Integracja wizualnych testów psychofizycznych w labiryncie Y w celu wyizolowania roli, jaką cechy wizualne odgrywają w decyzjach nawigacyjnych

Nasz protokół pozwala nam naśladować cechy wizualne, których może doświadczać swobodnie poruszająca się ryba podczas podróży w grupie i określić ilościowo, w jaki sposób te cechy wpływają na ich decyzje nawigacyjne. Technika ta może być wykorzystana do powiązania indywidualnych decyzji kierunkowych na poziomie w odpowiedzi na wskazówkę sensoryczną, aby zobaczyć, jak te decyzje zmieniają się w zależności od działań innych. Nasze metody zapewniają wgląd w to, w jaki sposób zwierzęta oceniają i poruszają się w swoim środowisku oraz jakie są wyłaniające się właściwości związane ze zbiorowym podejmowaniem decyzji, sztuczną inteligencją i złożonymi systemami inżynieryjnymi.

Przeprowadzanie testów psychofizycznych na swobodnie poruszających się osobach jest wyzwaniem. Nieustannie dążymy do maksymalizacji kontroli nad doznaniami sensorycznymi zwierzęcia bez wpływania na jego zachowanie poprzez niepożądane sygnały ze sprzętu. Dokumentacja wideo jest doskonałym formatem do wyjaśniania złożonych metod eksperymentalnych, ponieważ zwiększa przejrzystość i, miejmy nadzieję, odtwarzalność.

Zacznij od umieszczenia niestandardowo skonstruowanej, wodoszczelnej platformy labiryntu z polimetakrylanu metylu Y na przezroczystej platformie nośnej w przeznaczonym do tego pomieszczeniu. Trzymanie ramienia Y oraz lewe i prawe obszary domeny powinny być identyczne w budowie. Na przykład tutaj ramiona labiryntu Y mają 46 centymetrów długości, 23 centymetry szerokości i 20 centymetrów głębokości, z centralnym obszarem decyzyjnym o średnicy około 46 centymetrów.

Zainstaluj nad głową czarno-białą gigabajtową kamerę Ethernet, aby nagrywać labirynt z góry i rejestrować zachowania ryb oraz projekcje wizualne za pomocą dziewięciometrowych protokołu internetowego podłączonych do komputera z jedną gigabajtową kartą Ethernet w sterowni. Następnie użyj oprogramowania podłączonego komputera, aby dostosować ustawienia kamery, tak aby klarowność obrazu była zoptymalizowana pod kątem wizualizacji odpowiednich zachowań. Zainstaluj cztery systemy oświetlenia szynowego wzdłuż ścian pomieszczenia eksperymentalnego, ustawiając światła tak, aby uniknąć odbić od labiryntu.

Przymocuj projektor krótkiego rzutu do dolnej krawędzi konstrukcji nośnej labiryntu i ustaw rozdzielczość projekcji na 1440 na 900 pikseli. Następnie użyj programu do przetwarzania obrazu, aby zmierzyć i skorygować wszelkie zniekształcenia światła powstające przez projektor. Przed rozpoczęciem prób doświadczalnych należy ustawić warunki środowiskowe w labiryncie na takie, jakie panują w systemie gospodarstwa i przenieść zwierzęta do domeny na maksymalnie 40 minut dziennie przez pięć dni bez bodźców wizualnych generowanych komputerowo.

W tym czasie wybierz, przypisz, zważ, zmierz i przenieś badane ryby do zbiorników eksperymentalnych. Aby zainicjować test psychofizyczny, włącz projektor pokojowy i systemy szynoprzewodów świetlnych z diodami elektroluminescencyjnymi na określony poziom jasności, aby umożliwić ogrzanie żarówek. Otwórz przeglądarkę aparatu i załaduj ustawienia przysłony, koloru i nagrywania zapisane podczas konfiguracji, aby zapewnić najlepszą jakość wideo i aktywować kamerę, która ma być używana do nagrywania.

Wybierz opcję Załaduj funkcje z menu rozwijanego Kamera i przejdź do zapisanego folderu Ustawienia kamery. Otwórz zapisane ustawienia, aby potwierdzić jakość wideo, a następnie kliknij opcję Zdjęcie seryjne przed zamknięciem programu przeglądarki. Korzystając z wcześniej ustalonego harmonogramu eksperymentu z randomizowanymi ekspozycjami na leczenie w trakcie eksperymentu, wprowadź wartości wybrane dla bieżącego badania i zapisz dane dotyczące kombinacji leczenia w notatniku laboratoryjnym i naciśnij powrotu w Vfish.

PDE, aby zainicjować projekcje wizualne. Gdy wirtualna ryba pojawi się w domenie, zarejestruj czas zegara i podnieś bramę przetrzymania. Zakończ badanie, gdy 50% ciała badanej ryby przejdzie do wybranego ramienia lub gdy upłynie wyznaczony okres testu eksperymentalnego.

Rejestruj czas zegara, czas rozpoczęcia i zakończenia ze stopera oraz wybór ryby. Zatrzymaj nagrywanie wideo i naciśnij pauzę w programie bodźców wizualnych, aby poprosić użytkownika o dane dotyczące wyników badania. Po potwierdzeniu wyboru program powróci do pierwszego ekranu i będzie oczekiwał na wartości do następnej próby eksperymentalnej.

Następnie zawróć rybę do zbiornika i umieść następną rybę w obszarze trzymania ramienia Y do następnej próby. Po zakończeniu sesji naciśnij stop w programie, gdy ostatnia ryba sesji podejmie decyzję o zapisaniu danych sesji do pliku. Powtórz wymianę wody na zakończenie porannej sesji, aby zapewnić stabilność jakości wody między próbami i przejrzyj notatnik laboratoryjny, aby zrobić potrzebne notatki.

Po ostatniej popołudniowej próbie naciśnij stop w programie bodźców wizualnych, aby wyprowadzić zebrane dane do folderu wyjściowego danych. W tym reprezentatywnym eksperymencie większość ryb wykazała znaczną poprawę dokładności, z jaką podążały za bodźcami kierunkowymi wraz ze wzrostem prędkości tych bodźców. Trend szybkości podejmowania decyzji był niespójny i bardzo zmienny na różnych poziomach prędkości bodźca, co sugeruje, że badani potrzebowali średnio od pięciu do 20 razy więcej czasu na podjęcie decyzji, gdy bodźce się poruszały, niż gdy nie były.

Nasze metody mogą zostać rozszerzone o testy wpływu stresu subletalnego na czas reakcji i spójność w sposobie wymiany i przekazywania informacji społecznych między osobami. Nasza technika z powodzeniem zintegrowała labirynty Y i test losowego ruchu kropek, pomagając w odkryciu reguł sensorycznych, którymi kierują się osoby poruszające się po otoczeniu. Podczas pracy z wodą i elektrycznością należy stosować środki ostrożności, takie jak przełączniki GFCI, pętle kroplowe i odporne na wstrząsy obuwie antypoślizgowe, aby zmniejszyć ryzyko porażenia prądem i poślizgnięcia się.