Тактильные кондиционирования и анализа движения усиков стратегии отбора проб в медоносных пчел (

Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы показать, как приучать медоносных пчел к тактильным стимулам, а также представить технику 2D-захвата движения для анализа кинематики мелкого масштаба и 10 шаблонов выборки. Вначале процедура требует отлова свободно летающих пчел перед их ульем. Второй шаг – запрячь пчел в металлические трубки и закупорить их глаза белой краской.

Далее пчел обучают тактильному раздражителю с помощью классической процедуры кондиционирования. Заключительным этапом является запись движения антенны кондиционированной пчелы с помощью цифровой видеокамеры. В конечном счете, 2D-захват движения в MATLAB используется для анализа изменений в поведении антенны у медоносных пчел после как ассоциативных, так и неассоциативных тактильных парадигм обучения.

Этот метод может быть использован для изучения тактильной различения и восприятия у различных изменяемых видов. Он может дифференцировать изменения, вызванные неассоциативным тактильным обучением, от изменений, происходящих в результате ассоциативного обучения, например, во время обусловливания. Как правило, новички в этом методе будут испытывать трудности, потому что с пчелами нужно обращаться очень осторожно, а время процедуры тактильного кондиционирования имеет решающее значение.

Метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области активного сенсорного зондирования. Он использует естественное рефлекторное поведение в качестве репрезентативного поведения, позволяющего нам сказать, может ли животное различать два тактильных стимула. Для начала собирайте пчел прямо из входа в улей.

Поймайте каждую пчелу в стеклянный флакон, закрытый поролоновой пробкой, и немедленно отвезите ее в лабораторию для дальнейшей обработки в лаборатории. Кратко охладите пчел в холодильнике при температуре четыре градуса Цельсия, пока они не начнут проявлять признаки неподвижности. Сначала обездвижите каждую пчелу на металлическую трубку.

Наклейте клейкую ленту вокруг головы и грудной клетки, а также над животом. Убедитесь, что щуп и антенны свободно перемещаются, чтобы закрыть зрение пчелы. Покрасьте составные глаза и просели белой краской.

Поместите небольшую каплю расплавленного воска между головой и лентой, чтобы голова не двигалась. Во время записи. Для более легкой идентификации отметьте ленту каждой медоносной пчелы номером и поместите трубку во влажную атмосферу, чтобы предотвратить обезвоживание.

Наконец, используйте шприц, наполненный 30% раствором сахарозы, чтобы кормить каждую пчелу в течение пяти секунд и дайте ей восстановиться в течение 30 минут. Перед началом протокола тактильного обусловливания, перед обусловливанием, проверьте каждый B на реакцию на удлинение псиса или PER. Для этого нанесите на усики 30%-ный сахарозный стимул для правильной реакции.

Кончик пси должен пересекать виртуальную линию между открытыми мандибулами. Для исследования используются только пчелы с правильным PER. Для тактильного обусловливания в качестве условного стимула или кс используются металлические поверхностные структуры.

Их поверхность может быть гладкой или рифленой для создания различной текстуры. Безусловным стимулом или УЗИ является 30%-ный раствор сахарозы. Поместите латунный кубик в держатель на микроманипуляторе.

Это позволит точно позиционировать себя во время процедуры кондиционирования. После того, как тактильный стимул будет установлен, поместите пчелу перед микроманипулятором. Затем медленно расположите Cs таким образом, чтобы поверхность тактильного стимула была параллельна голове пчелы.

Пчела должна иметь возможность сканировать тактильный раздражитель в удобном положении с помощью обеих антенн. Чтобы начать процедуру кондиционирования, позвольте бусине сканировать тактильный стимул в течение пяти секунд. Через первые три секунды с помощью шприца поднесите каплю 30% раствора сахарозы под зонд

С помощью кончика шприца осторожно поднимите зонд. Эта стимуляция должна вызвать безусловный PER. Позвольте пчеле слизать сахарозу.

Награда за одну секунду. Приступайте к процедуре кондиционирования до тех пор, пока пчела не получит пять спариваний. После первых вознагражденных пар пчелы должны начать реагировать на презентацию CS путем расширения своих псис, указывая на то, что они ожидают предстоящего вознаграждения.

Полностью растянутый псис, наблюдаемый в любое время в течение первых трех секунд предъявления тактильного стимула до предъявления сахарозы, оценивается как положительный ответ. Наконец, создается кривая обучения для группы пчел. Для этого для каждой попытки отображается процент пчел, показывающих PER во время презентации CS.

После кондиционирования цифровая видеокамера с подходящим макрообъективом используется для записи движений антенны. В данном случае мы используем камеру Basler 602 F, оснащенную технологическим объективом VZM 200, работающим со скоростью 50 кадров в секунду через пожарный провод, настраиваем камеру таким образом, чтобы была видна запряженная пчела и тактильный раздражитель. Затем откалибруйте камеру, сделав одиночные снимки откалиброванной шахматной доски с разных ориентаций.

Используйте специализированное программное обеспечение с инструментом калибровки камеры для анализа изображений. После калибровки поместите одну фиксированную букву B под объективом камеры и представьте тактильный стимул. Как было показано ранее.

Запишите движение запечатывания, пока пчела сканирует объект. После того, как данные собраны, MATLAB используется для определения фона изображения, а затем для вычисления среднего значения оттенков серого с течением времени для каждого пикселя. Статичные объекты, такие как неподвижная голова пчелы и тактильный стимул, будут составлять фон изображения путем вычитания фона изображения из каждого кадра, движущихся частей видео.

В идеале усики пчелы должны быть изолированы как единственные участки ненулевых значений для дальнейшей обработки. Предполагается, что две самые большие области с ненулевыми значениями пикселей являются антеннами. Маска создается для локализации наконечников антенн и для всего изображения, чтобы уменьшить количество ошибок.

Комбинация инструментов для эрозии и дилатации изображения применяется после того, как эти методы снижают уровень шума. Функция двоичной маски используется для кластеризации разрозненных областей. Центр тяжести вычисляется для двух самых больших из этих кластеров, чтобы различать левую и правую антенны.

Здесь они помечены красным и зеленым цветом. Наконец, наконечник антенны для каждой антенны может быть определен как пиксель в кластере с наибольшим значением в ближайшем и дистальном направлении, создается двумерная гистограмма, показывающая пространственное распределение показанного наконечника. Вот кривая обучения тактильному обусловливанию PER в подделке пыльцы.

Процент положительных ответов после первого спаривания был значительно выше по сравнению со спонтанным поведением, а кривая обучения показывает насыщение после третьего вознаграждения. В этом примере движение анального кончика как в условной, так и в наивной группе регистрировалось в течение одной минуты при наличии или отсутствии видимого тактильного стимула. Здесь представлены спонтанные и туннельные движения перед предъявлением стимула.

Абса показывает боковое положение туннельного кончика, в то время как ордината показывает дистальное положение. Цветовая шкала показывает процент времени, которое анинный наконечник провел в любом заданном месте. Желтым цветом обозначены очень частые места, красным — менее частые, а черными — недосягаемые.

Эти данные показывают, что как у пациентки, так и у кондиционированной группы изменялся паттерн движений анталов в присутствии тактильного стимула по сравнению с их спонтанным поведением. Обратите внимание, что прямоугольная желтая область рядом с поверхностью стимула указывает на то, что кончик муравьиной пятки потратил много времени на отбор проб поверхности. Пчелы из кондиционированной группы проводили значительно больше времени со своим кончиком антенны в области раздражителя, чем наивные пчелы.

После этой процедуры можно найти электрофизиологические и фармакологические методы, чтобы ответить на дополнительные вопросы, такие как: какова нейрофизиологическая основа активного поведения на ощупь у медоносных пчел после его развития? Эта техника тактильного обусловливания проложила путь исследователям в области активного сенсорного восприятия к изучению различных аспектов различения тактильных стимулов, а также тактильного обучения и памяти в Альфа-горшках. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как анализировать активные тактильные поисковые и выборочные движения насекомых.

Обратите внимание, что анализ движения может быть расширен до трехмерного анализа, если к первой одновременно будет добавлена хотя бы еще одна камера.