A lungo termine dei Video rilevamento di Cohoused animali acquatici: un caso di studio dell'attività locomotrice quotidiana di scampi (Nephrops norvegicus)

Questo protocollo consente l'automazione del tracciamento di più animali. Utilizzo di una semplice etichetta per identificare ogni animale uno strumento di analisi id per rilevare i tag. Questo protocollo riduce significativamente il numero di ore necessarie per analizzare le registrazioni video utilizzando i dati leskey.

per stimare completamenti più accurati dagli studi sperimentali. Gli animali in altri ambienti che possono essere taggati in modo simile possono essere monitorati con protocolli simili che forniscono applicazione in cronobiologia, ecologia, ricerca virale o neuroscienze. Abbiamo fornito il design hardware e il linguaggio di programmazione open source e forniamo un modello che consigliamo agli utenti di adottare nei protocolli per imparare il linguaggio di programmazione Python.

Per costruire un'etichetta per l'animale bersaglio, tagliare prima quattro cerchi di diametro di 40 millimetri dal foglio di plastica nera e due triangoli equilateri laterali da 26 millimetri e due cerchi di diametro di 26 millimetri da un foglio di PVC di plastica bianca. Contrassegnare il centro di un triangolo bianco e di un cerchio bianco. E fare un foro di 10 millimetri ad ogni segno.

Quindi incollare una forma bianca al centro di ciascuno dei quattro cerchi neri. Per impostare l'area sperimentale, posizionare i LED del tempo buio infrarosso nel serbatoio. Tieni sempre accese le luci a infrarossi.

Quindi, posizionare le luci a LED a tempo di luce blu in un serbatoio di fibra di vetro modificato contenente sabbia e quattro tane flessibili per tubi in PVC e collegare le luci a un apparecchio per la gestione del periodo fotografico. Una volta posizionate tutte le luci, posizionare l'ingresso di acqua di mare refrigerata in un angolo del serbatoio, con l'uscita corrispondente nell'angolo opposto. Verificare che l'ingresso di acqua di mare sia impostato a una portata di circa 4 litri al minuto.

Circondare la camera con una tenda nera per fornire il pieno isolamento dalla luce esterna. Posizionare il treppiede dotato della webcam sul lato dell'arena sperimentale, con la fotocamera 130 centimetri sopra e al centro dell'arena sperimentale. Collegare la fotocamera a un computer al di fuori della tenda e regolare i parametri della registrazione video in base alle caratteristiche della specie, assicurandosi di creare un timestamp, inclusa la data nel video time-lapse, per un eventuale punteggio comportamentale.

Per etichettare gli animali, aggiungere acqua di 7 gradi Celsius a una ghiacciaia con compartimenti sommersi e posizionare 4 aragoste in 4 compartimenti separati. Dopo aver permesso alle aragoste di acclimatarsi per circa 30 minuti, trasferire un'aragosta su un vassoio di ghiaccio schiacciato per cinque minuti e utilizzare carta assorbente per asciugare la parte superiore del cefalotorace dell'aragosta immobilizzato. Posizionare una goccia di colla ad asciugatura rapida sul carapace essiccato e premere l'etichetta sulla colla per circa 20 secondi, fino a quando la colla non si indurisce.

Quindi riportare l'aragosta nel suo compartimento nella ghiacciaia ed etichettare gli altri tre animali nello stesso modo. Quando tutte le aragoste sono state etichettate, riposizionare le aragoste nella loro cella per 24 ore. Il giorno dopo, usa la stessa ghiacciaia per trasferire le aragoste dalla struttura di acclimatazione alla camera sperimentale e avviare la registrazione video.

Eseguire i passaggi di tagging e trasferimento in condizioni di luce rossa per evitare danni radiali all'aragosta per i recettori. Ulteriori specie d'acqua o specie terrestri potrebbero non aver bisogno di questa cura. Quindi ottenere un'immagine di sfondo media da cinque minuti di video o dai 100 fotogrammi iniziali prima di introdurre gli animali uno per uno nel serbatoio di sperimentazione all'interno dei rispettivi compartimenti d'acqua e attendere che le aragoste escono dai loro compartimenti.

Del numero totale di animali conteggiati in questo esperimento rappresentativo, il 79% dei rilevamenti di animali è stato correttamente abbinato al programma e l'89,5% dei tag sono stati identificati correttamente. Solo il 3,8% dei tag è stato classificato in modo errato. Ma il restante 6,6% corrisponde a falsi positivi.

Dopo il completamento di una specifica analisi video, i dati sulle posizioni ottenute possono essere utilizzati per valutare i diversi modelli comportamentali delle aragoste. Ad esempio, la tracciatura della mappa dell'occupazione dello spazio, utilizzando una stima bidimensionale della densità cheratina con un asse allineato dal chero normale variato valutato su una griglia quadrata, consente alle aree in cui le aragoste trascorrono una percentuale più alta del loro tempo di essere rappresentate con appezzamenti ad alta intensità di colore. I ritmi di attività giornalieri delle aragoste possono anche essere tracciati come millimetri coperti a intervalli binned di dieci minuti nel tempo.

È importante mantenere specifiche esatte in termini di dimensioni e forma ed eseguire sempre la fase di analisi cestinata in background senza interfaccia utente. Il modello di analisi delle immagini può essere ampliato per esaminare componenti specifici dei crostacei per aiutare a migliorare lo studio comportamentale in termini di interazioni con gli animali. Queste complesse interazioni sociali animali si verificano in modo simile in un ambiente reale permettendo lo stile e gli aspetti importanti della ricerca biologica con una certa applicazione per l'ecologia e le neuroscienze.