Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

आज़ादी तैरना कमजोर इलेक्ट्रिक मछली के दीर्घकालिक व्यवहार ट्रैकिंग

doi: 10.3791/50962 Published: March 6, 2014

Summary

हम स्वतंत्र रूप से synchronously एक संवेदी अंदर एक विशेष रूप से डिजाइन मछलीघर टैंक में दोनों सही और मज़बूती जानवर की बिजली अंग मुक्ति समय, शरीर की स्थिति और आसन को मापने के द्वारा, समय की एक विस्तारित अवधि में कमजोर बिजली मछली तैराकी का सहज व्यवहार के अध्ययन के लिए तकनीक का एक सेट का वर्णन अलगाव चैंबर.

Abstract

लंबी अवधि के व्यवहार पर नज़र रखने के बार बार होने वाली उन सहित प्राकृतिक पशु व्यवहार, कब्जा और यों कर सकते हैं. इस तरह के अन्वेषण और सामाजिक संबंधों के रूप में व्यवहार सबसे अच्छा अनर्गल, स्वतंत्र रूप से व्यवहार कर जानवरों को देख कर अध्ययन किया जा सकता है. कमजोर बिजली मछली (डब्ल्यूईएफ) प्रदर्शन की बिजली अंग मुक्ति (ईओडी) उत्सर्जन द्वारा आसानी से नमूदार खोजपूर्ण और सामाजिक व्यवहार. यहाँ, हम synchronously EOD, शरीर की स्थिति, और समय की एक विस्तारित अवधि के लिए एक मुक्त तैराकी विश्व आर्थिक मंच की मुद्रा को मापने के लिए तीन प्रभावी तकनीक का वर्णन. सबसे पहले, हम इस तरह के प्रकाश, ध्वनि, और कंपन के रूप में संवेदी उत्तेजनाओं के बाहरी स्रोतों ब्लॉक तैयार एक अलग कक्ष के अंदर एक प्रयोगात्मक टैंक के निर्माण का वर्णन. मछलीघर चार परीक्षण नमूनों को समायोजित करने के लिए विभाजित है, और स्वचालित फाटकों दूर से केंद्रीय क्षेत्र के लिए 'जानवरों के उपयोग को नियंत्रित किया गया था. दूसरा, हम स्वतंत्र रूप से विश्व आर्थिक मंच तैराकी से एक सटीक और विश्वसनीय वास्तविक समय ईओडी समय माप पद्धति का वर्णन. जानवर के शरीर आंदोलनों की वजह से सिग्नल विकृतियों स्थानिक औसत और लौकिक चरणों प्रसंस्करण द्वारा सही कर रहे हैं. तीसरा, हम बेफिक्र रात में जानवर व्यवहार का पालन करने के लिए एक पानी के नीचे लगभग अवरक्त इमेजिंग सेटअप का वर्णन. इन्फ्रारेड प्रकाश दालों एक लंबे समय रिकॉर्डिंग अवधि से अधिक वीडियो और शारीरिक संकेत के बीच समय सिंक्रनाइज़ करने के लिए इस्तेमाल किया गया. हमारी स्वचालित ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर एक जलीय दृश्य में मज़बूती से जानवर के शरीर की स्थिति और आसन उपाय. संयोजन में, इन तकनीकों को स्वतंत्र रूप से एक विश्वसनीय और सटीक ढंग से कमजोर बिजली मछली तैराकी का सहज व्यवहार की लंबी अवधि के अवलोकन के लिए सक्षम. हम हमारे विधि इसी खोजपूर्ण या सामाजिक व्यवहार के साथ उनके शारीरिक संकेतों से संबंधित अन्य जलीय जानवरों के अध्ययन के लिए लागू किया जा सकता है.

Introduction

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

पृष्ठभूमि. पशुओं के व्यवहार पर मात्रात्मक प्रयोगों (जैसे मजबूर चुनाव, सदमे परिहार, टी भूलभुलैया, आदि.) आम तौर पर, संवेदी मोटर कौशल के विषय में सीखने और स्मृति गठन विशिष्ट परिकल्पना की जांच करने के लिए उपयोग किया जाता है. हालांकि, इन प्रतिबंधात्मक प्रयोगों प्राकृतिक पशुओं के व्यवहार की समृद्धि की बहुत याद आती है और व्यवहार की अंतर्निहित तंत्रिका आधार की oversimplified मॉडल में परिणाम की संभावना है. अधिक प्राकृतिक परिस्थितियों में प्रयोगों इसलिए हम पूरी तरह से अधिक एक प्रजाति व्यवहार प्रदर्शनों की सूची का पता लगाने सकता है जिसके द्वारा एक महत्वपूर्ण पूरक हैं. आज़ादी से चलती जानवरों से जुड़े प्रयोगों, हालांकि, इस तरह के आंदोलन से प्रेरित रिकॉर्डिंग कलाकृतियों के रूप में अद्वितीय तकनीकी चुनौतियों का सामना करना होगा. उत्तेजना पैदा प्रतिक्रियाओं के विपरीत, अनायास होने वाली खोजपूर्ण व्यवहार की भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है, इस प्रकार प्रयोगात्मक विषयों लगातार निगरानी और समय की एक विस्तारित अवधि के दौरान पता लगाया जाना है. विशिष्ट अनुसंधान सवालों can सबसे अच्छा ध्यान से चयनित जीवों और उपलब्ध तकनीकी उपकरणों के द्वारा संबोधित किया. उदाहरण के लिए, इस तरह के आनुवंशिक रूप से इनकोडिंग कैल्शियम सेंसर 1 और optogenetics 2 के रूप में ऑप्टिकल रिकॉर्डिंग और उत्तेजना तकनीक को सफलतापूर्वक स्वतंत्र रूप से आनुवंशिक मॉडल जीवों 3-5 चलती करने के लिए लागू किया गया है. वैकल्पिक रूप से, छोटी तंत्रिका टेलीमेटरी सिस्टम रिकॉर्ड कर सकते हैं और छोटे जानवरों 6,7 आगे बढ़ आज़ादी को प्रोत्साहित.

इलेक्ट्रिक मछली. विश्व आर्थिक मंच की प्रजातियों उन्हें अपने तत्काल आसपास भावना के लिए या अधिक से अधिक दूरी पर संवाद करने की अनुमति है, जो बिजली के अंग निर्वहन (EODs), उत्पन्न करते हैं. EODs के अस्थायी पैटर्न ऐसी आत्म - आंदोलनों 8,9, संवेदी उत्तेजनाओं 10,11, और सामाजिक संबंधों 12,13 के रूप में अलग अलग परिस्थितियों में अलग अलग. निरंतर अर्ध sinusoidal waveforms उत्पन्न करने के लिए जो लहर प्रकार प्रजातियों विरोध के रूप में पल्स प्रकार डब्ल्यूईएफ प्रजातियों, असतत दालों की एक ट्रेन का उत्पादन. सामान्य तौर पर, नाड़ी प्रकार प्रजातियों प्रदर्शनी morई चर ईओडी दर लहर प्रकार की प्रजातियों की तुलना में, और 'जानवरों ईओडी दरों बारीकी से उनके संवेदी परिवेश 10,14 की नवीनता सामग्री को दर्शाते हैं. पल्स प्रकार प्रजातियों तुरंत एक उपन्यास संवेदी गड़बड़ी (नवीनता प्रतिक्रिया 10,11,14) को जवाब में एक भी नाड़ी चक्र के भीतर अंतर - नाड़ी अंतराल (आईपीआई) कम कर सकते हैं. इन मछलियों के चल रहे बिजली के व्यवहार बाहरी स्रोतों से अनियंत्रित संवेदी उत्तेजनाओं से परेशान किया जा सकता है, और इस तरह के कंपन, ध्वनि, बिजली, और प्रकाश के रूप में उत्तेजनाओं के विभिन्न प्रकार के ट्रिगर नवीनता प्रतिक्रियाओं जाना जाता है. इसलिए, विशेष सावधानी मुक्त तैराकी विश्व आर्थिक मंच की एक लंबी अवधि के अवलोकन के दौरान बाहरी संवेदी उत्तेजनाओं को ब्लॉक या attenuate करने के लिए लिया जाना चाहिए. इस तरह, ईओडी दर और आंदोलन trajectories में परिवर्तन विशेष रूप से प्रयोगकर्ता द्वारा प्रस्तुत उत्तेजनाओं के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है.

मछलीघर टैंक और अलगाव चैंबर. इसलिए हम कंपन को अवशोषित सामग्री की कई परतें रखा Under एक बड़े मछलीघर टैंक (2.1 एमएक्स 2.1 एमएक्स 0.3 मीटर), और प्रकाश, बिजली के शोर, ध्वनि और गर्मी प्रवाह के बाहरी स्रोतों को ब्लॉक करने के लिए एक अछूता बाड़े साथ टैंक को घेर लिया. ईओडी दर, आसपास के तापमान 15,16 पर निर्भर करता है और इस प्रकार पानी के तापमान को कसकर दक्षिण अमेरिकी विश्व आर्थिक मंच की प्रजातियों के लिए एक उष्णकटिबंधीय सीमा (25 ± 1 डिग्री सेल्सियस) पर विनियमित किया गया था. हम मुख्य रूप से दो आयामों (चित्रा 1 ए) में प्रतिबंधित विश्व आर्थिक मंच के स्थानिक खोजपूर्ण व्यवहार का पालन करने के लिए एक बड़ा और उथले (10 सेमी पानी गहराई) टैंक का निर्माण किया. टैंक अलग व्यक्ति मछली (चित्रा 1 बी) घर के लिए एक केंद्रीय स्थानिक व्यवहार का पालन करने के लिए अखाड़ा, और चार कोने डिब्बों में विभाजित किया गया था. प्रत्येक डिब्बे व्यक्तियों के बीच बिजली के संचार को रोकने के लिए पुख्ता बनाया गया था. केंद्रीय क्षेत्र के लिए 'पशु पहुँच चार मोटर चालित द्वार से बाहर से नियंत्रित किया गया. फाटक के डिब्बों के बीच में रखा, और बंद कर दिया जब वे निर्विवाद बन गयानायलॉन विंग पागल से. विश्व आर्थिक मंच धातुओं के लिए संवेदनशीलता प्रतिक्रिया के बाद से कोई धातु भागों पानी के भीतर इस्तेमाल किया गया.

ईओडी रिकॉर्डिंग. EODs (Mormyrids में) एक की सक्रियता या 17,18 (Gymnotiforms में) कई स्थानिक वितरित बिजली अंगों से एक टकसाली ढंग से उत्पन्न कर रहे हैं. दिमाग़ी पेसमेकर ऐसे बदले में अग्रमस्तिष्क 19 से axonal अनुमानों प्राप्त करता है जो diencephalic prepacemaker नाभिक, के रूप में उच्च मस्तिष्क क्षेत्रों से प्रत्यक्ष तंत्रिका आदानों प्राप्त करता है के बाद से ईओडी दर में अस्थायी modulations, उच्च स्तर के तंत्रिका गतिविधियों प्रकट कर सकते हैं. हालांकि, दिन के अंत समय सावधानी से एक कच्चा तरंग रिकॉर्डिंग से निकाला और जानवर के आंदोलन प्रेरित विकृतियों से पक्षपाती नहीं होना चाहिए. एक विश्व आर्थिक मंच द्वारा उत्पन्न बिजली के क्षेत्र में एक द्विध्रुवीय के रूप में approximated किया जा सकता है, इस प्रकार रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड पर ईओडी पल्स आयाम पशु और इलेक्ट्रोड 8,20 रिश्तेदार के बीच दूरी और झुकाव पर निर्भर करते हैं. जानवर की आत्म movemपिता इस तरह के आंदोलनों से अलग इलेक्ट्रोड पर ईओडी आयाम (Jun एट अल. 8 में चित्रा 2B देखें) एक अस्थिर तरीके से समय पर भिन्न करने के लिए कारण, पशु और इलेक्ट्रोड के बीच रिश्तेदार ज्यामिति बदल जाते हैं. बिजली अंगों के विभिन्न सेट से रिश्तेदार योगदान पूंछ झुकने से शुरू की शरीर की लंबाई और उनके स्थानीय curvatures साथ उनके स्थान पर निर्भर करते हैं, क्योंकि इसके अलावा, आत्म - आंदोलनों भी दर्ज ईओडी waveforms के आकार बदल जाते हैं. ईओडी आयाम और आकार में आंदोलन प्रेरित विकृतियों गलत और अविश्वसनीय ईओडी समय मापन के लिए नेतृत्व कर सकते हैं. हम स्थानिक विभिन्न स्थानों पर दर्ज कई ईओडी waveforms के औसत से इन समस्याओं overcame, और ठीक एक मुक्त तैराकी विश्व आर्थिक मंच से ईओडी समय निर्धारित करने के लिए एक लिफाफा निष्कर्षण फिल्टर जोड़कर. इसके अलावा, हमारी तकनीक भी एक जानवर ईओडी के बदलाव के आधार पर आराम कर रही हैं या सक्रिय रूप से बढ़ रहा है कि क्या संकेत मिलता है जो ईओडी आयाम, उपायसमय के साथ आयाम (आंकड़े 2 ई और 2 एफ देखें). हम आम मोड शोर को कम करने के लिए रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड जोड़े से विभिन्न प्रवर्धित संकेत दर्ज की गई. ईओडी दालों अनियमित समय के अंतराल पर उत्पन्न कर रहे हैं, ईओडी घटना समय श्रृंखला एक चर दर नमूना है. चुनाव के एक विश्लेषणात्मक उपकरण के द्वारा यदि आवश्यक ईओडी समय श्रृंखला प्रक्षेप द्वारा एक स्थिर नमूना दर करने के लिए परिवर्तित किया जा सकता है.

वीडियो रिकॉर्डिंग. ईओडी रिकॉर्डिंग एक जानवर की सकल आंदोलन गतिविधि की निगरानी कर सकते हैं, वीडियो रिकॉर्डिंग एक पशु के शरीर की स्थिति और मुद्रा की प्रत्यक्ष माप परमिट. लगभग अवरक्त (NIR) रोशनी (λ = 800 ~ 900 एनएम) WEFs अंधेरे में सबसे अधिक सक्रिय हैं और उनकी आंखों NIR स्पेक्ट्रम 23,24 के प्रति संवेदनशील नहीं हैं क्योंकि आज़ादी, मछली 21,22 तैराकी की बेफिक्र दृश्य अवलोकन परमिट. अधिकांश डिजिटल इमेजिंग सेंसर (जैसे CMOS या सीसीडी) wavelengt साथ NIR स्पेक्ट्रम कब्जा कर सकते हैंफिल्टर 25 अवरुद्ध एक अवरक्त (आईआर) को हटाने के बाद 800-900 एनएम के बीच घंटे रेंज,. कुछ उच्च अंत उपभोक्ता ग्रेड वेबकैम उपलब्ध पेशेवर ग्रेड आईआर कैमरे पर बहुत अधिक खर्च करने के लिए एक छवि गुणवत्ता के लिए तुलनीय, या बेहतर उत्पादन कर सकते हैं, जो उच्च परिभाषा, चौड़े कोण को देखने और अच्छा कम प्रकाश संवेदनशीलता, प्रदान करते हैं. इसके अलावा, कुछ उपभोक्ता ग्रेड वेबकैम कोई गुणवत्ता नुकसान के साथ वीडियो compressing द्वारा एक विस्तारित रिकॉर्डिंग अवधि कि परमिट रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर के साथ बंडल हैं. अधिकांश व्यावसायिक ग्रेड कैमरों डिजीटल संकेतों के साथ वीडियो के बीच समय aligning के लिए 26 समय तुल्यकालन टीटीएल नाड़ी outputs या ट्रिगर टीटीएल नाड़ी आदानों प्रस्ताव है, लेकिन इस सुविधा उपभोक्ता ग्रेड वेबकैम में आम तौर पर अनुपस्थित है. हालांकि, एक वीडियो रिकॉर्डिंग और एक संकेत digitizer के बीच समय सही समवर्ती कैमरा और संकेत digitizer के साथ एलईडी एक समय - समय निमिष आईआर पर कब्जा करने से मिलान किया जा सकता है. प्रारंभिक और अंतिम आईआर पल्स समय इस्तेमाल किया जा सकता है एकठीक इसके विपरीत संकेत digitizer समय इकाई के लिए वीडियो फ्रेम नंबर बदलने और के लिए दो समय अंशांकन मार्करों.

प्रकाश और पृष्ठभूमि. पानी के माध्यम से कब्जा छवि की वजह से पानी की सतह पर प्रकाश विचार करने के लिए तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण हो सकता है. पानी की सतह पानी के नीचे एक पानी के ऊपर दृश्य दृश्य, और अस्पष्ट दृश्य सुविधाओं को प्रतिबिंबित करने के लिए एक दर्पण के रूप में कार्य कर सकते हैं, इस प्रकार पानी के ऊपर दृश्य दृश्य हस्तक्षेप को रोकने के लिए कुरूप प्रदान किया जाना चाहिए. छवि के क्रम पूरे मछलीघर में, एक कैमरा सीधे पानी से ऊपर रखा जाना चाहिए, और यह पानी की सतह पर अपनी परछाई को रोकने के लिए एक छोटा सा देखने के छेद पर छत के पीछे छुपा हुआ होना चाहिए. प्रकाश स्रोतों को गलत तरीके से पेश कर रहे हैं इसके अलावा, अगर पानी की सतह glares और असमान रोशनी उत्पादन कर सकते हैं. अप्रत्यक्ष रोशनी, छत की ओर प्रकाश स्रोतों लक्ष्य से पूरे मछलीघर अधिक समान चमक हासिल कर सकते हैं कि इस तरह की छत और आसपास वाललोकसभा प्रतिबिंबित और पानी की सतह तक पहुँचने से पहले प्रकाश किरणें फैलाना कर सकते हैं. कैमरे (जैसे 850 एनएम चोटी तरंगदैर्ध्य) के एक वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया से मेल खाता है कि एक आईआर प्रकाशक चुनें. प्रकाश स्रोतों से बिजली के शोर एलईडी रोशनी का उपयोग और फैराडे पिंजरे के बाहर अपने डीसी बिजली की आपूर्ति रखने के द्वारा कम किया जा सकता है. मछली NIR तरंगदैर्य पर एक सफेद पृष्ठभूमि में अच्छी तरह से विरोधाभासों के बाद से, टैंक के नीचे एक सफेद पृष्ठभूमि रखें. इसी तरह, अलगाव कक्ष की भीतरी सतहों पर मैट सफेद रंग का उपयोग वर्दी और उज्ज्वल पृष्ठभूमि रोशनी प्रदान करता है.

वीडियो ट्रैकिंग. एक वीडियो रिकॉर्डिंग के बाद, एक स्वचालित छवि ट्रैकिंग एल्गोरिथ्म समय के साथ पशु के शरीर की दशा और आसन उपाय कर सकते हैं. वीडियो ट्रैकिंग स्वचालित रूप से या तो तैयार करने का उपयोग सॉफ्टवेयर (दृष्टिकोण या Ethovision), या उपयोगकर्ता के प्रोग्राम सॉफ्टवेयर (OpenCV या Matlab छवि प्रसंस्करण उपकरण बॉक्स) द्वारा किया जा सकता है. छवि पर नज़र रखने के पहले कदम के रूप में,एक वैध ट्रैकिंग क्षेत्र (आपरेशन मास्किंग) के बाहर के क्षेत्र को छोड़ने के लिए एक ज्यामितीय आकार ड्राइंग द्वारा परिभाषित करने की आवश्यकता है. इसके बाद, एक जानवर की छवि पशु युक्त एक छवि से एक पृष्ठभूमि छवि को घटाकर की पृष्ठभूमि से अलग किया जाना चाहिए. घटाया छवि केन्द्रक और अभिविन्यास अक्ष बाइनरी रूपात्मक संचालन से गणना की जा सकती है कि इस तरह एक तीव्रता सीमा लागू करने के द्वारा एक बाइनरी स्वरूप में बदल जाती है. Gymnotiforms 27-29 और Mormyrids 30-32 में, electroreceptor घनत्व सिर क्षेत्र के पास सबसे अधिक है, इस प्रकार किसी भी क्षण में सिर की स्थिति उच्चतम संवेदी तीक्ष्णता के एक स्थान को इंगित करता है. सिर और पूंछ स्थान स्वतः छवि रोटेशन और bounding बॉक्स आपरेशन लगाने से निर्धारित किया जा सकता है. सिर और पूंछ सिरों को मैन्युअल पहला फ्रेम में उन्हें परिभाषित करने, और लगातार दो फ्रेम की तुलना से उनके स्थान पर नज़र रखने के द्वारा एक दूसरे से प्रतिष्ठित किया जा सकता है.

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

यह प्रक्रिया ओटावा पशु की देखभाल समिति विश्वविद्यालय की आवश्यकताओं को पूरा करती है. ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की है. उपकरण और नीचे सूचीबद्ध सामग्री की बनाता है और मॉडलों के लिए सामग्री और अभिकर्मकों की तालिका देखें. कस्टम लिखित Spike2 और MATLAB स्क्रिप्ट और नमूना डेटा पूरक फ़ाइल में प्रदान की जाती हैं.

1. मछलीघर टैंक और अलगाव चैंबर सेटअप

  1. विरोधी वी ibration मंजिल. नीचे से ऊपर (चित्रा 1 ए) के लिए रबर पैड, ध्वनिक स्टायरोफोम, समुद्री प्लाईवुड पैनल, और फोम पैड stacking द्वारा एक विरोधी कंपन सतह (2.1 एमएक्स 2.1 मीटर) का निर्माण. मछलीघर टैंक के किनारों का समर्थन करने के लिए प्लाईवुड पैनल पर चार लकड़ी स्टड (5 सेमी x 10 सेमी) निर्धारित करना.
  2. मंजिल हीटर. (चित्रा -1 नीचे देखें) thermally वर्गीकृत फोम padding के ऊपर एक विद्युत परिरक्षित हीटिंग तत्व निर्धारित करना. एक धातु के साथ हीटिंग तत्व आवरणएलआईसी बिजली के परिरक्षण के लिए जाल.
  3. स्थानिक टैंक. मोटी ग्लास पैनल, एल के आकार एल्यूमिनियम फ्रेम और मछलीघर ग्रेड सिलिकॉन (चित्रा 1 ए देखें) स्वभाव 1.3 सेमी का उपयोग कर एक व्यापक और उथले मछलीघर टैंक (1.8 एमएक्स 1.8 एमएक्स 30 सेमी) का निर्माण. (प्रोटोकॉल 3 देखें) उच्च इमेजिंग विपरीत प्रदान करने के लिए सफेद पृष्ठभूमि की एक बड़ी चादर के साथ टैंक के नीचे ढक दें.
  4. (0.64 सेमी मोटी सफेद मैट) ऐक्रेलिक शीट से बना (22.5 सेमी लंबा) स्थापित करने की दीवारों से एक केंद्रीय अखाड़ा (1.5 मीटर व्यास) और चार कोने डिब्बों (चित्रा 1 बी देखें) में मछलीघर टैंक फूट डालो.
    1. चार घुमावदार दीवार वर्गों बनाने के लिए, और चार कोने डिब्बों से केंद्रीय अखाड़ा अलग करने के लिए सिलिकॉन गहनी का उपयोग टैंक नीचे करने के लिए उन्हें संलग्न करने के लिए गर्मी लगाने से बेंड चार ऐक्रेलिक शीट (22.5 सेमी x 102.7 सेमी). गेट स्थापना के लिए घुमावदार वर्गों के बीच 20 सेमी जगह छोड़ दें.
    2. चार डबल दीवारों वाई स्थापित करके अलग पड़ोसी कोने डिब्बोंइस तरह के एक hydrophone के रूप में पानी के नीचे सेंसर के लिए अतिरिक्त बिजली के अलगाव और स्थानों प्रदान जो वें से 15 सेमी अंतराल,.
  5. चार मोटर चालित फाटकों इकट्ठा, और कोने डिब्बों और केंद्रीय अखाड़ा के बीच उन्हें स्थापित करें.
    1. चित्रा 1C के रूप में दिखाया चार दरवाजे के फ्रेम को इकट्ठा करो. प्रत्येक चौखट पर छह कुओं (0.64 सेमी गहरी) बनाएँ, नायलॉन बलूत पागल (0.64 सेमी व्यास धागा) एम्बेड और epoxy के साथ उन्हें सुरक्षित.
    2. एक्रिलिक और रबड़ शीट से चार दरवाजा पैनलों में कटौती, और लॉकिंग व्यवस्था के लिए एक्रिलिक और रबर पैनल पर छह छेद (0.64 सेमी व्यास) बना. सिलिकॉन caulking का उपयोग एक्रिलिक और रबर पैनल में शामिल हों.
    3. स्थापित करें ऐक्रेलिक दरवाजा फ्रेम के साथ दरवाजा पैनलों में शामिल होने के लिए टिका है.
    4. माउंट servomotors पर बाहों झूल, और (चित्रा 1C देखें) दरवाजे के फ्रेम के शीर्ष पर उन्हें स्थापित. दरवाजा पैनलों को झूलते हथियारों से जोड़ने के लिए केबल संबंधों के साथ छोरों बनाओ.
    5. गा पर फाटक विधानसभाओं स्थित करेंपुनश्च घुमावदार दीवार वर्गों के बीच बनाया, और सिलिकॉन caulking का उपयोग कर उन्हें सुरक्षित.
    6. एक सहायक नियंत्रक के लिए सभी servomotors कनेक्ट करें, और यह एक सक्रिय USB विस्तार केबल के माध्यम से एक शक्ति के स्रोत और एक कंप्यूटर से कनेक्ट. सहायक नियंत्रक के साथ आपूर्ति नियंत्रण सॉफ्टवेयर का उपयोग कर फाटकों का परीक्षण करें.
    7. सिलिकॉन और मज़बूत बनाता है के बाद, नायलॉन शिकंजा के साथ सभी फाटकों पर ताला लगा है और एक समय में एक डिब्बे भर कर watertightness लिए जाँच करें.
  6. अलगाव चैंबर. मछलीघर चारों ओर और (चित्रा -1 देखें) प्रकाश, ध्वनि और बिजली के शोर के बाहरी स्रोतों को ब्लॉक करने के लिए एक अलग कक्ष का निर्माण.
    1. तीन दीवार पैनलों (2 एमएक्स 2 एमएक्स 5 सेमी) और चार दरवाजा पैनलों (1.9 एमएक्स 0.95 एमएक्स 5 सेमी) बनाते हैं. प्रत्येक पैनल के लिए, एक आयताकार फ्रेम बनाने के लिए एल्यूमीनियम moldings (5 सेमी x 2.5 सेमी) में शामिल होने, और एल्यूमिनियम फ्रेम पर एक सफेद नालीदार प्लास्टिक पैनल कीलक. ध्वनिक शीसे रेशा पैनल में batts, और एक काले रंग की नालीदार प्लास्टिक पैनल के साथ निकट भरें.
    2. विरोधी कंपन मंजिल पर तीन दीवार पैनलों स्थापित है, और स्थापित पियानो दीवार पैनलों पर चार दरवाजा पैनल में शामिल होने के लिए टिका है.
    3. एल्यूमीनियम meshes के साथ अलगाव कक्ष चारों ओर, और जमीन एक फैराडे पिंजरे बनाने के लिए सभी पक्षों पर meshes.
  7. आर्द्रता नियंत्रण. ताप से अतिरिक्त नमी का निर्माण हुआ दूर करने के लिए एक कम शोर निकास पंखा (चित्रा 1F ऊपर) स्थापित करें. कम से कम 2 मीटर दूर रिकॉर्डिंग साइट से निकास पंखा, जगह और अलगाव कक्ष और निकास पंखा के बीच एक हवा नली स्थापित करें.
  8. नियमित रूप से निगरानी करने और टैंक पानी और पशुओं की स्थिति बनाए रखने के.
    1. 10 सेमी गहराई, 100 μS / सेमी चालकता और पानी या नमक शेयर समाधान (नुस्खा के लिए Knudsen 33 को देखें) जोड़कर पीएच 7.0 पर स्थिर पानी की स्थिति बनाए रखें. पीएच नीचे 6.5 बूँदें कुचल मूंगा की एक बैग जोड़ें.
    2. सफाई के लिए उथले पानी से काम करते हैं और कर सकते हैं जो खड़ी मछलीघर फिल्टर स्थापितaerating उद्देश्यों (चित्रा 1F नीचे). फिल्टर डिस्कनेक्ट और रिकॉर्डिंग सत्र के दौरान केंद्रीय क्षेत्र के उन्हें बाहर ले.
    3. Elastics साथ सक्शन कप पर उन्हें संलग्न द्वारा टैंक के तल पर लाइव mealworms उद्धार. रिकॉर्डिंग के दौरान आवारा preys के अनियंत्रित खिला को रोकने के लिए इस तरह के blackworms के रूप में मुक्त अस्थायी preys से बचें.

2. ईओडी ट्रैकिंग

  1. इलेक्ट्रोड स्थापना. केंद्रीय क्षेत्र के घुमावदार दीवार पर आठ ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड, और समान रूप से अंतरिक्ष उन्हें इकट्ठा.
    1. (लंबाई में 15 सेमी, मंगल ग्रह कार्बन 2 मिमी प्रकार एचबी) सुराग ड्राइंग प्राप्त करें और सुराग की बाहरी परत दाढ़ी.
    2. , समाक्षीय केबल (आरजी 174) के आठ से 10 सेमी क्षेत्रों कट ग्रेफाइट छड़ के एक छोर के आसपास केबल कोर लपेट, और लागू गर्मी हटना मजबूत और स्थिर विद्युत कनेक्शन के लिए उन पर ट्यूबिंग. विपरीत छोर (2A चित्रा बाएं) पर BNC जैक कनेक्टर्स देते हैं. </ ली>
    3. टेप से दीवार पर इलेक्ट्रोड स्थिति, और सिलिकॉन से बचाने के लिए इलेक्ट्रोड सतहों पर मास्किंग टेप की पतली स्ट्रिप्स लागू होते हैं. स्थायी रूप से इलेक्ट्रोड पकड़, और सिलिकॉन hardens (2A चित्रा दाएं) से पहले सभी टेप को दूर करने के लिए सिलिकॉन caulking लागू करें.
  2. एम्पलीफायर इकाई के लिए प्रत्येक इलेक्ट्रोड से दूरी मापने और लंबाई में समाक्षीय केबल (आरजी-54) में कटौती करके आठ केबल असेंबलियों का निर्माण. केबल के दोनों सिरों पर bnc प्लग कनेक्टर्स देते हैं.
  3. एम्पलीफायर इकाई के लिए सभी इलेक्ट्रोड तार करने के लिए केबल असेंबलियों का प्रयोग करें. विभिन्न फैराडे पिंजरे के लिए उन्हें जोड़ने के द्वारा सभी समाक्षीय परिरक्षण तारों (चित्रा 2B देखें) दो 90 डिग्री उन्मुख इलेक्ट्रोड से बाँधना बढ़ाना, और जमीन.
  4. संकेत संतृप्ति सीमा से नीचे एम्पलीफायर लाभ निर्धारित, और शोर को दूर करने के लिए एक बैंड पास फिल्टर (200 हर्ट्ज-5 kHz) लागू होते हैं. 40 एस / सेकंड में चार रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड जोड़े digitize.
  5. ऑनलाइनसिग्नल प्रोसेसिंग. निर्देश Spike2 सॉफ्टवेयर के लिए लिखा जाता है, और पैरामीटर सेटिंग्स जिमनोट्स सपा के लिए अनुकूलित कर रहे हैं. (सारांश के लिए चित्रा -2 देखें).
    1. जोड़ें एक डीसी सभी रिकॉर्डिंग चैनलों के लिए प्रक्रिया (τ = 0.1 सेकंड) को हटा दें.
    2. सभी रिकॉर्डिंग चैनलों के लिए एक सुधारने प्रक्रिया जोड़ें.
    3. सभी चार रिकॉर्डिंग चैनलों संक्षेप द्वारा एक आभासी चैनल बनाएं.
    4. एक आरएमएस जोड़कर ईओडी नाड़ी प्रति एक unimodal लिफाफा निकालें (रूट मतलब चुकता, असंदिग्ध रूप से पल्स समय निर्धारित करने के लिए EOD चक्र प्रति एक शिखर पैदा करने के लिए आभासी चैनल, करने के लिए) प्रक्रिया (τ = 0.25 मिसे).
    5. आभासी चैनल से एक realmark चैनल बनाने और सभी ईओडी दालों वाई कब्जा करने के लिए एक उचित सीमा की स्थापना के बाद, समय और शिखर आयाम के मूल्यों रिकॉर्डझूठी सकारात्मक से परहेज करते हुए thout, एक नाड़ी लापता.
    6. एक तात्कालिक आवृत्ति मोड पर realmark चैनल के चैनल प्रदर्शन विकल्प सेट करके वास्तविक समय में तात्कालिक ईओडी दर को मॉनिटर.
    7. Realmark चैनल duplicating द्वारा वास्तविक समय में मछली आवाजाही पर नजर रखने, और एक तरंग मोड के लिए प्रदर्शन विकल्प सेट.
    8. Realmark चैनल (0.01 सेकंड नमूना अवधि) से एक आभासी चैनल बनाकर ईओडी आयाम ढलान की आरएमएस से एक गतिविधि स्तर यों, और ढलान (τ = 0.25 मिसे) और आरएमएस (τ = 0.5 मिसे) प्रक्रियाओं जोड़ें.
    9. MATLAB प्रारूप को Spike2 सॉफ्टवेयर में realmark चैनल निर्यात करें.

3. सिंक्रनाइज़ वीडियो ट्रैकिंग

  1. एक पृष्ठभूमि दृश्य बनाएँ.
    1. मैट सफेद countertop फिल्म के साथ कवर द्वारा पानी की सतह पर एक प्रतिबिंब डाले कि किसी भी वस्तु को छिपाने.
    2. एक मैट सफेद स्थापित करेंकैमरा और हवा वेंट छिपाने के लिए 15 सेमी छत से नीचे नालीदार प्लास्टिक पैनल.
    3. एक कैमरा औजार के लिए श्वेत पत्र की एक बड़ी चादर पर छापा ग्रिड पैटर्न, और एक उच्च विपरीत पृष्ठभूमि प्रदान करने के लिए टैंक के नीचे रखना.
  2. प्रकाश स्रोतों स्थापित करें.
    1. प्राप्त आईआर रोशनी एलईडी और, शोर को कम करने में निर्मित प्रशंसकों को हटा दें. फैराडे पिंजरे के बाहर रखा एक वर्तमान विनियमित डीसी बिजली की आपूर्ति के साथ एलईडी ड्राइव.
    2. आईआर अंधेरे में इमेजिंग के लिए रोशनी, और परीक्षण मछली में एक दीन का प्रकाश चक्र ड्राइविंग के लिए सफेद एलईडी रोशनी एलईडी स्थापित करें. अप्रत्यक्ष और वर्दी रोशनी (चित्रा 3) प्राप्त करने के लिए छत की ओर डायरेक्ट सभी प्रकाश स्रोतों.
    3. सफेद ड्राइविंग द्वारा प्रतिदिन प्रकाश चक्र को विनियमित एक टाइमर नियंत्रित स्विच (जैसे 12 घंटा on/12 घंटा बंद) के साथ रोशनी का नेतृत्व किया.
  3. सीधे मछलीघर ऊपर एक कैमरा स्थापित करें.
    1. एक Nir संवेदनशील कैमरा प्राप्त करने, या एक आईआर अवरुद्ध filte हटानेलेंस विधानसभा की पीठ में रंगा हुआ कांच की एक पतली शीट को तोड़कर आर. देखने के कोण छवि पूरे केंद्रीय क्षेत्र के लिए काफी विस्तृत है सुनिश्चित करें.
    2. छत के पैनल के बीच में एक छोटा सा देखने छेद बनाओ, और सीधे छेद ऊपर कैमरा जगह.
    3. प्रकाश स्रोतों glares उत्पन्न अगर लेंस के चारों ओर एक सफेद अंगूठी गार्ड को स्थापित करें.
  4. एक समय सिंक्रनाइज़ वीडियो रिकॉर्डिंग बनाओ.
    1. एक आईआर समय तुल्यकालन दालों (1 मिसे अवधि, 10 सेकंड की अवधि) उत्पन्न करने के लिए चार टैंक कोनों में से एक पर एलईडी रखें. श्रृंखला में एक लोड सीमित रोकनेवाला (1 kΩ) जोड़ें, और digitizer हार्डवेयर की एक डिजिटल आउटपुट पोर्ट से आईआर एलईडी ड्राइव.
    2. कैमरा उपलब्ध अगर बंडल के साथ वीडियो रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर का प्रयोग करें. उच्चतम गुणवत्ता रिकॉर्डिंग (जैसे दोषरहित संपीड़न) और समर्थित उच्चतम प्रस्तावों का चयन करें.
    3. तुरंत ईओडी रिकॉर्डिंग शुरू करने से पहले वीडियो रिकॉर्डिंग प्रारंभ करें, और वीडियो रिकॉर्डिंग imme रोकdiately ईओडी रिकॉर्डिंग के बाद.
    4. रिकॉर्डिंग के बाद, रैखिक पहली और संकेत digitizer और वीडियो रिकॉर्डिंग से कब्जा कर लिया है पिछले प्रकाश दालों के बीच interpolating द्वारा digitizer समय इकाई के लिए छवि फ्रेम नंबर परिवर्तित.
  5. स्वचालित छवि ट्रैकिंग
    निर्देश Matlab छवि प्रसंस्करण उपकरण बॉक्स के लिए लिखा है, और अपने कार्यों का उपयोग कर रहे हैं. एक कस्टम MATLAB स्क्रिप्ट स्वचालित छवि पर नज़र रखने के लिए इस प्रस्तुत करने के साथ प्रदान की जाती है.
    1. वीडियो आयात. सीधे उपयोग कर MATLAB कार्यक्षेत्र के लिए एक वीडियो रिकॉर्डिंग फ़ाइल आयात "Videoreader. पढ़ें" समारोह.
    2. दो छवि फ्रेम के संयोजन के द्वारा एक समग्र पृष्ठभूमि छवि बनाएं. दूसरे फ्रेम से ही क्षेत्र के एक खाली छवि (3B चित्रा देखें) के साथ एक पशु के कब्जे छवि क्षेत्र बदलें.
    3. एक बाहर करने के लिए केंद्रीय मैदान के चारों ओर एक परिपत्र मुखौटा ड्राइंग द्वारा ट्रैक करने के लिए एक छवि क्षेत्र निर्दिष्ट करेंइसकी वजह बाहर (3B चित्रा नीचे), और तीव्रता अंतर के लिए एक न्यूनतम सीमा निर्धारित करने के लिए एक निरंतर (नि. INT) से गुणा करें. पृष्ठभूमि नीचे - (नि. INT 1) उदाहरण के लिए, प्रिंट करें सेटिंग 0.85 तीव्रता उतार चढ़ाव 15% = दबाने होगा =.
    4. छवि घटाव. (= आईएम 0) अंतर छवि (= ΔIM कश्मीर) प्राप्त करने के लिए पृष्ठभूमि छवि से एक छवि फ्रेम (= आईएम कश्मीर) घटाएँ. गैर नकारात्मक पूर्णांक के रूप में छवि तीव्रता मूल्यों की दुकान अहस्ताक्षरित पूर्णांक संख्यात्मक परिशुद्धता का प्रयोग करें.
    5. Graythresh समारोह से निर्धारित एक तीव्रता सीमा लागू करने के द्वारा खण्ड अंतर छवि. Bwmorph समारोह का उपयोग कर द्विआधारी छवि साफ है, और regionprops समारोह का उपयोग सभी बूँद क्षेत्रों की गणना के बाद एक जानवर को इसी सबसे बड़ी बूँद का चयन करें.
    6. केन्द्रक और प्रमुख अभिविन्यास एक निर्धारण करेंregionprops समारोह को लागू करने, और एक्स अक्ष के साथ प्रमुख धुरी के लिए पंक्ति में छवि को घुमाने से सबसे बड़ी बूँद के xis. केन्द्रक (चित्रा 3 डी शीर्ष) पर सिर और पूंछ भागों के लिए छवि फूट डालो.
    7. सिर भाग की प्रमुख धुरी का निर्धारण करते हैं, और एक्स अक्ष (चित्रा 3 डी बाएं नीचे) से तालमेल करने के लिए पूरी छवि को घुमाएगी. सिर के चारों ओर bounding बॉक्स फिट और पूंछ भागों regionprops समारोह का उपयोग कर अपने प्रमुख कुल्हाड़ियों के समानांतर.
    8. बाएँ, केंद्र और bounding बॉक्स (चित्रा 3 डी तल में हरी डॉट्स) की सही ऊर्ध्वाधर किनारों पर बूँद की औसत Y-निर्देशांक निर्धारित; और पांच फीचर अंक (सिर की नोक, मध्य सिर के मध्य शरीर को उन्हें आवंटित मध्य पूंछ, पूंछ टिप).
    9. अपने पिछले फ्रेम से निर्धारित जानवर के केन्द्रक पर केंद्रित एक छवि फ्रेम फसल के बाद लगातार तख्ते की प्रक्रिया.
    10. मैन्युअल पहला फ्रेम के लिए सिर ओरिएंटेशन असाइन करें, और एक डॉट उत्पाद betwe उपयोगलगातार दो फ्रेम से अभिविन्यास वैक्टर एन स्वतः सिर उन्मुखीकरण का निर्धारण करने के लिए. परिणाम का निरीक्षण, और गलत तरीके से सौंपा यदि स्वयं के सिर उन्मुखीकरण फ्लिप.
  6. सिर सुझावों में शामिल होने से एक जानवर प्रक्षेपवक्र साजिश, और औसत और औसत फिल्टर का उपयोग चिकनी (n = 3) यह एक कमजोर नसों का रूप दिया है. एक पृष्ठभूमि छवि के साथ प्रक्षेपवक्र ऊपर रखना, और पांच फीचर अंक (चित्रा 2 ई देखें) का उपयोग कर मछली midlines बैठाना.
  7. तात्कालिक ईओडी दर (100 हर्ट्ज नमूना दर) resampling और (0.0625 सेकंड समय खिड़की) के औसत से प्रत्येक छवि पर कब्जा समय में औसत ईओडी दर की गणना. समय से मिलान ईओडी दर से निर्धारित छद्म रंग में प्रक्षेपवक्र साजिश, और एक पृष्ठभूमि छवि (चित्रा 2 एफ देखें) के साथ मिलाना.

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

ईओडी ट्रैकिंग परिणाम

उनके अद्वितीय स्थितियों और झुकाव (चित्रा -2 शीर्ष) से उम्मीद के रूप में अलग से जोड़े इलेक्ट्रोड से दर्ज ईओडी waveforms आयाम और आकार में विविध. कई जोड़े इलेक्ट्रोड का उपयोग टैंक के भीतर सब संभव स्थिति और विश्व आर्थिक मंच के झुकाव पर मजबूत संकेत स्वागत सुनिश्चित की. लिफाफा तरंग (चित्रा -2 तल, हरी ट्रेस) हमेशा ठीक (= आईपीआई -1) अंतर - नाड़ी अंतराल और तात्कालिक ईओडी दर निर्धारित करने के लिए एक विश्वसनीय समय मार्कर के रूप में सेवा जो EOD चक्र प्रति एक शिखर, निहित. लगातार ईओडी चोटियों में शामिल हो गए और रैखिक interpolated लगातार समय अंतराल (चित्रा 2 डी शीर्ष, काला ट्रेस) में, और तात्कालिक ईओडी दर इसी लगातार समय अंतराल (चित्रा 2 डी तल, गुलाबी ट्रेस) में interpolated था. लगातार समय resampling प्रक्रिया समय तुल्यकालन होने की सुविधागति प्रक्षेपवक्र और ईओडी संकेत बीच, और लगातार जांचा समय श्रृंखला डेटा के लिए विश्लेषणात्मक उपकरणों की एक बड़ी संख्या से लाभ उठाने के लिए अनुमति देता है. एक पशु बाकी (चित्रा 2 ई) शीर्ष पर था, जबकि बाहरी इलेक्ट्रोड में दर्ज ईओडी आयाम स्थिर बने रहे, लेकिन पशु कारण द्विध्रुवीय स्थान और अभिविन्यास (चित्रा 2 एफ शीर्ष) को बदलने के लिए ले जाया गया है, जबकि यह समय के साथ परिवर्तित. इस प्रकार, मछली आंदोलन समय के साथ ईओडी आयाम के परिवर्तन देखने से अनुमान लगाया जा सकता है. मछली बाकी (चित्रा 2 ई नीचे) पर था, जबकि आधारभूत ईओडी दर कम रहा, लेकिन मछली सक्रिय रूप से (चित्रा 2 एफ ऊपर) तैरा करते हुए ईओडी दर काफी अधिक हो गया. हमारे अवलोकन ईओडी दर और के रूप में पहले से 8,9,34,35 सूचना दी मछली आंदोलन के बीच सकारात्मक संबंध के साथ संगत है.

वीडियो ट्रैकिंग के परिणाम

जानवर की प्रक्षेपवक्र और midlines चित्र में दिखाया गया प्रथम और अंतिम छवि फ्रेम के साथ ure 3E आरोपित. मछली अचानक दो सेकंड के लिए घूम रहा था, जबकि रुख को बदलने का समय पाठ्यक्रम पर कब्जा कर लिया गया था, और मछली midlines हर 200 मिसे साजिश रची है. मछली midline सही ढंग से सिर की नोक पर शुरू कर दिया और मछली की पूंछ की नोक पर समाप्त हुई. बारीकी से पशु द्वारा casted छाया के बावजूद स्वचालित रूप से ट्रैक midlines साथ सहमति व्यक्त की मछली छवियाँ. चित्रा 3F मछली के सिर के समय से मिलान प्रक्षेपवक्र के साथ आरोपित है जो रंग में समय अलग औसत ईओडी दर (τ = 0.0625 सेकंड), दिखाता है नोक. पशु मोड़ चरण के बीच में था, जबकि 2 सेकंड मोड़ अवधि के दौरान औसत ईओडी दर अपने चरम पर पहुंच गया, और दर मोड़ के अंत की ओर कम किया है. इस प्रतिनिधि परिणाम हमारे विधि सफलतापूर्वक मुक्त तैराकी के दौरान खुद को निर्देशित आंदोलनों और ईओडी दर मॉडुलन के बीच संबंधों का अध्ययन करने के लिए लागू किया जा सकता है कि दिखाता है.

टी "के लिए: रखने together.within पृष्ठ =" हमेशा "> चित्रा 1
चित्रा 1. मछलीघर टैंक और अलगाव कक्ष सेटअप. ए) प्रायोगिक कक्ष एक विरोधी कंपन मंजिल, मछलीघर टैंक, और एक अलग कक्ष. बी) एक्वैरियम टैंक आवास व्यक्ति के लिए प्रयोगों, और चार कोने डिब्बों को चलाने के लिए केन्द्रीय क्षेत्र में विभाजित किया गया था के होते हैं मछली. प्रत्येक डिब्बे जानवरों. सी) मोटर चालित गेट कई परिप्रेक्ष्य कोण पर सचित्र है के बीच विद्युत संचार को रोकने के लिए पुख्ता बनाया गया था. रबर गैसकेट (हल्के भूरे रंग के चादर) सेक जो छह पंख पागल द्वारा बंद कर दिया जब फाटक पुख्ता हो जाता है. एक बार खुला, गेट दूर से शीर्ष पर मोटर द्वारा संचालित किया जा सकता है. डी) अलगाव चैम्बर तीन डब्ल्यू शामिल होने से इकट्ठा किया गया थादोनों पक्षों से मछलीघर टैंक के लिए पहुँच प्रदान जो सभी पैनलों और चार दरवाजा पैनलों,. नीचे पैनल टैंक किनारों समर्थन करने के लिए लकड़ी के रेल, और मंजिल हीटर नियुक्ति को दिखाता है. एल्यूमीनियम की जाली एक परत) ने अपने बिजली के शोर. ढाल हीटर को शामिल किया गया अलगाव कक्ष की दीवारों और दरवाजा पैनलों संरचनात्मक समर्थन के लिए एल्यूमिनियम फ्रेम से निर्माण किया गया है (3). चैम्बर के आंतरिक सतहों (5) आंतरिक प्रकाश स्रोतों को प्रतिबिंबित करने के लिए सफेद प्लास्टिक पैनलों द्वारा कवर कर रहे हैं, और एक्सटीरियर (2) बाहरी प्रकाश स्रोतों को ब्लॉक करने के लिए काले रंग की प्लास्टिक पैनलों द्वारा कवर कर रहे हैं. एक एल्यूमीनियम जाल (1) बिजली के बाहरी शोर ब्लॉक करने के लिए बाहरी दीवारों को शामिल किया गया. . दीवार ध्वनिक शीसे रेशा batts (4) एफ) शीर्ष फोटो ताप से उत्पन्न अतिरिक्त नमी को दूर करने के लिए हवा वेंटिलेशन सेटअप पता चलता है से भर जाता है, और नीचे फोटो diffusing, और बीच में टैंक पानी aerating, सफाई के लिए पानी छानने का काम सेटअप से पता चलता है प्रयोगात्मकसत्र. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें .

चित्रा 2
चित्रा 2. ईओडी रिकॉर्डिंग सेटअप और प्रतिनिधि का परिणाम है. ए) बाईं पैनल एक पतली ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड, समाक्षीय केबल की एक छोटी खंड, और एक BNC जैक से मिलकर इलेक्ट्रोड विधानसभा दिखाता है. सही पैनल इलेक्ट्रोड लगाव निर्देश दर्शाता है. मास्किंग टेप अस्थायी रूप से इलेक्ट्रोड विधानसभा की स्थिति के लिए प्रयोग किया जाता है, और सिलिकॉन caulking स्थायी रूप से इलेक्ट्रोड. बी) तारों आरेख धारण करने के लिए लागू किया गया था. दो 90 ° उन्मुख इलेक्ट्रोड विभिन्न प्रवर्धित और फ़िल्टर, ऊपर बनती हैं. चार रिकॉर्डिंग चैनलों फैराडे सी के बाहर डिजीटल गयाईओडी संकेत प्रसंस्करण कदम की उम्र. सी) चित्रण. शीर्ष निशान सुधारा और नीचे ग्रे ट्रेस करने के लिए उत्पादन अभिव्यक्त कर रहे हैं जो चार इलेक्ट्रोड जोड़े, से कच्चे waveforms दिखा. Unimodal लिफाफे "रूट मतलब वर्ग" (आरएमएस) फिल्टर (हरा ट्रेस) का उपयोग ग्रे तरंग से निकाले जाते हैं. ईओडी आयाम और IPIS लिफाफा चोटियों. डी) समय अलग ईओडी आयाम (ऊपर) और तात्कालिक ईओडी दर (नीचे) सी की तुलना में एक लंबे समय के पैमाने पर दिखाया जाता है) से निर्धारित होते हैं. ईओडी आयाम और तात्कालिक दर (= आईपीआई -1) डी के रूप में ई) में भी. लिफाफा चोटियों (काला निशान) में शामिल होने से नियमित समय अंतराल पर interpolated) लेकिन मछली बाकी. एफ पर था, जबकि) एक लंबे समय के पैमाने पर प्लॉट किए जाते हैं मछली सक्रिय रूप से तैर रहा था, जबकि) के रूप में ही है. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें .

चित्रा 3
चित्रा 3. वीडियो ट्रैकिंग सेटअप और प्रतिनिधि का परिणाम है. एक) प्रकाश और कैमरा सेटअप सचित्र है. अवरक्त (आईआर) और दृश्य प्रकाश स्रोतों छत सतह को दर्शाता है तथा पूरे टैंक के ऊपर रोशनी वर्दी पेश करने के लिए प्रकाश diffuses ऐसा है कि, दीवारों पर संलग्न और छत की ओर इशारा कर रहे हैं. कैमरे के पानी की सतह पर प्रतिबिंब को रोकने के लिए छत पैनल ऊपर छिपा हुआ है. एक IR एलईडी समय तुल्यकालन दालों उत्पन्न करने के लिए चार टैंक कोनों में से एक पर तैनात है. बी) एक समग्र पृष्ठभूमि छवि पैदा सचित्र है. दो छवि फ्रेम (शीर्ष पर छवियों) पशु युक्त क्षेत्र की जगह (ताकि समग्र पृष्ठभूमि छवि (बाएं नीचे) संयुक्त रूप से कर रहे हैंजानवर के बिना इस क्षेत्र के साथ ढक्कन लाल चौक) () लाल चौक टकराया. केंद्रीय क्षेत्र के बाहर के क्षेत्र में मछली रूपरेखा अलग काला (नीचे सही). सी) में बाहर छिपा हुआ है. एक छवि फ्रेम (ऊपर बाएं) (ऊपर दाएं) (बाएं नीचे) अंतर छवि का निर्माण करने के लिए पृष्ठभूमि छवि से घटाया, और) एक तीव्रता दहलीज. डी लगाने से द्विआधारी छवि (दाएं नीचे) में बदल जाती है शरीर की स्थिति की माप और आसन सचित्र हैं. पशु (बूँद) के द्विआधारी छवि एक्स अक्ष (ऊपर दाएं) के साथ अपने प्रमुख धुरी के लिए पंक्ति में घुमाया, और उसके केन्द्रक पर केंद्रित था. बूँद सिर (लाल) और पूंछ (नीला) भागों में अलग हो गया था, और प्रत्येक भाग को अलग से अपने bounding बॉक्स का निर्धारण करने के लिए घुमाया गया था. बूँद जानवर के संदर्भ के फ्रेम (नीचे बाएँ), और पांच फीचर अंक (सिर के अंत, मध्य सिर के मध्य शरीर, मध्य पूंछ, पूंछ के अंत) के लिए उन्मुख किया गया था bounding बॉक्स के midpoints से निर्धारित किया गया है किनारों. ई) समय चूक Imमछली midlines की उम्र में हर 200 मिसे साजिश रची. प्रथम और अंतिम छवि फ्रेम 2 सेकंड मोड़ अवधि. एफ) औसत ईओडी दर छद्म रंग में प्रतिनिधित्व और मछली सिर की गति के साथ आरोपित दौरान आरोपित कर रहे हैं. एक ही छवियों) के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें .

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

हमारे तकनीक का महत्व. सारांश में, हम पहली बार एक बड़े मछलीघर टैंक का निर्माण और विश्व आर्थिक मंच द्वारा उत्पादित सहज खोजपूर्ण व्यवहार का पालन करने के लिए एक अलग कक्ष का वर्णन किया. अगला, हम ईओडी दर और एकाधिक इलेक्ट्रोड जोड़े का उपयोग वास्तविक समय में अनर्गल मछली से आंदोलन राज्यों रिकॉर्डिंग और ट्रैकिंग की तकनीक का प्रदर्शन किया. अंत में, हम एक समय सिंक्रनाइज़ ढंग से पानी के माध्यम से अवरक्त वीडियो रिकॉर्डिंग तकनीक, और शरीर की स्थिति और आसन को मापने के लिए छवि ट्रैकिंग एल्गोरिथ्म का वर्णन किया. एक प्रयोगात्मक तैयारी के रूप में विश्व आर्थिक मंच की सक्रिय electrosensory नमूना दर के बराबर होती है, जो आसानी से quantifiable ईओडी दर, प्रदर्शन से सक्रिय संवेदी निर्देशित व्यवहार की जांच के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है. इन तकनीकों के संयोजन अनर्गल विश्व आर्थिक मंच से सहज व्यवहार की सटीक और विश्वसनीय लंबी अवधि के अवलोकन 8 सक्षम कर सकते हैं. इसके अलावा, हमारे सेटअप के बहुमत fr निर्माण किया जा सकताओम भवन निर्माण सामग्री और आसानी से प्राप्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का व्यापक रूप से उपलब्ध. यहाँ वर्णित तकनीक विकसित की है और हाल के वर्षों में हमारे प्रयोगात्मक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए परीक्षण किया गया है. इसलिए, हम मुक्त तैराकी विश्व आर्थिक मंच से सहज खोजपूर्ण व्यवहार के भविष्य के अध्ययन के लिए इन तकनीकों की सलाह देते हैं.

अलगाव चैंबर. अलगाव चैम्बर प्रकाश, कंपन, ध्वनि, और प्रभाव की डिग्री बदलती के साथ बिजली के शोर के बाहरी स्रोतों को अवरुद्ध करके अच्छी तरह से नियंत्रित प्रयोगात्मक शर्तों प्रदान करता है. प्रकाश अवरुद्ध प्रदर्शन अंधेरे अलगाव कक्ष के अंदर एक मोटर चालित कैमरा रखकर परीक्षण किया गया था, और कोई बाहरी प्रकाश रिसाव दूरस्थ पैन नियंत्रण का उपयोग कर सभी स्थानों पर नजर डालने के बाद कैमरे से मनाया गया. बाहरी मंजिल से मोड़ा कंपन, और कई रबर और फोम परतों के stacking के खिलाफ टैंक प्रदान की क्षीणन के तहत स्थापित कंपन भिगोना सतह सबसे रोकने के लिए प्रभावी थाबाहरी कंपन घटनाओं. हालांकि, इस तरह के आसपास के स्थानों पर ज़ोर दरवाजा बंद करने के रूप में रुक - रुक कर कंपन घटनाओं दुर्लभ अवसरों में नवीनता प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर किया था. एक विरोधी कंपन हवा तालिका पृष्ठभूमि कंपन से बेहतर अलगाव प्रदर्शन उद्धार कर सकता है, यह हमारे मछलीघर टैंक के लिए पर्याप्त एक हवाई तालिका बड़ी खरीद के लिए बेहद महंगा हो जाएगा. इसलिए, हम बड़े बाहरी कंपन नवीनता प्रतिक्रियाओं ट्रिगर जब घटनाओं का पता लगाने और बाहर करने के लिए एक hydrophone पानी के नीचे रखा. आगे प्रयोगशाला के बाहर शोर के प्रभाव को कम करने के लिए, हमारे प्रयोगों (6 बजे के बाद) ऑफ पीक घंटे के दौरान आयोजित की गई. इसी प्रकार, बाहरी हवाई ध्वनिक शोर शीसे रेशा batts इन्सुलेशन के साथ भरा अलगाव कक्ष की दीवारों के माध्यम से तनु था. हम निष्पक्ष ध्वनि क्षीणन प्रदर्शन यों नहीं किया था, एक प्रयोगशाला वातावरण में पृष्ठभूमि ध्वनि के सबसे नवीनता प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर नहीं था. बाहर ट्रिगर से दुर्लभ अवसरों में, अचानक जोर से आवाजएड एक नवीनता प्रतिक्रिया है, लेकिन इस तरह की घटना हाइड्रोफ़ोन रिकॉर्डिंग से पता लगाया है, और वे शायद ही कभी बंद पीक घंटे के दौरान हुई किया गया था. मछलीघर टैंक स्वतंत्र रूप से तैरना और पता लगाने के लिए अपने पशुओं के लिए पर्याप्त रूप से बड़े क्षेत्र प्रदान की है. टैंक आकार हम (30 सेमी) का इस्तेमाल किया प्रजातियों की लंबाई के अनुपात में चुना गया था, लेकिन छोटे जानवरों का इस्तेमाल किया गया, तो टैंक आकार नीचे पहुंचा जा सकता है. हम जिमनोट्स सपा चुना है. मुक्त तैराकी 36 के दौरान electrophysiological रिकॉर्डिंग की सुविधा के लिए उनके बड़े खोपड़ी आकार के लिए अलग पल्स प्रकार प्रजातियों के बीच. इलेक्ट्रिकल रिकॉर्डिंग की गुणवत्ता अधिक महंगा तांबे meshes का उपयोग कर, और आर्द्रता नियंत्रण के लिए इस्तेमाल किया निकास पंखा परिरक्षण से सुधार हो सकता है.

ईओडी माप तकनीक. हमारी मल्टी चैनल ईओडी रिकॉर्डिंग तकनीक स्वतंत्र रूप से मछली तैराकी से सटीक और विश्वसनीय ईओडी समय माप की अनुमति दी. हमारी तकनीक का उपयोग करना, स्वतंत्र रूप से विश्व आर्थिक मंच तैराकी द्वारा उत्पन्न ईओडी दालों एक पाप लापता या जोड़ने के बिना पाया गयाएक छह घंटे तक रिकॉर्डिंग की अवधि के लिए GLE नाड़ी (एट अल. 8 जून में 12 चित्रा देखें). ईओडी रिकॉर्डिंग उपायों ईओडी दर, बल्कि बाहरी इलेक्ट्रोड में दर्ज ईओडी शिखर आयाम अलग समय से गतिविधि के स्तर पर ही नहीं. दर्ज ईओडी आयाम एक जानवर और रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड के बीच रिश्तेदार ज्यामिति द्वारा निर्धारित कर रहे हैं, इस प्रकार पशु आंदोलनों ईओडी आयाम (चित्रा 2 एफ) में परिवर्तन प्रेरित. गतिविधि का स्तर एक चलती खिड़की के भीतर ईओडी आयाम ढलान की परिवर्तनशीलता (आरएमएस) (0.5 सेकंड) से गणना की गई थी. इस विधि का प्रयोग, वीडियो रिकॉर्डिंग एक लंबे समय अवधि में गतिविधि के स्तर को मापने के लिए आवश्यक नहीं होगा, और अकेले ईओडी रिकॉर्डिंग पर्याप्त हो सकता है. इसके बजाय एक वीडियो रिकॉर्डिंग का उपयोग कर के, विश्व आर्थिक मंच की शरीर की स्थिति और मुद्रा इलेक्ट्रोड स्थानों पर आधारित अकेले ईओडी रिकॉर्डिंग से अनुमान लगाया जा सकता है, एक टैंक की ज्यामिति, और एक मौजूदा द्विध्रुवीय का एक सैद्धांतिक मॉडल. एक समान recordi का प्रयोगएनजी सेटअप जून एट अल. 20 ज्ञात वर्तमान द्विध्रुवीय स्थानों पर भविष्यवाणी संकेत तीव्रता युक्त खोज तालिका प्रविष्टियों के साथ एकाधिक रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड जोड़े पर मापा संकेत तीव्रता तुलना जो एक वस्तु की उपस्थिति में कई WEFs नज़र रखने के लिए एक वास्तविक समय विद्युत ट्रैकिंग पद्धति का प्रस्ताव रखा. बिजली ट्रैकिंग पद्धति जानवरों अक्सर देखने से, या ट्रैकिंग कई जानवरों के दौरान बाधित जहां एक नेत्रहीन बरबाद वातावरण में सुधार ट्रैकिंग विश्वसनीयता प्रदान करता है. विश्व आर्थिक मंच के प्राकृतिक निवास बिजली ट्रैकिंग पद्धति दृश्य ट्रैकिंग की तुलना में आसान सेटअप आवश्यकताओं के साथ और अधिक विश्वसनीय ट्रैकिंग प्रदान कर सकता है, जहां इस तरह के जलीय पौधों और जड़ों के रूप में कई दृश्य बाधाओं, होते हैं. प्राचार्य, हमारे विधि फिल्टर समय स्थायी बदलने के बाद लहर प्रकार डब्ल्यूईएफ प्रजातियों के लिए सीधे लागू है. ईओडी तरंग लहर प्रकार की प्रजातियों में लगभग sinusoidal है के बाद से सुधार कदम, EOD चक्र के अनुसार दो मोड का परिचय देंगे. इस मामले में, तात्कालिक ईओडी दर नकारात्मक ईओडी चरण की अनदेखी करने के लिए हर दूसरे दिन के अंत समय मार्करों लंघन द्वारा निर्धारित किया जा सकता है. वे पास में तैर जब विश्व आर्थिक मंच की रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड पता लगा सकते हैं, इस प्रकार हम दूर दूर 37 से महसूस किया जा सकता है, जो बड़े या धातु इलेक्ट्रोड का उपयोग कर से बचा, और बजाय पतली ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड (2 मिमी व्यास) का इस्तेमाल किया. पतली समाक्षीय केबल (आरजी 174) लचीलेपन के लिए इलेक्ट्रोड विधानसभाओं के साथ इस्तेमाल किया गया, लेकिन मोटा समाक्षीय केबल (आरजी 54) बेहतर बिजली परिरक्षण के लिए विस्तारित दूरी पर तारों के लिए इस्तेमाल किया गया. लंबे समय तक ईओडी रिकॉर्डिंग अवधि नमूना दर को कम करके हासिल की है, लेकिन एक व्यापार बंद के रूप में एक कम अस्थायी समाधान पर किया जा सकता है. ईओडी दर का मतलब है और परिवर्तनशीलता, प्रजातियों के बीच होती है इस प्रकार तात्कालिक ईओडी दर चौरसाई के लिए समय खिड़की उचित रूप से समायोजित करने की आवश्यकता है. एक छोटे समय खिड़की कम मतलब है और छोटे परिवर्तनशीलता IPIS में (जैसे Gymnotiforms), और एक लंबे समय के windo होने प्रजातियों के लिए सिफारिश की हैडब्ल्यू IPIS (जैसे Mormyrids) में अब मतलब है और उच्च परिवर्तनशीलता होने प्रजातियों के लिए सिफारिश की है.

प्रकाश और कैमरा सेटअप. वीडियो रिकॉर्डिंग मात्रात्मक और गुणात्मक व्यवहार टिप्पणियों प्रदान करते हैं, और यहाँ हम, की स्थापना की रिकॉर्डिंग, और छवि डाटा प्रोसेसिंग के लिए प्रक्रियाओं का वर्णन किया. प्रकाश व्यवस्था की स्थापना के लिए उच्च गुणवत्ता के चित्र के निर्माण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और प्रकाश प्रक्षेपण कोण पानी के भीतर जानवरों इमेजिंग के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है. Suboptimal प्रकाश परिस्थितियों में, पानी की सतह जानवरों सतह लहरें उत्पन्न जब विशेष रूप से छवि पर नज़र रखने के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं जो glares और विचार, फार्म कर सकते हैं. चमक और प्रतिबिंब समस्याओं को एक टैंक के नीचे से प्रकाश स्रोतों पेश करने से समाप्त किया जा सकता है. एक छोटे से टैंक के लिए, एलईडी सरणियों की टंकी के नीचे सीधे रखा जा सकता है और एक समान प्रकाश तीव्रता 38 उत्पन्न करने के लिए एक विसारक पैनल के माध्यम से चमक रहा है. इसी प्रकार एक बड़ा टैंक के लिए, एक प्रकाश स्रोत सीएक टैंक के नीचे रखा जा सकता है और एक समान प्रकाश तीव्रता 39 फैलाना प्रकाश के लिए पर्याप्त दूरी की अनुमति देकर प्राप्त किया जा सकता है. हमारे सेटअप में, हम के कारण जगह की कमी, संरचनात्मक स्थिरता, और टंकी के नीचे हीटर नियुक्ति के लिए टैंक के ऊपर से प्रकाश परियोजना के लिए मजबूर किया गया. हम प्रकाश स्रोतों छत की ओर पेश किया गया है कि इस तरह, अप्रत्यक्ष प्रकाश का उपयोग करके चमक और प्रतिबिंब समस्याओं से बचा. चैम्बर कुरूप और मैट सफेद के शीर्ष भाग प्रतिपादन करके, कोई प्रतिबिंब पानी की सतह पर दिखाई दे रहे थे. छवि के लिए पूरे केंद्रीय अखाड़ा, एक चौड़े कोण लेंस कैमरे पर रखा जा सकता है, लेकिन कुछ लेंस (मछली की आँख लेंस) महत्वपूर्ण बैरल विरूपण कारण हो सकता है. बैरल विरूपण टैंक सेंटर में देखी ग्रिड स्थानों की पिक्सेल निर्देशांक को मापने के लिए टैंक के नीचे एक अंशांकन ग्रिड शीट का उपयोग करके सुधारा जा सकता है. साथ में सेंटीमीटर में इसी ग्रिड स्थानों के साथ, एक परिवर्तन मैट्रिक्स सहयोग करने के लिए गणना की जा सकतीबैरल विरूपण 40 rrect. एक जानवर आकार टैंक आकार की तुलना में काफी छोटा होता है, इसलिए पिक्सल का है कि पर्याप्त संख्या में सही ढंग से अपने शरीर मुद्रा को मापने के लिए पशु से प्राप्त किया जा सकता है अगर हम उच्च संकल्प कैमरों की सलाह देते हैं.

छवि पर नज़र रखने और समय तुल्यकालन. यहाँ वर्णित छवि ट्रैकिंग एल्गोरिथ्म जल्दी से शरीर की स्थिति और आसन को मापने के लिए इस क्षेत्र के हित (आरओआई) आपरेशन का उपयोग करता है. आरओआई आपरेशन संसाधित करने के लिए छवि का आकार कम कर देता है, और पिछले फ्रेम से पशु स्थान के पास ट्रैकिंग रेंज constrains. हम बजाय कभी कभी एक अच्छी तरह से परिभाषित एकल midline उत्पादन करने में विफल रहा, जो सामान्य छवि skeletonization आपरेशन, की छवि रोटेशन और bounding बॉक्स आपरेशनों का उपयोग करके शरीर मुद्रा (midline) निकाली गई. संदर्भ के पशु के फ्रेम अहंकारपूर्ण व्यवहार विश्लेषण परमिट जो सिर bounding बॉक्स के मध्य में स्थित था. छवि tracki में त्रुटि के प्रमुख स्रोतएनजी एक चौड़े कोण पर ऑप्टिकल प्रक्षेपण प्रभाव की वजह से था. आदर्श रूप में, पशु खड़ी आंदोलनों 2D स्थिति माप को प्रभावित नहीं करना चाहिए, लेकिन आगे दूर केंद्रीय इमेजिंग धुरी से, ऊर्ध्वाधर आयाम के अधिक से अधिक भाग कैमरे का अनुमान है. और सबसे खराब स्थिति त्रुटि परिपत्र में ± 1.4 सेमी था, पानी की सतह पर अपवर्तन (कैमरा ऊंचाई = 1.8 मीटर, पानी की गहराई = 10 सेमी, टैंक त्रिज्या = 75 सेमी) हमारे इमेजिंग सेटअप में 28% की ऑप्टिकल प्रक्षेपण प्रभाव कम बाड़. ईओडी और वीडियो रिकॉर्डिंग के बीच समय वीडियो और संकेत digitizer घड़ियों, और अलग रिकॉर्डिंग स्टार्टअप समय के बीच समय बहाव के लिए खाते में अवरक्त एलईडी दालों का उपयोग सिंक्रनाइज़ कर रहे थे. वीडियो और ईओडी रिकॉर्डिंग के बीच समय तुल्यकालन में उम्मीद की अनिश्चितता फ्रेम पर कब्जा अंतराल के लिए आनुपातिक है, उदाहरण के लिए, प्रति सेकंड 15 फ्रेम (एफपीएस) फ्रेम पर कब्जा दर ± 33 मिसे के समय संरेखण अनिश्चितता का परिणाम देगा. टिम की इस तरह की डिग्रीई सटीक धीमी चलती मछली नज़र रखने के लिए पर्याप्त है, लेकिन एक उच्च गति कैमरा जानवरों आगे बढ़ तेजी से नज़र रखने के लिए आवश्यक हो सकता है. सेंसर जोखिम समय फ्रेम दर के विपरीत आनुपातिक है के बाद से हम एक बढ़ा फ्रेम दर के साथ उज्जवल प्रकाश तीव्रता की सलाह देते हैं.

भविष्य के काम. कई WEFs के बीच सामाजिक संबंधों उनके ईओडी संकेतों और शरीर स्थानों पर नज़र रखने के द्वारा अध्ययन किया जा सकता है, और ट्रैकिंग प्रणाली सही ढंग से एक ही व्यक्ति के स्थान के साथ ईओडी संबद्ध करना चाहिए. जून एट अल. 20 एक का उपयोग इसी तरह की स्थापना द्वारा वर्णित द्विध्रुवीय स्थानीयकरण विधि के अनुसार, उनके ईओडी संकेतों से inferred पशु स्थानों एकाधिक इलेक्ट्रोड पर प्राप्त सही ढंग से विभिन्न व्यक्तियों से ईओडी दालों की पहचान करने के लिए दृश्य ट्रैकिंग उत्पादन करने के लिए मिलान किया जा सकता है. कई पशुओं की छवि ट्रैकिंग आरओआई आपरेशन का उपयोग करते हुए एक समय में एक व्यक्ति का प्रदर्शन किया जा सकता है. एक रॉय शुरू में करने के लिए एक व्यक्ति के आसपास में परिभाषित किया जा सकता हैपता लगाया जा, और रॉय एक अद्यतन शरीर की स्थिति के साथ हर फ्रेम पर repositioned किया जाएगा. यह बाहर रॉय के प्रकट होने पर अन्य मछली छवि ट्रैकिंग विश्लेषण से बाहर रखा जाएगा, और अंदर दिखाई दिया, तो अन्य मछली की छवि स्वचालित रूप से अपनी छवि आरओआई सीमा को छूता है कि क्या जाँच द्वारा हटाया जा सकता है. कभी कभी, दो जानवरों को एक दूसरे से संपर्क करें और उनके चित्र मर्ज, और यदि हां, तो एक मुखौटा मैन्युअल रूप से अन्य मछली की छवि अलग करने के लिए तैयार किया जा सकता है. एक और दिलचस्प भविष्य के काम के शिकार पर कब्जा 22 या सामाजिक बातचीत के दौरान जटिल आंदोलन दृश्यों प्रकट करने के लिए तीन आयामी वीडियो ट्रैकिंग है. MacIver एट अल. 22 एक तीन आयामी शरीर मॉडल के पुनर्निर्माण के लिए ऊपर की ओर से एक आयताकार मछलीघर टैंक देखने के लिए दो कैमरों का इस्तेमाल किया. हालांकि, इस दृष्टिकोण की ओर देखा और मछलीघर गहराई अधिक से अधिक चौड़ाई है कि ब्लॉक का विभाजन करने दीवारों रहे हैं, हमारे मामले में काम नहीं करेगा. इसके बजाय, यह अधिक appli होगाअलग परिप्रेक्ष्य में छत पर कई कैमरों को स्थापित करने के लिए केबल Hedrick 41 से इस्तेमाल किया सेटअप करने के लिए इसी तरह के कोण. अधिक से अधिक सटीकता के लिए, पानी और परोक्ष कैमरा कोण द्वारा शुरू अपवर्तक प्रभाव तीन आयामों में छवियों औजार द्वारा सही करना होगा. हमारे दृश्य ट्रैकिंग पद्धति मछली पास एक वस्तु तैरती जब मछली के शरीर सतह 42,43 पर बिजली छवि प्रवाह का अध्ययन करने के लिए लागू किया जा सकता है. Hofmann एट अल. 26 के द्वारा अध्ययन के रूप में, यह वस्तु की दूरी, आकार, आकार, और सामग्री के आधार पर मुक्त तैराकी के दौरान वस्तु की बिजली छवि प्रवाह की जांच करने के लिए दिलचस्प होगा. मछली वस्तु अन्वेषण या सामाजिक संबंधों में संलग्न है, जबकि अंत में, स्वतंत्र रूप से मछली 44-46 तैराकी से तंत्रिका रिकॉर्डिंग के साथ संयुक्त हमारे तरीके तंत्रिका गतिविधि में परिवर्तन और ईओडी दर की टिप्पणियों से उपन्यास अंतर्दृष्टि प्रकट हो सकता है.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

Acknowledgments

इस काम के लिए उदारता से प्राकृतिक विज्ञान और कनाडा के इंजीनियरिंग रिसर्च काउंसिल () NSERC और कनाडा के स्वास्थ्य अनुसंधान संस्थान (CIHR) द्वारा समर्थित किया गया.

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).
आज़ादी तैरना कमजोर इलेक्ट्रिक मछली के दीर्घकालिक व्यवहार ट्रैकिंग
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