SwarmSight: 昆虫アンテナの動きと共通の準備と従来のハードウェアを使用して吻伸展反射のリアルタイム追跡

この手順の全体的な目標は、オープンソースの群れサイトソフトウェアと従来のカメラおよびコンピューターハードウェアを使用して、一般的な動物の準備のビデオから昆虫の触角とテングの動きを迅速に測定することです。これらの方法を使用して、アンテナとテングの動きの高解像度測定を迅速に取得できます。これらの手法を応用することで、化学的、発生的、遺伝的な操作に応答してアンテナやテングの動きがどのように変化するかを解明することができます。

この手法の主な利点は、フリーソフトウェアを使用して動きを迅速に測定でき、高度なビデオやコンピューターハードウェアを必要としないことです。この方法は、ミツバチの匂い応答に関する洞察を得ることができますが、他の昆虫システムにも適用できます。まず、バイアルを使用して巣箱の入り口から働きバチを収集し、バイアルを氷のスラリーに簡単に置きます。

ダクトテープで、各ミツバチをハーネスチューブに固定し、チューブの上部にテープを貼って脚を隠します。ハーネスチューブの上部から脚が見えないようにします。次に、解剖顕微鏡で低温はんだごてを使って、加熱したワックスを各蜂の頭の後ろに塗布して固定します。

小さなロッドを使用してアンテナをワックスから離し、アンテナが自由に動くことができることを確認します。ウェブカムホルダーを使用してカメラをミツバチの頭の真上に配置し、録画ソフトウェアを使用してビデオを検査し、頭にズームインします。テープとワックスを塗布した後、カメラを使用してシーンをプレビューし、アンテナやテング以外の移動または変更する可能性のあるものを探します。

その後、必要に応じてテープとワックスを調整します。次に、録画ソフトウェアの設定を使用して、カメラの露出を一定に保ち、露出スライダーを目的の値に調整します。コントラスト、明るさ、シャープネスのスライダーを調整して、アンテナの検出を強化します。

周囲の照明を調整して、アンテナの影を減らします。実験室のガチョウネックランプや紙の入った懐中電灯などの拡散光源を使用して、ミツバチを照らします。次に、カメラの視界内にLEDライトを配置して、刺激臭がいつ配信されたかを示します。

ドラフトには、ビデオ録画中にミツバチを刺激するために使用される臭気カートリッジを準備します。臭気の供給源をハーネスチューブの近くに置き、カメラの邪魔にならないように注意してください view.臭気源の反対側に真空源を配置して刺激臭を取り除き、臭気が現れる前に電源を入れます。

ミツバチを拘束し、カメラの準備が完了したら、各実験条件下で個々のミツバチを個別のビデオファイルとして撮影します。次に、群れサイトのアンテナ追跡モジュールで、参照ボタンをクリックしてビデオファイルを開きます。ビデオ ファイルが読み込まれたら、アンテナ センサー ウィジェットをミツバチの頭の上に置きます。

回転アイコンとスケールアイコンを使用して、ウィジェットの配置を調整します。ウィジェットは、ミツバチのアンテナの全可動域をカバーする必要があります。次に、刺激臭が配信されていることを示すLEDライトの上に治療センサーウィジェットを配置します。

左下隅にある再生ボタンをクリックして、ビデオファイルのフレームごとの表示を開始します。可能性のあるアンテナとテングのポイントは黄色で強調表示され、黄色のリングは付属物の先端を示します。フィルターセクションのスライダーを調整して、フィルター感度を最適化します。

理想的な感度が達成されると、ミツバチの付属肢のみがフレーム内で強調表示されます。ビデオの後続の部分を早送りして、ビデオ全体でフィルター感度が最適化されるようにします。昆虫の短いサンプルビデオを作成してセットアップをテストし、ソフトウェアで分析して、ソフトウェアが検出する無関係な移動物体を探します。

ソフトウェアがアンテナとテングの動きを分離するまで、シーン、照明、カメラアングルを調整します。ウィジェットとフィルターを設定したら、ビデオを一時停止して再起動し、最初から最後まで再生します。最後に、保存セクションを展開し、[追跡データの保存]ボタンをクリックして、ファイルを保存するフォルダーを選択します。

付属物追跡ソフトウェアを検証するために、2人の人間の評価者が425のビデオフレームでアンテナの先端を特定し、ソフトウェアによって分析されました。この図では、2人の人間の評価者間の距離が示されており、ソフトウェアによって検出された位置と人間の評価者との間の人間間の距離は、ソフトウェアに最も近い人間の距離で示されています。人間間の距離は、最初はフレーム数が小さく、ビデオの後半で増加しました。

23匹の雌のミツバチを5つの異なる匂い条件に曝露し、試験のビデオを付属物追跡ソフトウェアを使用して分析しました。制御条件を除いて、ソフトウェアは、実験臭気条件にさらされた後の平均アンテナ角度変化の有意差を検出することができました。

さらに、アンテナ角度密度マップにより、アンテナ位置の好みのクラスターが明らかになりました。マップ内の赤いクラスターは、アンテナが臭気の発生直後に臭気源から離れる角度を好み、臭気が確定した直後に臭気源に向かう角度を好むことを示しています。この手順を試みるときは、最適なミツバチの配置と照明について、録画する前に各ビデオシーンを注意深く検査することを覚えておくことが重要です。

さらに、臭気供給フレームを視覚的なインジケーターでマークすることが重要です。この手順を実行した後、臭気調整などの他の方法を実行できます。この手順は、ミツバチや他の昆虫の先天的な応答を調べるのにも役立ちます。

ミツバチや特定の化学物質を扱う作業は危険な場合があることを忘れないでください。この手順を実行するときは、常に適切な個人用保護具を着用する必要があります。この手順を習得すると、多数の昆虫や実験条件のアンテナとテングの動きデータを効率的に取得するために使用できます。

この手順で使用するオープンソースソフトウェアであるSwarm Sightは、swarmsight.org から入手できます。