Name: Een geautomatiseerd 3D-trackingsysteem gebruiken om individuele vissen en groepen volwassen zebravissen te registreren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-05T16:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 3 s
Description: Leer een geautomatiseerd 3D-trackingsysteem voor zebravisgedrag met geavanceerde algoritmen en refractiecorrectie. Dit biedt nauwkeurige analyse van kinematica en sociale dynamiek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

De auteurs hebben geen erkentelijkheid.

Alle experimenten werden uitgevoerd in overeenstemming met de National Institute of Health Guide for Care and Use of Laboratory Animals.
1. Kalibratie
<ol>
	<li>Plaats een lege observatiecontainer in de kamer zodat de voeten van de container in de gaten worden gestoken die zijn voorzien voor de juiste uitlijning. Orienteer de container zodanig dat de semi-transparante wanden (het doel van hun structuur is om reflecties te verminderen) naar de verre kant en naar de rechterkant van de camera zijn gericht.</li>
	<li>Open de Record Module, selecteer 'Camera control' en pas 'gain' en 'shutter' aan (na het deselecteren, zijn de vakken aan de rechterkant) zodat het beeld duidelijk is. Plaats de zijspiegel onder een hoek van ongeveer 45° aan de linkerkant van de observatiecontainer zodat de zijkant van de container op het computerscherm volledig zichtbaar is. Bovendien moet de spiegel zodanig worden uitgelijnd dat de voorste wand van de container als één lijn wordt gezien (zoals aangegeven door de pijl in Figuur 3).</li>
	<li>Verbind het kalibratiepaneel met de parallelle poort (van de camerakaart) en druk op de knop 'LED paneel aan/uit' in Record Module om de LED's in te schakelen.</li>
	<li>Plaats het kalibratiepaneel in de lege observatiecontainer zodat de 5 LED's in de voor-, boven- en zijkant op het computerscherm te zien zijn, zoals in Figuur 3 (soms blokkeert de kabel het zicht, verplaats hem in dat geval). Zorg er ook voor dat de LED's onder de markeringen voor het waterniveau staan (deze markeringen zijn gegraveerd in de observatiecontainers op 135 mm vanaf de binnenkant van de bodem van de tank) en dat de positie van het paneel stabiel is (zodat het niet beweegt wanneer de container met water wordt gevuld in stap 1.9).</li>
	<li>Schakel de lichten in de observatiekamer uit en sluit de gordijnen (wees voorzichtig om de kabel van het kalibratiepaneel of de zijspiegel niet aan te raken).</li>
	<li>Druk op de knop 'Data locatie' en maak of selecteer een map voor de kalibratiebestanden. Deze bestanden worden gebruikt voor alle volgende opnamen (of experimenten) totdat herkalibratie noodzakelijk wordt. Maak dus idealiter de kalibratiedata onderdeel van de naam van de kalibratiemap.</li>
	<li>Pas de drie rode vakken op het computerscherm aan zodat elk net de 5 LED's in een van de drie weergaven beslaat (Figuur 4, linker paneel). Gebruik opnieuw 'gain' en 'shutter' onder 'Camera control' om duidelijke beelden van de LED's te verkrijgen, zonder beelden van andere lichtpunten (die het gevolg zijn van ruis, reflecties of waterdruppels op de wand van de container), zoals in Figuur 4, rechter paneel.</li>
	<li>Schakel de LED's uit en druk op de knop 'Calibratiewinst zonder water'. Op het computerscherm verschijnen 5 tags ('x') genummerd van 0-4. Schakel het paneel in. De locaties van de tags moeten samenvallen met de LED's. Als dit niet het geval is, herhaal stap 1.7 (zie Figuur 4 voor illustratie van onjuiste tagtoewijzing op het linker paneel en juiste tagtoewijzing op het rechter paneel).</li>
	<li>Vul de observatiekamer met water tot aan de markering. De LED's moeten onder het waterniveau zijn (zoals uitgelegd in stap 1.4). Als ze boven het waterniveau zijn, maak de container leeg en ga terug naar stap 1.4. Bij het vullen van het water in de container, wees voorzichtig dat het LED-paneel niet beweegt. Mocht dit echter gebeuren, maak dan de container leeg en ga terug naar stap 1.4. Dit is belangrijk, omdat kalibratie gebaseerd is op het bepalen van de verschillen tussen de geregistreerde LED-posities zonder en met water.</li>
	<li>Druk op de knop 'Calibratiewinst met water'. Net als in stap 1.8, zullen er opnieuw vijf tags op het scherm verschijnen, die in de meeste gevallen iets verschoven zullen zijn van die verkregen tijdens kalibratie zonder water. In deze stap moeten gain en shutter mogelijk opnieuw worden aangepast. Herhaal totdat de tags correct op de LED's zijn geplaatst (zoals in Figuur 4, rechter paneel).</li>
	<li>Schakel de lichten aan in de observatiekamer, pas gain en shutter aan (onder 'Camera Control') zodat het beeld niet te helder is.</li>
	<li>Figuur 5 toont de zes punten die sequentieel moeten worden geselecteerd door met de rechtermuisknop op de muis te klikken. Zorg ervoor dat de punten op de aangegeven lijnen staan: 1. waterniveau in vooraanzicht, 2. linker bovenste rand van de container in bovenaan zicht, 3. verticale lijn die de voorste wand in zijkant weergeeft. De lengte van de lijn is niet essentieel. Tussen het klikken op posities 1 en 2, 3 en 4, en 5 en 6, zullen rechte lijnen verschijnen (de nummers verschijnen niet echt op het scherm). Druk op 'Container informatie verzamelen' om deze informatie op te slaan.</li>
	<li>Verwijder zowel de zijspiegel als het LED-paneel en vul het water exact tot aan de markering. Selecteer 'Opname starten'. Een nieuw venster vraagt om de duur in minuten. Voor het huidige doel is 1 minuut voldoende. Druk op OK.</li>
	<li>Na het opnemen, verlaat Record Module, open Trajectory Module, selecteer de kalibratiemap (gemaakt in stap 1.6) met 'Data locatie' (het laden van het bestand kan enige tijd duren). Deze map bevat de kalibratiebestanden en de bestanden van de zojuist opgenomen gegevens (stap 1.13).</li>
	<li>Druk op de knop 'Achtergrond verzamelen'. Er opent een nieuw venster, zonder iets te wijzigen, druk op OK. Wacht tot er een (op zijn kop staande) afbeelding van de observatietank op het scherm verschijnt

<ol><li>Brennan, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+behavioural+assays+of+translational+relevance+for+the+study+of+psychiatric+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Zebrafish behavioural assays of translational relevance for the study of psychiatric disease.</a> Rev. Neurosci. 22, 37-48 (2011).</li>
<li>Kabashi, E., Brustein, E., Champagne, N., Drapeau, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+models+for+the+functional+genomics+of+neurogenetic+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim.+Biophys.+Acta%22%5BJournal%5D)">Zebrafish models for the functional genomics of neurogenetic disorders.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1812, 335-345 (2011).</li>
<li>McCollum, C. W., Ducharme, N. A., Bondesson, M., Gustafsson, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+toxicity+screening+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Birth.+Defects.+Res.+C.+Embryo+Today%22%5BJournal%5D)">Developmental toxicity screening in zebrafish.</a> Birth. Defects. Res. C. Embryo Today. 93, 67-114 (2011).</li>
<li>Kurta, A., Palestis, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+ethanol+on+the+shoaling+behavior+of+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Dose-Response%22%5BJournal%5D)">Effects of ethanol on the shoaling behavior of zebrafish (Danio rerio).</a> Dose-Response. 8, 527-533 (2010).</li>
<li>Sison, M., Gerlai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+performance+altering+effects+of+MK-801+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Behavioral performance altering effects of MK-801 in zebrafish (Danio rerio).</a> Behav. Brain Res. 220, 331-337 (2011).</li>
<li>Delcourt, J., Denoël, M., Ylieff, M., Poncin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Video+multitracking+of+fish+behaviour%3A+a+synthesis+and+future+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Fish+Fish%22%5BJournal%5D)">Video multitracking of fish behaviour: a synthesis and future perspectives.</a> Fish Fish. 14, 186-204 (2013).</li>
<li>Zhu, L., Weng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catadioptric+stereo-vision+system+for+the+real-time+monitoring+of+3D+behavior+in+aquatic+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">Catadioptric stereo-vision system for the real-time monitoring of 3D behavior in aquatic animals.</a> Physiol. Behav. 91, 106-119 (2007).</li>
<li>System for 3D monitoring and analysis of motion behavior of targets. US patent. , 8306260 (2012).</li>
<li>Cachat, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+neurophenotyping+of+adult+zebrafish+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional neurophenotyping of adult zebrafish behavior.</a> PLoS ONE. 6, e17597(2011).</li>
<li>Maaswinkel, H., Zhu, L., Weng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+immediate+and+the+delayed+effects+of+buspirone+on+zebrafish+%28Danio+rerio%29+in+an+open+field+test%3A+a+3-D+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The immediate and the delayed effects of buspirone on zebrafish (Danio rerio) in an open field test: a 3-D approach.</a> Behav. Brain Res. 234, 365-374 (2012).</li>
<li>Maaswinkel, H., Le, X., He, L., Zhu, L., Weng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissociating+the+effects+of+habituation%2C+black+walls%2C+buspirone+and+ethanol+on+anxiety-like+behavioral+responses+in+shoaling+zebrafish.+A+3D+approach+to+social+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol.+Biochem.+Behav%22%5BJournal%5D)">Dissociating the effects of habituation, black walls, buspirone and ethanol on anxiety-like behavioral responses in shoaling zebrafish. A 3D approach to social behavior.</a> Pharmacol. Biochem. Behav. 108, 16-27 (2013).</li>
<li>Maaswinkel, H., Zhu, L., Weng, W. The advantages of a 3D-automatic recording system for the study of shoaling behavior in zebrafish. 10th International Conference Zebrafish Development and Genetics, Madison, , (2012).</li>
<li>Maaswinkel, H., Zhu, L., Weng, W. An automatic recording system to quantify antagonistic interactions between zebrafish. Abstract. 10th International Conference Zebrafish Development and Genetics, Madison, , (2012).</li>
<li>Spence, R., Gerlach, G., Lawrence, C., Smith, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+behaviour+and+ecology+of+the+zebrafish%2C+Danio+rerio%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Rev.+Camb.+Phil.+Soc%22%5BJournal%5D)">The behaviour and ecology of the zebrafish, Danio rerio.</a> Biol. Rev. Camb. Phil. Soc. 83, 13-34 (2008).</li>
<li>Krause, J., Hartmann, N., Pritchard, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+nutritional+state+on+shoal+choice+in+zebrafish%2C+Danio+rerio%5BTitle%5D)+AND+%22Anim.+Behav%22%5BJournal%5D)">The influence of nutritional state on shoal choice in zebrafish, Danio rerio.</a> Anim. Behav. 57, 771-775 (1999).</li>
<li>Speedie, N., Gerlai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alarm+substance+induced+behavioral+responses+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Alarm substance induced behavioral responses in zebrafish (Danio rerio).</a> Behav. Brain Res. 188, 168-177 (2008).</li>
<li>Gebauer, D. L., Pagnussat, N., Piato, A. L., Schaeffer, I. C., Bonan, C. D., Lara, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+anxiolytics+in+zebrafish%3A+similarities+and+differences+between+benzodiazepines%2C+buspirone+and%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Effects of anxiolytics in zebrafish: similarities and differences between benzodiazepines, buspirone and.</a> 99, 480-486 (2011).</li>
<li>Paull, G. C., Filby, A. L., Giddins, H. G., Coe, T. S., Hamilton, P. B., Tyler, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dominance+hierarchies+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29+and+their+relationship+with+reproductive+success%5BTitle%5D)+AND+%22Zebrafish%22%5BJournal%5D)">Dominance hierarchies in zebrafish (Danio rerio) and their relationship with reproductive success.</a> Zebrafish. 7, 109-117 (2010).</li>
<li>Engeszer, R. E., Ryan, M. J., Parichy, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learned+social+preference+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Learned social preference in zebrafish.</a> Curr. Biol. 14, 881-884 (2004).</li>
<li>Mathur, P., Guo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+zebrafish+as+a+model+to+understand+mechanisms+of+addiction+and+complex+neurobehavioral+phenotypes%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Dis%22%5BJournal%5D)">Use of zebrafish as a model to understand mechanisms of addiction and complex neurobehavioral phenotypes.</a> Neurobiol. Dis. 40, 66-72 (2010).</li>
<li>Tropepe, V., Sive, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+zebrafish+be+used+as+a+model+to+study+the+neurodevelopmental+causes+of+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Can zebrafish be used as a model to study the neurodevelopmental causes of autism.</a> Genes Brain Behav. 2, 268-281 (2003).</li>
<li>Echevarria, D. J., Hammack, C. M., Pratt, D. W., Hosemann, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+behavioral+test+battery+to+assess+global+drug+effects+using+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Comp.+Psychol%22%5BJournal%5D)">A novel behavioral test battery to assess global drug effects using zebrafish.</a> Int. J. Comp. Psychol. 21, 19-34 (2008).</li>
<li>Seibt, K. J., Piato, A. L., Luz Oliveira, da, Capiotti, R., Vianna, K. M., R, M., Bonan, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antipsychotic+drugs+reverse+MK-801+induced+cognitive+and+social+interaction+deficits+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain.+Res%22%5BJournal%5D)">Antipsychotic drugs reverse MK-801 induced cognitive and social interaction deficits in zebrafish (Danio rerio).</a> Behav. Brain. Res. 224, 135-139 (2011).</li>
<li>Zou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+dose+MK-801+reduces+social+investigation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol.+Biochem.+Behav%22%5BJournal%5D)">Low dose MK-801 reduces social investigation in mice.</a> Pharmacol. Biochem. Behav. 90, 753-757 (2008).</li>
<li>Ng, M. C., Hsu, C. P., Wu, Y. J., Wu, S. Y., Yang, Y. L., Lu, K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+MK-801-induced+impairment+of+inhibitory+avoidance+learning+in+zebrafish+via+inactivation+of+extracellular+signal-regulated+kinase+%28ERK%29+in+telencephalon%5BTitle%5D)+AND+%22Fish+Physiol.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Effect of MK-801-induced impairment of inhibitory avoidance learning in zebrafish via inactivation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) in telencephalon.</a> Fish Physiol. Biochem. 38, 1099-1106 (2012).</li>
<li>Sison, M., Gerlai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Associative+learning+performance+is+impaired+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29+by+the+NMDA-R+antagonist+MK-801%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Learn.+Mem%22%5BJournal%5D)">Associative learning performance is impaired in zebrafish (Danio rerio) by the NMDA-R antagonist MK-801.</a> Neurobiol. Learn. Mem. 96, 230-237 (2011).</li>
<li>Swain, H. A., Sigstad, C., Scalzo, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+dizocilpine+%28MK-801%29+on+circling+behavior%2C+swimming+activity%2C+and+place+preference+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotox.+Teratol%22%5BJournal%5D)">Effects of dizocilpine (MK-801) on circling behavior, swimming activity, and place preference in zebrafish (Danio rerio).</a> Neurotox. Teratol. 26, 725-729 (2004).</li>
<li>Vezzani, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+MK-801+and+its+effect+on+quinolinic+acid-induced+seizures+and+neurotoxicity+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharmacol.+Exp.+Ther%22%5BJournal%5D)">Kinetics of MK-801 and its effect on quinolinic acid-induced seizures and neurotoxicity in rats.</a> J. Pharmacol. Exp. Ther. 249, 278-283 (1989).</li>
<li>Green, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+high-throughput+neurophenotyping+of+zebrafish+social+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Automated high-throughput neurophenotyping of zebrafish social behavior.</a> J. Neurosci. Methods. 210, 266-271 (2012).</li>
<li>Rung, J. P., Carlsson, A., Rydén Markinhuhta, K., Carlsson, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((+%28%2B%29-MK-801+induced+social+withdrawal+in+rats%3B+a+model+for+negative+symptoms+of+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Neuro-psychopharmacol.+Biol.+Psych%22%5BJournal%5D)"> (+)-MK-801 induced social withdrawal in rats; a model for negative symptoms of schizophrenia.</a> Prog. Neuro-psychopharmacol. Biol. Psych. 29, 827-832 (2005).</li>
<li>Gururajan, A., Taylor, D. A., Malone, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cannabidiol+and+clozapine+reverse+MK-801-induced+deficits+in+social+interaction+and+hyperactivity+in+Sprague-Dawley+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Psychopharmacol%22%5BJournal%5D)">Cannabidiol and clozapine reverse MK-801-induced deficits in social interaction and hyperactivity in Sprague-Dawley rats.</a> J. Psychopharmacol. 226, 1317-1332 (2012).</li>
<li>Burket, J. A., Cannon, W. R., Jacome, L. F., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MK-801%2C+a+noncompetitive+NMDA+receptor+antagonist%2C+elicits+circling+behavior+in+the+genetically+inbred+Balb%2Fc+mouse+strain%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res.+Bull%22%5BJournal%5D)">MK-801, a noncompetitive NMDA receptor antagonist, elicits circling behavior in the genetically inbred Balb/c mouse strain.</a> Brain Res. Bull. 83, 337-339 (2010).</li>
<li>Saunders, J. A., Gandal, M. J., Roberts, T. P., Siegel, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NMDA+antagonist+MK801+recreates+auditory+electrophysiology+disruption+present+in+autism+and+other+neurodevelopmental+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">NMDA antagonist MK801 recreates auditory electrophysiology disruption present in autism and other neurodevelopmental disorders.</a> Behav. Brain Res. 234, 233-237 (2012).</li>
<li>Brosda, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacological+and+parametrical+investigation+of+prepulse+inhibition+of+startle+and+prepulse+elicited+reactions+in+Wistar+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol.+Biochem.+Behav%22%5BJournal%5D)">Pharmacological and parametrical investigation of prepulse inhibition of startle and prepulse elicited reactions in Wistar rats.</a> Pharmacol. Biochem. Behav. 99, 22-28 (2011).</li>
<li>Wong, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analyzing+habituation+responses+to+novelty+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Analyzing habituation responses to novelty in zebrafish (Danio rerio).</a> Behav. Brain Res. 208, 450-457 (2010).</li>
<li>Maximino, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parametric+analyses+of+anxiety+in+zebrafish+scototaxis%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Parametric analyses of anxiety in zebrafish scototaxis.</a> Behav. Brain Res. 210, 1-7 (2010).</li>
<li>Blaser, R. E., Rosemberg, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measures+of+anxiety+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%3A+dissociation+of+black%2Fwhite+preference+and+novel+tank+test%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Measures of anxiety in zebrafish (Danio rerio): dissociation of black/white preference and novel tank test.</a> PloS One. 7, e36931(2012).</li>
</ol>

Hans Maaswinkel, Liqun Zhu en Wei Weng zijn werknemers van xyZfish, Ronkonkoma NY, dat het volgsysteem produceert dat in dit artikel wordt gebruikt.

De experimentele procedure die hier wordt getoond, maakt het mogelijk om individuele zebravissen, paren zebravissen (bijv. om paring of agressie te bestuderen) en scholen zebravissen (zoals getoond in het representatieve voorbeeld) op te nemen. Het systeem is speciaal geschikt voor het gelijktijdig verkrijgen van informatie over 3D (verticale en horizontale) verdeling, kinematische kenmerken (bijv. snelheid, versnelling, draaihoek) en sociale parameters (bijv. sociale cohesie). Hieronder vermelden we enkele belangrijke zaken om rekening mee te houden bij het plannen van experimenten.
Afhankelijk van de experimentele procedure kunnen verschillende gedragssystemen worden bestudeerd. Om bijvoorbeeld neofobie (d.w.z. angst voor nieuwe omgevingen) te onderzoeken, moet de opname onmiddellijk worden gestart nadat de zebravis is geïntroduceerd in de observatietank (na een paar seconden te wachten tot het water is bezonken om ruis te verminderen), zonder voorafgaande habituatie11,17,37. Aan de andere kant kunnen sommige onderzoeksonderwerpen vereisen dat de zebravissen goed gehabitueerd zijn, bijvoorbeeld bij het bestuderen van de effecten van alarmferomonen16. Bij het bestuderen van groepen zebravissen moet de onderzoeker zich ervan bewust zijn dat, hoewel de software het schakelen van tags minimaliseert, het op dit moment niet mogelijk is om individuele zebravissen gedurende de hele tijd te volgen. Dit is ook niet belangrijk voor scholingsstudies waarbij de nadruk ligt op sociale cohesie, maar zou cruciaal zijn bij het onderzoeken van agressie of paring. Handmatig opnieuw toewijzen van tags is een optie, maar kan erg tijdrovend zijn.
De kleur van de wanden van de observatiecontainer en van de observatiekamer kan een grote invloed hebben op het gedrag van de zebravissen. Bijvoorbeeld, witte muren zijn beschreven om afwijkingsreacties te induceren36, 37. Wanneer je verschillende kleuren probeert, houd dan twee dingen in gedachten: 1) het is belangrijk dat de voormuur (d.w.z. de muur die het dichtst bij de camera staat) transparant blijft en dat een deksel (indien er een wordt gebruikt) ook transparant moet zijn; 2) wanneer je een kleur selecteert die nog nooit eerder is gebruikt, bepaal dan eerst of de contrast tussen zebravis en achtergrond geschikt is voor opname. Doe een testrun. Het wijzigen van de camera-instellingen voor opname (Gain, Shutter, Rood en Blauw, zoals uitgelegd in stappen 2.5 en 2.6) en de instellingen voor trajectreconstructie (bijv. kleur- en groottedrempels, zoals uitgelegd in stappen 3.3, 3.5, 3.11 en 3.12) kan een groot verschil maken. Ervaring met het systeem zal een lange weg gaan om te beslissen wat mogelijk is.
Afhankelijk van het doel van het experiment, kan een lichtbron met verschillende kenmerken (bijv. spectrum, intensiteit) wenselijk zijn. De LED-balken kunnen eenvoudig worden vervangen. Zorg ervoor dat het licht elk deel van de container bereikt.
Als het experiment vereist dat de zebravis enkele uren in de observatiecontainer blijft, zorg er dan voor dat er beluchting is. Een luchtbuis kan aan de achterrechterhoek worden bevestigd met behulp van een clip. Controleer op het computerscherm of de clip de opname niet verstoort, d.w.z. dat de zebravis op geen enkel moment uit het zicht wordt verborgen. In Figuren 2A en 2B kan de zwarte clip in de topview worden gezien. Idealiter zou beluchting vóór of tussen opnames moeten worden geboden, maar niet tijdens opname om ruis te voorkomen. Merk ook op dat het in- of uitschakelen van sterke beluchting de zebravis kan verschrikken.
Als het experiment vereist dat de zebravis overnacht in de container wordt gehouden, is het nuttig om de observatiekamer te bedekken met een transparant deksel om te voorkomen dat de zebravis eruit springt (wat een veel voorkomende gebeurtenis is). Als het deksel niet wordt verwijderd voor opname (om de zebravis niet te storen), overweeg dan de volgende twee punten: 1) zorg ervoor dat de spiegelbeelden van de lichtbronnen de opname niet belemmeren (bijv door de lichtbronnen te verschuiven of door een deksel te kiezen dat het licht minimaal reflecteert); 2) overweeg dat het deksel misschien mistig kan worden wanneer het 's nachts wordt gebruikt, vooral omdat in dit geval ook beluchting moet worden geboden; een manier om dit te verminderen is om een deksel met kleine gaatjes te kiezen.
Voor sommige experimenten kan het essentieel zijn om het basisgedrag van de zebravis te bepalen voordat een medicijn wordt toegediend. In dit geval kan het medicijn tussen sessies worden toegevoegd via een buis (vergelijkbaar met de hierboven besproken beluchtingsbuis).
Hoewel de focus hier was op het opnemen van zebravissen (Danio rerio), kunnen natuurlijk ook andere vissoorten met het systeem worden opgenomen. Het is gebruikt om gedragingen bij (juveniele) goudvissen (Carassius auratus), tijgerbaars (Barbus tetrazona) en groene zwaardstaart (Xiphophorus helleri) te bestuderen.
Ten slotte moet worden opgemerkt dat andere afmetingen van de observatietanks in principe mogelijk zijn. Het zou echter vereisen dat het systeem opnieuw wordt geconfigureerd en een goede balans wordt gevonden tussen ruimtelijke en temporele resolutie bij het gebruik van veel grotere observatiecontainers. Bovendien moet de vorm van de container kubusvormig zijn. Het aantal zebravissen of andere experimentele onderwerpen is theoretisch onbeperkt; echter, tag-swapping neemt toe met het aantal onderwerpen.

De zebravis is een belangrijk model geworden voor biologische en farmacologische onderzoeken1-3. Het volgen van beweging en ruimtelijke verdelingspatronen van individuele zebravissen en van scholen van zebravissen is van onschatbare waarde. Oudere studies passen handmatige kwantificering toe op basis van opgenomen beelden4. Nu worden 2D automatische videovolgsystemen vaak gebruikt5. Echter, aangezien zebravissen en veel andere aquatische en niet-aquatische dieren zich in een driedimensionale ruimte bewegen, groeit de interesse in 3D-systemen6. Het beschreven 3D-systeem werd voor het eerst gepubliceerd in 20077. Voor technische details en vergelijkingen met andere systemen zie8. Het belangrijkste voordeel van dit systeem in vergelijking met andere systemen is dat het twee (optioneel drie) synchrone en onafhankelijke weergaven verkrijgt met behulp van een spiegelsysteem en een tweestaps kalibratieprotocol gebruikt. In de eerste stap wordt de 3D-geometrie van het stereosysteem (gevormd door de camera en de spiegels) gekalibreerd. In de tweede stap worden de niet-lineaire fouten veroorzaakt door lichtbreking gecorrigeerd. Bij het bestuderen van aquatische dieren kan de impact van lichtbreking aanzienlijk zijn wanneer deze niet wordt gecorrigeerd. Andere tot nu toe gepubliceerde systemen (zelfs nieuwere ontwikkelingen9) laten de tweestaps kalibratieprocedure weg. Voor technische details over objectidentificatie, occultatie met multi-objecttracking, jiggelruis etc. wordt de lezer verwezen naar de originele publicaties8,9. Het systeem is gevalideerd voor de studie van angstachtige gedragsreacties10,11, scholen8,11,12 en, in een voorlopige studie, voor antagonistisch gedrag bij zebravissen13. Het is ook getest voor andere vissoorten (goudvissen8, zwaarddrager, tijgerbaars) en voor muizen9.
Hier volgen de protocollen voor kalibratie en voor het gebruik van het systeem en de resultaten van een experiment waarin de effecten van de NMDA-receptor niet-competitieve antagonist MK-801 op scholen van zebravissen worden getest als een representatief voorbeeld om het type gegevens te demonstreren dat kan worden verkregen met het systeem.
Zowel in de natuurlijke omgeving als in aquaria zwemmen zebravissen meestal in scholen14. Scholingsvoorkeuren lijken afhankelijk te zijn van verschillende factoren, zoals opvoeding, geslacht en voedselbeschikbaarheid14,15. Interessant is dat de afstand tussen individuele zebravissen in een school kleiner wordt wanneer signalen van potentieel gevaar aanwezig zijn, zoals alarmferomonen16 of nieuwigheid11. Het scholingsparadigma wordt daarom ook gebruikt om anxiolytische geneesmiddelen te testen17. Dominantiehiërarchieën18 en sociaal leren19 zijn fascinerende aspecten van het gedrag van zebravissen. Vanwege zijn hoog ontwikkelde sociale gedragskarakter zijn zebravissen ook interessant geworden voor autismeonderzoek20,21.
MK-801 is gerapporteerd om het sociale gedrag bij zebravissen te veranderen5,22,23, wat doet denken aan zijn effecten op zoogdieren24. Echter, MK-801 heeft ook veel andere effecten op ander gedrag (zoals zwemgedrag, remmingsvermijding en plaatsvoorkeur25-27). Daarom is het cruciaal om in eerste experimenten zoveel mogelijk informatie te verkrijgen uit basiswaarnemingen. Dit zal de basis vormen voor het ontwerpen van meer gerichte experimenten.
Overzicht van het opnameapparaat en de software
In de huidige configuratie bevindt de observatiecontainer (25 cm x 25 cm x 18 cm, L x B x H), waarin de zebravis zich bevindt, zich in de observatiekamer (91 cm x 46 cm x 56 cm, L x B x H). De kamer bevat ook een camera, een spiegel die ongeveer op een hoek van >45° boven de container hangt, en LED-lichtstaven. Figuur 1 toont een vereenvoudigd diagram. De camera neemt zowel de vooraanzicht als het bovenaanzicht (spiegel) op om de 3D-trajecten van de zebravis te construeren door zijn x-, y- en z-coördinaten te bepalen. Voor oriëntatie worden de coördinaatvectoren gepresenteerd in de linkervoorste hoek van de observatiecontainer (positie ten opzichte van de camera), wat overeenkomt met de vectoren die worden gepresenteerd in de 3D-weergaven (bijv. Figuur 15) gegenereerd door de Path Reconstruction Module (zie verderop). De bemonsteringssnelheid hangt af van de camera en de computer. In onze experimenten is dit ongeveer 40 frames/sec (fps). De ruimtelijke resolutie van de opgenomen frames is 640 x 480 pixels (deze configuratie is gekozen als optimale balans tussen ruimtelijke en temporele resolutie). Windows XP of hoger is vereist.
Voor de eerste opname moet het systeem worden gekalibreerd om de locaties van de wanden van de container en het wateroppervlak te bepalen, om de schaalfactor van de opgenomen frames te bepalen en om te corrigeren voor de aanzienlijke fout die wordt gegenereerd door lichtbreking bij het overgaan van water naar lucht. In principe hoeft kalibratie alleen te worden uitgevoerd tijdens de eerste installatie en nadat onderdelen van de opstelling, zoals camera of spiegel, zijn verplaatst of vervangen. Desalniettemin is het een goede praktijk om van tijd tot tijd te controleren of de kalibratie nog correct is en indien nodig opnieuw te kalibreren.
De software bestaat uit drie modules. De Recordings Module neemt de frames op (twee voorbeeldframes worden getoond in Figuur 2). De Trajectory Module reconstrueert de paden voor elke zebravis. De Data Processing Module berekent een reeks standaard kinematische en ruimtelijke parameters. Voor het doel van verdere analyse kunnen de gegevens worden geïmporteerd in spreadsheet- of statistische software.

<table><tbody><tr><td>AABT-3D Tracking Hardware</td><td>xyZfish</td><td>AABT II</td><td>Bevat camera, videokaart, observatiecompartiment met spiegel en verlichting</td></tr><tr><td>AABT-3D Calibratieapparatuur</td><td>xyZfish</td><td>calib</td><td>Bevat kalibratiepaneel en zijspiegel</td></tr><tr><td>AABT-3D Observatiecontainers</td><td>xyZfish</td><td>cubes</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>AABT-3D Tracking software</td><td>xyZfish</td><td>v.1.0</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Computer</td><td>optioneel</td><td>N/A</td><td>Windows XP of hoger</td></tr><tr><td>(+)-MK-801 hydrogen maleate</td><td>Sigma</td><td>M107</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Luchtpomp</td><td>Fusion</td><td>500</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Luchtleiding 3/16&rdquo;</td><td>Lee&rsquo;s Aquarium and Pet Products</td><td>14508</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Medium Binder Clips</td><td>OfficeDepot</td><td>561339</td><td>Om luchtleiding aan observatiecontainer te bevestigen</td></tr></tbody></table>

een geautomatiseerd 3d-trackingsysteem gebruiken om individuele vissen en groepen volwassen zebravissen te registreren

Using an Automated 3D-tracking System to Record Individual and Shoals of Adult Zebrafish

Net als veel aquatische dieren, beweegt de zebravis (Danio rerio) zich in een 3D-ruimte. Het is dus beter om een 3D-opnamesysteem te gebruiken om zijn gedrag te bestuderen. Het gepresenteerde automatische videotrackingsysteem bereikt dit door gebruik te maken van een spiegelsysteem en een kalibratieprocedure die de aanzienlijke fout corrigeert die wordt veroorzaakt door de overgang van licht van water naar lucht. Met dit systeem is het mogelijk om zowel enkele als groepen volwassen zebravissen op te nemen. Voor gebruik moet het systeem worden gekalibreerd. Het systeem bestaat uit drie modules: Opname, Padreconstructie en Gegevensverwerking. De stapsgewijze protocollen voor kalibratie en het gebruik van de drie modules worden gepresenteerd. Afhankelijk van de experimentele opstelling, kan het systeem worden gebruikt voor het testen van neofobie, witte afkeer, sociale cohesie, motorische stoornissen, verkenning van nieuwe objecten etc. Het is vooral veelbelovend als eerste stap om de effecten van medicijnen of mutaties op basisgedragspatronen te bestuderen. Het systeem geeft informatie over de verticale en horizontale verdeling van de zebravis, over de xyz-componenten van kinematische parameters (zoals beweging, snelheid, versnelling en draaihoek) en het geeft de gegevens die nodig zijn om parameters voor sociale cohesie te berekenen bij het testen van scholen.

Het gebruik van een 3D automatisch videosysteem dat individuele en groepen zebravissen kan volgen, wordt beschreven. Als toepassingsvoorbeeld onderzoeken we de effecten van de NMDA-receptorantagonist MK-801 op scholen zebravissen.

Een geautomatiseerd 3D-trackingsysteem gebruiken om individuele vissen en groepen volwassen zebravissen te registreren

Like many aquatic animals, zebrafish (Danio rerio) moves in a 3D space. It is thus preferable to use a 3D recording system to study its behavior. The ...

Het algemene doel van deze procedure is het bestuderen van de driedimensionale bewegingspatronen van zebravissen of andere aquatische dieren en het analyseren van hun kinematische, ruimtelijke en sociale kenmerken. Dit maakt de detectie van veranderd gedrag mogelijk als gevolg van genetische mutaties of chemische en omgevingsfactoren. Dit wordt bereikt door eerst het systeem te kalibreren, wat tevens de aanzienlijke beeldvervorming corrigeert die wordt veroorzaakt door refractie.De tweede stap bestaat uit het gelijktijdig vastleggen van videoframes met een relatief hoge temporele resolutie vanuit ten minste twee verschillende hoeken. Vervolgens reconstrueert de software de trajecten van de vissen. Geavanceerde algoritmen worden toegepast om het effect van ruis te verminderen en om de positie van een vis af te leiden wanneer er occlusie of clustering optreedt.De laatste stap is het analyseren van de gegevens en het uitvoeren van een statistische analyse voor de snelheidsversnelling, de draaihoek, de horizontale en verticale distributie in de observatiecontainer, de interindividuele afstanden en andere parameters van belang. Uiteindelijk is de gecalibreerde 3D-tracking met hoge snelheid nuttig om gedragsdeficiënties bij gemuteerde zebravissen en de effecten van geneesmiddelen op een verscheidenheid aan gedragssystemen te bestuderen. Voor het doel van geneesmiddelenonderzoek is een voordeel van het systeem dat het mogelijk maakt om het gedrag van vissen in 3D te bestuderen.Dit is belangrijk omdat vissen zich van nature in alle drie de dimensies bewegen en, bij het gelijktijdig opnemen van meerdere vissen, een 2D-opname zeer misleidend kan zijn bij het onderzoeken van de ruimtelijke configuraties van de groep. Een ander voordeel van het systeem is dat het corrigeert voor lichtbreking, wat, indien niet gecorrigeerd, in de huidige configuratie kan leiden tot aanzienlijke meetfouten. De observatiecontainer met de zebravis is geplaatst in de observatiekamer.De kamer bevat daarnaast een camera, een spiegel, die onder een hoek van ongeveer 45 graden boven de houder is opgehangen, en LED-lichtbalken. Calibreer vóór de opname het systeem om de locaties van de wand van de houder en het wateroppervlak te bepalen, evenals de schaalfactor van de opgenomen frames; corrigeer daarnaast voor de fout die wordt veroorzaakt door lichtbreking bij de overgang van water naar lucht. Zodra de kalibratie is voltooid, dient er een testrun te worden uitgevoerd met een proefvis.Een herkalibratie dient te worden uitgevoerd als de posities van de spiegel of camera niet correct zijn of als er problemen zijn met de tracking. Om een opnamesessie te starten, plaatst u de observatiecontainer, gevuld met water tot aan de markeringen, in de observatiekamer. De voetjes van de container moeten in de uitlijningsgaten worden geplaatst.Plaats de containers zodanig dat de halftransparante of ondoorzichtige wanden naar de achterkant en naar rechts zijn gericht, gezien vanuit de camera. Schakel vervolgens de verlichting in het compartiment in, plaats de vissen in de container en sluit de gordijnen. Open de opnamemodule, waarna de beelden van het vooraanzicht en bovenaanzicht van de container op het scherm verschijnen.In eerste instantie is het verkregen beeld mogelijk niet ideaal en moet er daarom mogelijk enkele aanpassingen worden gedaan om voldoende contrast tussen de vis en de achtergrond te verkrijgen. Om het beeld aan te passen, selecteert u camera-instellingen en deselecteert u vervolgens in het geopende venster met algemene instellingen de hier getoonde vakjes; pas vervolgens de sluitertijd en gain aan zodat het beeld niet overbelicht is. Selecteer daarna, aan de linkerkant van het venster voor de camera-instellingen, de kleurbalans en deselecteer in het nieuwe venster het vakje 'auto'. Pas vervolgens de rode en blauwe waarden aan om het beste kleurcontrast te verkrijgen in zowel het vooraanzicht als het bovenaanzicht.Nadat de aanpassingen zijn voltooid, kunnen meerdere correcties noodzakelijk zijn. Selecteer in het hoofdmenu van de opnamemodule de datalocatie om een map aan te maken of te selecteren. Elke opname moet een eigen map hebben, die een submap van de experimentmap moet zijn.Druk nu op start recording en voer een geheel getal in voor de duur van de opname in minuten; druk vervolgens op okay, waarna de experimentele opnamesessie zal beginnen. Zodra de opnames zijn voltooid, kopieert en plakt u de gegevens van de diercontainer en de submappen met correspondentiegegevens van de kalibratiemap naar de eerder aangemaakte mappen During recording om te beginnen met de padreconstructie; open hiervoor de trajectory-module van de software. Druk vervolgens op data location om de map te selecteren die met de record-module is aangemaakt.Druk vervolgens op de knop voor systeeminstellingen om eerst het venster met parameters te openen en pas de kleur-drempelwaarden voor het bovenzicht aan. Een goede startwaarde is 1000. Selecteer vervolgens de drempelwaarden voor de afmetingen van het bovenzicht.Een goede beginwaarde voor een middelgrote zebravis is 10, gebruik 20 voor een grote vis en vijf voor een kleine vis. Hoe hoger deze drempelwaarden, des te kleiner de kans dat de software ruis oppikt. Bij een te hoge waarde is het echter mogelijk dat de vis niet kan worden gedetecteerd.Het kan tijdens het experiment noodzakelijk worden om deze drempelwaarden later aan te passen. Voor de bovenste grootte-drempelwaarde is een waarde van 3000 gewoonlijk voldoende. Voor de specifieke lengte behoudt u de vooraf ingestelde waarde van 220.Het aantal vissen verwijst naar het aantal vissen in het observatiereservoir. Max numb of points verwijst naar het totale aantal frames; noteer of onthoud dit getal en druk op Okay. Selecteer vervolgens acquire background.Het volgende venster vraagt om twee velden in te vullen. Pas na het laden van de achtergrond de drie rode kaders met de muis aan; deze kaders markeren de gebieden waarin de software naar de vissen zoekt. Minimaliseer het kader aan de linkerkant.Aangezien het zijzicht alleen voor kalibratie wordt gebruikt, drukt u nu op de knop voor het genereren van trajecten, waarna de padreconstructie begint. Idealiter moet de tag op de afbeelding van de vis worden geplaatst; als deze vaak onjuist wordt geplaatst, open dan het informatievenster. Hier zien we een ideaal geval waarin alleen de contouren van de vis zichtbaar zijn.Bij overmatige ruis drukt u op stop in het hoofdmenu en kiest u nieuwe drempelwaarden voor kleur en grootte. Controleer daarnaast of de rode kaders enigszins kunnen worden verkleind. Bekijk bijvoorbeeld op het 3D-scherm de trajectorie aan de bovenzijde om de ruis die door waterbewegingen wordt veroorzaakt uit te sluiten.Door met de rechtermuisknop te klikken, kan de onderzoeker kiezen tussen rotatie en translaties van de 3D-configuratie. Om te beginnen met de gegevensverwerking, opent u de module voor gegevensverwerking, selecteert u project op de werkbalk en kiest u vervolgens in het uitklapmenu voor nieuw en voert u een experimentnaam in. Selecteer daarna project bewerken.Voeg het vervolgens toe aan het project, gevolgd door een nieuwe groep, en vul een naam in voor de experimentele groep. Selecteer nu de experimentele groep in het rechtervenster. Let op dat de werkbalk zal veranderen.Selecteer de bewerkingsgroep, klik vervolgens op toevoegen aan groep en daarna op nieuwe metingen. Hiermee wordt een browservenster geopend. Open vervolgens de map die tijdens de opname is aangemaakt, selecteer de submap trajectories en kies daarna het point smoothened-bestand.In het hier gepresenteerde voorbeeld werden voor groep A zes bestanden geladen en voor groep B vier bestanden. Selecteer om de analyse te starten het bestand met uitgevlakt punt in het rechtervenster. Selecteer vervolgens gegevensverwerking en enkelvoudige waarde eindpunten in het uitklapmenu.Ter illustratie: selecteer duration freezing. Er opent een venster waarin u de freezing-instellingen kunt specificeren op basis van de snelheidsdrempelwaarde en de duur-drempelwaarde, zodat u vertrouwd raakt met het programma. Probeer andere voorbeelden, zoals travel distance depth distribution, waarmee men het aantal diepteniveaus en de burst-frequentie kan bepalen.Wanneer deze optie wordt geselecteerd, wordt batchverwerking uitgevoerd waarbij standaarddrempels voor ongeveer 200 eindpunten in deze context worden berekend. Standaard betekent dat de afbakeningen zijn ingesteld. Zo wordt momenteel de diepteverdeling berekend voor drie diepteniveaus en de hoekverdeling berekend voor vier secties.Nadat de parameters zijn gegenereerd, opent er een nieuw venster waarin wordt gevraagd om de locatie en de naam van het bestand dat moet worden aangemaakt. Deze worden opgeslagen in CSV-formaat en kunnen worden geïmporteerd in andere software. Hier toont figuur A een typisch voorbeeldframe voor de controle.Zebravis, terwijl figuur B een typisch voorbeeldframe laat zien van zebravis behandeld met MK 801, beide opgenomen tijdens een ochtendsessie. Merk op dat de gecontroleerde zebravis zich dicht bij de bodem en dicht bij elkaar bevonden. In contrast hiermee bevonden de met MK 801 behandelde zebravis zich dicht bij de oppervlakte en zwommen zij op aanzienlijke afstand van elkaar.Hier worden twee representatieve trajecten gepresenteerd voor controlevissen en zebravisen behandeld met 10 µM MK 801, voor zowel een ochtendsessie als een middagsessie. In deze figuur worden de gemiddelde sociale afstanden voor de controles en de met 10 µM MK 801 behandelde vissen voor beide sessies weergegeven, en hier worden de tijdlijnen van de gemiddelde interindividuele afstanden voor beide groepen gepresenteerd.Hier in figuur A zien we de distributie van de zebravis over 10 gelijke diepteniveaus voor de ochtendsessie, en in B de distributie voor de middagsessie. De temporele distributie over de vier radiale zones van de experimentele groepen is hier te zien. De inzet toont de locaties van deze zones van het centrum naar de periferie, en hier zien we de temporele distributie over de vier kwadranten van de experimentele groepen.De inzet toont de locatie van de kwadranten. Dubbele lijnen stellen witte wanden voor, enkele lijnen stellen transparante wanden voor. De camera bevindt zich links van de inzet, dus het dichtst bij kwadrant één en vier.Zwarte asterisken geven vergelijkingen aan tussen de groepen van de ochtendsessie en grijze asterisken voor die van de middagsessies. Ten slotte worden hier de X-, Y- en Z-componenten van de afgelegde afstand van de zebravis tijdens de ochtend- en middagsessies weergegeven. Gemiddelde en standaardfout van het gemiddelde zijn gepresenteerd.Houd er bij het werken met het systeem rekening mee dat de gegevens slechts zo goed zijn als de opname; zorg er daarom voor dat het systeem goed is gekalibreerd en dat de camerainstellingen optimaal zijn. De rest is eenvoudig en is enkel een kwestie van gewenning aan de verschillende stappen.

using-an-automated-3d-tracking-system-to-record-individual-shoals

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

Gebruik van een geautomatiseerd 3D-tracking systeem om individuele en groepen van volwassen Zebravis te registreren

De VisioTracker is een geautomatiseerd systeem voor de kwantitatieve analyse van de visuele prestaties van larvale en kleine volwassen vissen op basis van de registratie van oogbewegingen. Het beschikt over volledige controle over visuele stimulus eigenschappen en real-time analyse, waardoor high-throughput onderzoek op gebieden zoals visuele systeem ontwikkeling en functie, farmacologie, neurale circuit studies en sensomotorische integratie.

VisioTracker, een innovatieve geautomatiseerde benadering van oculomotorische Analyse

De video beschrijft de vermijding en thigmotaxis-test van zebravislarven. De video onderzoekt het gedrag van zebravislarven als reactie op visuele aversieve stimulus.

Zebrafish Avoidance and Thigmotaxis Assay: een methode met hoge doorvoer om larvaal gedrag te onderzoeken als reactie op aversieve visuele stimulus

Ons laboratorium ontwikkelde een nieuwe high-throughput geautomatiseerde imaging systeem dat nuttig is voor de detectie van verschillende gedragingen in 7 dagen oude zebravis larven. Het systeem kan worden gebruikt voor het detecteren van subtiele veranderingen in het gedrag na de larven zijn blootgesteld aan milieu-toxische stoffen of geneesmiddelen.

Geautomatiseerde High-throughput Behavioral Analyses in zebravis Larven

Zebravissen zijn een uitstekend model om spierfunctie en ziekte te bestuderen. Tijdens de vroege embryogenese beginnen zebravissen met regelmatige spiercontracties die een ritmisch zwemgedrag produceren, dat verandert wanneer de spier wordt verstoord. Hier beschrijven we een door aanraking veroorzaakte reactie en een locatiemeting om zwemprestaties te onderzoeken als maatstaf voor spierfunctie.

Met behulp van Touch-opgeroepen Response en Locomotion Testen om Muscle Prestaties en functie in zebravis Assess

Hier presenteren we een protocol te ontwerpen en fabriceren van een embryo van de zebravis arraying sjabloon, gevolgd door een gedetailleerde procedure op het gebruik van deze sjabloon voor hoge doorvoer zebrafish embryo arraying in een 96-wells-plaat.

Een 3-dimensionale (3D)-sjabloon voor High Throughput Zebrafish Embryo Arraying afgedrukt

We beschrijven een gedrags protocol ontworpen om te beoordelen hoe de zebravis persoonlijkheden beïnvloeden hun reactie op het water stromen en zwakke magnetische velden. Vissen met de zelfde persoonlijkheden worden gescheiden op basis van hun exploratief gedrag. Vervolgens wordt hun gedrag rheotactic oriëntatie in een tunnel zwemmen met een lage stroomsnelheid en onder verschillende magnetische voorwaarden waargenomen.

Beoordeling van de invloed van de persoonlijkheid op gevoeligheid voor magnetische velden in de zebravis

Volwassen zebravis is in staat tot functioneel herstel na een dwarslaesie en is een vooraanstaand modelsysteem om aangeboren mechanismen van neurale regeneratie op te helderen. Hier beschrijven we zwemuithoudingsvermogen en zwemgedragstests als functionele uitlezingen van regeneratie van het ruggenmerg.

Beoordeling van zwemuithoudingsvermogen en zwemgedrag bij volwassen zebravissen

Het doel van het huidige protocol is om de stappen te schetsen die nodig zijn om een sociale voorkeurstest voor volwassen zebravissen op te zetten en te gebruiken en aan te tonen dat deze kan worden gebruikt om door ethanol geïnduceerde sociale defecten te karakteriseren.

Modellering van foetale alcoholspectrumstoornissen bij zebravissen om de impact van een ongunstige embryonale omgeving op het sociale gedrag van volwassenen te karakteriseren

Dit protocol maakt gebruik van light-sheet beeldvorming om de contractiele functie van het hart bij zebravislarven te onderzoeken en inzicht te krijgen in de hartmechanica door middel van celtracking en interactieve analyse.

4D Light-sheet beeldvorming van hartcontractie van zebravissen

Taken voor sociale voorkeur in meerdere kamers zijn aangepast van knaagdieren naar zebravissen, wat de studie van sociaal gedrag bij modelorganismen vergemakkelijkt. Dit protocol valideert een goedkope open-tank taak met 3 kamers met webcams en open-source software om de sociale voorkeur van zebravissen te meten, waardoor het toegankelijk wordt voor undergraduate onderzoek en onderwijs.

Goedkope optie voor het onderzoeken van sociale voorkeur bij zebravissen (Danio rerio) met behulp van de 3-kamer open-tank free-swim taak

Leer een geautomatiseerd 3D-trackingsysteem voor zebravisgedrag met geavanceerde algoritmen en refractiecorrectie. Dit biedt nauwkeurige analyse van kinematica en sociale dynamiek.

Een geautomatiseerd 3D-trackingsysteem gebruiken om individuele vissen en groepen volwassen zebravissen te registreren

Meer video's verkennen