Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

على المدى الطويل لتتبع السلوكية للسباحة بحرية وكلي السمك الكهربائية

doi: 10.3791/50962 Published: March 6, 2014

Summary

نحن تصف مجموعة من التقنيات لدراسة السلوك العفوي من السباحة بحرية الأسماك الكهربائية ضعيفة على مدى فترة طويلة من الزمن، من خلال قياس متزامن توقيت التفريغ الجهاز الكهربائي الحيوان، وضع الجسم وضعية كلا بدقة وبشكل موثوق في خزان ماء المصممة خصيصا داخل الحسية العزلة الغرفة.

Abstract

تتبع السلوكية طويلة الأمد يمكن التقاط وقياس السلوكيات الحيوانية الطبيعية، بما في ذلك تلك التي تحدث بشكل غير منتظم. السلوكيات مثل الاستكشاف والتفاعلات الاجتماعية يمكن أن يكون أفضل درس من خلال مراقبة غير المقيد، والحيوانات تتصرف بحرية. الأسماك الكهربائية ضعيفة (المنتدى الاقتصادي العالمي) عرض استكشافية ملاحظتها بسهولة والسلوكيات الاجتماعية عن طريق انبعاث التفريغ الجهاز الكهربائي (التخلص من الذخائر المتفجرة). هنا، نحن تصف ثلاث تقنيات فعالة لقياس متزامن التخلص من الذخائر المتفجرة، وضع الجسم، والموقف من المنتدى الاقتصادي العالمي السباحة الحرة لفترة ممتدة من الزمن. أولا، نحن تصف بناء دبابة التجريبية داخل غرفة معزولة يهدف إلى منع مصادر خارجية من المحفزات الحسية مثل الضوء، والصوت، والاهتزاز. تم تقسيم الحوض لاستيعاب أربع عينات الاختبار، وبوابات الآلي التحكم عن بعد وصول الحيوانات إلى الساحة المركزية. ثانيا، نحن تصف في الوقت الحقيقي طريقة قياس توقيت التخلص من الذخائر المتفجرة دقيقة وموثوق بها من السباحة بحرية المنتدى الاقتصادي العالمي. يتم تصحيح التشوهات التي تسببها إشارة حركات جسم الحيوان عن طريق حساب متوسط ​​المكانية والزمانية مراحل التجهيز. ثالثا، نحن تصف الأشعة تحت الحمراء القريبة الإعداد والتصوير تحت الماء لمراقبة السلوكيات حيوان ليلي رابط الجأش. واستخدمت نبضات الأشعة تحت الحمراء لمزامنة التوقيت بين الفيديو وإشارة الفسيولوجية على مدى فترة طويلة تسجيل. برنامجنا تتبع الآلي يقيس موقف جسم الحيوان والموقف موثوق في مشهد المائية. في الجمع، وهذه التقنيات تمكن المراقبة على المدى الطويل من السلوك العفوي من السباحة بحرية الأسماك الكهربائية ضعيفة بطريقة موثوقة ودقيقة. نحن نعتقد دينا وسيلة يمكن تطبيقها على نحو مماثل لدراسة الحيوانات المائية الأخرى التي تتعلق إشاراتها الفسيولوجية مع السلوكيات الاستكشافية أو الاجتماعية.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

الخلفية. التجارب الكمية على سلوك الحيوان (مثل الخيار القسري، وتجنب صدمة، T-المتاهة، الخ.) عادة ما تستخدم لتحقيق فرضيات محددة تتعلق المهارات الحسية والحركية والتعلم وتكوين الذاكرة. ومع ذلك، هذه التجارب تقييدا ​​تفوت الكثير من ثراء سلوك الحيوان الطبيعي ويرجح أن يؤدي إلى نماذج من التبسيط أساس العصبية الكامنة وراء السلوك. لذا التجارب في ظل ظروف أكثر طبيعية تشكل مكملا هاما يمكننا من خلالها استكشاف المزيد تماما ذخيرة سلوكية الأنواع. يجب أن التجارب التي تنطوي على الحيوانات تتحرك بحرية، ومع ذلك، ومعالجة التحديات التقنية الفريدة مثل التحف تسجيل الناجم عن الحركة. على عكس الاستجابات أثار التحفيز، لا يمكن توقع حدوث عفويا السلوك الاستكشافي، وبالتالي الاشخاص الخاضعين للتجارب يجب أن يتم رصدها باستمرار وتعقب على مدى فترة ممتدة من الزمن. كاليفورنيا أسئلة بحثية محددةن تكون أفضل تتناولها الكائنات المختارة بعناية والأدوات التقنية المتاحة. على سبيل المثال، تقنيات التسجيل والتحفيز البصرية مثل أجهزة استشعار الكالسيوم مشفرة وراثيا 1 و 2 optogenetics تم تطبيقها بنجاح على التحرك بحرية الكائنات نموذج الجينية 3-5. بدلا من ذلك، يمكن لنظم القياس العصبية المنمنمة تسجيل وتحفيز بحرية تتحرك الحيوانات الصغيرة 6،7.

الأسماك الكهربائية. المنتدى الاقتصادي العالمي الأنواع توليد التفريعات الكهربائية الجهاز (EODs)، والتي تتيح لهم الشعور محيطهم المباشر أو التواصل عبر مسافات أكبر. الأنماط الزمنية من EODs تختلف في ظل ظروف مختلفة مثل الحركات الذاتي 8،9، 10،11 المنبهات الحسية، والتفاعلات الاجتماعية 12،13. المنتدى الاقتصادي العالمي الأنواع نبض من نوع تنتج قطار من البقول منفصلة، ​​في مقابل موجة من نوع الأنواع التي تولد الموجات شبه جيبية المستمر. بشكل عام، نبض من نوع المعرض الأنواع موره معدل التخلص من الذخائر المتفجرة متغير مقارنة مع الأنواع موجة من نوع، وتعكس معدلات التخلص من الذخائر المتفجرة الحيوانات عن كثب محتويات الجدة المحيطة بهم 10،14 الحسية. يمكن الأنواع نبض من نوع تقصير فورا الفاصل الزمني بين نبضة (IPI) ضمن دورة نبض واحد في الاستجابة إلى الاضطراب الحسي رواية (استجابة الجدة 10،11،14). سلوك الكهربائية المستمرة لهذه الأسماك يمكن مضطرب من جراء المحفزات الحسية غير المنضبط من مصادر خارجية، ومعروفة أنواع مختلفة من المحفزات مثل الاهتزاز، والصوت، والكهرباء، وعلى ضوء الردود الجدة الزناد. لذا، يجب اتخاذ احتياطات خاصة لمنع أو تخفيف المحفزات الحسية الخارجية خلال مراقبة طويلة الأجل من المنتدى الاقتصادي العالمي السباحة الحرة. بهذه الطريقة، والتغيرات في معدل التخلص من الذخائر المتفجرة ومسارات الحركة ويمكن أن يعزى بشكل خاص إلى المحفزات التي قدمها المجرب.

خزان ماء وغرفة العزل، ولذلك وضعنا طبقات متعددة من مواد امتصاص الاهتزاز يوالتانجو على خزان ماء كبير (2.1 متر x 2.1 متر x 0.3 متر)، وحاصرت دبابات مع ضميمة معزولة لمنع مصادر خارجية للضوء والضوضاء الكهربائية، والصوت والتدفق الحراري. معدل التخلص من الذخائر المتفجرة يعتمد على درجة الحرارة المحيطة 15،16، وبالتالي تم تنظيم درجة حرارة المياه بإحكام في مجموعة الاستوائية (25 ± 1 درجة مئوية) لمدة الأنواع الجنوبية المنتدى الاقتصادي العالمي الأمريكي. اقمنا في (10 سم عمق المياه) وخزان كبير الضحلة لمراقبة السلوكيات الاستكشافية المكاني للمنتدى الاقتصادي العالمي يقتصر أساسا في بعدين (الشكل 1A). تم تقسيم الخزان إلى الساحة المركزية لمراقبة السلوكيات المكانية، وأربع حجرات الزاوية لإيواء منفصل الأسماك الفردية (الشكل 1B). وقد بنيت كل حجرة للماء لمنع الاتصالات الكهربائية بين الأفراد. وتمت السيطرة صول الحيوانات إلى الساحة المركزية من الخارج عن طريق أربع بوابات الآلية. وضعت بوابات بين المقصورات، وأنها أصبحت ماء عندما تخوضبواسطة النايلون الجناح المكسرات. لم يستخدم أي أجزاء معدنية تحت الماء منذ المنتدى الاقتصادي العالمي تتفاعل بحساسية للمعادن.

تسجيل التخلص من الذخائر المتفجرة. يتم إنشاؤها EODs بطريقة نمطية بواسطة تفعيل واحد (في Mormyrids) أو عدة أجهزة كهربائية موزعة مكانيا (في Gymnotiforms) 17،18. يمكن أن التحويرات الزمنية في معدل التخلص من الذخائر المتفجرة تكشف الأنشطة العصبية على مستوى أعلى، حيث يتلقى جهاز تنظيم ضربات القلب العصبية النخاعية مدخلات مباشرة من مناطق الدماغ مثل أعلى نواة prepacemaker الدماغ البيني، الذي يتلقى بدوره التوقعات محور عصبي من الدماغ الأمامي 19. ومع ذلك، فإن توقيت التخلص من الذخائر المتفجرة يجب أن يكون استخراجه بعناية من تسجيل الموجي الخام وليس متحيزا بواسطة التشوهات الناجمة عن حركة الحيوان. الحقل الكهربائي التي تم إنشاؤها بواسطة المنتدى الاقتصادي العالمي يمكن أن يقترب باعتباره ثنائي القطب، وبالتالي التخلص من الذخائر المتفجرة سعة النبض في أقطاب تسجيل تعتمد على المسافات النسبية والتوجهات بين الحيوان والأقطاب 8،20. movem الذاتي الحيوانالوالدان تغيير الهندسة النسبية بين الحيوان والأقطاب، وبالتالي يتسبب في حركات سعة التخلص من الذخائر المتفجرة في أقطاب مختلفة لتختلف مع مرور الوقت بطريقة متقلبة (انظر الشكل 2B في يونيو وآخرون. 8). وعلاوة على ذلك، والحركات الذاتية أيضا تغيير الشكل من الطول الموجي سجلت التخلص من الذخائر المتفجرة، وذلك لأن المساهمات النسبية من مجموعة مختلفة من الأجهزة الكهربائية تعتمد على مواقعها على طول الجسم والانحرافات المحلية التي أدخلها الذيل الانحناء. التشوهات الناجمة عن الحركة في سعة التخلص من الذخائر المتفجرة والأشكال يمكن أن يؤدي إلى التخلص من الذخائر المتفجرة القياسات توقيت غير دقيقة ولا يمكن الاعتماد عليها. تغلبنا هذه المشاكل عن طريق حساب متوسط ​​الطول الموجي مكانيا التخلص من الذخائر المتفجرة متعددة سجلت في مواقع مختلفة، وذلك بإضافة عامل تصفية استخراج المغلف لتحدد بدقة توقيت التخلص من الذخائر المتفجرة من المنتدى الاقتصادي العالمي السباحة الحرة. بالإضافة إلى ذلك، لدينا تقنية يقيس أيضا سعة التخلص من الذخائر المتفجرة، والتي تشير إلى ما إذا كان الحيوان يستريح أو تتحرك بنشاط على أساس التغيير في التخلص من الذخائر المتفجرةسعة بمرور الوقت (انظر الأرقام و2E 2F). سجلنا إشارات تضخيمها بشكل مختلف من أزواج القطب تسجيل للحد من الضوضاء المشتركة واسطة. منذ يتم إنشاء البقول التخلص من الذخائر المتفجرة في فترات زمنية غير منتظمة، الحدث السلاسل الزمنية التخلص من الذخائر المتفجرة يكون معدل أخذ العينات متغير. ويمكن التخلص من الذخائر المتفجرة تحويل السلاسل الزمنية لمعدل أخذ العينات المستمر من قبل الاستيفاء إذا لزم الأمر عن طريق أداة تحليلية في الاختيار.

تسجيل الفيديو. على الرغم من تسجيل التخلص من الذخائر المتفجرة يمكن رصد نشاط الحركة الإجمالية للحيوان، وتسجيل الفيديو يسمح قياسات مباشرة لموقف جسم الحيوان والموقف. الأشعة تحت الحمراء القريبة (الجرد) إضاءة (λ = 800 ~ 900 نانومتر) يسمح الملاحظة البصرية رابط الجأش من السباحة بحرية السمك 21،22، منذ WEFs هي الأكثر نشاطا في الظلام وعيونهم ليست حساسة لنير الطيف 23،24. يمكن لمعظم أجهزة استشعار التصوير الرقمي (مثل CMOS أو CCD) التقاط الطيف الجرد الوطني مع طول الموجةح تتراوح ما بين 800-900 نانومتر، بعد إزالة الأشعة تحت الحمراء (IR) منع تصفية 25. بعض الراقية كاميرات المستهلك الصف العرض عالية الوضوح، وزاوية عرض واسعة وجيدة حساسية الإضاءة المنخفضة، والتي يمكن أن تنتج نوعية صورة مماثلة ل، أو متفوقة على المهنية الصف كاميرات الأشعة تحت الحمراء المتوفرة في التكاليف أكبر من ذلك بكثير. بالإضافة إلى ذلك، يتم تجميع بعض كاميرات المستهلك الصف مع برنامج تسجيل التي تسمح للمدة الممتدة تسجيل عن طريق ضغط الفيديو دون فقدان الجودة. معظم الكاميرات الاحترافية توفر التزامن TTL مخرجات أو مدخلات نبض الزناد TTL نبض 26 للمواءمة بين توقيت الفيديو مع الإشارات الرقمية، ولكن هذه الميزة غير موجودة عادة في كاميرات المستهلك الصف. ومع ذلك، فإن توقيت بين تسجيل الفيديو والتحويل الرقمي إشارة يمكن أن تكون مطابقة بدقة من خلال التقاط الأشعة تحت الحمراء في نفس الوقت وامض LED بشكل دوري مع الكاميرا والتحويل الرقمي إشارة. ويمكن استخدام الأشعة تحت الحمراء توقيت نبض الأولي والنهائيق اثنين من علامات الساعة المعايرة لتحويل الأرقام إطار الفيديو إلى وحدة الوقت إشارة التحويل الرقمي والعكس بالعكس.

الإضاءة والخلفية. التقاط صورة عن طريق المياه يمكن أن يكون تحديا تقنيا بسبب انعكاسات الضوء على سطح الماء. سطح الماء يمكن أن تكون بمثابة مرآة تعكس المشهد البصري فوق الماء، والخصائص البصرية غامضة تحت الماء، وبالتالي المشهد فوق الماء يجب تقديم ملامح لمنع التدخل البصرية. من أجل صورة الحوض كله، يحتاج إلى كاميرا وضعها مباشرة فوق الماء، ويجب أن تكون مخفية وراء السقف فوق حفرة صغيرة مشاهدة لمنع انعكاسها على سطح الماء. علاوة على ذلك، يمكن إنتاج سطح الماء يبرز على نحو فاضح والإضاءة غير منتظم إذا من المتوقع بشكل غير صحيح مصادر الضوء. الإضاءة غير المباشرة يمكن أن يحقق سطوع موحد على الحوض كله التي تهدف الى مصادر الضوء نحو السقف، على ان يكون السقف ووول المحيطةيمكن ليرة سورية تعكس ونزع فتيل الأشعة الضوئية قبل وصولها إلى سطح الماء. اختيار إضاءة الأشعة تحت الحمراء يطابق الاستجابة الطيفية للكاميرا (على سبيل المثال 850 نانومتر ذروة الموجة). الضجيج الكهربائي من مصادر الضوء يمكن التقليل باستخدام أضواء LED ووضع إمدادات الطاقة إلى خارج العاصمة من قفص فاراداي. وضع خلفية بيضاء تحت الخزان، منذ الأسماك يتناقض بشكل جيد في خلفية بيضاء في موجات الجرد الوطني. وبالمثل، واستخدام غير لامع اللون الأبيض على الأسطح الداخلية للغرفة العزل يوفر موحد ومشرق الإضاءة الخلفية.

تتبع الفيديو. بعد تسجيل الفيديو، يمكن للصورة خوارزمية تتبع الآلي قياس المواقف جسم الحيوان والمواقف مع مرور الوقت. تتبع الفيديو يمكن تنفيذها تلقائيا إما عن طريق برامج جاهزة للاستخدام (وجهة نظر أو Ethovision)، أو برامج للمستخدم برمجة (OpenCV أو معالجة الصور MATLAB الأدوات). كخطوة أولى من تتبع الصورة،تحتاج منطقة تتبع صالح إلى أن يعرف عن طريق رسم شكل هندسي لاستبعاد خارج المنطقة (اخفاء العملية). المقبل، يحتاج صورة حيوان أن تكون معزولة من الخلفية عن طريق طرح صورة الخلفية من صورة تحتوي على الحيوان. يتم تحويل الصورة إلى طرح تنسيق ثنائي من خلال تطبيق عتبة كثافة، مثل أن النقطه الوسطى ومحور التوجه يمكن حسابها من العمليات المورفولوجية ثنائي. في Gymnotiforms 27-29 وMormyrids 30-32، وكثافة electroreceptor هو أعلى بالقرب من منطقة الرأس، وبالتالي موقف رئيس في أي لحظة يشير إلى موقع أعلى البراعة الحسية. المواقع الرأس والذيل ويمكن تحديد تلقائيا من خلال تطبيق عمليات تناوب الصورة وثاب مربع. يمكن تمييز نهايات الرأس والذيل من بعضها البعض من خلال تحديد يدويا لهم في الإطار الأول، وتتبع مواقعها من المقارنة بين اثنين من الأطر المتعاقبة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

هذا الإجراء يلبي متطلبات من جامعة أوتاوا جنة رعاية الحيوان. يتم الإعلان عن أي تضارب في المصالح. يرجى الرجوع إلى جدول المواد والكواشف ليجعل ونماذج من المعدات والمواد المذكورة أدناه. وتقدم مكتوبة مخصصة Spike2 وMATLAB النصوص والبيانات النموذجية في ملف إضافي.

1. إعداد حوض السمك للدبابات وغرفة عزل

  1. مكافحة الخامس الطابق ibration. بناء سطح مضادة للاهتزاز (2.1 متر x 2.1 متر) من خلال التراص منصات المطاط، الستايروفوم الصوتية، لوحة الخشب الرقائقي البحرية، ومنصات رغوة البولي يوريثان من الأسفل إلى الأعلى (الشكل 1A). وضع أربعة ترصيع الخشب (5 سم × 10 سم) على لوحة الخشب الرقائقي لدعم حواف خزان ماء.
  2. سخان الكلمة. وضع عنصر التدفئة محمية كهربائيا حراريا أكثر متدرج الحشو رغوة (انظر الشكل 1D القاع). تغطية عنصر التسخين مع معدنشبكة يسانس أجل الحماية الكهربائية.
  3. خزان المكانية. بناء خزان ماء واسعة وضحلة (1.8 متر x 1.8 متر x 30 سم) باستخدام 1.3 سم خفف من الألواح الزجاجية السميكة، على شكل L هيكل من الألومنيوم والسيليكون الحوض الصف (انظر الشكل 1A). تغطية الجزء السفلي من الخزان مع ورقة كبيرة من خلفية بيضاء إلى توفير مستوى عال من التباين التصوير (انظر البروتوكول 3).
  4. تقسيم خزان ماء في الساحة المركزية (1.5 متر القطر) وأربع حجرات ركنية (انظر الشكل 1B) من خلال الجدران تركيب (22.5 سم) مصنوعة من صفائح الاكريليك (ماتي بيضاء، 0.64 سم).
    1. الانحناء أربع أوراق الأكريليك (22.5 سم × 102.7 سم) عن طريق تطبيق الحرارة لإنشاء أربعة أقسام الجدار المنحني، وضمها إلى قاع الخزان باستخدام سيليكون يسد لفصل الساحة المركزية من المقصورات الزاوية الأربعة. ترك 20 سم مسافة بين المقاطع المنحنية لتركيب البوابة.
    2. مقصورات منفصلة الزاوية المجاورة عن طريق تركيب أربع جدران مزدوجة وايال 15 سم ثغرات، والتي توفر العزل الكهربائي إضافية وأماكن لأجهزة الاستشعار تحت الماء مثل مائي.
  5. تجميع أربع بوابات آلية، وتثبيتها بين المقصورات الزاوية والساحة المركزية.
    1. تجميع أربعة إطارات الأبواب كما هو مبين في الشكل 1C. إنشاء ستة آبار (0.64 سم العميق) على كل إطار الباب، تضمين المكسرات النايلون بلوط (0.64 سم موضوع القطر) وتأمينها مع الايبوكسي.
    2. قطع أربع لوحات الباب من الاكريليك ورقة والمطاط، وإنشاء ستة ثقوب (0.64 سم القطر) على الاكريليك وألواح المطاط لآلية تأمين. الانضمام إلى الأكريليك وألواح المطاط باستخدام السيليكون السد.
    3. تثبيت الاكريليك يتوقف للانضمام إلى ألواح الأبواب مع إطارات الأبواب.
    4. جبل يتأرجح الأسلحة على مضاعفات الحركة، وتثبيتها على الجزء العلوي من إطارات الأبواب (انظر الشكل 1C). جعل الحلقات العلاقات مع كابل لربط الأسلحة يتأرجح إلى ألواح الأبواب.
    5. ضع المجالس البوابة على الجاملاحظة إنشاؤها بين أقسام الجدار المنحني، وتأمينها باستخدام السيليكون السد.
    6. ربط جميع مضاعفات الحركة إلى وحدة تحكم مضاعفات، وتوصيله إلى مصدر للطاقة وجهاز كمبيوتر عبر نشط تمديد كابل USB. اختبار بوابات باستخدام برنامج حاسوبي لمراقبة المرفق مع وحدة تحكم مضاعفات.
    7. بعد يصلب سيليكون، وتحقق للمانعية الماء عن طريق تأمين جميع البوابات مع مسامير النايلون وملء المقصورة في وقت واحد.
  6. العزلة الغرفة. بناء غرفة معزولة لتطويق الحوض ومنع مصادر خارجية للضوء والصوت والضجيج الكهربائي (انظر الشكل 1D).
    1. جعل ثلاث لوحات الحائط (2 متر x 2 متر x 5 سم) وأربع لوحات الباب (1.9 متر x 0.95 متر x 5 سم). لكل لوحة، والانضمام القوالب الألمنيوم (5 سم × 2.5 سم) لإنشاء إطار مستطيل؛ وبرشام لوحة من البلاستيك المموج بيضاء على هيكل من الألومنيوم. ملء بالعطس الألياف الزجاجية الصوتية في لوحات، وثيق مع لوحة سوداء من البلاستيك المموج.
    2. تثبيت ثلاث لوحات الحائط في الطابق مضادة للاهتزاز، وتثبيت البيانو يتوقف للانضمام إلى ألواح الأبواب الأربعة على لوحات الحائط.
    3. تحيط غرفة العزل تنسجم مع الألومنيوم، وتنسجم الأرض من جميع الجهات لإنشاء قفص فاراداي.
  7. مراقبة الرطوبة. تثبيت مروحة العادم منخفضة الضوضاء (الشكل 1F أعلى) لإزالة الزائدة الرطوبة تراكم من التدفئة. وضع مروحة العادم لا يقل عن 2 متر من موقع التسجيل، وتثبيت أنابيب الهواء بين غرفة العزل ومروحة العادم.
  8. مراقبة روتينية والحفاظ على شروط خزان المياه والحيوانات.
    1. الحفاظ على ظروف المياه ثابتة عند عمق 10 سم، 100 ميكروثانية / سم والرقم الهيدروجيني 7.0 الموصلية بإضافة الماء أو محلول المخزون الملح (يرجى الرجوع إلى كنودسن 33 للصفة). إضافة كيس من المرجان سحقت في حالة انخفاض الرقم الهيدروجيني أقل من 6.5.
    2. تركيب الفلاتر الحوض العمودية التي يمكن أن تعمل من المياه الضحلة لتنظيف وأغراض تهوية (الشكل 1F القاع). فصل الفلاتر وتأخذ بها من الساحة المركزية أثناء جلسات التسجيل.
    3. تقديم ميلوورمس الحية على الجزء السفلي من الخزان عن طريق ربط لهم على كؤوس الشفط مع الأشرطة المطاطية. تجنب يفترس التعويم الحر مثل blackworms لمنع التغذية غير المنضبط لليفترس طائشة أثناء التسجيل.

2. تتبع التخلص من الذخائر المتفجرة

  1. تثبيت الأقطاب الكهربائية. تجميع ثمانية أقطاب الجرافيت، والفضاء على قدم المساواة على الجدار المنحني من الساحة المركزية.
    1. الحصول على رسم الخيوط (15 سم في الطول؛ المريخ الكربون 2 مم نوع HB) ويحلق الطلاء الخارجي من الخيوط.
    2. قطع ثمانية قطاعات من 10 سم كابل متحد المحور (RG-174)، والتفاف حول جوهر كابل واحدة من نهاية قضبان الجرافيت، وتطبيق أنابيب عليها للاتصال الكهربائية قوية ومستقرة يتقلص الحرارة. موصلات BNC جاك نعلق على طرفي نقيض (الشكل 2A اليسار). </ لى>
    3. وضع أقطاب كهربائية على الحائط عن طريق تسجيل، وتطبيق شرائح رقيقة من اخفاء الشريط على السطوح الكهربائي للحماية من السيليكون. تطبيق سيليكون السد لعقد دائم الأقطاب، وإزالة كافة الشريط قبل يصلب السيليكون (الشكل 2A اليمين).
  2. بناء ثمانية تركيبات عن طريق قياس المسافة من كل قطب كهربائي إلى وحدة مكبر للصوت، وقطع الكابلات المحورية (RG-54) في أطوال. موصلات BNC المكونات نعلق على طرفي الكابلات.
  3. استخدام توصيلات كهربائية لسلك كل إلى وحدة مكبر للصوت. تضخيم تفاضلي قبل الاقتران اثنين من أقطاب 90 ° المنحى (انظر الشكل 2B)، والأرض جميع الأسلاك المحورية التدريع من خلال ربط لهم قفص فاراداي.
  4. تعيين مكسب مكبر للصوت أقل من الحد إشارة التشبع، وتطبيق عامل تصفية الفرقة تمرير (200 هرتز، 5 كيلو هرتز) لإزالة الضوضاء. رقمنة أزواج القطب أربعة في تسجيل 40 KS / ثانية.
  5. على الانترنتمعالجة الإشارات. يتم كتابة التعليمات للبرنامج Spike2، ويتم تحسين إعدادات المعلمة لGymnotus س. (انظر الشكل 2C عن ملخص).
    1. إضافة DC إزالة عملية (τ = 0.1 ثانية) لجميع القنوات تسجيل.
    2. إضافة إلى عملية تصحيح جميع القنوات التسجيلات.
    3. إنشاء قناة افتراضية عن طريق جمع جميع القنوات تسجيل أربعة.
    4. استخراج مظروف الأحادي الواسطة في التخلص من الذخائر المتفجرة نبض بإضافة RMS (جذر متوسط ​​التربيعية، ) عملية (τ = 0.25 ميللي ثانية) إلى القناة الظاهرية، لتوليد ذروة واحدة في كل دورة التخلص من الذخائر المتفجرة بشكل لا لبس فيه لتحديد توقيت النبض.
    5. إنشاء قناة realmark من القناة الظاهرية وتسجل الوقت والقيم من سعة الذروة، بعد وضع عتبة ملائمة لالتقاط جميع البقول واي التخلص من الذخائر المتفجرةthout يفتقد نبض، مع تجنب ايجابيات كاذبة.
    6. رصد معدل التخلص من الذخائر المتفجرة لحظية في الوقت الحقيقي من خلال تحديد خيار عرض قناة من قناة realmark إلى وضع تردد لحظية.
    7. رصد حركة الأسماك في الوقت الحقيقي من خلال تكرار قناة realmark، وتعيين خيار العرض إلى وضع الموجي.
    8. قياس مستوى النشاط من RMS من السعة المنحدر التخلص من الذخائر المتفجرة عن طريق إنشاء قناة الظاهري من قناة realmark (فترة أخذ العينات 0.01 ثانية)، وإضافة منحدر (τ = 0.25 ميللي ثانية) وRMS (τ = 0.5 ميللي ثانية) العمليات.
    9. تصدير قناة realmark في البرنامج Spike2 إلى تنسيق MATLAB.

3. تزامن تتبع فيديو

  1. خلق مشهد الخلفية.
    1. إخفاء أي الكائن الذي يلقي انعكاس على سطح الماء من خلال تغطية مع ماتي الفيلم كونترتوب الأبيض.
    2. تثبيت أبيض غير لامعلوحة من البلاستيك المموج 15 سم تحت السقف لإخفاء الكاميرا وتنفيس الهواء.
    3. طباعة أنماط الشبكة على ورقة كبيرة من الورق الأبيض لمعايرة الكاميرا، ووضع ذلك تحت خزان لتوفير خلفية عالية التباين.
  2. تثبيت مصادر الضوء.
    1. الحصول على الأشعة تحت الحمراء الصمام الاضواء، وإزالة المشجعين المدمج في للحد من الضوضاء. دفع LED مع العاصمة امدادات الطاقة الحالية للوائح وضعت خارج قفص فاراداي.
    2. تثبيت IR أضواء LED للتصوير في الظلام، وأضواء LED بيضاء ليقود دورة ضوء نهاري في الأسماك الاختبار. مباشرة جميع مصادر الضوء نحو السقف إضاءة غير مباشرة لتحقيق وموحدة (الشكل 3A).
    3. تنظيم دورة ضوء نهاري من قبل القيادة أضواء LED بيضاء مع التبديل التي تسيطر عليها الموقت (على سبيل المثال 12 ساعة on/12 ساعة إيقاف).
  3. تثبيت الكاميرا مباشرة فوق الحوض.
    1. الحصول على كاميرا الجرد الوطني حساسة، أو إزالة حجب الأشعة تحت الحمراء الأنظفص عن طريق كسر ورقة رقيقة من زجاج ملون في الجزء الخلفي من الجمعية العدسة. تأكد من أن زاوية عرض واسعة بما يكفي لصورة الساحة المركزية كله.
    2. جعل ثقب صغير في عرض منتصف لوحة السقف، ووضع الكاميرا مباشرة فوق الحفرة.
    3. تثبيت حارس حلقة بيضاء حول العدسة إذا كانت مصادر الضوء توليد يبرز على نحو فاضح.
  4. جعل تسجيل الفيديو متزامنة الوقت.
    1. وضع الصمام الأشعة تحت الحمراء في واحدة من زوايا أربع دبابات لتوليد نبضات تزامن الوقت (1 ميللي ثانية مدة 10 فترة ثانية). إضافة المقاوم الحد من الحمل (1 أوم) في سلسلة، ودفع IR LED من منفذ الإخراج الرقمي من الأجهزة التحويل الرقمي.
    2. استخدام برنامج تسجيل فيديو واحدة مع الكاميرا إذا كانت متوفرة. حدد أعلى جودة التسجيل (على سبيل المثال ضياع ضغط) وأعلى القرارات المعتمدة.
    3. بدء تسجيل الفيديو على الفور قبل البدء في تسجيل التخلص من الذخائر المتفجرة، ووقف تسجيل الفيديو IMMEdiately بعد تسجيل التخلص من الذخائر المتفجرة.
    4. بعد التسجيل، تحويل صورة أرقام الإطار إلى وحدة التحويل الرقمي الوقت عن طريق التحريف خطيا بين الأول ونبضات الضوء مشاركة استولت عليها إشارة التحويل الرقمي وتسجيل الفيديو.
  5. الآلية تتبع الصورة
    تتم كتابة تعليمات لمعالجة الصور MATLAB الأدوات، والاستفادة من وظائفها. ويرد النصي MATLAB المخصصة مع هذا الطلب لتتبع الصورة الآلي.
    1. استيراد الفيديو. استيراد ملف تسجيل الفيديو مباشرة إلى مساحة العمل باستخدام MATLAB "Videoreader. قراءة" وظيفة.
    2. خلق صورة الخلفية المركبة من خلال الجمع بين اثنين من إطارات الصور. استبدال صورة المنطقة من قبل حيوان المحتلة مع صورة غير مأهولة من نفس المنطقة من إطار آخر (انظر الشكل 3B).
    3. تحديد منطقة الصورة لتتبع عن طريق رسم قناع دائرية حول الساحة المركزية لاستبعاد والجرمية خارج (الشكل 3B القاع)، وتتكاثر بواسطة ثابت كثافة العمليات) لتعيين حد أدنى لاختلاف كثافة. على سبيل المثال، وضع rint = 0.85 وقمع تقلبات كثافة 15٪ = (1 - ص كثافة العمليات) أدناه الخلفية.
    4. الصورة الطرح. طرح إطار الصورة (= ك IM) من صورة الخلفية (= 0 IM) للحصول على صورة الفرق (= ك ΔIM). استخدام عدد صحيح بدون إشارة الدقة العددية لتخزين القيم كثافة الصورة أنها أعداد صحيحة غير السالبة.
    5. شريحة صورة الفرق من خلال تطبيق عتبة شدة العزم من وظيفة graythresh. تنظيف صورة ثنائية باستخدام وظيفة bwmorph، وحدد النقطة المقابلة لأكبر حيوان بعد حساب جميع المجالات فقاعة باستخدام وظيفة regionprops.
    6. تحديد النقطه الوسطى والكبرى التوجه لxis من أكبر فقاعة من خلال تطبيق وظيفة regionprops، وتدوير الصورة إلى محاذاة محور رئيسي مع المحور س. تقسيم الصورة إلى أجزاء الرأس والذيل في النقطه الوسطى (أعلى الشكل 3D).
    7. تحديد المحور الرئيسي للجزء الرأس، وتدوير الصورة بالكامل لتتماشى مع محور س (الشكل 3D أسفل اليسار). تناسب المحيط صناديق حول الرأس وأجزاء الذيل موازية لمحاور الرئيسية وذلك باستخدام وظيفة regionprops.
    8. تحديد متوسط ​​الإحداثيات ص من النقطة في اليسار والوسط والحواف العمودية الأيسر من مربعات المحيط (النقاط الخضراء في أسفل الشكل 3D)، والتنازل عنها لخمس نقاط ميزة (وجها لطرف، في منتصف الرأس، منتصف الجسم ، في منتصف الذيل، والذيل طرف).
    9. معالجة الإطارات المتعاقبة بعد الاقتصاص إطار الصورة تركزت في النقطه الوسطى الحيوان تحديدها من إطاره السابق.
    10. تعيين يدويا التوجه لرئيس الإطار الأول، واستخدام betwe الدوت المنتجأون ناقلات التوجه من إطارين متتالية لتحديد تلقائيا التوجه الرأس. تفقد نتيجة لذلك، والوجه يدويا التوجه الرأس إذا تعيين بشكل غير صحيح.
  6. رسم مسارا الحيوانية من خلال الانضمام إلى الرأس نصائح، وتسهيل استخدام متوسط ​​ومتوسط ​​مرشحات (ن = 3) إذا كان لديه مظهر القلقة. ركب مسار مع صورة خلفية، وأقحم midlines الأسماك باستخدام ميزة النقاط الخمس (انظر الشكل 2E).
  7. حساب متوسط ​​معدل التخلص من الذخائر المتفجرة في كل وقت عن طريق التقاط صورة اختزال معدل التخلص من الذخائر المتفجرة حظية (100 هرتز معدل أخذ العينات) والمتوسط ​​(0.0625 ثانية نافذة الوقت). رسم مسار في الألوان الزائفة تحديد من معدل المتطابقة الوقت التخلص من الذخائر المتفجرة، وركب مع صورة الخلفية (انظر الشكل 2F).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

نتائج تتبع التخلص من الذخائر المتفجرة

الطول الموجي التخلص من الذخائر المتفجرة المسجلة من القطب أزواج مختلفة تختلف في سعة والأشكال كما هو متوقع من مواقع فريدة من نوعها والتوجهات (الشكل 2C أعلى). استخدام أزواج متعددة القطب ضمان استقبال إشارة قوية على جميع المناصب الممكنة وتوجهات المنتدى الاقتصادي العالمي داخل الخزان. الموجي المغلف (الشكل 2C القاع، وتتبع الأخضر) الواردة دائما ذروة واحدة في كل دورة التخلص من الذخائر المتفجرة، التي كانت بمثابة علامة موثوقة لتحديد الوقت بالضبط فترات ما بين النبض ومعدل التخلص من الذخائر المتفجرة حظية (المعهد الدولي للصحافة = -1). وانضم القمم المتعاقبة التخلص من الذخائر المتفجرة ومحرف خطيا في فترات زمنية ثابتة (الشكل 2D أعلى، أثر أسود)، وكان محرف معدل التخلص من الذخائر المتفجرة حظية بالمثل في فترات زمنية ثابتة (الشكل 2D أسفل، أثر الوردي). تسهل إجراء اختزال الوقت المستمر مزامنة الوقت تكونتوين مسار الحركة والإشارة التخلص من الذخائر المتفجرة، ويسمح للاستفادة من عدد أكبر من الأدوات التحليلية لبيانات السلاسل الزمنية عينات باستمرار. ظلت سعة التخلص من الذخائر المتفجرة سجلت في أقطاب خارجي ثابت بينما كان حيوان في بقية (الشكل 2E أعلى)، ولكن اختلفت مع مرور الوقت في حين انتقلت الحيوان بسبب تغير المكان والتوجه ثنائي القطب (الشكل 2F أعلى). وبالتالي، يمكن الاستدلال على حركة الأسماك من مراقبة تغير من سعة التخلص من الذخائر المتفجرة مع مرور الوقت. ظل معدل التخلص من الذخائر المتفجرة الأساس منخفضة بينما كان في بقية الأسماك (الشكل 2E القاع)، ولكن أصبح معدل التخلص من الذخائر المتفجرة أعلى بكثير في حين أن السمك سبح بنشاط (الشكل 2F أعلى). ملاحظتنا يتسق مع علاقة إيجابية بين معدل التخلص من الذخائر المتفجرة وحركة الأسماك كما ذكرت سابقا 8،9،34،35.

نتائج تتبع الفيديو

يتم عرض مسار الحيوان وmidlines في الشكل لدى عودتهم 3E مع إطارات الصور الأولى والأخيرة فرضه. اعتقل للمرة بالطبع تغير الموقف في حين تم تحويل الأسماك فجأة لمدة ثانيتين، ويتم رسم midlines السمك كل 200 ميللي ثانية. بدأ خط الوسط الأسماك بشكل صحيح على رأس طرف وإنهاء في الذيل غيض من الأسماك. الصور الأسماك وافقت بشكل وثيق مع midlines تتبع تلقائيا على الرغم من الظلال مسبوكة من قبل الحيوان. يوضح الشكل 3F متوسط ​​معدل التخلص من الذخائر المتفجرة الوقت متفاوتة (τ = 0.0625 ثانية) في اللون، والذي فرضه مع مسار مطابقة وقت الرأس السمكة تلميح. خلال مدة 2 ثانية تحول، بلغ متوسط ​​معدل التخلص من الذخائر المتفجرة ذروته حين كان الحيوان في منتصف مرحلة تحول، وانخفض معدل نحو نهاية تحول. يوضح هذه النتيجة ممثل هذا الأسلوب لدينا يمكن تطبيقه بنجاح لدراسة العلاقة بين الحركات التوجيه الذاتي وتعديل معدل التخلص من الذخائر المتفجرة أثناء السباحة الحرة.

ر "FO: المحافظة على together.within صفحة =" دائما "> الشكل 1
الشكل 1. خزان ماء وغرفة العزل الإعداد. أ) الغرفة التجريبية يتكون من الطابق مضادة للاهتزاز، خزان ماء، وغرفة العزل. B) وقد تم تقسيم خزان ماء في الساحة المركزية لتشغيل التجارب، وأربع حجرات الزاوية للفرد السكن الأسماك. وقد بنيت كل حجرة للماء لمنع التواصل الكهربائي بين الحيوانات. C) ويتضح البوابة الآلية في زوايا المنظور متعددة. بوابة يصبح ماء عندما تخوض ستة المكسرات الجناح الذي ضغط المطاط طوقا (ورقة البني الفاتح). مرة واحدة مقفلة، البوابة يمكن تشغيلها عن بعد من قبل أجهزة السيارات على القمة. D) تم تجميعها الغرفة العزلة من خلال الانضمام إلى ثلاثة ثجميع لوحات وأربعة ألواح الأبواب، والتي توفر الوصول إلى خزان ماء من الجانبين. ويوضح لوحة أسفل القضبان الخشبية لدعم حواف دبابات، ووضع سخان الكلمة. هناك طبقة من الألمنيوم تغطي شبكة سخان لحماية الضوضاء الكهربائية. E) شيدت الجدران وألواح الأبواب للغرفة بمعزل عن إطارات الألومنيوم لدعم الهيكلية (3). تتم تغطية الأسطح الداخلية للغرفة عن طريق لوحات من البلاستيك الأبيض (5) لتعكس مصادر الضوء الداخلي، وتتم تغطية الخارجيات من ألواح بلاستيكية سوداء (2) لمنع مصادر الضوء الخارجي. على شبكة الألومنيوم (1) تغطي الجدران الخارجية لمنع الضوضاء الكهربائية الخارجية. يتم تعبئة الجدار مع بالعطس الألياف الزجاجية الصوتية (4) F) تبين الصورة أعلى الإعداد التهوية لإزالة الرطوبة الزائدة الناتجة عن التدفئة؛ ويظهر في الصورة أسفل الإعداد تنقية المياه للتنظيف، ونشرها، وتهوية خزان المياه بين تجريبيالجلسات. اضغط هنا لمشاهدة صورة بشكل اكبر .

الرقم 2
الشكل 2. التخلص من الذخائر المتفجرة الإعداد وتسجيل نتائج ممثل. أ) يوضح اللوحة اليسرى الجمعية الكهربائي يتكون من القطب رقيقة الجرافيت، وهي قطعة قصيرة من الكابلات المحورية، وجاك BNC. يوضح اللوحة اليمنى التعليمات المرفق القطب. ويستخدم الشريط اللاصق لوضع مؤقتا التجمع الكهربائي، وطبق سيليكون السد لعقد القطب. ب) الرسم التخطيطي الأسلاك بشكل دائم. يتم إقران القطبين 90 درجة المنحى حتى وتضخيمها بشكل مختلف وتصفيتها. تم ترقيم تسجيل أربع قنوات خارج فاراداي جالعمر. C) توضيحات من التخلص من الذخائر المتفجرة معالجة الإشارات الخطوات. تظهر أعلى آثار الطول الموجي الخام من أربعة أزواج الأقطاب، والتي يتم تصحيحها ولخص لإنتاج التتبع الرمادي أدناه. يتم استخراج المغلفات الأحادي الواسطة من الموجي الرمادي باستخدام "جذر متوسط ​​ميدان" (RMS) فلتر (أثر الأخضر). يتم تحديد سعة التخلص من الذخائر المتفجرة وIPIS من قمم المغلف. D) وترد التخلص من الذخائر المتفجرة سعة الوقت متفاوتة (أعلى) ومعدل التخلص من الذخائر المتفجرة حظية (القاع) على نطاق وقتا أطول من C). ومحرف وسعة التخلص من الذخائر المتفجرة ومعدل حظية (= IPI -1) على فترات زمنية منتظمة من خلال الانضمام إلى قمم المغلف (آثار الأسود). E) نفس D) ولكن تآمر على نطاق وقتا أطول في حين أن الأسماك في بقية. F) نفس E) بينما كان يسبح السمك بنشاط. اضغط هنا لمشاهدة صورة بشكل اكبر .

الرقم 3
الرقم 3. إعداد تتبع الفيديو ونتائج ممثل. A) ويتضح الإضاءة والكاميرا الإعداد. هي التي تعلق على الأشعة تحت الحمراء (IR) ومصادر الضوء المرئي على الجدران وأشار نحو السقف، على ان يكون سطح السقف يعكس وينشر الضوء لإسقاط إضاءة موحدة على دبابة بأكملها. يتم إخفاء الكاميرا فوق لوحة السقف لمنع انعكاس على سطح الماء. يتوضع على IR LED في واحدة من زوايا أربع دبابات لتوليد نبضات تزامن الوقت. ويتضح B) توليد صورة خلفية مركب. يتم الجمع بين اثنين من إطارات الصور (الصور في الأعلى) لتشكيل صورة خلفية مركب (أسفل اليسار) عن طريق استبدال المنطقة التي تحتوي على الحيوان (حتىغطاء مربع أحمر) مع المنطقة دون الحيوان (متقطع مربع أحمر). وملثمين خارج منطقة الساحة المركزية في الأسود (أسفل اليمين). C) عزل المخطط الأسماك. يتم طرح إطار الصورة (أعلى اليسار) من صورة الخلفية (أعلى يمين) لإنتاج صورة الفرق (أسفل اليسار)، وتحويلها إلى صورة ثنائية (أسفل اليمين) من خلال تطبيق عتبة الشدة. D) قياسات موقف الجسم ويتم توضيح الموقف. تم تدوير الصورة الثنائية للحيوان (النقطة) لمحاذاة محور رئيسي مع المحور س (أعلى اليمين)، وتركزت في النقطه الوسطى لها. تم فصل النقطة في الرأس (الحمراء) والذيل (الازرق) أجزاء، ولكل جزء واستدارة بشكل منفصل لتحديد إحاطة-علبته. وقد وجهت النقطة إلى الإطار الحيوان المرجعية (أسفل اليسار)، وخمس نقاط ميزة (وجها لنهاية، في منتصف الرأس، منتصف الجسم، في منتصف الذيل، والذيل النهاية) كانوا مصممين من نقاط المنتصف للمربع المحيط الحواف. E) الوقت الفاصل بين ايمعمر midlines الأسماك تآمر كل 200 ميللي ثانية. يتم فرضه الإطارات الصورة الأولى والأخيرة خلال مدة 2 ثانية تحول. F) ويمثل متوسط ​​معدل التخلص من الذخائر المتفجرة في شبه اللون وفرضه مع مسار رئيس الأسماك. وتستخدم نفس الصور كما في E). اضغط هنا لمشاهدة صورة بشكل اكبر .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

أهمية تقنيات لدينا. وباختصار، فإننا وصف لأول مرة بناء خزان ماء كبير وغرفة العزل لمراقبة السلوكيات العفوية الاستكشافية التي تنتجها المنتدى الاقتصادي العالمي. المقبل، أثبتنا تقنية لتسجيل وتتبع معدل التخلص من الذخائر المتفجرة ودول حركة من الأسماك غير المقيد في الوقت الحقيقي باستخدام أزواج متعددة القطب. أخيرا، وصفنا الأشعة تحت الحمراء تقنية تسجيل الفيديو من خلال المياه بطريقة متزامنة الوقت، وتتبع خوارزمية الصورة لقياس وضع الجسم والموقف. باعتبارها إعداد التجريبية، المنتدى الاقتصادي العالمي يوفر ميزة هامة للتحقيق في السلوكيات الحسية موجهة نشطة من خلال إظهار معدل التخلص من الذخائر المتفجرة القابلة للقياس بسهولة، والذي يساوي معدل أخذ العينات electrosensory نشطة. مزيج من هذه التقنيات يمكن تمكين المراقبة على المدى الطويل دقيقة وموثوق بها 8 من السلوكيات العفوية من غير المقيد للمنتدى الاقتصادي العالمي. وعلاوة على ذلك، فإن غالبية الإعداد لدينا يمكن بناؤها الابام على نطاق واسع مواد البناء والمكونات الإلكترونية التي يمكن الحصول عليها بسهولة. وقد تم تطوير تقنيات وصفها هنا واختبارها لتلبية متطلبات التجريبية على مدى السنوات الأخيرة. لذا، فإننا نوصي هذه التقنيات للدراسات المستقبلية من السلوكيات العفوية استكشافية من المنتدى الاقتصادي العالمي السباحة الحرة.

العزلة الغرفة. توفر غرفة عزل الظروف التجريبية التي تسيطر عليها جيدا من خلال منع مصادر خارجية للضوء، والاهتزاز، والصوت، والضجيج الكهربائي بدرجات متفاوتة من الفعالية. تم اختبار الأداء ضوء الحجب عن طريق وضع كاميرا مزودة بمحركات داخل غرفة العزل الظلام، وأنه لم يلاحظ أي تسرب الضوء الخارجي من الكاميرا بعد مسح جميع المواقع باستخدام التحكم عن بعد عموم. كان سطح الاهتزاز التخميد تثبيت تحت الدبابة قدمت توهين ضد الاهتزازات الخارجية توجيهها من الأرض، والتراص من عدة طبقات من المطاط ورغوة فعالة لمنع معظمالأحداث الاهتزاز الخارجية. ومع ذلك، والأحداث اهتزاز متقطعة مثل إغلاق الباب بصوت عال في مواقع قريبة فعل تحريك ردود الجدة في مناسبات نادرة. على الرغم من أن الجدول الهواء مضادة للاهتزاز يمكن تقديم أداء العزلة متفوقة من الاهتزازات الخلفية، فإنه سيكون مكلفا للغاية لشراء طاولة الهواء كبيرة بما يكفي لخزان ماء لدينا. لذلك، وضعنا تحت الماء مائي لكشف واستبعاد الأحداث عندما أثار الاهتزازات الخارجية الكبيرة الردود الجدة. لمزيد من تقليل تأثير الضوضاء خارج المختبر، وأجريت التجارب لدينا خلال ساعات الذروة (بعد الساعة 6 مساء). وبالمثل، كان الموهن الخارجية الضوضاء الصوتية المحمولة جوا عبر جدران غرفة عزل مليئة الألياف الزجاجية بالعطس العزل. على الرغم من أننا لم قياس موضوعي للأداء الصوت التوهين، أكثر من صوت في الخلفية في بيئة معملية لم تؤدي إلى استجابات الجدة. في حالات نادرة، وصوت عال مفاجئ من خارج الزنادإد استجابة الجدة، ولكن تم الكشف عن مثل هذا الحدث من قبل تسجيل مائي، ونادرا ما وقعت خلال ساعات الذروة. خزان ماء قدم مساحة واسعة بما فيه الكفاية لحيواناتنا لتسبح بحرية واستكشاف. تم اختيار حجم الخزان في نسبة لطول الأنواع استخدمنا (ما يصل إلى 30 سم)، ولكن يمكن زيادتها حجم خزان أسفل إذا استخدمت الحيوانات الصغيرة. اخترنا Gymnotus س. بين مختلف الأنواع نبض من نوع لحجمها جمجمة كبيرة لتسهيل التسجيلات الكهربية أثناء السباحة الحرة 36. جودة التسجيل الكهربائية قد يحسن من استخدام النحاس تنسجم أكثر تكلفة، والتدريع مروحة العادم تستخدم لمراقبة الرطوبة.

التخلص من الذخائر المتفجرة تقنية القياس. لدينا متعدد القنوات تقنية تسجيل التخلص من الذخائر المتفجرة يسمح دقيقة وموثوق بها قياس توقيت التخلص من الذخائر المتفجرة من الأسماك السباحة بحرية. باستخدام تقنية لدينا، تم الكشف عن جميع البقول التخلص من الذخائر المتفجرة المتولدة عن المنتدى الاقتصادي العالمي السباحة بحرية دون عداد المفقودين أو إضافة الخطيئةغلي النبض لمدة ست ساعات تسجيل طويل (انظر الشكل 12 في يونيو وآخرون. 8). التدابير تسجيل التخلص من الذخائر المتفجرة ليس فقط معدل التخلص من الذخائر المتفجرة، ولكن أيضا على مستوى النشاط من وقت التخلص من الذخائر المتفجرة سعة الذروة المسجلة في الأقطاب الخارجية متفاوتة. يتم تحديد سعة التخلص من الذخائر المتفجرة التي سجلتها الهندسة النسبية بين حيوان والأقطاب تسجيل، وبالتالي تحركات الحيوانات تحدث تغييرات في سعة التخلص من الذخائر المتفجرة (الشكل 2F). تم حساب مستوى النشاط من تقلب (RMS) من السعة المنحدر التخلص من الذخائر المتفجرة ضمن إطار التحرك (0.5 ثانية). باستخدام هذا الأسلوب، لن تكون هناك حاجة لتسجيل الفيديو لقياس مستوى النشاط على مدى فترة زمنية طويلة، وتسجيل التخلص من الذخائر المتفجرة وحده قد يكون كافيا. بدلا من استخدام تسجيل الفيديو، ووضع الجسم والموقف من المنتدى الاقتصادي العالمي يمكن الاستدلال على ذلك من تسجيل التخلص من الذخائر المتفجرة وحده استنادا إلى مواقع الأقطاب الكهربائية، وهندسة دبابة، ونموذج نظري لثنائي القطب الحالي. باستخدام recordi مماثلةالإعداد نانوغرام، وآخرون يونيو 20 المقترحة في الوقت الحقيقي طريقة لتتبع WEFs متعددة في وجود كائن، الذي يقارن شدة إشارة المقاسة في عدة أزواج القطب تسجيل مع إدخالات جدول البحث التي تحتوي على كثافة إشارة توقع في مواقع ثنائي القطب الحالية المعروفة تتبع الكهربائية. يقدم طريقة تتبع الكهربائية تحسين موثوقية تتبع في بيئة تشوش البصر حيث غالبا ما تحصل عرقلة الحيوانات من الرأي، أو أثناء تعقب الحيوانات متعددة. الموائل الطبيعية المنتدى الاقتصادي العالمي في تحتوي على العديد من العقبات البصرية مثل النباتات المائية والجذور، حيث تتبع أسلوب الكهربائية يمكن أن توفر تتبع أكثر موثوقية مع متطلبات الإعداد أبسط من تتبع بصرية. من حيث المبدأ، لدينا وسيلة قابلة للتطبيق مباشرة إلى موجة من نوع الأنواع المنتدى الاقتصادي العالمي بعد تغيير الثوابت وقت التصفية. سوف الخطوة تصحيح إدخال ضعين لكل دورة التخلص من الذخائر المتفجرة، منذ الموجي هو التخلص من الذخائر المتفجرة الجيبية تقريبا في الأنواع موجة من نوع. في هذه الحالة، يمكن تحديد معدل التخلص من الذخائر المتفجرة لحظية من خلال تخطي كل أخرى علامات الوقت التخلص من الذخائر المتفجرة تجاهل مرحلة التخلص من الذخائر المتفجرة سلبية. المنتدى الاقتصادي العالمي يمكن الكشف عن أقطاب تسجيل عندما تسبح في مكان قريب، وبالتالي علينا تجنب استخدام الأقطاب الكهربائية الكبيرة أو المعدني الذي يمكن لمس من أبعد 37، وبدلا من ذلك تستخدم أقطاب الجرافيت رقيقة (2 مم). واستخدمت الكابلات المحورية أرق (RG-174) مع المجالس الكهربائي للمرونة، ولكن كانت تستخدم الكابلات المحورية سمكا (RG-54) للالأسلاك لمسافات طويلة من أجل الحماية الكهربائية متفوقة. لا يمكن أن يتحقق يعد التخلص من الذخائر المتفجرة مدة التسجيل عن طريق خفض معدل أخذ العينات، ولكن في القرار الزماني أقل كما مفاضلة. متوسط ​​وتباين معدل التخلص من الذخائر المتفجرة تختلف بين الأنواع، وبالتالي فإن الإطار الزمني لتمهيد معدل التخلص من الذخائر المتفجرة حظية يحتاج إلى تعديل مناسب. ينصح النافذة وقت أقصر للأنواع جود أقصر المتوسط ​​والتباين أصغر في IPIS (على سبيل المثال Gymnotiforms)، ووقت أطول يندوينصح ث عن وجود الأنواع يعد متوسط ​​وتقلبية العالي في IPIS (على سبيل المثال Mormyrids).

الإضاءة والإعداد الكاميرا. توفير تسجيلات الفيديو الملاحظات السلوكية الكمية والنوعية، ونحن هنا وصف الإجراءات لإنشاء وتسجيل ومعالجة بيانات الصورة. الإعداد الإضاءة تلعب دورا هاما في إنتاج صور ذات جودة عالية، وزاوية إسقاط ضوء هو عامل مهم لتصوير الحيوانات تحت الماء. في ظل ظروف الإضاءة الأمثل، ويمكن سطح الماء تشكل يبرز على نحو فاضح والتأملات، والتي يمكن أن تتداخل مع تتبع الصورة وخصوصا عندما تولد الحيوانات الموجات السطحية. يمكن القضاء على المشاكل من وهج وانعكاس ذلك من خلال إبراز مصادر الضوء من أسفل دبابة. للخزان صغير، صفائف LED يمكن وضعها مباشرة تحت الدبابة وتألق من خلال لوحة الناشر لتوليد موحدة شدة الضوء 38. وبالمثل لخزان أكبر، مصدر ضوء جعلى أن توضع تحت الخزان، ويمكن أن يتحقق شدة الضوء موحدة من خلال السماح مسافة كافية للضوء لنزع فتيل 39. في الإعداد لدينا، ونحن أجبروا على المشروع الضوء من فوق دبابة نظرا لضيق المساحة، والاستقرار الهيكلي، ووضع سخان أسفل الخزان. علينا تجنب المشاكل من وهج وانعكاس باستخدام الإضاءة غير المباشرة، مثل أن مصادر الضوء كان من المتوقع نحو السقف. من خلال جعل الجزء العلوي من غرفة بيضاء ملامح ومات، لم انعكاسات واضحة على سطح الماء. لصورة الساحة المركزية كله، وعدسة واسعة الزاوية ويمكن تركيبه على الكاميرا، ولكن بعض العدسات (عدسة عين السمكة) قد يسبب تشويه برميل كبير. تشويه برميل يمكن تصحيحها عن طريق استخدام ورقة شبكة المعايرة تحت الخزان لقياس الإحداثيات بكسل من مواقع الشبكة شوهدت في مركز الخزان. جنبا إلى جنب مع مواقع الشبكة المناظرة في سم، مصفوفة التحول يمكن حسابها للمشاركةrrect تشويه برميل 40. نوصي كاميرات عالية الدقة إذا كان حجم الحيوان هو أصغر بكثير من حجم الخزان، لذلك يمكن أن يتم الحصول على عدد كاف من بكسل من الحيوان لقياس الموقف جسمها بشكل صحيح.

تتبع الصورة ومزامنة الوقت. خوارزمية تتبع الصورة الموضحة هنا يجعل من استخدام العملية المنطقة في المصالح (ROI) لقياس بسرعة وضع الجسم والموقف. العملية العائد على الاستثمار يقلل من حجم الصورة التي سيتم تجهيزها، ويحد من نطاق تتبع بالقرب من موقع الحيوان من الإطار السابق. استخرجنا ضعية الجسم (خط الوسط) باستخدام دوران الصورة وعمليات إحاطة مربع بدلا من المعتاد العملية صورة skeletonization، والتي فشلت في بعض الأحيان إلى إنتاج خط الوسط واحدة واضحة المعالم. ويقع الإطار الحيوان المرجعية في منتصف الرأس إحاطة مربع، والذي يسمح التحليل السلوكي أناني. المصدر الرئيسي للخطأ في الصورة trackiكان من المقرر أن تأثير الإسقاط الضوئية في زاوية واسعة نانوغرام. من الناحية المثالية، ينبغي أن الحركات الرأسية الحيوان لا تؤثر على قياس موقف 2D؛ ولكن بعيدا عن محور التصوير المركزية، ومن المتوقع أن الكاميرا الجزء الأكبر من البعد العمودي. انكسار على سطح الماء تخفيض تأثير الإسقاط الضوئية بنسبة 28٪ في الإعداد لدينا التصوير (الكاميرا الارتفاع = 1.8 متر، وعمق المياه = 10 سم، وقطرها 75 سم = دبابات)، وأسوأ خطأ الموقف كان ± 1.4 سم في التعميم السياج. وقد تزامن توقيت بين التخلص من الذخائر المتفجرة وتسجيلات الفيديو باستخدام الأشعة تحت الحمراء والبقول LED لحساب الانجراف الوقت بين الفيديو والساعات التحويل الرقمي إشارة، وأوقات مختلفة بدء التشغيل تسجيل. عدم اليقين المتوقع في وقت تزامن بين الفيديو والتسجيلات التخلص من الذخائر المتفجرة يتناسب مع الفاصل الزمني لالتقاط الإطار، على سبيل المثال، 15 لقطة في الثانية ومعدل القبض على (الثانية) الإطار يؤدي إلى عدم اليقين الوقت محاذاة ± 33 مللي ثانية. مثل درجة تيمه الدقة كافية لتتبع الأسماك تتحرك أبطأ، ولكن قد تكون هناك حاجة إلى كاميرا عالية السرعة لتتبع أسرع تتحرك الحيوانات. نوصي شدة الضوء أكثر إشراقا مع زيادة معدل الإطار، منذ زمن التعرض استشعار يتناسب عكسيا مع معدل الإطار.

العمل في المستقبل. التفاعلات الاجتماعية بين WEFs متعددة يمكن دراستها عن طريق تتبع الإشارات التخلص من الذخائر المتفجرة ومواقع الجسم، ونظام تتبع يجب إقران التخلص من الذخائر المتفجرة بشكل صحيح مع موقع نفس الشخص. وفقا لطريقة ثنائي القطب التعريب التي وصفها يونيو وآخرون 20 وباستخدام الإعداد مماثلة، مواقع الحيوانية الاستدلال بواسطة إشارات التخلص من الذخائر المتفجرة التي وردت في أقطاب متعددة يمكن أن تكون مطابقة لإخراج تتبع البصرية لتحديد نبضات التخلص من الذخائر المتفجرة بشكل صحيح من مختلف الأفراد. تتبع الصورة من الحيوانات متعددة لا يمكن أن يؤديها شخص واحد في وقت واحد باستخدام عملية العائد على الاستثمار. A العائد على الاستثمار يمكن تعريف في البداية حول الفرد لتعقبها، وسيتم تعديل أوضاعها العائد على الاستثمار في كل إطار مع وضع الجسم محدثة. سيتم استبعاد الأسماك الأخرى من تحليل وتتبع الصورة عند ظهوره خارج العائد على الاستثمار، وإذا ظهر في الداخل، صورة الأسماك الأخرى ويمكن إزالتها تلقائيا عن طريق فحص ما إذا كانت صورتها تلامس حدود العائد على الاستثمار. في بعض الأحيان، واثنين من الحيوانات الاتصال ببعضهم البعض وصورهم دمج، وإذا كان الأمر كذلك، قناع يمكن استخلاصها يدويا لفصل صورة السمك الآخر. العمل المستقبلي للاهتمام آخر هو تتبع الفيديو ثلاثي الأبعاد للكشف عن تسلسل الحركة المعقدة أثناء التقاط الفريسة 22 أو التفاعلات الاجتماعية. MacIver وآخرون 22 تستخدم اثنين من الكاميرات لعرض خزان ماء مستطيلة من أعلى والجانب لإعادة بناء نموذج الجسم ثلاثي الأبعاد. ومع ذلك، فإن هذا النهج لا تعمل في حالتنا، لأن هناك تقسيم الجدران التي تمنع وجهات النظر والجانب الحوض لديها عرض أكبر بكثير من العمق. بدلا من ذلك، فإنه سيكون أكثر تطبيق صحيفةكابل لتركيب كاميرات متعددة على السقف في منظور مختلف الزوايا على غرار الإعداد التي يستخدمها هندريك 41. لمزيد من الدقة، فإن تأثير الانكسار التي أدخلها الماء وزاوية الكاميرا المائلة يجب أن تكون تصحيحها عن طريق معايرة الصور في الأبعاد الثلاثة. لدينا طريقة تتبع بصرية يمكن تطبيقها على دراسة تدفق صورة الكهربائية على جسم السمكة سطح 42،43 عندما تسبح الأسماك قريب كائن. كما درس من قبل هوفمان وآخرون 26، وسيكون من المثير للاهتمام أن التحقيق الكهربائية تدفق صورة الكائن أثناء السباحة الحرة اعتمادا على المسافة وجوه، الشكل والحجم، والمادية. في نهاية المطاف، جنبا إلى جنب مع الأساليب لدينا تسجيلات العصبية من السباحة الأسماك 44-46 بحرية قد تكشف عن رؤى جديدة من خلال الملاحظات للتغيرات في النشاط العصبي ومعدل التخلص من الذخائر المتفجرة في حين يشارك السمك في التنقيب الكائن أو التفاعلات الاجتماعية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Acknowledgments

وأيد هذا العمل بسخاء من قبل العلوم الطبيعية والهندسة مجلس البحوث كندا (NSERC) والمعاهد الكندية لأبحاث الصحة (CIHR).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Aquarium Construction
Electrically shielded floor heater ThermoSoft Corp., IL, USA ThermoTile www.thermosoft.com
Tempered glass panel generic 0.5 in thick, used for the aquarium construction
Aquarium grade silicone generic  
Acrylic sheet generic 0.25 in thick, matte white
Natural rubber sheet generic 0.25 in thick
Servomotor HTECHRCD Inc., Korea HS-325HB, 180deg rotation www.servocity.com
Servomotor arm mount HITECHRCD Inc., Korea 56362 Large Spline www.servocity.com
Servomotor controller (6 channels) Sparkfun ROB-09664 Micro Maestro 6-channel USB Servo Controller
Active USB extension cable C2G 38990 12 m USB 2.0 A Male to A Female 4-Port Active Extension Cable
Exhaust fan Nutone ILFK120 www.homedepot.com
Vertical aquarium filter Tetra, Germany Whisper Internal Power Filter - 40i  
Crushed coral Used to increase the pH of the tank water
EOD Recording Setup
Graphite Electrodes Staedtler, Germany Mars Carbon 2-mm type HB Shave the outer coating
Physiological Amplifier/Filter Intronix, Canada 2015F  
Coaxial Cable generic RG174 For electrodes assembly
Coaxial Cable generic RG54 For wiring use
BNC jack connector for RG-174 Amphenol Connex 112160 For electrodes assembly
BNC plug connector for RG-54 Amphenol Connex 112116 For wiring use
Signal digitizer hardware Cambridge Electronic Design, UK Power MKII 1401  
Signal digitizer software Cambridge Electronic Design, UK Spike 2. ver 7  
Visual Tracking Setup
White LED light IKEA, Sweden DIODER 201.194.18 www.ikea.com
Infrared LED light (850 nm) Scene Electronics, China S8100-60-B/C-IR Remove built-in fan
USB webcam Logitech Inc., CA, USA C910 Remove Infrared blocking filter
Motorized camera Logitech Inc., CA, USA Quickcam Orbit Remove Infrared blocking filter
Video recording software Logitech Inc., CA, USA Logitech Quickcam Software Download from www.logitech.com
MATLAB Mathworks, MA, USA 2012a Image processing toolbox

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Miyawaki, A., et al. Fluorescent indicators for Ca2+ based on green fluorescent proteins and calmodulin. Nature. 388, (6645), 882-887 (1997).
  2. Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nat. Neurosci. 8, (9), 1263-1268 (2005).
  3. Adamantidis, A. R., Zhang, F., Aravanis, A. M., Deisseroth, K., De Lecea, L. Neural substrates of awakening probed with optogenetic control of hypocretin neurons. Nature. 450, (7168), 420-424 (2007).
  4. Naumann, E. A., Kampff, A. R., Prober, D. A., Schier, A. F., Engert, F. Monitoring neural activity with bioluminescence during natural behavior. Nat. Neurosci. 13, (4), 513-520 (2010).
  5. Leifer, A. M., Fang-Yen, C., Gershow, M., Alkema, M. J., Samuel, A. D. Optogenetic manipulation of neural activity in freely moving Caenorhabditis elegans. Nat. Methods. 8, (2), 147-152 (2011).
  6. Mavoori, J., Millard, B., Longnion, J., Daniel, T., Diorio, C. A miniature implantable computer for functional electrical stimulation and recording of neuromuscular activity. In IEEE international workshop on biomedical circuits and systems (BioCAS) 2004; Session: Functional Electrical Stimulators and Related Sensing Techniques. (2004).
  7. Harrison, R. R., Fotowat, H., Chan, R., Kier, R. J., Olberg, R., Leonardo, A., Gabbiani, F. Wireless neural/EMG telemetry systems for small freely moving animals. IEEE TBioCAS. 5, (2), 103-111 (2011).
  8. Jun, J. J., Longtin, A., Maler, L. Precision measurement of electric organ discharge timing from freely moving weakly electric fish. J. Neurophys. 107, (7), 1996-2007 (2012).
  9. Forlim, C. G., Pinto, R. D. Noninvasive Realistic Stimulation/Recording of Freely Swimming Weakly Electric Fish: Movement Detection and Discharge Entropy to Infer Fish Behavior. (2012).
  10. Caputi, A. A., Aguilera, P. A., Castelló, M. E. Probability and amplitude of novelty responses as a function of the change in contrast of the reafferent image in G. carapo. J. Exp. Biol. 206, (6), 999-1010 (2003).
  11. Pluta, S. R., Kawasaki, M. Multisensory enhancement of electromotor responses to a single moving object. J. Exp. Biol. 211, (18), 2919-2930 (2008).
  12. Heiligenberg, W. Electrolocation and jamming avoidance in a Hypopygus (Rhamphichthyidae, Gymnotoidei), an electric fish with pulse-type discharges. J. Comp. Phys. A. 91, (3), 223-240 (1974).
  13. Capurro, A., Malta, C. P. Noise autocorrelation and jamming avoidance performance in pulse type electric fish. Bull. Math. Biol. 66, (4), 885-905 (2004).
  14. Post, N., von der Emde, G. The "novelty response" in an electric fish: response properties and habituation. Phys. Behav. 68, (1), 115-128 (1999).
  15. Toerring, M. J., Serrier, J. Influence of water temperature on the electric organ discharge (EOD) of the weakly electric fish Marcusenius cyprinoides (Mormyridae). J. Exp. Biol. 74, (1), 133-150 (1978).
  16. Ardanaz, J. L., Silva, A., Macadar, O. Temperature sensitivity of the electric organ discharge waveform in Gymnotus carapo. J. Comp. Phys. A. 187, (11), 853-864 (2001).
  17. Rodríguez-Cattaneo, A., Pereira, A. C., Aguilera, P. A., Crampton, W. G., Caputi, A. A. Species-specific diversity of a fixed motor pattern: the electric organ discharge of Gymnotus. PLoS One. 3, (5), (2008).
  18. Bennett, M. V. L. Fish physiology. Hoar, W. S., Randall, D. J. Academic Press. NY. 493-574 (1971).
  19. Wong, C. J. Afferent and efferent connections of the diencephalic prepacemaker nucleus in the weakly electric fish, Eigenmannia virescens: interactions between the electromotor system and the neuroendocrine axis. J. Comp. Neurol. 383, (1), 18-41 (1997).
  20. Jun, J. J., Longtin, A., Maler, L. Real-time localization of moving dipole sources for tracking multiple free-swimming weakly electric fish. PLoS One. 8, (6), (2013).
  21. Rasnow, B., Assad, C., Hartmann, M. J., Bower, J. M. Applications of multimedia computers and video mixing to neuroethology. J. Neuro. Methods. 76, (1), 83-91 (1997).
  22. MacIver, M. A., Nelson, M. E. Body modeling and model-based tracking for neuroethology. J. Neuro. Methods. 95, (2), 133-143 (2000).
  23. Douglas, R. H., Hawryshyn, C. W. Behavioral studies of fish vision: an analysis of visual capabilities. In The Visual System of Fish. Douglas, R., Djamgoz, M. Chapman & Hall. London. 373-418 (1990).
  24. Ciali, S., Gordon, J., Moller, P. Spectral sensitivity of the weakly discharging electric fish Gnathonemus petersi using its electric organ discharges as the response measure. J. Fish Biol. 50, (5), 1074-1087 (1997).
  25. Ratledge, D. An Introduction to Webcam Imaging. Digital Astrophotography: The State of the Art. 31-44 (2005).
  26. Hofmann, V., Sanguinetti-Scheck, J. I., Gómez-Sena, L., Engelmann, J. From static electric images to electric flow: Towards dynamic perceptual cues in active electroreception. J. Phys. Paris. 107, 95-106 (2013).
  27. Castelló, M. E., Aguilera, P. A., Trujillo-Cenóz, O., Caputi, A. A. Electroreception in Gymnotus carapo: pre-receptor processing and the distribution of electroreceptor types. J. Exp. Biol. 203, (21), 3279-3287 (2000).
  28. Caputi, A. A., Castelló, M. E., Aguilera, P., Trujillo-Cenóz, O. Electrolocation and electrocommunication in pulse gymnotids: signal carriers, pre-receptor mechanisms and the electrosensory mosaic. J. Phys. 96, (5), 493-505 (2002).
  29. Pusch, R., et al. Active sensing in a mormyrid fish: electric images and peripheral modifications of the signal carrier. J. Exp. Biol. 211, (6), 921-934 (2008).
  30. Harder, W. Die beziehungen zwischen elektrorezeptoren, elektrischem organ, seitenlinienorganen und nervensystem bei den Mormyridae (Teleostei, Pisces). Z. Vgl. Physiol. 59, (3), 272-318 (1968).
  31. Bacelo, J., Engelmann, J., Hollmann, M., Gvonder Emde,, Grant, K. Functional foveae in an electrosensory system. J. Comp. Neurol. 511, (3), 342-359 (2008).
  32. Hollmann, M., Engelmann, J., Von Der Emde, G. Distribution, density and morphology of electroreceptor organs in mormyrid weakly electric fish: anatomical investigations of a receptor mosaic. J. Zool. 276, (2), 1469-7998 (2008).
  33. Knudsen, E. I. Spatial aspects of electric fields generated by weakly electric fish. J. Comp. Phys. 99, (2), 103-118 (1975).
  34. Kramer, B. Spontaneous discharge rhythms and social signalling in the weakly electric fish Pollimyrus isidori (Cuvier et Valenciennes) (Mormyridae, Teleostei). Behav. Ecol. Sociobiol. 4, (1), 66-74 (1978).
  35. Stoddard, P. K., Markham, M. R., Salazar, V. L., Allee, S. Circadian rhythms in electric waveform structure and rate in the electric fish Brachyhypopomus pinnicaudatus. Physiol. Behav. 90, (1), 11-20 (2007).
  36. Canfield, J. G. Methods for chronic neural recording in the telencephalon of freely behaving fish. J. Neurosci. Methods. 133, (1-2), 127-134 (2004).
  37. Chen, L., House, J. L., Krahe, R., Nelson, M. E. Modeling signal and background components of electrosensory scenes. J. Comp. Physiol. A. 191, (4), 331-345 (2005).
  38. Emran, F., Rihel, J., Dowling, J. E. A Behavioral Assay to Measure Responsiveness of Zebrafish to Changes in Light Intensities. J. Vis. Exp. (20), (2008).
  39. Windsor, S. P., Tan, D., Montgomery, J. C. Swimming kinematics and hydrodynamic imaging in the blind Mexican cave fish (Astyanax fasciatus). J. Exp. Biol. 211, (18), 2950-2959 (2008).
  40. Shapiro, L. G., Stockman, G. C. Computer vision. Prentice Hall. Upper Saddle River, NJ. 367-368 (2001).
  41. Hedrick, T. L. Software techniques for two- and three-dimensional kinematic measurements of biological and biomimetic systems. Bioinsp. Biomim. 3, (3), 034001 (2001).
  42. Babineau, D., Lewis, J. E., Longtin, A. Spatial acuity and prey detection in weakly electric fish. PLoS Comp. Biol. 3, (3), (2007).
  43. Sanguinetti-Scheck, J. I., Pedraja, E. F., Cilleruelo, E., Migliaro, A., Aguilera, P., Caputi, A. A., Budelli, R. Fish geometry and electric organ discharge determine functional organization of the electrosensory epithelium. PLoS One. 6, (11), (2011).
  44. Castello, M. E., Caputi, A., Trujillo‐Cenóz, O. Structural and functional aspects of the fast electrosensory pathway in the electrosensory lateral line lobe of the pulse fish Gymnotus carapo. J. Comp. Neurol. 401, (4), 549-563 (1998).
  45. Canfield, J. G., Mizumori, S. J. Y. Methods for chronic neural recording in the telencephalon of freely behaving fish. J. Neurosci. Methods. 133, (1), 127-134 (2004).
  46. Pereira, A. C., Centurión, V., Caputi, A. A. Contextual effects of small environments on the electric images of objects and their brain evoked responses in weakly electric fish. J. Exp. Biol. 208, (5), 961-972 (2005).
على المدى الطويل لتتبع السلوكية للسباحة بحرية وكلي السمك الكهربائية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Jun, J. J., Longtin, A., Maler, L. Long-term Behavioral Tracking of Freely Swimming Weakly Electric Fish. J. Vis. Exp. (85), e50962, doi:10.3791/50962 (2014).More

Jun, J. J., Longtin, A., Maler, L. Long-term Behavioral Tracking of Freely Swimming Weakly Electric Fish. J. Vis. Exp. (85), e50962, doi:10.3791/50962 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter