigation. Cette technique peut être utilisée pour relier les décisions directionnelles de niveau individuel en réponse à un indice sensoriel pour voir comment ces décisions changent en fonction des actions des autres. Nos méthodes donnent un aperçu de la façon dont les animaux évaluent et naviguent dans leur environnement et des propriétés émergentes associées à la prise de décisions collectives, à l’intelligence artificielle et aux systèmes d’ingénierie complexes.

Il est difficile de faire des analyses psychophysiques sur les personnes qui se déplacent librement. Nous nous efforçons continuellement de maximiser le contrôle sur l’expérience sensorielle de l’animal sans biaiser leur comportement par des indices indésirables de l’équipement. La documentation vidéo est un excellent format pour clarifier les méthodes expérimentales complexes car elle augmente la transparence et, espérons-le, la reproductibilité.

Commencez par placer une plate-forme de labyrinthe Y poly méthacrylate poly méthyle construite sur mesure au-dessus de la plate-forme de soutien transparente dans une salle dédiée. La tenue du bras Y et les zones de domaine gauche et droite doivent être identiques dans la construction. Par exemple, ici, les bras du labyrinthe Y mesurent 46 centimètres de longueur, 23 centimètres de largeur et 20 centimètres de profondeur, avec une zone de décision centrale d’environ 46 centimètres de diamètre.

Installez une caméra ethernet gigaoctet noir et blanc pour enregistrer le labyrinthe d’en haut et enregistrer les comportements du poisson et les projections visuelles avec des câbles de protocole Internet de neuf mètres attachés à un ordinateur avec une carte ethernet d’un gigaoctet dans une salle de contrôle. Ensuite, utilisez le logiciel de l’ordinateur connecté pour ajuster les paramètres de la caméra afin que la clarté de l’image soit optimisée pour visualiser les comportements pertinents. Installez quatre systèmes d’éclairage aérien le long des murs de la salle expérimentale, en positionnant les lumières pour éviter les réflexions sur le labyrinthe.

Fixez un projecteur à jet court jusqu’au bord inférieur de la structure de support du labyrinthe et réglez la résolution de projection à 1440 par 900 pixels. Utilisez ensuite un programme de traitement d’image pour mesurer et corriger toute distorsion lumineuse créée par le projecteur. Avant de commencer les essais expérimentaux, définissez les conditions environnementales dans le labyrinthe à celle du système de détention et transférez les animaux dans le domaine jusqu’à 40 minutes par jour pendant cinq jours sans stimuli visuels générés par ordinateur.

Pendant ce temps, sélectionnez, assignez, pesez, mesurez et transférez le poisson en question dans les réservoirs expérimentaux. Pour initier un essai psychophysique, allumez le projecteur de pièce et les systèmes de voie lumineuse émettant de la lumière au niveau prédéterminé de luminosité pour permettre aux ampoules de se réchauffer. Ouvrez le programme de visionneuse de la caméra et chargez les paramètres pour l’ouverture, la couleur et l’enregistrement enregistrés pendant la configuration afin de s’assurer que la meilleure qualité de la vidéo peut être obtenue et activer la caméra à utiliser pour l’enregistrement.

Sélectionnez les fonctionnalités de charge du menu de dropdown de l’appareil photo et accédez au dossier Paramètres de la caméra enregistré. Ouvrez les paramètres enregistrés pour confirmer la qualité de la vidéo et cliquez sur Tir continu avant de fermer le programme de visionneuse. En utilisant le calendrier expérimental prédéterminé avec des expositions randomisées au traitement des sujets au cours de l’expérience, entrez les valeurs sélectionnées pour l’essai en cours et enregistrez les données de combinaison de traitement dans le carnet de laboratoire et frappez la clé de retour dans le Vfish.

pde fenêtre pour initier les projections visuelles. Lorsque les poissons virtuels apparaissent dans le domaine, enregistrez l’heure de l’horloge et soulevez la porte de fixation. Mettre fin à l’essai lorsque 50 % du corps du poisson en question se déplace dans un bras de choix ou lorsque la période d’analyse expérimentale désignée s’écoule.

Enregistrez l’heure de l’horloge, les heures de départ et d’arrêt du chronomètre et le choix du poisson. Arrêtez l’enregistrement vidéo et appuyez sur la pause dans le programme de stimuli visuels pour inciter l’utilisateur pour les données de résultats de l’essai. Après confirmation de la sélection, le programme reviendra au premier écran et attendra les valeurs pour le prochain essai expérimental.

Ensuite, retournez le poisson dans son réservoir d’attente et placez le poisson suivant dans la zone d’attente du bras Y pour le prochain essai. À la fin d’une session, arrêtez-vous dans le programme une fois que le dernier poisson de la session a pris la décision d’écrire les données de la session à déposer. Répétez l’échange d’eau à la fin de la séance du matin pour assurer la stabilité de la qualité de l’eau entre les essais et examiner le cahier de laboratoire pour prendre les notes nécessaires.

Après le dernier essai de l’après-midi, appuyez sur arrêter dans le programme de stimuli visuels pour sortir les données recueillies dans le dossier des données. Dans cette expérience représentative, la majorité des poissons ont montré une amélioration significative de la précision avec laquelle ils ont suivi les stimuli directionnels que la vitesse de ces stimuli a augmenté. Toutefois, la tendance à la vitesse de décision était incohérente et très variable selon les niveaux de vitesse de stimulation, ce qui donne à penser qu’il a fallu en moyenne de cinq à 20 fois plus de temps aux sujets pour prendre leur décision lorsque les stimuli se déplaçaient que lorsqu’ils ne l’étaient pas.

Nos méthodes peuvent être élargies pour inclure des tests des effets du stress sublétal sur le moment de la réponse et la cohérence sur la façon dont l’information sociale est échangée et transférée entre les individus. Notre technique a intégré avec succès des labyrinthes Y et un essai aléatoire de mouvement de point, aider à découvrir les règles sensorielles que les individus suivent lors de la navigation dans leur environnement. Lorsque vous travaillez avec de l’eau et de l’électricité, utilisez des précautions de sécurité, comme des interrupteurs GFCI, des boucles au goutte-à-goutte et des chaussures antidérapantes résistantes aux chocs pour réduire les risques de choc électrique et de glissade.