Name: מחשב שנוצר מודל החיה גירויים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-07-29T00:00:00.000+00:00
Duration: 26 min 43 s
Description: חקור את יצירת גירויים ממוחשבים לחקר התנהגות בעלי חיים באמצעות דגם של לטאת Jacky dragon. שיטה זו מדגימה טכניקות סריקת תלת מימד, מיפוי UV והנפשת רוטוסקופיה לחקירת תקשורת חזותית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

אני רוצה להודות דניאל ואן Dyk מהמרכז לחקר אינטגרטיבי של התנהגות בעלי חיים (CISAB) על העזרה הרבה בעיצוב מודל וגישה וידאו ארכיוני. כריסטופר אוונס (CISAB) סיפק תמיכה טכנית, דניאל וורנר (אוניברסיטת סידני) סיפק את המודל פוחלצית, וריצ&#39;רד פיטרס (האוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה) בתנאי תכונות תכנון מוקדם.

אנימציה עיצוב אובייקט סריקה רוכשת לטאה פוחלצית. סרוק את המודל עם 9i ו-Konica Minolta. היא מייצרת אובייקט 3D (*. lwo ו קבצי *. obj) רשת ב מצולע יחיד של 50,000 פוליגונים. Lightwave ® v8.3 יש שתי תוכניות המשמש 3D אנימציה: דגמן ו פריסה. Lightwave ® עיצובים דגמן ומפעיל את האובייקט. Lightwave ® תוכנית פריסה יוצר סצינות אנימציה. Lightwave ® דגמן ו פריסה יש שלושה ממדים של מיקום, כיוון וסיבוב: כותרת (Y), המגרש (X), והבנק (Z). מרקם רכישה צילום לטאה לחיות באמצעות 12.8 מגה פיקסל Canon EOS 5D מצלמה דיגיטלית משתי זוויות (פרונטלי אורתוגונליים), שלוש עמדות (חזיתית, אורתוגונליים, הגחון, ועל הגב), וכן בשלושה אזורים בגוף חלקים (ראש, גוף, זנב, והגפיים) על גיליון נייר לבן יהיה לבן מאוזנת צבע אחיד. נתיך תמונות יחד Adobe ® Photoshop ® Elements 3.0. יצירת מפת UV האטלס Lightwave ® דגמן. המפה UV שוברת את האובייקט לתוך מחרוזות של חיבור פוליגונים. לכידת תמונה JPEG של המפה UV אטלס עם גזל V1.2 כדי ליצור תמונת JPEG נפרד. Imbed כמו שכבת הרקע לתוך Adobe ® Photoshop ® Elements 3.0. בשנות ה Lightwave ® דגמן, פוליגונים לסמן על המפה UV אטלס לזהות אזורים ספציפיים על הלטאה. יבול באזור ולהוסיף על גבי המפה אטלס רקע UV JPEG. כאשר כל קטעי הצילום הם שכבות על גבי המפה אטלס UV JPEG, להסיר את הרקע ליצירת קובץ יחיד TIFF. ייבוא ​​קובץ TIFF לתוך Lightwave ® דגמן ולהקצות קואורדינטות UV. Skelegons השתלת ואת עצמות ב Lightwave ® דגמן, skelegons תוכננו המוטבעת. Skelegons שימש מצייני מיקום עבור העצמות. צור 61 עצמות. צור skelegons לחקות את מספר החוליות דרקון ג&#39;קי, עם skelegon אחת גדולה להשתמש כדי לדמות את הראש. יצירת עמוד השדרה וירטואלי מהצוואר ומטה עד סוף הזנב. הפתיל forelimbs, אשר מורכב של ארבע skelegons כל, אל עמוד השדרה. כאשר כל skelegons נוצרים, לשלוח את האובייקט כולו Lightwave ® פריסה, שם skelegons הן כדי להפוך עצמות. הוספת הצללה משקל מפות משקל עצמאי יש מגוון הערך מ -100% עד 100% כדי לפזר באופן שווה בתנועה. הייעודית של הגפיים, הזנב, הראש עם החיובי (+) מפה ערכי משקל. תן גוף שלילי (-) מפה ערך במשקל. Stimulus לכידת וידאו מתוך ארכיוני מדה לטאה ארכיוני הוצגה באמצעות Sony MiniDV וידאו דיגיטלי נגן מקליט PAL על Trinitron סוני צג לטאה לחיות שנערך במתחם שלה (לרכישת וידאו הראשונית, ראה Ord ואוונס, 2002; Ord, פיטרס, אוונס, &amp; Taylor, 2002; Van Dyk ואוונס, 2007). התגובות של לטאות נרשמו שימוש (MV650i) מצלמת וידאו דיגיטלית Canon ממוקם כ מן המתחם על מטר. גודל הלטאה היה scaled לגודל נציג של המוט על המסך להציג. ייצוא כמו רצף תמונות בודדות JPEG ב Apple QuickTime ™ v7.0. Rotoscoping עבור שכפול Stimulus &quot;Rotoscoping&quot; היא טכניקה שבה האנימציה האובייקט על גבי מסגרת לפי מסגרת בקידמה של רצף הרקע (Gatsey, מידלטון, ג&#39;נקינס, &amp; Shubin, 1999). שלח את האנימציה Lightwave ® פריסה, שם אור, מצלמה, האובייקט, ואת מאפייני הרקע יכול להיות נשלט על הסצינה. בחר דפוסי מנוע מ וידאו דיגיטלי יצוא ארכיוני כרצף תמונה (JPEG) באמצעות Apple QuickTime ™ Player 7.0. המטרה חייבת להיות נוכח המצלמה. ייבוא ​​JPEG הראשון ברצף תמונה לתוך הרקע. לתפעל את האובייקט באמצעות עצמות להרכיב למצב הנוכחי המשקף את תמונת הרקע. כל מסגרת היא להיות &quot;keyframed&quot;, כך את המיקום של אובייקט נשמר. החלף את תמונת הרקע עם התמונה ברציפות הבא לתפעל את האובייקט אל המיקום החדש. חזור על התהליך עד הרצף נגמר. טיוח רצף עבור השלמת קליפים ברצף גדולים או עיבוד אצווה המוצגים באמצעות לדקלם משק מפקד v2.9. לדקלם משק מפקד (RFC) קישורים למעלה במחשבים כדי לייצר סדרה של מעבדים כדי לסייע עיבוד מהיר יותר. ארבעה Apple Mac G5 כפול מעבדים (שמונה האשכולות) שימשו להפצת טיוח, ובכך להקטין את הזמן עד ארבע שעות. רצפים כל נשמרו ב PAL-DV רגילה (720 ¥ 576 פיקסלים ברזולוציה, 05:01 דחיסה, 575 קווי רזולוציה אופקית: 25 מסגרות 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>

מימון נתמך על ידי פרס CISAB ואת המחלקה לפסיכולוגיה לתארים מתקדמים של אוניברסיטת Macquarie, ומועצת המחקר האוסטרלי. המחקר נערך בהתאם לקווים המנחים האתיים של אוניברסיטת Macquarie Animal ועדת האתיקה (2003/014) ואת דרום ניו ויילס גנים לאומיים Wildlife Services (S11024).

מחשב שנוצר אנימציות הן יותר ויותר כלי פופולרי שבו לחקור שאלות לגבי תקשורת והתנהגות בעלי חיים. על ידי שימוש בטכניקות אנימציה, החוקרים יכולים להתמקד בהיבטים ספציפיים של עיצוב האות, ולטפל תכונות שבעבר לא היו מסוגלים להיחקר בשל הטכנולוגיה מוגבלת. למרות חיה מבוים קונבנציונאלי המפגשים עדיין להפגין עקרונות תיאורטיים, טכניקות אנימציה עכשיו לספק כלי מתוחכם לבחינת אינטראקציות מפורט יותר.

<table><tbody><tr><td>פריט חדש</td><td>מצלמה דיגיטלית</td><td>Konica Minolta Holdings, Inc.</td><td>VI-9i</td><td>שימשה לרכישת רשת תלת-ממדית (בוצע על ידי New Dawn&amp;#174; - Bexley North, NSW Australia) </td></tr><tr><td>Lightwave&amp;#174; 3D</td><td>תוכנה</td><td>NewTek Inc.</td><td>v8.3</td><td>ליצירת אנימציה</td></tr><tr><td>Canon</td><td>מצלמה דיגיטלית</td><td>Canon, inc.</td><td>EOS 5D</td><td>12.8 megapixels</td></tr><tr><td>Grab</td><td>תוכנה</td><td>Apple</td><td>v1.2</td><td>הפקת טקסטורה מתצלומים ומפת UV</td></tr><tr><td>Adobe&amp;#174; Photoshop&amp;#174; Elements</td><td>תוכנה</td><td>Adobe</td><td>v3.0</td><td>הפקת טקסטורה מתצלומים</td></tr><tr><td>Render Farm Commander</td><td>תוכנה</td><td>Bruce Rayne&amp;#169;</td><td>v2.9</td><td>רינדור המוני ברשת מקומית (LAN)</td></tr><tr><td>Mac Pro</td><td>מחשב</td><td>Apple</td><td></td><td>ארבעה מעבדים כפולים (שמונה תהליכונים); יצירה ורינדור של אנימציה</td></tr><tr><td>Sony MiniDV</td><td>מקליט וידאו דיגיטלי</td><td>Sony Corporation</td><td>GV-D300E</td><td>השמעת גירויים במהלך רכישת הגירוי</td></tr><tr><td>Sony Trintron</td><td>עינית צבעונית</td><td>Sony Corporation</td><td>PVM-14M2A</td><td>מסך אחד לרכישת גירוי</td></tr><tr><td>Canon</td><td>מצלמת וידאו דיגיטלית</td><td>Canon, inc.</td><td>MV650i</td><td>הקלטת התנהגות במהלך רכישת גירוי</td></tr></tbody></table>

מחשב שנוצר מודל החיה גירויים

Computer-Generated Animal Model Stimuli

תקשורת בין בעלי חיים היא מגוונת ומורכבת. בעלי חיים יכולים לתקשר באמצעות השמיעה, סייסמיים, chemosensory, אותות חשמליים, או חזותי. בפרט, הבנה של מגבלות על עיצוב האות החזותי לתקשורת כבר עניין רב. שיטות מסורתיות לחקר אינטראקציות חיה השתמשו בטכניקות תצפיתי בסיסי, מבוים מפגשים, או מניפולציה פיזית של מורפולוגיה. שיטות פולשניות פחות ניסו לדמות conspecifics באמצעות כלים השמעה גולמי, כגון מראות, תמונות סטילס, או מודלים. ככל שהטכנולוגיה הפכה מתקדמים יותר, הפעלת הווידאו התפתחה ככלי נוסף שבו לבחון תקשורת חזותית (רוזנטל, 2000). עם זאת, כדי להעביר צעד אחד קדימה, היישום של אנימציה מחשב עכשיו מאפשר לחוקרים לבודד במיוחד רכיבים קריטיים הדרושים כדי לעורר תגובה חברתיים conspecifics, ולטפל בתכונות אלה כדי לשלוט אינטראקציות. הנה, אני לספק פרטים על איך ליצור אנימציה באמצעות דרקון ג&#39;קי כמודל, אבל תהליך זה עשוי להיות להתאמה עבור מינים אחרים. בבניין אנימציה, אני נבחר להשתמש Lightwave 3D לשנות מורפולוגיה אובייקט, להוסיף מרקם, להתקין עצמות, ולספק הצללה משקל דומה שמונעת תנועה מוגזמת. האנימציה היא מתאימים ואז לבחור דפוסי מנוע לשכפל תכונות תנועה קריטי. לבסוף, רצף חייב שניתנו לתוך קליפ יחיד להצגה. אמנם יש טכניקות הסתגלות אחרות, השיטה הייחודית הזאת כבר הוכיחה את עצמה כאפקטיבית לעורר התגובות הן בולט והחברתיים מבוים אינטראקציות.

מחשב שנוצר באמצעות גירויים הדרקון ג&#39;קי כמודל.

תקשורת בין בעלי חיים היא מגוונת ומורכבת. בעלי חיים עשויים לתקשר באמצעות אותות שמיעתיים, סייסמיים, כימיים, חשמליים או חזותיים. ב...

שלום, שמי קווין ו. מהמרכז למחקר אינטגרטיבי של התנהגות בעלי חיים באוניברסיטת מקווארי בסידני, אוסטרליה. במאמר מבוסס-וידאו זה, אדבר על השימוש באנימציות מחשב בניסויי התנהגות של בעלי חיים. בפרט, אדבר על האופן שבו אנו למעשה מייצרים את אחד המודלים הללו.כיום, אנימציות הופכות לפופולריות מאוד בתרבות העכשווית שלנו, אך איננו רואים אותן רבות במונחים של מדע או במחקרים הקשורים למדע. עם זאת, ניסיונות מוקדמים לבניית אנימציות למדע התחילו בתהליכים בסיסיים מאוד, ותהליכים אלו כללו לעיתים קרובות חיתוך וסריקה של חלקים מסוימים באובייקט או בדגימה ספציפית, או שהשתמשו בטכניקות הדומות לתנועה ביולוגית, כגון נקודות אור, כדי להתאים חלקים מסוימים בגוף לאנימציה. יתרה מכך, אם רצינו ליצור אנימציה, מישהו היה צריך לבנות אותה מאפס.כעת, השימוש באנימציה אפשר לנו לחקור היבטים רבים בהתנהגות בעלי חיים, כגון הזדווגות, חיזור, ומה שאבחן כאן באופן ספציפי היא תקשורת או תקשורת חזותית. השימוש באנימציה הוא מתוחכם הרבה יותר מאמצעים מסורתיים, כגון אינטראקציות חיות או שיטות פולשניות כמו ניתוח. לכן, במאמר ספציפי זה, אספק סקירה כללית על האופן שבו יצרנו את המודל הספציפי הזה, ונבחן כיצד סורקים מודל זה.אנו נבחן כיצד להוסיף טקסטורה, את עצמות מיפוי ה-UV, הצללת משקלות, כיצד אנו לוכדים בפועל את הגירוי עבור רוטוסקופינג, ולבסוף, כיצד התהליך מרנד

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

בדו"ח זה, אנו מציעים מערכת אוטומטי לחלוטין תכליתי מאוד המסוגל בו זמנית בדיקות רב קוגניטיביים התנהגויות ורישום הפעילות העצבית של מכרסמים.

מערכת אוטומטי לחלוטין תכליתי מאוד עבור בדיקת ריבוי פונקציות קוגניטיביות ורישום פעילות עצבית במכרסמים

הליך מתואר למניפולציה של פעילות תאי עצב בקליפת מוח פירמידליים מוחיים optogenetically תוך אלקטרו, electromyogram, וריכוז חומצת חלב מוחות המנוטרים. הקלטות ניסיוניות מבוצעות על עכברי כבלים-כבולים בזמן שהם עוברים מחזורי שינה / בעקבות ספונטניים. Optogenetic ציוד מורכב במעבדה שלנו; ציוד הקלטה זמין מסחרי.

Electroencephalography סימולטני, מדידה בזמן אמת של הריכוז לקטט ומניפולצית Optogenetic של פעילות עצבית בקליפת המוח המכרסמת

מקור: Zhao, Z. et al. שיטה פולשנית להפעלת הבליטה המשוננת של העכבר על ידי גירוי בתדר גבוה. J. Vis. Exp. (2018)סרטון זה מדגים את הפרוטוקול למתן גירוי מוחי עמוק בתדר גבוה לפיתול משונן, ומפרט את השפעותיו על הפעלה עצבית, פלסטיות סינפטית ונוירוגנזה.

גירוי בתדר גבוה להגברת ההפעלה העצבית והנוירוגנזה בפיתול המשונן, העכבר

סרטון זה מדגים פרוטוקול לוויסות תנודות תטא במודל עכבר מהונדס גנטית עם תעלות יונים רגישות לאור בנוירוני המחיצה המדיאלית GABAergic שלו. על ידי העברת פולסי אור להיפוקמפוס, הפרוטוקול נועד לסנכרן את הפעילות העצבית וליצור תנודות תטא, אשר נרשמות כפוטנציאלי שדה מקומיים.

מניפולציה סלקטיבית של תנודות תטא במודל עכבר

סרטון זה מדגים את הפעולה של גירוי בלולאה סגורה בחולדה עם מכשיר מושתל בניתוח לתיעוד פעילות עצבית. אותות עצביים נרשמים ומנותחים לראשונה. לאחר מכן מועלים טפסי גל של תבנית, ופרמטרים מוגדרים להפעלת גירוי בלולאה סגורה.

הפעלת גירוי בלולאה סגורה על ידי פעילות קוצים של תאי עצב

אנו מתארים פרוטוקולים להכשרת חולדות עבור קלטות אלקטרו כרוניות במשימות קוגניטיביות אוטומטיות לחלוטין בהקרנה מקיר לקיר מבוך.

משימות אוטומטיות חזותית קוגניטיבית להקלטה עצבית פעילות באמצעות הקרנה מקיר לקיר מבוך

פרוטוקול זה מתאר שיטה של ניסוי זה בוחן גרף ספציפיות והמאפיינים הלא-גרף (תכונות) הרלוונטיים ההכרה של דמויות. השיטה משתמשת במסד נתונים המאחסן ערכים שונים תכונה של דמויות בהתאמה שנקרא (6 נקודה, קו n ) דמויות.

יצירת מבוקר בקפדנות גירויים לניסויים זיהוי דמות

פרוטוקול זה מדגים כיצד להשתמש במערכת אלקטרולוגית לגירוי בלולאה סגורה המופעלת על ידי דפוסי פעילות עצביים. לדוגמה קוד Matlab שניתן לשנות בקלות עבור התקני גירוי שונים מסופק גם.

שימוש בניותא פעילות העולה להדק לולאה סגורה גירויים בניסויים נוירולוגיים

עם מניפולציה אופטוגנטית של אוכלוסיות עצביות ספציפיות או אזורים במוח, התנהגות ניתן לשנות עם רזולוציה זמנית ומרחבית גבוהה בבעלי חיים נעים בחופשיות. באמצעות כלים אופטוגנטיים שונים בשילוב עם סיבים אופטיים מושתלים כרונית, ניתן לבצע מגוון של אפנון עצבי ובדיקות התנהגותיות.

מניפולציה אופטוגנטית של פעילות עצבית לווסת את ההתנהגות בעכברים נעים בחופשיות

אנו מציגים שיטה לגירוי כימי גמיש ורב-מודאלי ורישום של פעילות עצבית בו זמנית מתולעים רבות של Caenorhabditis elegans . שיטה זו משתמשת במיקרופלואידיקה, חומרה ותוכנה בקוד פתוח, וניתוח נתונים אוטומטי מפוקח כדי לאפשר מדידה של תופעות עצביות כגון הסתגלות, עיכוב זמני וגירוי crosstalk.

גירוי רב-מודאלי אוטומטי והקלטה עצבית סימולטנית מאורגניזמים קטנים מרובים

פרוטוקול זה מציג תיבה התנהגותית מבוססת מיקרו-בקר להערכת עיכוב קדם-דחף (PPI) על ידי איסוף נתוני תאוצה מחיישן מתחת לקופסה. נתונים אלה מעריכים ליקויים בשער חושי בחולדות מבודדות חברתית, עם שיטה נוספת לסנכרון נתונים עם פעילות עצבית כדי לקדם מחקרים נוירופיזיולוגיים על הפרעות התנהגות.

פיתוח קופסה התנהגותית להערכת עיכוב קדם-דופק ופעילות עצבית במודלים של בעלי חיים פסיכיאטריים

חקור את יצירת גירויים ממוחשבים לחקר התנהגות בעלי חיים באמצעות דגם של לטאת Jacky dragon. שיטה זו מדגימה טכניקות סריקת תלת מימד, מיפוי UV והנפשת רוטוסקופיה לחקירת תקשורת חזותית.

מחשב שנוצר מודל החיה גירויים

גלה סרטונים נוספים