アニマルコミュニケーションの研究のための自動化されたインタラクティブなビデオ再生

本実験の全体的な目的は、自動化されたインタラクティブなビデオ再生システムを用いて、ソードテールフィッシュの雌の求愛行動を研究することです。これは、オスのデジタル魚をモデリングし、動きとインタラクティブ性を加え、被験魚に対する行動規則を作成することによって達成されます。このデモンストレーションでは、システムのセットアップのために、仮想のオスが実際の雌の動きを追跡します。

2台のモニターに挟まれた水槽を構築し、これを観察者システムに接続して、被験者をリアルタイムで追跡します。その後、動作データは別サーバー上のインタラクティブビデオ再生プログラムに送信され、画面上のアニメーション刺激の動きを決定します。システムの設置が完了したら、雌に対して、水槽の両側に配置された同種の雄と他種の雄の同時選択肢を提示します。

最終的に、メスの魚が同種のオスに対して示す求愛行動の嗜好性は、インタラクティブなオスの刺激を加えることで影響を受ける可能性があります。本手順の実演は、私の研究室の元大学院生で、現在はDreamworks SKGに勤務しているTricia Bakowskiが行います。水槽の上にカメラを設置し、それをby observeビデオカードに接続してください。

水槽全体が視野に入るように調整します。byob Observeビューアシステムを構成し、カメラからのトラッキング情報を受信できるようにします。次に、指定したネットワークIPアドレスを介してアニメーションサーバーに座標を送信するBYOBs Observeビューアのプラグインを有効にします。

キャリブレーションを開始するには、アニメーションサーバーを起動し、interactive display setup txtを開きます。number monitorの欄に画面の幅と高さをピクセル単位で入力し、number program typeの欄にcalibrationと入力してください。これらの変更を必ず保存してください。

次に、ビューアデータとIVPからのインタラクティブ出力との正しい対応を確保するため、インタラクティブビデオ再生（IVP）プログラムのアイコンをダブルクリックしてプログラムを起動します。魚槽の両端がモニターよりも小さいことを補正するため、先にビューアシステムで設定した槽の寸法を入力してください。キーボードを使用して刺激の表示領域（ビューポート）を移動させ、アニメーションサーバーで表示されている試験槽の両端に合わせて調整します。

ピンクのビューポートは一方のテストモニターに、ブルーのビューポートはもう一方のモニターに表示されます。次に、両方のビューポート上の雄魚の表示サイズを、目的の刺激サイズになるまで調整します。標準キャリブレーション刺激を使用し、標準ベンチマークを用いて66.7 millimetersにスケール調整してください。

ディスプレイ上のボックスを移動させ、テストタンクの端に合わせます。QキーまたはWキーを使用して、ボックスを魚の中心方向または中心から離れる方向に移動させ、システムをセットアップします。きれいな水で満たした80 literの水槽の両端にCRTモニターを配置し、2つのモニターの輝度が一致していることを確認してください。

このデモンストレーションでテストするモデルをロードします。対応するオス、リン、バーマン、および対応するオス前 MechE に対応するファイルを選択します。非インタラクティブまたはインタラクティブのセットから、各刺激が表示される側とステージ、および各刺激の希望サイズを選択してください。

次に、2つの刺激の動きをミラーリングにするか、非ミラーリングにするかを選択します。最後に、オスの求愛ディスプレイをインタラクティブに設定できます。デフォルト設定では、側面の求愛ディスプレイ中にのみ背鰭が立ち上がります。反応を誘発させるには、被験体がオスである必要があります。

テストセッションを開始するには、interactive display setup.txtを開き、number program typeをlive testingに設定し、number, experiment nameを実験データが含まれるファイル名と同じに設定します。IVPプログラムを起動しますが、スタートボタンは押さないでください。これにより、順応期間中の画面は空白のままになります。

被験魚をゆっくりと水槽に入れ、10分間静置して落ち着かせます。テストを開始する前に、Observe Viewer 2.0とIVPを起動してください。ビデオ刺激は、20分間のステージが2回行われる試行において被験魚に提示されます。

1ステージは4〜5分のセグメントで構成されており、その例をここに示します。最初のセグメントでは、両方のモニターに単色の画面を表示し、雌を5分間テストタンクに順応させます。2番目のセグメントでは、さらに5分間、左右のモニターに異なるビデオ刺激を表示します。

ビデオ刺激の提示直後に、両方のモニターに再び単色スクリーンを5分間表示します。第4の最終セグメントでは、第2セグメントの刺激を提示しますが、各刺激の位置を入れ替えます。これにより、個体内の側性バイアスに対するコントロール（対照）とした検証が可能になります。

第2段階では、同時に提示する刺激のセットを変えて、同じパターンを繰り返すことができます。すべての段階が完了した後、被験個体を出し、次にテストする魚を導入します。側性バイアスと順序効果を制御するため、被験個体間で提示する側と順序を系統的に変化させてください。ここで赤色で示されているインタラクティブな刺激は、青色で示されている雌の水平位置をリアルタイムで追跡しています。

オスの行動を規定する3つのルールは以下の通りであり、ここでX方向はタンクの長さを指し、方向はタンクの幅を指します。ルール1：シミュレーション上のオスは、常に被験個体を追いかけて画面上を移動し、Z方向に追跡します。ルール2：シミュレーション上のオスの背びれは、側方求愛ディスプレイを行っている時にのみ立てられます。

ルール3：シミュレーション上のオス・ソードテイル・フィッシュは、メスに提示されている全時間の50%のみ、側方求愛ディスプレイを行います。側方求愛ディスプレイは、オス側がZ方向においてメスからオス自身の体長の4分の1以内に位置したときにトリガーされます。側方求愛ディスプレイは、メスがモニターにどの程度接近しているかとは無関係に実行されます。

X方向の関連性において、時間は観察ビューアによって自動的に計算され、雌が一方のモニターまたはもう一方の非対話的な刺激から10センチメートルの範囲内に留まった時間として定義されます。IVPによって示された結果、雌のXエキスパートは自種による視覚信号を強く好むことが分かりました。しかし、対話的な同種および他種の雄を用いて雌をテストしたところ、その後の発達において好みの傾向は示されませんでした。この手法により、動物行動学分野の研究者は定量的アルゴリズムを用いて社会的相互作用を探索することが可能となりました。