Name: Computer-Generated modello animale Stimoli (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-07-29T00:00:00.000+00:00
Duration: 26 min 43 s
Description: Impara a creare stimoli computerizzati per studi sul comportamento animale utilizzando il modello del drago Jacky. Questo metodo dimostra come le animazioni migliorino la ricerca scientifica.

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Vorrei ringraziare Daniel Van Dyk dal Centro per lo Studio Integrativa del comportamento animale (CISAB) per il grande aiuto nella progettazione del modello e l&#39;accesso ai video d&#39;archivio. Christopher Evans (CISAB) ha fornito supporto tecnico, Daniel Warner (Università di Sydney) ha fornito il modello pratica della tassidermia, e Richard Peters (Australian National University) ha fornito elementi di design iniziale.

Animazione dei progetti Oggetto di scansione Acquisire lucertola pratica della tassidermia. La scansione del modello con una Konica Minolta VI-9i. Produce un oggetto 3D (*. lwo e file *. obj) in una maglia singolo poligono di 50.000 poligoni. Lightwave ® versione 8.3 dispone di due programmi utilizzati per l&#39;animazione 3D: Modeller e layout. Lightwave ® progetta Modeller e manipola l&#39;oggetto. Lightwave programma layout ® crea scene di animazione. Lightwave ® Modeller e layout sono tre dimensioni di posizionamento, l&#39;orientamento e la rotazione: voce (Y), passo (X), e la banca (Z). Texture di acquisizione Fotografare una lucertola dal vivo con un 12,8 megapixel Canon EOS 5D fotocamera digitale da due angolazioni (frontale e ortogonali), tre posizioni (frontale, ortogonali, ventrale e dorsale), tre regioni e parti del corpo (testa, corpo, coda e arti) su un foglio bianco di carta di colore bianco equilibrato per il colore standard. Fusibile fotografie insieme in Adobe ® Photoshop ® Elements 3.0. Creare una mappa UV Atlas in Lightwave ® Modeller. La mappa UV rompe l&#39;oggetto in stringhe di connessione poligoni. Acquisizione di immagini JPEG su mappa Atlas UV con Grab V1.2 per creare una immagine JPEG separato. Incastonare come il livello di sfondo in Adobe ® Photoshop ® Elements 3.0. Nel ® Lightwave Modeller, poligoni evidenziare sulla mappa UV Atlas per identificare le aree specifiche sul lucertola. Crop area e sovrapporre sullo sfondo Atlas UV mappa JPEG. Quando tutti i frammenti fotografici sono stratificati sulla mappa UV Atlas JPEG, rimuovere lo sfondo e creare un unico file TIFF. Importare il file TIFF in Lightwave ® Modeller e assegnare coordinate UV. Skelegons impianto e ossa In Lightwave ® Modeller, skelegons sono stati progettati e radicati. Skelegons agito come segnaposto per le ossa. Crea 61 ossa. Creare skelegons per imitare il numero di vertebre in un drago Jacky, con una grande skelegon utilizzato per simulare la testa. Creare una colonna vertebrale virtuale dal collo in giù fino alla fine della coda. Fondere le arti anteriori, che consistono in quattro skelegons ciascuno, alla colonna vertebrale. Quando tutti skelegons sono creati, inviare l&#39;intero oggetto di Lightwave ® Layout, dove il skelegons devono essere trasformate in ossa. L&#39;aggiunta di ombreggiatura Peso Mappe peso indipendenti hanno un campo di valori da -100% a +100% per distribuire uniformemente il movimento. Designati gli arti, coda e testa con positivo (+) valori della mappa di peso. Dare al corpo un negativo (-) Valore mappa di peso. Cattura stimolo da video d&#39;archivio Filmati lucertola archivio è stato mostrato con Sony MiniDV videoregistratore digitale lettore PAL su un monitor Sony Trinitron a una lucertola dal vivo tenuto nel suo recinto (per acquisizione video iniziale, vedere Ord e Evans, 2002; Ord, Peters, Evans, e Taylor, 2002; Van Dyk e Evans, 2007). Le risposte di lucertole sono stati registrati con un (MV650i) Canon videocamera digitale posizionata a circa sul metro dal recinto. Dimensioni lucertola era scalato alla dimensione rappresentante del pesce persico sul monitor. Esporta come singole immagini in sequenza JPEG in Apple Quicktime ™ v7.0. Rotoscoping per la replica Stimolo &#39;Rotoscoping&#39; è una tecnica in cui viene sovrapposta l&#39;animazione degli oggetti fotogramma per fotogramma in primo piano della sequenza di sfondo (Gatsey, Middleton, Jenkins, e Shubin, 1999). Invia l&#39;animazione per Lightwave ® Layout, dove la luce, macchina fotografica, oggetto, e le caratteristiche di fondo possono essere controllati per la scena. Seleziona schemi motori di archivio video digitale ed esportare come una sequenza di immagini (JPEG) utilizzando Apple QuickTime ™ Player 7.0. L&#39;oggetto deve essere in vista della telecamera. Importare la prima immagine JPEG in sequenza di immagini in secondo piano. Manipolare l&#39;oggetto utilizzando le ossa e si sovrappongono nella posizione corrente che riflette l&#39;immagine di sfondo. Ogni frame deve essere &#39;keyframe&#39;, tale che la posizione dell&#39;oggetto è salvato. Sostituire l&#39;immagine di sfondo con l&#39;immagine successiva consecutivi e manipolare l&#39;oggetto nella nuova posizione. Ripetere il processo fino a quando la sequenza è finita. Il rendering della sequenza per il completamento Clip della sequenza di grandi dimensioni o l&#39;elaborazione in batch viene eseguito utilizzando Render Farm Commander v2.9. Render Farm Commander (RFC) collega i computer per produrre una serie di processori per aiutare in un rendering più veloce. Quattro Apple Mac G5 dual-processor (otto thread) sono stati utilizzati per distribuire il rendering, riducendo così il tempo di quattro ore. Tutte le sequenze sono stati mantenuti a PAL-DV standard (720 ¥ 576 pixel di risoluzione, compressione 5:1, risoluzione orizzontale 575 linee, 25 fotogrammi 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>

Il finanziamento è stato supportato dal premio post-laurea CISAB e Dipartimento di Psicologia dell&#39;Università Macquarie University, e il Consiglio di ricerca australiana. Ricerca è stata condotta in conformità alle linee guida etiche dell&#39;Università Macquarie comitato etico degli animali (2003/014) e il New South Wales National Parks e servizi naturalistici (S11024).

Animazioni generate al computer stanno diventando sempre più uno strumento popolare in cui per investigare questioni riguardanti la comunicazione in comportamento animale. Utilizzando tecniche di animazione, i ricercatori possono concentrarsi su aspetti specifici della configurazione del segnale, e manipolare le funzioni che in precedenza non potevano essere indagati a causa della tecnologia limitata. Sebbene convenzionale animale messo in scena incontra ancora dimostrare principi teorici, tecniche di animazione ora fornire un sofisticato s...

<table><tbody><tr><td>Nuovo articolo</td><td>Fotocamera digitale</td><td>Konica Minolta Holdings, Inc.</td><td>VI-9i</td><td>Utilizzato per acquisire la mesh 3D (eseguito da New Dawn&amp;#174; - Bexley North, NSW Australia)</td></tr><tr><td>Lightwave&amp;#174; 3D</td><td>Programma software</td><td>NewTek Inc.</td><td>v8.3</td><td>Per creare animazioni</td></tr><tr><td>Canon</td><td>Fotocamera digitale</td><td>Canon, inc.</td><td>EOS 5D</td><td>12,8 megapixel</td></tr><tr><td>Grab</td><td>Programma software</td><td>Apple</td><td>v1.2</td><td>Estrarre la texture dalle fotografie e dalla mappa UV</td></tr><tr><td>Adobe&amp;#174; Photoshop&amp;#174; Elements</td><td>Programma software</td><td>Adobe</td><td>v3.0</td><td>Estrarre la texture dalle fotografie</td></tr><tr><td>Render Farm Commander</td><td>Programma software</td><td>Bruce Rayne&amp;#169;</td><td>v2.9</td><td>Rendering multiplo attraverso una rete locale</td></tr><tr><td>Mac Pro</td><td>Computer</td><td>Apple</td><td></td><td>Quattro processori dual (otto thread); creazione e rendering di animazioni</td></tr><tr><td>Sony MiniDV</td><td>Registratore video digitale</td><td>Sony Corporation</td><td>GV-D300E</td><td>Riproduzione degli stimoli durante l'acquisizione degli stimoli</td></tr><tr><td>Sony Trintron</td><td>Visore a colori</td><td>Sony Corporation</td><td>PVM-14M2A</td><td>Un monitor per l'acquisizione degli stimoli</td></tr><tr><td>Canon</td><td>Videocamera digitale</td><td>Canon, inc.</td><td>MV650i</td><td>Registra il comportamento durante l'acquisizione degli stimoli</td></tr></tbody></table>

computer-generated modello animale stimoli

Computer-Generated Animal Model Stimuli

La comunicazione tra gli animali è vario e complesso. Gli animali possono comunicare utilizzando uditiva, sismico, chemosensoriali, segnali elettrici, o visivo. In particolare, la comprensione dei vincoli sul design segnale visivo per la comunicazione è stata di grande interesse. I metodi tradizionali per lo studio delle interazioni animali hanno usato tecniche di osservazione di base, messo in scena incontri o manipolazione fisica della morfologia. Metodi meno invadenti hanno cercato di simulare conspecifici con strumenti di riproduzione greggio, come specchi, immagini fisse, o modelli. Poiché la tecnologia è divenuta più avanzati, riproduzione video è emerso come un altro strumento per esaminare la comunicazione visiva (Rosenthal, 2000). Tuttavia, per muovere un passo avanti, l&#39;applicazione di computer-animazione ora permette ai ricercatori di isolare i componenti specificamente critica necessaria per ottenere risposte sociali conspecifici, e manipolare queste caratteristiche per il controllo delle interazioni. Qui, ho fornito dettagli su come creare un&#39;animazione utilizzando il drago Jacky come modello, ma questo processo può essere adattabile per altre specie. Nel costruire l&#39;animazione, ho scelto di utilizzare Lightwave 3D di modificare la morfologia dell&#39;oggetto, aggiungere texture, installare le ossa, e di fornire ombreggiatura comparabile peso che impedisce il movimento esagerato. L&#39;animazione è poi abbinato a scegliere schemi motori di replicare le caratteristiche movimento critico. Infine, la sequenza deve rendere in un singolo clip per la presentazione. Anche se ci sono altre tecniche adattabili, questo particolare metodo ha dimostrato di essere efficace nel suscitare risposte, sia ben visibile e sociale messo in scena le interazioni.

Generate dal computer usando stimoli il drago Jacky come modello.

Computer-Generated modello animale Stimoli

La comunicazione tra gli animali è diversificata e complessa. Gli animali possono comunicare utilizzando segnali uditivi, sismici, chemosensoriali, elettrici o visivi. In...

Ciao, mi chiamo Kevin w del Centro per lo Studio Integrato del Comportamento Animale della Macquarie University di Sydney, in Australia. In questo articolo video, parlerò dell'uso di animazioni al computer negli esperimenti sul comportamento animale. In particolare, illustrerò come realizziamo effettivamente uno di questi modelli.Oggi le animazioni stanno diventando sempre più popolari nella nostra cultura contemporanea, ma in ambito scientifico o nella ricerca scientifica non ne vediamo effettivamente molte. Tuttavia, i primi tentativi di creare animazioni per la scienza nascono da processi molto basilari, spesso basati sul sezionamento e sulla scansione di parti specifiche di un oggetto o di un particolare campione; inoltre, sono state utilizzate anche tecniche simili al movimento biologico, come i punti luminosi, per rilevare determinate parti del corpo e associarle a un'animazione. Inoltre, se si volesse creare un'animazione, qualcuno dovrebbe realizzarla completamente da zero.Ora, l'uso dell'animazione ci ha permesso di studiare molti aspetti del comportamento animale, come l'accoppiamento, il corteggiamento e, in particolare, ciò che analizzerò qui è la comunicazione o la com

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Biologia

In questo rapporto, presentiamo un sistema completamente automatico ed estremamente versatile in grado di testare contemporaneamente multi-cognitive comportamenti e registrare le attività neuronali per i roditori.

Un sistema completamente automatizzato ed altamente versatile per test multi-funzioni cognitive e di registrare le attività neuronali in roditori

La procedura è descritta per manipolare l'attività dei neuroni cerebrali corticali piramidali optogenetically mentre l'elettroencefalogramma, elettromiogramma, e cerebrale concentrazione di lattato sono monitorati. Registrazioni sperimentali vengono eseguite su cavo-frenati topi, mentre subiscono spontanee sonno / veglia cicli. Optogenetic apparecchiatura è assemblata nel nostro laboratorio, apparecchi registrazione è commercialmente disponibile.

Elettroencefalografia simultanea, in tempo reale misura della concentrazione di lattato e la manipolazione Optogenetic di attività neuronale nella corteccia cerebrale Rodentia

Fonte: Zhao, Z. et al. Un metodo invasivo per l'attivazione del giro dentato del topo mediante stimolazione ad alta frequenza. J. Vis. Exp. (2018)Questo video mostra il protocollo per fornire una stimolazione cerebrale profonda ad alta frequenza a un giro dentato dell'ippocampo di topo, descrivendo in dettaglio i suoi effetti sull'attivazione neuronale, sulla plasticità sinaptica e sulla neurogenesi.

Stimolazione ad alta frequenza per migliorare l'attivazione neuronale e la neurogenesi nel giro dentato di topo

Questo video dimostra un protocollo per modulare le oscillazioni theta in un modello murino geneticamente modificato con canali ionici sensibili alla luce nei suoi neuroni del setto mediale GABAergico. Fornendo impulsi luminosi all'ippocampo, il protocollo mira a sincronizzare l'attività neuronale e generare oscillazioni theta, che vengono registrate come potenziali di campo locale.

Manipolazione selettiva delle oscillazioni theta in un modello murino

Questo video dimostra il funzionamento della stimolazione a circuito chiuso in un ratto con un dispositivo impiantato chirurgicamente per registrare l'attività neurale. I segnali neuronali vengono prima registrati e analizzati. Vengono quindi caricate le forme d'onda modello e vengono definiti i parametri per attivare la stimolazione a circuito chiuso.

Attivazione di una stimolazione a circuito chiuso mediante l'attività di picco dei neuroni

Descriviamo i protocolli per la formazione di ratti per le registrazioni elettrofisiologiche croniche in compiti cognitivi completamente automatizzate su una proiezione Piano Maze.

Automated compiti cognitivi visivi per la registrazione Neural all&#39;attività utilizzando una proiezione Piano Maze

Questo protocollo descrive un metodo per un esperimento che esamina se grafico specifico e le proprietà non-grafico (caratteristiche) sono rilevanti per il riconoscimento delle figure. Il metodo utilizza un database che memorizza i vari valori di funzionalità delle rispettive figure chiamati (punto6 , linea n ) figure.

Generazione di controllato rigorosamente stimoli per gli esperimenti di riconoscimento di figura

Questo protocollo dimostra come utilizzare un sistema elettrofisiologico per la stimolazione a ciclo chiuso innescata da modelli di attività neuronale. Viene inoltre fornito un codice Matlab di esempio che può essere facilmente modificato per diversi dispositivi di stimolazione.

Utilizzo dell'attività di spiking del neurone per attivare gli stimoli a ciclo chiuso negli esperimenti neurofisiologici

Con la manipolazione optogenetica di specifiche popolazioni neuronali o regioni cerebrali, il comportamento può essere modificato con alta risoluzione temporale e spaziale in animali in movimento libero. Utilizzando diversi strumenti optogenetici in combinazione con fibre ottiche cronicamente impiantate, è possibile eseguire una varietà di modulazioni neuronali e test comportamentali.

Manipolazione optogenetica dell'attività neuronale per modulare il comportamento nei topi in movimento libero

Presentiamo un metodo per la stimolazione chimica e multimodale flessibile e la registrazione dell'attività neurale simultanea da molti vermi Caenorhabditis elegans . Questo metodo utilizza microfluidica, hardware e software open source e analisi automatizzata dei dati supervisionata per consentire la misurazione di fenomeni neuronali come l'adattamento, l'inibizione temporale e la diafonia dello stimolo.

Stimolazione multimodale automatizzata e registrazione neuronale simultanea da più piccoli organismi

Questo protocollo presenta una scatola comportamentale basata su microcontrollore per valutare l'inibizione del preimpulso (PPI) raccogliendo dati di accelerazione da un sensore sotto la scatola. Questi dati valutano i deficit di gating sensoriale nei ratti socialmente isolati, con un metodo aggiuntivo per sincronizzare i dati con l'attività neuronale per far avanzare gli studi di neurofisiologia sui disturbi comportamentali.

Sviluppo di una scatola comportamentale per la valutazione dell'inibizione del preimpulso e dell'attività neurale in modelli animali psichiatrici

Impara a creare stimoli computerizzati per studi sul comportamento animale utilizzando il modello del drago Jacky. Questo metodo dimostra come le animazioni migliorino la ricerca scientifica.

Computer-Generated modello animale Stimoli

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