9 febbraio 2011
Riproduzione video è una tecnica ampiamente utilizzata in comportamento animale. Abbiamo creato e valutato un programma che applica regole-base, la riproduzione interattiva del 3-D animazioni al computer in risposta a tempo reale, automatizzato di dati sul comportamento dei soggetti.
L'obiettivo generale del seguente esperimento è quello di utilizzare un sistema di riproduzione video automatizzato e interattivo per studiare il comportamento di corteggiamento nelle femmine di pesce coda di spada. Ciò si ottiene modellando un pesce digitale maschio, aggiungendo movimento e interattività e creando regole su come si comporterà rispetto al pesce in questione. In questa dimostrazione, un maschio virtuale seguirà i movimenti di una femmina reale per impostare il sistema.
Un acquario fiancheggiato da due monitor è costruito e collegato al sistema di visualizzazione per seguire i soggetti in tempo reale. I dati di movimento vengono quindi passati al programma di riproduzione video interattivo su un server separato per determinare il movimento dello stimolo animato sullo schermo. Una volta che il sistema è in funzione, alle femmine viene data una scelta simultanea tra il maschio specifico e l'etero specifico maschile sui lati opposti dell'acquario.
In definitiva, la preferenza nel comportamento di corteggiamento che le femmine di pesce mostrano nei confronti dei maschi di una specie simile può essere influenzata dall'aggiunta di uno stimolo maschile interattivo. A dimostrare la procedura sarà Tricia Bakowski, ex studentessa laureata del mio laboratorio e attuale dipendente di Dreamworks SKG. Posizionare una telecamera sopra il serbatoio e collegarla a una scheda video di osservazione.
Effettuare le regolazioni in modo che l'intero acquario sia in vista. Configurare il sistema byob Observe viewer per ricevere le informazioni di tracciamento dalla telecamera. Quindi, abilita il plug-in per il visualizzatore BYOBs Observe che invia le coordinate al server di animazione tramite un indirizzo IP di rete specificato.
Per iniziare la calibrazione, accendere il server di animazione e aprire txt di configurazione del display interattivo. Immettere lo schermo con e l'altezza dello schermo in pixel sotto il numero monitor, le informazioni sotto il numero tipo di programma inserire la calibrazione. Assicurati di salvare queste modifiche.
Quindi, fare doppio clic sull'icona della riproduzione video interattiva o del programma IVP per avviare il programma e garantire la corretta corrispondenza tra i dati del visualizzatore e l'output interattivo dell'IVP. Inserire le dimensioni della vasca così come sono state impostate in precedenza nel sistema di visualizzazione per correggere le estremità della vasca dei pesci più piccole dei monitor. Usa la tastiera per spostare l'area di visualizzazione o la finestra di visualizzazione degli stimoli per allinearti con le estremità del serbatoio di test visualizzato sul server di animazione.
La porta di visualizzazione rosa viene riprodotta su un monitor di test e la porta di visualizzazione blu sull'altro. Quindi ridimensionare la visualizzazione del pesce maschio su entrambe le porte di visualizzazione fino a raggiungere la dimensione dello stimolo desiderata. Utilizzare lo stimolo di calibrazione standard e scalare a 66,7 millimetri utilizzando un benchmark standard.
Spostare le caselle sul display in modo che siano allineate ai bordi del serbatoio di prova. Usa i tasti coda o w per spostare le scatole verso o lontano dal centro del pesce per impostare il sistema. Posizionare un monitor CRT a ciascuna estremità di un acquario da 80 litri riempito con acqua pulita e assicurarsi che la luminosità dei due monitor sia corrispondente.
Caricare il modello da testare in questa dimostrazione. Vengono selezionati i file corrispondenti ai maschi corrispondenti, fosforo, birmano e maschio ex MechE. Scegli tra non interattivo o interattivo: imposta il lato e il palco in cui apparirà ogni stimolo e la dimensione desiderata di ogni stimolo.
Successivamente scegli tra i movimenti dei due stimoli che devono essere speculari o non medi. Infine, le esibizioni di corteggiamento del maschio possono essere rese interattive scegliendo l'impostazione predefinita in cui la pinna dorsale viene sollevata solo durante un'esibizione di corteggiamento laterale o a distanza. L'oggetto deve provenire dalla posta per attivare una risposta.
Per iniziare una sessione di test, aprire la configurazione del display interattivo, txt e impostare il tipo di programma numerico su test dal vivo e impostare il numero, il nome dell'esperimento sullo stesso nome file che contiene i dati dell'esperimento. Attiva il programma IVP, ma non premere start. Questo lascerà una schermata vuota per il periodo di acclimatazione.
Posiziona delicatamente il pesce in questione nell'acquario e lascialo riposare per 10 minuti. Prima di eseguire il test, avviare il visualizzatore di osservazione 2.0 e l'IVP. Gli stimoli video vengono mostrati ai soggetti in una prova composta da due fasi di 20 minuti.
Una fase è composta da segmenti di quattro o cinque minuti, di cui si vede un esempio qui. Il primo segmento acclimata la femmina alla vasca di prova per cinque minuti visualizzando uno schermo monocromatico su entrambi i monitor. Nel secondo segmento, uno stimolo video diverso viene visualizzato sul monitor sinistro e destro per altri cinque minuti.
Subito dopo la visualizzazione degli stimoli video, su entrambi i monitor viene nuovamente visualizzata una schermata monocromatica per cinque minuti. Nel quarto e ultimo segmento, vengono presentati gli stimoli del secondo segmento, ma la posizione di ciascuno stimolo viene invertita. Ciò fornisce un controllo all'interno delle donne per il bias laterale.
La seconda fase può ripetere lo stesso schema con un diverso insieme di stimoli presentati simultaneamente. Al termine di tutte le fasi, rimuovere il soggetto e introdurre il pesce successivo da testare per controllare le distorsioni laterali e ordinare gli effetti variano sistematicamente il lato e l'ordine di presentazione tra i soggetti. Lo stimolo interattivo mostrato qui in rosso segue da vicino la posizione orizzontale della femmina mostrata in blu in tempo reale.
Le tre regole che guidano il comportamento maschile sono le seguenti, dove la direzione X si riferisce alla lunghezza del serbatoio e la direzione si riferisce alla larghezza del serbatoio. Regola uno, il maschio simulato segue sempre il soggetto attraverso lo schermo seguendolo nella direzione Z. Regola due, la pinna dorsale del maschio simulato viene sollevata solo quando esegue un'esibizione di corteggiamento laterale.
Regola tre, il pesce coda di spada maschio simulato eseguirà solo un'esibizione di corteggiamento laterale per il 50% del tempo totale in cui viene mostrato alla femmina. L'esibizione del corteggiamento laterale è innescata dal fatto che il pesce maschio si trova entro un quarto della lunghezza del corpo maschile rispetto alla femmina in direzione Z. Il display del corteggiamento laterale è indipendente dalla vicinanza della femmina al monitor.
Nell'Associazione X Direzione, il tempo viene calcolato automaticamente dall'osservatore ed è definito come la quantità di tempo che una femmina trascorre entro 10 centimetri da un monitor o dagli altri stimoli non interattivi Creato dall'IVP mostra che le esperte X femminili preferiscono fortemente i segnali visivi della propria specie. Tuttavia, quando le femmine sono state testate con maschi interattivi conspecifici ed etero specifici, non sono riuscite a mostrare una preferenza dopo il suo sviluppo. Questa tecnica ha permesso ai ricercatori nel campo del comportamento animale di esplorare le interazioni sociali utilizzando algoritmi quantitativi.
Questo studio presenta un sistema automatizzato e interattivo di riproduzione video progettato per analizzare il comportamento di corteggiamento nelle femmine di pesce spadaccino. Utilizzando un modello digitale di maschio che risponde ai movimenti in tempo reale di una femmina viva, i ricercatori possono esplorare la dinamica delle preferenze riproduttive nei pesci.
La riproduzione video interattiva automatizzata consente una manipolazione precisa e in tempo reale degli stimoli comportamentali negli animali, supportando studi basati su ipotesi riguardo alla comunicazione e alle preferenze. Questa tecnologia migliora la fedeltà e il controllo dei saggi comportamentali, influenzando direttamente la scoperta precoce e la validazione degli obiettivi nella ricerca neurocomportamentale e sensoriale. La sua integrazione aumenta l'affidabilità predittiva dei modelli traslazionali e orienta le decisioni strategiche relative alle piattaforme di fenotipizzazione comportamentale.
Questo sistema interattivo di riproduzione video si inserisce nel percorso dalla scoperta alla fase preclinica, consentendo la verifica di ipotesi, lo sviluppo di saggi e la ricerca comportamentale traslazionale.