Het integreren van visuele Psychophysical assays binnen een Y-doolhof om de rol te isoleren die visuele functies spelen in navigatie beslissingen

Ons protocol stelt ons in staat om visuele kenmerken na te bootsen die een vrij bewegende vis kan ervaren tijdens het reizen in een groep en te kwantificeren hoe deze functies hun navigatiebeslissingen beïnvloeden. Deze techniek kan worden gebruikt om individuele niveau directionele beslissingen te koppelen in reactie op een zintuiglijke cue om te zien hoe deze beslissingen veranderen op basis van de acties van anderen. Onze methoden geven inzicht in hoe dieren hun omgeving beoordelen en navigeren en de opkomende eigenschappen die gepaard gaan met collectieve besluitvorming, kunstmatige intelligentie en complexe systemen.

Het uitvoeren van psychofysische testen op vrij bewegende individuen is een uitdaging. We streven er voortdurend naar om de controle over de zintuiglijke ervaring van het dier te maximaliseren zonder hun gedrag te beïnvloeden door ongewenste signalen van de apparatuur. Videodocumentatie is een uitstekend formaat voor het verduidelijken van complexe experimentele methoden omdat het de transparantie en hopelijk reproduceerbaarheid verhoogt.

Begin met het plaatsen van een op maat gemaakt waterdicht polymethyryryryrylaat Y doolhofplatform bovenop het transparante ondersteuningsplatform in een speciale ruimte. De Y arm holding en links en rechts domein gebieden moeten identiek zijn in de bouw. Bijvoorbeeld, hier de Y doolhof armen zijn 46 centimeter lang, 23 centimeter in de breedte en 20 centimeter in de diepte, met een centraal beslissingsgebied van ongeveer 46 centimeter in diameter.

Installeer een overhead zwart-wit gigabyte ethernet camera om het doolhof van bovenaf op te nemen en om het gedrag van de vis en de visuele projecties met negen meter internet protocol kabels aangesloten op een computer met een een gigabyte ethernet-kaart in een controlekamer vast te leggen. Gebruik vervolgens de software van de aangesloten computer om de camera-instellingen aan te passen, zodat de helderheid van het beeld is geoptimaliseerd voor het visualiseren van het relevante gedrag. Installeer vier overhead track verlichting systemen langs de muren van de experimentele kamer, positionering van de lichten om reflecties op het doolhof te voorkomen.

Zet een projector met korte worpen aan de onderkant van de ondersteuningsstructuur van het doolhof en stel de projectieresolutie in op 1440 bij 900 pixels. Gebruik vervolgens een beeldverwerkingsprogramma om eventuele lichtvervorming die door de projector wordt gemaakt, te meten en te corrigeren. Voordat u met de experimentele proeven begint, stelt u de omgevingsomstandigheden in het doolhof in op die van het bedrijfssysteem en breng de dieren gedurende maximaal 40 minuten per dag gedurende vijf dagen naar het domein zonder dat de computer visuele stimuli genereert.

Selecteer, wijs, weeg, meet en breng de proefvis gedurende deze tijd naar de experimentele tanks. Om een psychofysische test te starten, schakelt u de kamerprojector en de lichtgevende diodelichttracksystemen in tot het vooraf bepaalde helderheidsniveau om de lampen op te warmen. Open het cameraviewerprogramma en laad de instellingen voor diafragma, kleur en opname die tijdens de installatie zijn opgeslagen om ervoor te zorgen dat de beste kwaliteit van de video kan worden verkregen en activeer de camera die moet worden gebruikt voor het opnemen.

Selecteer Onderdelen laden in het vervolgkeuzemenu Camera en navigeer naar de map Opgeslagen Camera-instellingen. Open de opgeslagen instellingen om de videokwaliteit te bevestigen en klik op Continuafbeelding voordat u het kijkersprogramma sluit. Met behulp van de vooraf bepaalde experimentele schema met gerandomiseerde blootstelling aan de behandeling van de onderwerp in de loop van het experiment, voer de waarden geselecteerd voor de huidige proef en neem de behandeling combinatie gegevens in het lab notebook en druk op de terugkeer sleutel in de Vfish.

pde-venster om de visuele projecties te starten. Wanneer de virtuele vis in het domein verschijnt, registreert u de kloktijd en tilt u de poort op. Beëindig de proef wanneer 50% van het lichaam van de betrokken vis zich in een keuzearm beweegt of wanneer de aangewezen experimentele testperiode verstrijkt.

Log de kloktijd, de begin- en stoptijden van de stopwatch en de keuze van de vis. Stop de video-opname en druk op pauze in het visuele stimuliprogramma om de gebruiker te vragen naar de resultatengegevens van de proef. Na bevestiging van de selectie keert het programma terug naar het eerste scherm en wacht het op de waarden voor de volgende experimentele proef.

Breng de vis vervolgens terug naar zijn holdingtank en plaats de volgende vis in de leun van het bedrijf Y voor de volgende proef. Aan het einde van een sessie, druk op stop in het programma zodra de laatste vis van de sessie heeft een beslissing genomen om de sessie gegevens uit te schrijven om bestand. Herhaal de wateruitwisseling aan het einde van de ochtendsessie om de stabiliteit van de waterkwaliteit tussen de proeven te garanderen en de labnotebook te bekijken om de benodigde notities te maken.

Na de laatste middagproef drukt u op stop in het programma visuele stimuli om de verzamelde gegevens uit te zetten in de map data out. In dit representatieve experiment vertoonde de meerderheid van de vissen een significante verbetering in de nauwkeurigheid waarmee ze de directionele stimuli volgden naarmate de snelheid van die stimuli toenam. De trend in beslissingssnelheid was inconsistent en zeer variabel over stimulussnelheidsniveaus echter, wat suggereert dat het gemiddeld ergens van vijf tot 20 keer langer nodig was om hun beslissing te nemen wanneer de stimuli zich verplaatsten dan wanneer ze dat niet waren.

Onze methoden kunnen worden uitgebreid met tests van de effecten van subletale stress op responstiming en consistentie over hoe sociale informatie wordt uitgewisseld en overgedragen tussen individuen. Onze techniek heeft met succes geïntegreerd Y doolhoven en een willekeurige dot motion test, helpen bij het blootleggen van de zintuiglijke regels die individuen volgen bij het navigeren in hun omgeving. Wanneer u met water en elektriciteit werkt, u veiligheidsmaatregelen nemen, zoals GFCI-schakelaars, druppellussen en schokbestendig antislipschoeisel om de kans op elektrische schokken en uitglijden te verkleinen.