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Behavior

FishSimアニメーション ツールを使用して、魚の行動を調査する: 配偶者選択コピー八角 Mollies に関する事例

Published: November 8, 2018 doi: 10.3791/58435
Automatic Translation
1, 1,2, 3, 3, 3, 1
1Research Group of Ecology and Behavioral Biology, Institute of Biology, University of Siegen, 2University of Calgary, 3Institute of Real-Time Learning Systems, University of Siegen

Summary

小説のFishSimアニメーション ツールを使用すると、配偶者選択コピー八角 mollies のコンテキストで公開情報の非侵襲的な視覚操作のためプロトコルを提案します。FishSimアニメーション ツール チェインは、デザイン、アニメーション、プレゼンテーション ライブ テスト魚を用いた行動実験のためのコンピューター生気に満ちた魚刺激のため使いやすいフレームワークを提供します。

Abstract

最後の 10 年間、非侵襲的外観と視覚刺激の生きている動物を操作すると比較しての動作を操作する能力により増加している動物行動研究のコンピューター アニメーションを採用します。魚を用いた行動実験で 3 D コンピューター ・ アニメーションを実装するための使いやすい方法を研究者に提供する開発されたソフトウェア フレームワーク、 FishSimアニメーション ツール チェインを紹介します。ツール チェーンでは、5 つの異なる魚種の仮想 3 D 刺激を作成するためのテンプレートを提供しています。刺激は、外観やサイズ、活魚の撮影写真に基づくカスタマイズが可能です。ビデオゲームのコント ローラーを使用して仮想環境に泳ぎにパスを記録することによって、複数の刺激をアニメートできます。シミュレートされた動作の標準化を高めるためさまざまな刺激と録音済みスイミング パスを再生可能性があります。複数のアニメーションをプレイリストに整理後と活魚実験中にモニターに表示されることができます。

八角 mollies (エンドラーズ latipinna) の事例をFishSimと配偶者選択のコピー実験を実施する方法のプロトコルを提供します。作成および仮想男女仮想モデルをアニメートするためにこのメソッドを利用し、これらの焦点の女性が住む二者択一実験を提示します。コンピュータ アニメーションが配偶者選択のコピーでモデル女性のための品質の指標として女性妊娠スポットの役割を調べるため配偶者選択コピー実験の仮想魚をシミュレートする使用することを示した。

このメソッドを適用する配偶者選択コピー実験に限定されていませんが、様々 な実験的デザインで使用することができます。まだ、その使いやすさは研究種の視覚機能に依存し、検証がまず必要があります。全体的にみて、コンピューター ・ アニメーションは提供する高度な制御と実験の標準化と負担削減する' と '' '' 実験手順を改良するライブ刺激動物を置換する可能性。

Introduction

最近、コンピューター アニメーション、仮想現実などの人工刺激を作成するための現代技術を活用した研究1で人気を集めています。これらのメソッドは、ライブ刺激動物1,2と古典的な実験的アプローチと比較していくつかの利点を提供します。コンピュータ ・ アニメーションには、外観 (サイズ、色) の非侵襲的操作と、実験で使用される仮想刺激動物の行動ができます。たとえば、男性グリーン swordtails (Xiphophorus helleri) 女性3で仲間好みをテストするために剣の外科的除去はこの種4日後におけるコンピュータ ・ アニメーションを使用して不要なレンダリングされました。さらに、コンピューター アニメーションは性質5で稀だけ発生した表現型を作成できます。仮想動物の形態学的特徴は、自然の種の4の範囲を超えても変更ことがあります。特に動作の可能な体系的な操作は、生きている動物6,7でほぼ不可能だから、コンピューター アニメーションの主要な利点の 1 つです。

さまざまな技法は、コンピューター アニメーションを作成するために存在します。単純な 2 次元 (2 D) アニメーションは通常のみ 2 次元移動刺激の絵から派生し、MS PowerPoint8または Adobe After Effects9のような一般的なソフトウェアを作成することができます。三次元 (3 D) のアニメーションがありより高度な 3 D グラフィックス ソフトウェアのモデリングを必要とする、3 次元、現実的かつ複雑な運動6、7のための可能性を増やすことで移動する刺激を有効にします。,10,11,12. 仮想現実をも生きている動物が移動 3 D 環境をシミュレートするデザインが使用13,14をされています。最近のレビュー シュイナード · Thulyらで2これらのテクニックの一つずつを議論し、研究では、特に研究の範囲と試験動物の視覚的能力に依存した実装のメリット、デメリットを強調表示 (「ディスカッション」を参照してください)。また、パウエルとローゼン タール15は、適切な実験的なデザインのアドバイスを与える、動物行動研究における人工刺激を用いて記載されてどのような質問もあります。

以来、困難で時間のかかる、コンピューター アニメーションを作成する可能性があります、およびアニメーションのデザイン プロセスを標準化するためにソフトウェアの必要性が生じた。この研究で紹介する無料、オープン ソースのFishSimアニメーション ツール チェイン16 (短い: FishSim;https://bitbucket.org/EZLS/fish_animation_toolchain/)、これらのニーズに対処するための生物学とコンピューター科学を組み合わせた学際的アプローチ。以前公開されたツールanyFish17,18と同様に、ツール チェインの開発は続いた魚での実験アニメーション 3 D 刺激を実装するための使いやすい方法を研究者に提供する目標です。当社のソフトウェアはするために使用することができますツールのセットで構成されています: (1) 3 D 仮想魚 (FishCreator) を作成する、(2) ビデオゲームのコント ローラー (FishSteering)、(3) 仮想魚の水泳のパスを整理して表示アニメーション収録済生きようと焦点魚 (FishPlayer) のモニターでアニメーション。私たちのツール チェインは、二者択一の状況でテストするために便利が、他の実験設計にも対応するさまざまな機能を提供します。また、2 つ以上の仮想魚の可能なアニメーション遊泳や求愛のシミュレーションを可能にします。アニメーションは、特定の刺激にバインドされていないが、他の刺激刺激の出現を変えるが、その動作を一定に保つことを再生可能性があります。ロボット操作システム ROS (www.ros.org) に基づいているという事実と同様に、ツール チェインのオープン ソースの自然システムの高いモジュールを提供、外部フィード バック デバイスを含むようにほぼ無限の可能性を提供する (コント ローラーとしてまたは追跡システム) および研究の 1 つのニーズにツールを適応します。はたはたモリーに加えて 4 つの他の種は現在使用可能な: 大西洋モリーエンドラーズ メキシカーナ、グッピーグッピー、イトヨカフレ敬とシクリッドHaplochromis属新しい種は、モデリング ・ ツール (例えばミキサー、www.blender.org) 3 D グラフィックスで作成できます。FishSimとワークフローを例示してコンピュータ アニメーションと配偶者選択のコピー実験を実施する方法のプロトコルを提供するには、八角 mollies を用いた事例研究を行った。

配偶者選択が彼らの生活史で動物を作る最も重要な決定の 1 つです。動物は最高のパートナーを交配を見つけるための異なった作戦を展開しました。交尾しないパートナー独立して、おそらくあらかじめ決められた特定形質19,20遺伝的に応じて可能性を評価するとき、それらは個人情報に頼るかもしれない。しかし、また同種の配偶者選択を観察、それにより公開情報21を活用可能性があります。オブザーバーは、観測された同種として同じ仲間 (または同じ表現型) を選ぶことに決める場合、「モデル」-以前を選択、これは配偶者選択コピー (以下 MCC と略す)22,23を呼びます。社会的学習の形態は、配偶者選択のコピーと、それゆえ、両方脊椎動物25,26,27,28で観察されている、非独立配偶者選択戦略24に、 29と無脊椎動物の30,31,32。MCC の魚で主に調べたし、実験室条件33,34,35,36,37,38とであるところ、野生39,40,41,42。配偶者選択のコピーが 2 つ個々 の特に貴重なまたはより多くの潜在的な合うパートナーが明らかに品質、そして「良い」配偶者選択に類似した-フィットネスの最大化の観点から-43を作るは難しい。女性モデルの質自身は焦点の女性彼女の選択またはない44,45,46,47をコピーするかどうかを及ぼします。それぞれ、「良い」または「悪い」のモデルの女性の質は、彼女、多かれ少なかれ経験している仲間の選択、サイズおよび年齢44,45,46, についてたとえば又は、同種であること彼女によってに起因しています。または異種47。同種39,48,49,50,51の配偶者選択をコピー八角 mollies の焦点の女性も男性52 の拒絶をコピーすることがわかった.MCC は種分化と交配21,23,53,54, コピーの結果と同様に、形質の進化において重要な役割を果たすと見なされますので、"false"選択は、複写機55のフィットネスを減らすに途方もない可能性があります。個人別の観測モデルがすなわちメイトでの経験なモデル自体が彼または彼女のための「良い」の選択に作るが、情報の信頼性の高いソースである場合を評価することが重要だ、個々 の選択をコピーする場合選択します。ここで質問は起こる: 視覚機能は八角モリー女性からコピーする信頼性の高いモデルを特徴づけることが?

女性八角 mollies と他の Poeciliids の視覚的特徴は妊娠斑点 ('アナル スポット' では別名 'ひなパッチ' または '妊娠スポット')。この暗色の肛門領域地区は卵巣嚢56を並べるティッシュのメラニンに由来します。サイズと妊娠斑点の存在の変数は、同種の女性で卵巣サイクル56,57の進行中、個別に変更可能性がありますさらに。妊娠スポットは、男性を引き付けるし、内部受精58または不妊治療59,60を広告の手段としての gonopodial の向きを容易になるかもしれない。妊娠斑点と女性の生殖の状態間のリンクを考慮した妊娠斑点が焦点の女性を観察する彼女の現在の生殖の状態に関する情報提供によってモデル女性品質のサインとして使用されることを予測した.2 つの代替仮説を検討しました。まず、妊娠斑点がファーとトラヴィス59、予測としての成熟度の一般的な記号の場合、(スポット) のない未熟なモデルと比較しておそらく信頼性と経験豊富なモデルを示します。ここでは、焦点の女性がスポットでモデルの選択はなく、スポットなしモデルをコピーする可能性が高い。2 番目の場合妊娠スポット マーク サムナーらによって予測された、ひなはすでに開発のため非感受性60モデルはおそらくより少なく信頼できる非受容雌はあまりうるさいとみなされるだろうのでです。この場合、焦点の女性スポットなしモデルの彼らの選択はコピーされません。これまでのところ、はたはたモリー女性の MCC の妊娠斑点の役割は決してされてテストも実験操作。

我々 は仮想刺激仮想モデル男女ライブ刺激と古典的な実験手順49,50 で使用されるモデルの魚を使用しての代わりにコンピューターのモニターで提示することによりクライアントの実験にFishSimを使用 ,,5161。八角 mollies12の配偶者選択についての仮説をテストするため、我々 のソフトウェアの一般的な使いやすさは以前検証されました。ここでは、仮想モデル女性の妊娠斑点の有無焦点のライブの女性を観察の配偶者選択に影響を与えるかどうかをテストしました。我々 はまず焦点女性試験水槽 (図 1.1) に順応させ、最初配偶者選択テスト (図 1.2) で 2 つの異なる仮想刺激男性選びをしましょう。その後、観察期間中に事前優先でない仮想男性は一緒に仮想モデル女性 (図 1.3) 発表されました。その後 2 番目の配偶者選択テストの焦点の女性は同じ男性 (図 1.4) との間再び選んだ。焦点の女性が配偶者選択テストの最初と 2 番目の彼女の配偶者選択の決断を比較することによって観測モデル女性の配偶者選択をコピーしたかどうかを分析しました。2 つの異なる実験的治療を仮想モデル女性の品質を視覚的に操作を行った。観察期間中どちらか提案事前の非優先の仮想男性の (1) 仮想モデル女性と妊娠スポット (「スポット」処理);または (2) 妊娠斑点 (「スポット」処理) することがなく仮想モデル女性と共に。さらに、任意のモデルの女性なしのコントロールで我々 は焦点の女性を選んだ一貫して公開情報が指定されていないかどうかをテストしました。

Figure 1
図 1。仮想魚刺激を用いた三菱化学実験のための最も重要な実験手順の概要です。(1)順化期間。(2)最初の mate 商品選択テスト: ライブ焦点女性を選択仮想刺激男性。経過観察(3) : 焦点の女性妊娠斑点の仮想モデル女性と共に事前優先ではない男性の時計します。(4) 2 番目の配偶者選択テスト: 焦点の女性は再度仮想刺激男性から選択。この例では、彼女は、モデルの選択をコピーします。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

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Protocol

実行実験と魚の処理に沿ってドイツ動物保護の立法 (ドイツ Tierschutzgesetz) にも承認されて内部動物福祉司博士 Urs Gießelmann、ジーゲン大学および地方当局 (Kreisveterinäramt ジーゲン = ウィトゲンシュタイン;許可番号: 53.6 55-05)。

1. 仮想魚のデザイン

注:補足資料一覧で必要なハードウェアとソフトウェアのリストを見つけます。ユーザー マニュアル (https://bitbucket.org/EZLS/fish_animation_toolchain/) のFishSimとその他のヒントやトリックの一般的な機能の詳細な説明を見つけることが。

  1. 女性ボディ テクスチャと妊娠斑点なしの準備
    1. GIMPを起動およびファイルをクリックして >> を開く開く女性ボディ テクスチャ イメージ」PLF_body_6。png"ディレクトリ"fishsim_animation_toolchain"のフォルダーのモデルから。妊娠斑点とすべての新しい作成された女性ボディ テクスチャの参照としてこの絵を使用します。自由選択ツールと参照画像の暗い妊娠スポット領域を選択し、それをカット (クリックして編集 >> カット)。
      注:GIMP (www.gimp.org で入手可能) は、フリーの画像編集ツール、デジタル写真やグラフィックを操作するため、Adobe Photoshop のようです。
    2. GIMP (例: "PLF_body_7.png") で 2 番目の女性ボディ テクスチャ ファイルを開き、挿入することによって 2 番目のボディ テクスチャにスポット領域を転送 (編集 >> ペーストに) 事前カット新しいフローティング レイヤーとしてスポット エリア。クリックして 2 番目の画像とマージ層の妊娠のスポットの位置を調整層 >> アンカー層。
      注:妊娠斑点の領域が同じサイズと各仮想モデルの女性 (図 2) と同じ位置であることを確認!
    3. エクスポート (編集 >> としてエクスポート)モデルフォルダー内の新しい名前 (たとえばPLF_body_7_S。 png) の下で新しい"スポット"テクスチャ。すべては GIMP での画像ウィンドウを開いている閉じます。
      注:3 D の魚の上に具体的にし、後で編集することにより、ファイルがマップされるテクスチャに (例えば、スケーリング) その他の変更を加えない。
    4. 妊娠斑点、同じ元女性ボディ テクスチャ ファイル 2 回目 (例: "PLF_body_7.png") を使用してせず、2 番目のボディ テクスチャを作成します。今、GIMP の助けを借りて、元のファイルに既に既存の妊娠スポットをカバーします。
    5. 女性ボディ テクスチャを GIMP で開き、クローン ツールを選択します。Ctrl + 左クリックを押すことによって暗い色素沈着) を除いた腹部周辺のパターンを選択し、クローン ツール (図 2) でそれ以上塗ることによって既存の暗い色素沈着をカバーするこの選択を使用します。
    6. 新しく作成された輸出モデルのフォルダー内の新しい名前 (例えばPLF_body_7_NS.png) の下で「いいえスポット」テクスチャします。GIMP を終了します。

Figure 2
図 2: (オリジナル) の前に女性の身体の模範写真テクスチャし、「スポット」と「スポット」治療のための操作の後、GIMP をツール画像編集を使用します。点線の円は、操作されたエリアをマークします。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

  1. 視点の調整とアニメーションの「シーン」を設定
    1. デスクトップ.の左側にあるランチャーでFishSimアイコンを選択してFishSimを開始します。プレゼンテーション モニターの解像度を構成し、バー] をクリックします。
      注:プレゼンテーション モニターの 1 つの画面で次の調整 (手順 1.2.2\u20121.2.4) をお勧め (かどうかのモニター サイズや解像度が異なる)。
    2. 表示モードを編集モード (表示および編集し、 f1 キーを押すことでモードを切り替える) から変更するキーボードのf1 キーを押します。
      注:編集モードへの切り替えは、ウィンドウの上部にあるツールバーで編集できます。表示モードで見られるシーンは、実験中に画面に何が表示されますを示しています。
    3. カメラの角度を調整することによりプレゼンテーション モニターの寸法に合わせて、視点を調整します。マウスの左ボタンを押しながらカメラを回転させるし、カーソルを移動します。カメラをパンするには、マウスの右ボタンを押しながらカーソルを移動します。マウスの中央 (または左右のマウス ボタン) を押しながら、カーソルを移動でズームイン、ズームアウト。
    4. 編集用ツールバー (カメラのアイコン) のカメラの設定をクリックし、視点を設定する静的なカムにコピー ] をクリックします。クリックしてファイル >> シーンを保存を新しいデフォルト シーンとして調整されたシーンを保存します。ため、このオーバーライドファイル"default_scene.scene" FishSimディレクトリのシーンのフォルダーにします。
      注:デフォルトのシーンは、 FishSimとFishPlayerの開始のシーンとして起動するごとに表示されます。FishPlayerでは、デフォルト シーンは、実験 (図 3 a) の間にまたで一時停止として機能します。一度だけ行う必要がありますシーンを調整します。

Figure 3
図 3: のシーンのスクリーン ショットFishSim. (A)魚、 (B)表示、スポットでモデル女性と(D)と同じ男性と同じ男性と女性の同一のモデルを示すシーン シーン男性だけで、 (C)を示すシーンのない既定の空のシーンなしのスポット。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

  1. 配偶者選択のテスト中にプレゼンテーションのための仮想男性刺激の設計
    注:後でアニメーションし、配偶者選択のテスト中に焦点の女性をライブに提示されます仮想男性刺激を準備します。
    1. ない場合既に開いて、 FishSimを開始します。編集モードを入力してf1 キーを押します。
    2. クリックしてファイル >> ロード魚モデルドロップ ダウン メニューから読み込み、既定男性八角モリー テンプレート「default_PLM.x」フォルダーから選択してモデル。
    3. 左は、読み込まれた魚を選択をダブルクリックします。メッシュでハイライトされます。魚ツールセットを開きますツールバーの歯車のアイコンをクリックします。ボックスは、仮想の男性をカスタマイズするために使用する編集オプションでポップアップします。魚の良いビューの「メッシュを表示」チェックを外します。
    4. 男性に名前を変更します。
      注:男性の名前は重要で、それは後でアニメーション中に再生されます「役割」を表します。この名前は、すべて新しく作成された仮想の男性、実験中に後で使用するために同一である必要があります。
    5. X の値を変更することによって男性の (寸法)スケールを変更 y、および z、必要とされ、[適用] をクリックします。
    6. 男性のテクスチャを編集するには、テクスチャを編集ツールボックスでをクリックします。それを変更する魚 (ボディ、背びれ、尾) の機能をクリックします。
      注:テクスチャの選択] ボックスは、テクスチャとして使用できるすべての .png ファイルをポップアップします。テクスチャは、モデル] フォルダーで指定されている名前が表示されます。
    7. (右)、リストに表示されているテクスチャーをクリックし、それが直接表示され、魚の前のテクスチャを交換します。
    8. 希望の男性を作成すると、 Config 編集ツールボックスの [適用] をクリックし、ディスクに魚を保存をクリックします。Modelsフォルダーに"Male_A.fish"として新しい男性を保存します。
    9. さらに、シーン全体を保存 (ファイル >> シーン保存)シーンのフォルダーでその 1 人の男性を含みます。ここでは、名前"Male_A_alone.scene"を使用する勧めします(図 3 b)。
    10. クリックしてファイル >> ロード シーン既定の空のシーンをロードし、繰り返し 1.3.2 に 1.3.9 として多くの異なる仮想の男性は必要に応じて作成し、保存の手順で新しい .scene ファイルとモデルのフォルダーに一意の名前の下で男性それぞれ新設シーンのフォルダーです。
  2. 観察期間中にプレゼンテーションのための仮想モデル女性魚のデザイン
    1. クリックしてファイル >> ロード シーンデフォルト シーンをロードします。1.3.1 の手順に従い、クリックしてファイル >> ロード魚モデルモデル] フォルダーから既定の女性テンプレート"default_PLF.x"を読み込めません。
    2. 左を選択し、魚のツールセットを開くロード女性をダブルクリックします。「女性」に名前を変更します。1.3.5 の手順で説明するように必要な場合は、女性をスケールします。
      注:名とスケーリングは、この実験のためにすべての女性に同じにする必要があります。
    3. 以前に作成した「スポット」とデフォルトの女性ボディ テクスチャを置き換える-1.3.6 に 1.3.7 の手順で説明するようにテクスチャ (右側のボックスに表示) をボディします。
    4. 設定編集ツールボックスの [適用] をクリックし、[保存] をクリックして、ディスクし、ファイル"Female_1S.fish"を作成する魚を保存 (S = スポット)。
    5. クリックしてファイル >> ロード シーンデフォルト シーンをロードします。1.4.1 に 1.4.4 の少なくとも 1 つを作成する手順を繰り返します (または必要に応じてできるだけ多く)、妊娠せず同一のモデル女性ですが発見し、名前を"Female_1NS.fish"(NS スポット = なし)。. モデル] フォルダーにそれぞれの魚を保存します。
      注:MCC 実験の観測期間、作成し保存 1 人の男性と 1 人の女性を含むシーンがあります。
    6. クリックしてファイル >> ロード シーン既定の空のシーンをロードします。クリックしてファイル >> ロード魚モデルモデル] フォルダーから仮想男性の"Male_A.fish"を挿入します。クリックしてファイル >> ロード魚モデル仮想追加して模型シーンに女性の"Female_1S.fish"。それぞれの魚の位置を変更するには、自分の体が重複しないように、x、y、および z 座標を変更すること。
      注:それをダブルクリックすると、キーボードの削除を押すとシーンから魚を削除します。
    7. 保存をクリックして男性および女性モデルを含むシーンファイル >> を保存シーン"Male_A_with_Female_1S.scene"(図 3) として。
    8. 手順の追加の 3 つのシーンを作成する 1.4.7 に 1.4.6: (1) Female_1NS (図 3D参照)、Female_1S と Male_B (2) (3) Female_1NS と Male_B と Male_A。

2. 仮想魚刺激のアニメーション

注:実験に必要なアニメーションの各種類は、1 回だけ 1 つの模範的な男性のシーンと 1 つの模範的な観察シーン (オスとメス一緒にアニメーション) を使用して準備する必要があります。アニメーションの過程では、それぞれの魚の水泳のパスが作成されます任意の魚を後で再生できる限り、名前が同じ (1.3.4 の手順を参照してください)。

  1. 配偶者選択のテスト中にプレゼンテーションのための仮想の男性アニメーション
    注:仮想男性の 2 つのアニメーションの準備: 7.5 分の期間 (1) スイミング パスと (2) 5 分の間でスイミング パス。
    1. ゲーム コント ローラー (例えば、ソニー プレイ ステーション 3)、コンピューターの USB ポートに接続します。
    2. FishSimを開きをクリックしてファイル >> ロード シーンフォルダーからのシーン、例えば、 "Male_A_alone.scene"1 つの男性のシーンをロードします。FishSteeringのアイコンをクリックしてFishSteeringを開始します。
    3. 別ウィンドウでコント ローラーの設定を構成します。
      注: FishSimとFishSteeringを同時に実行し、いずれかの魚の実験中に示すように、表示モード、またはf1 キーを押して編集モードで操縦します。
    4. (男性) の魚をアニメーション化、ステアリングパネルのドロップ ダウン メニューから選択します。ここでのモデル名は編集ツールボックスで指定された名前に対応 (1.3.4 の手順を参照してください)。
    5. 配置を開始をクリックし、コント ローラーを使用して、魚をバーチャル タンク内の開始位置に配置します。配置を停止をクリックします。
    6. 魚の水泳のパスを.を録音を開始] をクリックして録音を開始します。コント ローラーを使用すると、シーンの周り魚を移動します。
      注:ステアリングのパネルの右下隅に記録の期間が与えられます。
    7. .を記録を停止をクリックしてください。(例えばデスクトップ上) ドライブを.bag ファイル(「レコード」) としてスイミング パスを保存する保存をクリックします。レコードは、例えば、 "7_30_min_male_alone.bag"の期間を表すファイルの名前を選択します。
      注:記録を停止すると、再びの合計デュレーションを編集することが可能がないです。
    8. 配偶者選択のテスト中に男性の求愛の動作を模倣するオスの背びれの動きを追加する記録を編集します。編集機能のドロップ ダウン メニューから背びれを選択 (1 つだけ機能を同時に編集できます)。
    9. スタート編集選択と完全なスイミング パスが再生されます。時間の特定のポイントで背びれを高めるためにコント ローラーの L1 ボタンを押します。新しい.としてスイミング パスの編集済みのバージョンを保存する保存をクリックしますバッグ-ファイル。
    10. 2.1.8 と 2.1.9 手順を繰り返しますが、その動きを追加する gonopodium を選択します。FishPlayerの後で使用のための最終版を保存します。閉じるFishSteering.
      注:一意の名前の下で各編集ステップ用バッグ-ファイルを保存することをお勧めします。これにより、編集プロセスで何かがうまくいかない場合、アニメーションの以前のバージョンに戻ってくることは常にです。
  2. 観察期間中にプレゼンテーションの仮想モデルの男性と女性のアニメーション
    注:求愛、こうして性的 10 分の合計時間と対話する、お互いに仮想男性と仮想モデル女性と 1 つのアニメーションを準備します。
    1. オープンFishSim.編集モードを入力しクリックしてF1キーを押してファイル >> ロード シーンシーンを男性と女性、例えば、 "Male_A_with_Female_1S.scene"を読み込めません。開始FishSteering.
    2. 男性と女性は、交互 (スタート/ストップを配置するをクリックする) によって仮想タンクに配置するを選択します。
    3. 記録、ステアリングパネルのドロップ ダウン メニューから最初に女性の魚を選択し、手順 2.1.5 に 2.1.6 10 分の期間スイミング パスを作成します。
      注:一度に 1 つだけの魚の水泳のパスを記録できます。最初の魚をアニメーション化した後、2 番目の魚のスイミング パスは以前操縦された魚は、アニメーションの全体の持続期間のためと一緒に再生されます編集機能を使用できます。
    4. 録音を停止し、ドライブで、例えば、 "10_00_min_male_with_female.bag"としてスイミング パスを保存をクリックします。男性のスイミング パス、背びれ運動と gonopodium 運動 2.1.8 に 2.1.10 の手順の説明に従って連続して編集します。FishPlayerで後で使用するための最終版を保存します。

3. MCC 実験アニメーション再生リストを準備

注:焦点の女性を生きる 2 つのモニターにアニメーションを表示するのにFishPlayerを使用します。三菱化学実験 (図 1) の手順をシミュレートする個別にモニターごとに再生リストを配置します。このツールは、メイン ウィンドウを各モニター (図 4) とアニメーションを別ウィンドウのプレゼンテーション モニターごとにレコードの再生リストを表示します。

  1. 一般的な機能やシーンとレコードの配置
    1. すべてのウィンドウを閉じるし、対応するアイコンをクリックしてFishPlayerを開きます。プレゼンテーション (左と右) の 2 つのモニターで用セットアップを構成し、起動をクリックします。
      注:1.2.4 ( scenes/default_scene.sceneに保存) の手順で作成したデフォルト シーン常にロードされ開始シーンと pause コマンドの中に両方のモニターに表示されます。
    2. 再生リストのエントリをモニターごとに個別に追加します。追加負荷シーン FishSimディレクトリ内のシーンのフォルダーから例えば、男性 A のシーンを追加するをクリックします。ドライブなど、男性だけで 7.5 分レコードからレコードを追加する追加レコードの再生をクリックします。
      注:シーンと次のレコードは、ソフトウェアでリンクされて、対応するレコードで定義されている、そのシーンで描かれた仮想の男性がアニメーション化します。
    3. 一時停止の追加レコード間処理魚のための休憩として魚なしデフォルト シーンを示す特定の期間 (分/秒) の一時停止コマンドを追加するをクリックします。
      注:一時停止期間は一般的に魚の処理に必要な時間に決まるべきであります。エントリをクリックし、一覧内の順序を変更するのにドラッグします。選択されたエントリは、赤色でマークされます。エントリを選択し、クリック、して、再生リストからエントリを削除選択範囲を削除します。
    4. 再生/停止開始およびプレゼンテーションを停止するをクリックします。常に完全な再生リストを終了、停止などが一度実行しているプレイリストの中で一時停止する方法はありません。
      注:プレイリストは常に最初のエントリから開始し、下に上から実行します。したがって、正しい順序ですべてのエントリは実験前に設定するのには、プレゼンテーションを停止することがなくその後は変更できません。ウィンドウの下部にタイマー期間と現在のプレイリストの実際の時間を示しています。
  2. プレイリストと三菱化学実験のコントロールの 2 つの治療法の整理
    注:エントリの配置の面で MCC 実験は 2 部分に分割されます: (1) 最初の mate 商品選択テストと第 2 配偶者選択テストが続く (2) 観察期間。したがって、それぞれの治療のコントロール、再生リストは 2 つの注文を手配する必要があります。
    1. 実験を実行すると、まず、最初の mate 商品選択テストのプレイリストを準備します。
    2. 第二に、実行中の実験の過程でその後観察期間と最初の mate 商品選択肢のテストの焦点の女性が好まれた仮想の男性によると、2 番目の配偶者選択テストの再生リストの配置を変更します。
  3. 「スポット」治療のための特定の再生リストの配置
    1. 治療 1 で最初の mate 商品選択テストの図に示されているとおりに再生リストを注文します。
    2. 最初配偶者選択テストの後、仮想オスだった最寄りを計算するための休憩を取る (5.9 以下の手順を参照してください)。その後、モデル女性と共に事前優先ではない男性を示すことによって公共情報を女性の焦点に提供、観察期間のプレイリストを再配置します。
    3. 観察と図 5によると次の 2 番目の配偶者選択テストの再生リストを手配します。
    4. 観察期間の優先事前の男性を単独で示すシーン 10 分記録 (男性とモデル女性一緒に) をリンクします。
      注:この場合、男性のスイミングのパスのみが表示され、現場で不足しているので、仮想モデル女性が休演いたします。
    5. 優先ではない男性を備えプレイリストのモデル女性と共に事前優先ではない男性を含むシーンを 10 分レコードにリンクします。この治療のため妊娠斑点 (S) とモデルの女性を含むシーンを選択します。
      注:3.3.2 と対照をなして同一レコードが再生されますが、モデル女性が表示されるようになりました。

Figure 4
図 4: 三菱化学実験の最初の部分 (すなわち最初の mate 商品選択テスト) の左と右のモニターのFishPlayer再生リストを示すスクリーン ショット。治療 1 の最初配偶者選択テストの必要に応じて、再生リスト エントリが並べられます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure 5
図 5: 三菱化学実験の 2 番目の部分 (観察期間と第 2 配偶者選択試験) の左と右のモニターのFishPlayer再生リストを示すスクリーン ショット。再生リストのエントリは、必要に応じて経過観察および治療 1 で 2 番目の配偶者選択テストに順序付けられます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

  1. 「スポットない」治療のため特定の再生リストの配置
    1. 治療 2 治療 1 (図 4と5) のとおりプレイリストを注文、観察中に妊娠斑点 (NS) することがなく仮想モデル女性を含むシーンの代わりに使用します。
  2. 特定の再生リスト選択の一貫性を保つのためのコントロールの配置
    注:コントロールでは選択の一貫性を保つのため、配偶者選択テストの再生リスト エントリは治療 1 と 2 (図 4) と同じです。観測期間中にただし、焦点の女性に公開情報が指定されていないと、したがって、モデル女性が表示されていません。
    1. 図 5に示すように、プレイリストを注文が各男性 10 分記録とともに単独でのシーンを組み合わせます。
      注:この場合、オスの魚の水泳のパスのみが表示され、現場で不足しているので、モデルの女性は欠席両側。

4. 実験のセットアップ

  1. 場所 2 つのコンピューターの実験用の水槽の両端にそれぞれ画面します。試験水槽のガラスの壁のほとんどをカバーし、画面と水槽の壁の間隔 1.5 cm 画面を調整します。上からタンクへの照明を提供します。
  2. 砂利の薄層でタンクの底をカバーし、画面の高さに生きた魚に適した水でそれを埋めます。タンクの外側の両端から 20 cm の深さにある垂直線で選択ゾーンをマークします。アクリル ガラス シリンダーと 2 つのストップウォッチを手であります。
  3. 電源と試験水槽、例えば、小さなテーブル (図 6) の上から少なくとも 1 m を置かれるコンピューターの動作モニターを接続します。

Figure 6
図 6: コンピュータ ・ アニメーションと三菱化学実験のための実験のセットアップ。コンピューターの動作は、試験水槽中焦点の女性の生活にアニメーションを再生する 2 つのプレゼンテーション モニター (モニター 1 および 2) に接続します。説明は、両方の液晶モニターは、アニメーションのシーンを表示する角度します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

5. 三菱化学実験を実行しています。

注:実験的治療 1、治療 2 または MCC 実験ライブ焦点一女を使用してコントロールの 1 つのトライアルを実行する次の手順に従います (図 1参照)。

  1. コンピューターの動作にFishPlayerを開きなど治療 1 (図 4) の説明として最初の mate 商品選択テストのプレイリストを手配します。プレゼンテーション用モニターが実行されている、既定の空のシーンを見せていることを確認します。
  2. 試験水槽の中ライブ焦点の女性を置きます。彼女は自由に泳ぐし、タンクおよび 20 分の期間の両方のモニターに空のタンクのプレゼンテーションに順応できます。
  3. 両方のモニターに同じ距離を確認、再生最初の mate 商品選定から開始をクリックして同時に両方のモニターに再生リストを実行し水槽の真ん中に透明なアクリル シリンダーの場所の焦点の女性, 順化後テストします。
    注:焦点の女性は、約 2.5 分のシリンダー内から両方の仮想刺激男性を見るが許可されます。
  4. タイマーが 2:30 に達する前に分、実験タンクへゆっくりと移動し、注意深く引き上げて水をまっすぐ、例えば、 2:15 で、シリンダーから焦点の女性をリリース分です。
    注:ここでは、正確なタイミングは異なりますコンピューターの動作からテスト タンクまでの距離と事前テストの実行中に決定する必要があります。ゆっくりと行動して優しく魚に負荷をかけないことが重要です。直接会時間の計測を開始する女性を解放しながらストップウォッチを手で 1 つを既に持っているので、魚は非常に高速動作可能性があります、お勧め (ステップ 6.1 を参照してください)。
  5. コンピューターの動作に戻ります。焦点の女性を観察して、手で各仮想刺激男性と会の時間を計測するため 2 つのストップウォッチ (ステップ 6.1 を参照してください)。
    注:焦点の女性は自由に泳ぐし、5 分の両方の男性の間で選択することは。
  6. タイマーが 7:30 に達するとき協会時間の計測を停止分。一時停止エントリ処理時間をもう一度、シリンダー内部焦点の女性を配置し、データ シートに各仮想男性のための時間を書き留めて、1.5 分一時停止を使用実行されます。
    注:沈黙の後、第 2 7:30 分エントリを開始し、焦点の女性は、2:30 分に両方の男性を見ることができます。男性の位置には、左と右 (手順 6.3 参照) 焦点の女性面のバイアスの制御に今切り替えは。
  7. タイマーが 11:30 に達する前に分、シリンダーから焦点の女性を解放します。次の 5 分間協会時間を測定します。
  8. タイマーが 16:30 に達するとき協会時間の計測を停止分。一時停止エントリは、シリンダー内部焦点の女性を配置するこの処理時間 1 分使用のために実行されます。
  9. 2 番目の測定のための協会時間を書き留めます。各男性のための協会最初の mate 商品選択テストの両方の半分の時間を合計 (前に、と後の男性になっていた)。焦点の女性が側の先入観を持っていたかどうかと、オスは焦点の女性が好まれた計算 (6.1 に 6.3 の手順を参照してください)。
    注:次のステップに進むがその端に達するし、停止する再生リストを必要とするので、計算が終了する前に、一時停止が終了した場合に問題はございません。
  10. プレイリストを再配置 (かない FishPlayerを閉じる!) 事前の優先する男性が観察期間と事前優先ではない男性の中に一人でアニメーション化されるように (現在の治療) によって図 5に示すように、一緒に女性の仮想モデル アニメーション化されます。
    注:プレイリストに加えた変更は女性の焦点に表示されません。
  11. 再生の実験およびエントリの 2 番目の部分が上から10 分観察期間から始まり下に再生されますを続行をクリックします。
    注:観察期間中焦点の女性はシリンダー内に残りますは両方のプレゼンテーションを見ることができます。
  12. 観察期の後 0.5 分の一時停止を開始します。タイマーが 10:30 に達する前に分、シリンダーから焦点の女性を解放し、各男性の 5 分のレコードを2 番目の配偶者選択をテストを開始。次の 5 分間時間を協会測定します。
  13. タイマーが 15:30 に達するとき協会時間の計測を停止分。一時停止入力が 1.5 分シリンダー内部焦点の女性の場所を実行し、各仮想男性の測定時間を書き留めます。
    注:一時停止、次 7:30 min エントリが開始され、焦点の女性後 2.5 分 (位置が、左と右の間切り替え再度) 両方の男性を見ることができます。
  14. タイマーが 19:30 に達する前に分、シリンダーから焦点の女性を解放し、協会過去 5 分間の時間を測定します。
  15. タイマーが 24時 30分に達するとき協会時間の計測を停止分と実験を終了します。仮想両方の男性の協会回を記録し、解析を進めます。

6. データ測定

  1. 最初と 2 番目の部分の間に協会を計る (前刺激の前後に切り換えれば) 各配偶者選択のテストの焦点の女性が 2 人の男性の間で選択できる場合。
    注:女性は、彼女の頭と蓋を持つ選択ゾーンを拘束ラインを交差させるときに測定を開始します。彼女の頭と蓋が選択ゾーンの外側に測定を停止します。
  2. 各男性配偶者選択テストの最初と 2 番目の部分で計測された時間の会を総括し、オスは好まれたを決定します。
    注:最寄りの男性は、焦点の女性が配偶者選択テスト内で両方選択ゾーンで使った総時間の 50% 以上を費やして、一つとして決定されます。分析のための協会時間をよく翻訳して好みのスコアに (相対的な配偶者選択値)、焦点の女性が男性の配偶者選択ゾーンの両方の男性と過ごした時間で割った値を時間として定義されています。
  3. 焦点の女性最初配偶者選択テスト中に側のバイアスを示す最終的な分析から偏った女性を除外するかどうかを計算します。
    注:焦点の女性は、男性の位置の切り替え後にも同じ選択ゾーン内総時間 (最初の mate 商品選択テストの両方の半分) の 90% 以上を費やしている場合側バイアスすると見なされます。男性のための彼女の選択はその考え偏っている側に、試験を終了します。
  4. 各焦点距離の女性の標準的な長さ (SL) を測定します。
    注:実験中に強調されてから魚を防ぐため、常に測定は実験的な試みの終了後。

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Representative Results

プロトコルに従って仮想八角モリー男性と女性のコンピューター アニメーションを作成するのにFishSimを使用しました。さらに、ツール チェインを使用に焦点の女性を図 1およびプロトコルの手順 5 で説明した実験によると三菱化学実験を実行するバイナリの選択状況に住んでいるアニメーションを表示します。

焦点の女性コピー仮想モデル女性の選択であるかどうかを決定するために実験中各男性配偶者選択テストの最初と 2 番目の焦点の女性の協会の時間を測定しました。いくつかのパラメーターは通常、最初および各処置のための第 2 配偶者選択試験と選択の一貫性を保つのための制御で得られた協会時間を使用して分析します。データをどのように分析している特定の統計的テストにバインドされていないが、(例えば、パラメトリック/ノンパラ メトリック テスト、反復測定 ANOVA、統計モデル) さまざまな方法で行うことができます、最終的なデータ構造に依存する場合があります。我々 のデータの分析に使用しました R 3.2.262。我々 は、我々 は、Figshare に私たちの分析を用いて R コードと同様に、我々 の実験で得られた生データをアップロードしました (doi: 10.6084/m9.figshare.6792347)。

現在の研究では我々 で作成した 15 の異なる仮想モデル女性妊娠スポット治療 1 のスポットすることがなく同一の 15 のモデル女性治療 2。すべてのモデルの女性は、50 mm の仮想標準長さ (SL) を持っていた。相対妊娠スポット エリア治療 1 ですべての女性に (ImageJ v1.51j8 で測定したフィン; を除く) 合計体表面の 4.7% であった。また、作成 30 仮想刺激男性配偶者選択テスト中に提示された 15 のユニークな男性刺激の組み合わせを可能にします。刺激男性は、41 〜 45 ミリメートルの間の仮想の SL を持っていた。それぞれの治療のコントロール選択の一貫性を保つのため 15 試験を行った。2014 年コーパスクリスティ、テキサス州、米国の近くのムスタング島引っ掛かって野生八角 mollies から 55 のライブ焦点の女性の子孫の総数をテストしました。すべての焦点雌成熟した大人、一度調べただけ。テスト中に技術的な問題があるため除外する女性 2 人がいた。1 人の女性は、彼女はテスト状況に順応したないとあまりにもどちらか選択ゾーンを入力することを恐れていたのでストレスのため除外されました。焦点魚 (プロトコル手順 6.3) の側のバイアス制御が必要我々 はさらに最初配偶者選択テストで自分の側のバイアスにより最終的な分析から 7 つの女性を除外します。N の合計を行った完全に、それぞれの治療のコントロール 15 焦点女性を =。焦点の女性は、治療 1、33 ± 5 mm 治療 2 と 33 ± 3 mm の選択の一貫性制御 32 ± 5 mm の平均 SL です。トリートメントや SL は治療とコントロールの間に差はなかった、明らかに独立したデータのクラスカル ・ ウォリス順位和検定を使用して、コントロールの間で焦点の女性の標準的な長さ (SL) を比較した (クラスカル ・ ウォリスの順位和検定: n = 45、df = 2、χ2= 0.329、p = 0.848)。

三菱化学実験で測定される最も重要なパラメーターはそれぞれの男性 (プロトコル手順 6.1) の焦点距離の女性の協会時間です。会時間は魚63,64,65,66雌の交尾選好度の間接的な指標と直接接触が無い時に八角 mollies の配偶者選択を決定する確立された測定12,48,61,,6768を提供しました。それぞれの治療のコントロール、最初配偶者選択テストの間選択の動機が異なるかどうかを分析する協会時間を使用します。動機を選択焦点の女性が配偶者選択テスト内で両方の選択領域で費やされた合計時間として定義されます。ただし、必ずしも動機の選択の変更はいずれかの男性のための好みの変化を反映しません。2 つの配偶者選択テスト間に有意なが動機を選択する場合は、絶対協会時間の内、(プロトコル手順 6.2 を参照する試験治療間の比較可能性を確保するさらに分析の代わりに好みのスコアを使用する義務).性的男性と対話する仮想モデル女性の観察の前後に焦点の女性の動機を選択する私たちの研究で、治療 1 上異ならないでした (ウィルコクスンの符号付き順位検定: n = 15、V = 44、p = 0.379) および選択の一貫性 (のためのコントロールウィルコクスンの符号付き順位検定: n = 15、V = 42 p = 0.33)。しかし、動機を選択する有意に仮想モデル女性の観察後性的治療 2 で男性とやり取りする妊娠斑点なし (ウィルコクスンの符号付き順位検定: n = 15、V = 22 p = 0.03)。

MCC が発生したかどうかの最も重要な決定要素は最初から事前優先ではない男性の時間を過ごした/嗜好のスコアが大幅に増加第 2 配偶者選択テスト22。自然状況に転送、事前優先ではない男性と過ごした時間の増加はその結果女性がその男性と交尾する確率を高めます。したがって、メインの分析は絶対時間または 2 つの配偶者選択テストの事前優先ではない男性の優先順位スコアを比較しました。この分析は、それぞれの治療のコントロール別に行う必要があります。最初と 2 番目の仲間選択の間これらのスコアが変更されたかどうかを決定する協会の絶対時間ではなく、最初非好ましい刺激男性好みのスコアを用いて本研究で選択する動機は治療 2 のばらつき、公開情報が休んだコントロール治療と比較して、公開情報が提供されたときをテストします。

これは、従属変数として事前優先でない男性 (pref_NP) 好みのスコアを持つ 'nlme' パッケージ69から lme 関数の線形混合効果 (LME) モデルをフィットします。配偶者選択テストを含めました (Mtest: M1、M2) と治療 (治療: スポット、スポット、コントロールなし) を共変量として焦点の女性の標準的な長さ (SL) と同様、固定要因として。繰り返し測定の設計のために、焦点の女性のアイデンティティ (ID) はランダムな要因として含まれていた。特に配偶者選択テストの効果が治療の間で異なるかどうかに興味を持っていたしたがって、我々 は我々 のモデル配偶者選択のテストと治療の相互作用を含まれて。関数コントラスト70を使用して「治療」の 2 つの直交比較を行った。観察の間に発表された女性を任意の仮想モデルの全てのトリートメントの意味に対してコントロールを比較するには (1) モデルのコントラスト設定 [コントロール >> (スポット、ないスポット)]、仮想モデルを女性に見せて治療を比較するには (2)それに対してスポット スポットに (スポット >> ないスポット)。適合値に対する因子の標準化された残差のプロットは、"Mtest"の残留分散の分散不均一性を明らかにしました。したがって、我々 は lme 関数のvarIdentクラスを使用して、"Mtest"71,72の各レベルの差異は、重み関数を含まれています。有意な相互作用の用語のホルム ボンフェローニ補正とアドホックの記事分析の R パッケージ 'phia'73を使いました。すべてのモデルは視覚的に74のモデルの前提条件 (Q/Q-プロット、残差、適合値に対する残差) を行ないました。我々 はさらに、シャピロ-ウィルクの正規性の検定を使用して正規分布に対する残差の分布を比較しました。与えられた p 値が有意と考えられていた場合 p ≤ 0.05。

この分析の結果は、図 7Aとテーブル 1と2で与えられています。M2 とコントラストとの間の重要な相互作用が分かった」[コントロール >> (スポット、ないスポット)]「事前優先ではない男性好みスコアのため (LME: df = 42、t =-2.74、p = 0.009)。ただし、優先順位スコアはいた焦点の女性 SL の影響を受けません。さらに交互作用のポスト アドホック分析治療 1 で M2 の事前優先ではない男性の好みのスコアの差を明らかに (スポット: df = 1、χ2 = 30.986、p < 0.001) と治療 2 (ないスポット: df = 1、χ2 =19.957、p < 0.001) はなく、コントロール (χ2-テスト: df = 1、χ2 = 2.747, p = 0.097)。ここでは、我々 の結果は、クライアント、仮想モデル女性のシミュレートされた配偶者選択焦点の女性が提示していました後に M1 から M2 に大幅増加前の非優先の仮想男性好みのスコアの予測としてことを示します。わかったこの効果両方の治療ではなく、コントロールの選択の一貫性を保つのため。代わりに、モデル女性は観察期間中に存在しないコントロールで焦点の女性は、男性の配偶者選択に安定していた。

要因 低い 見積もり 上部 SE df t 値 p 値
(リクルート) 0.046 0.339 0.632 0.145 42 2,336 0.024
M2 0.207 0.296 0.384 0.044 42 6.750 < 0.001
→ (スポット、ないスポット) を制御 -0.041 -0.012 0.017 0.014 41 -0.852 0.4
スポット → ないスポットします。 -0.093 -0.043 0.008 0.025 41 -1,715 0.094
SL -0.012 -0.003 0.006 0.004 41 -0.747 0.459
[コントロール → (スポット、ないスポット)] x M2 -0.148 -0.085 -0.023 0.031 現在 42 -2,743 0.009
M2 x (スポット → ないスポット) -0.067 0.042 0.15 0.054 42 0.777 0.441

テーブル 1。LME は事前優先でない仮想男性好みのスコアに及ぼす影響の見積もりです。前の非優先の仮想男性刺激の好みのスコアは全体で従属変数。各固定係数 p 値と t 値の自由度・高信頼区間推定値 ± 標準誤差を与えられました。切片の推定値は、すべての治療の平均を表しています。トリートメントの直交比較が与えられます。括弧内にトリートメントを組み合わせた場合、これらの治療法の平均値は、比較で使用されます。「M2」要因のインターセプト参照カテゴリは、"M1"です。重要な p 値 (p < 0.05) が太字で印刷されます。M1 = M2 最初の mate 商品選択テスト第 2 配偶者選択テスト、SL = 焦点距離女性の標準の長さを =。90 観測 n = 治療当たり 15 焦点雌。

ランダムな要因 分散 SD
ID ((インターセプト)) 1.464x10-10 1.21 x 10-5
残留 1.859x10-2 0.1364

表 2。焦点の女性 ID の LME 分散コンポーネント分散と標準偏差"フォーカル女性 ID"と残差を与えられているランダム効果のため。

Figure 7
図 7: 仮想クライアントの結果妊娠斑点の visual 有無による操作のモデル女性品質。(A)治療とコントロールの両方の M1 と M2 の (前) の優先ではない仮想刺激男性好みのスコアします。(B)嗜好性の変化 M1 から M2 に (スコアのコピー) 事前優先ではない仮想の男性のための治療およびコントロール。点線を示していますない嗜好の変化、正の値は、基本設定で増加を示す、負の値を示す優先順位の減少。グレー ドットで A と B 各焦点距離の女性の生のデータを表現します。それぞれの治療のコントロール M2 の配偶者選択反転の(C)の数です。M1 = M2 最初の mate 商品選択テスト = 2 番目の配偶者選択のテストは、ns = 重大でない * = p < 0.05 * * p < 0.01、* * * p < 0.001 =。N = 15 の治療とコントロールの両方の。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

スコアと別の治療とコントロールの間の配偶者選択反転数コピーの比較があったコピー効果がそれぞれの治療によってもっとまたはより少なく強いかもしれないかどうかについての追加情報を取得するには実施。したがって、さらに事前優先ではない男性のコピー スコアが治療の間で異なっていたかどうかを分析しました。男性のコピーのスコアは最初から男性の女性の好みの変化を説明します 2 番目の配偶者選択テスト。コピーのスコアは、最初配偶者選択テストで同じ男性のスコア マイナス第 2 配偶者選択テストで男性の好みのスコアによって定義されます。コピーのスコアは、-1 と +1 の間の範囲し、で負の値を記述の好みおよび正の値の減少その男性のための好みの増加正または負の値を指定できます。ここでは、我々 はコピーと LME に合う covariate として焦点の女性 SL とランダムな要因として焦点の女性のスポット エリア固定要因として治療、従属変数 (copy_NP) を獲得します。ここでは、前述のように「治療」ため同じの 2 つの直交比較を行った。

紹介するので図 7 bと表 3 及び 4、わかったは有意に高いコントロールと比較して仮想モデル女性治療の事前優先ではない男性のスコアをコピー (LME: df = 20、t =-2.833, p = 0.01) が高いトリートメントの違い (LME: df = 20、t = 0.618、p = 0.544)。コピー スコアは、フォーカル女性 SL を受けませんでした。

固定要因 低い 見積もり 上部 SE df t 値 p 値
(リクルート) -0.889 -0.081 0.727 0.389 21 -0.208 0.837
→ (スポット、ないスポット) を制御 -0.153 -0.088 -0.023 0.031 現在 20 -2.833 0.01
スポット → ないスポットします。 -0.079 0.033 お 0.146 0.054 20 0.618 0.544
SL -0.013 0.011 0.035 0.011 20 0.991 0.333

表 3。LME は事前優先でない仮想男性のスコアのコピーに及ぼす影響の見積もりです。前の非優先の仮想男性刺激のコピー スコアは全体で従属変数。各固定係数 p 値と t 値の自由度・高信頼区間推定値 ± 標準誤差を与えられました。切片の推定値は、すべての治療の平均を表しています。トリートメントの直交比較が与えられます。括弧内にトリートメントを組み合わせた場合、これらの治療法の平均値は、比較で使用されます。重要な p 値 (p ≤ 0.05) が太字で印刷されます。SL = 焦点距離女性の標準の長さ。45 観測 n = 治療当たり 15 焦点雌。

ランダムな要因 分散 SD
spot_area ((インターセプト)) 0.028 0.166
残留 0.075 0.275

表 4。女性スポット分野の LME 分散成分です。分散およびランダム効果"spot_area"と残差の標準偏差を指定します。

また、治療の間で逆に M2 の初期メイト嗜好焦点の女性の数が異なっているかどうかをテストしました。配偶者選択の反転がかどうかとして定義されて最初から (両方選択ゾーンで時間の 50% 以上 50% 未満) からの男性のための好みで変更がある 2 番目の配偶者選択テスト。配偶者選択の反転が"Yes"として数えられる (男性のための好みが変わった) または「いいえ」(男性ため好みは変わらなかった)。ここで行った投稿アドホックペアワイズ R を使用して G テスト パッケージ 'RVAideMemoire'75多重検定の補正を持つ。我々 は図 7に示す、イレブンのうち 15 焦点女性逆治療 1 で彼らの配偶者選択と 10 女性逆治療 2 で彼らの配偶者選択。その一方で、2 つだけ逆転はコントロールで観察されました。これにより、逆に M2 の前の優先ではない男性を支持して彼らの初期メイト選択焦点の女性の数は両方の治療法をコントロールと比較して有意に大きかった (post hocペアワイズ G テスト: スポット対コントロール、p = 0.002;いいえスポット対コントロール、p = 0.003) トリートメント 1 と 2 の間は有意差ではないが、(Post hoc ペアワイズ G テスト:対ないスポット、p スポット = 0.69)。

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Discussion

はたはたモリー女性妊娠斑点以前同種男性59,60方不妊治療広告の手段として記述されていた。妊娠斑点が配偶者選択のコンテキストで同種の女性に情報も提供するかどうかがテストされていないところ。本事例研究でクライアントのコンテキストで同種の女性を観察するため、公開情報のソースとして妊娠斑点の潜在的な役割を調べた。我々 の研究は、妊娠斑点が仮想の男性のための仮想モデル女性の配偶者選択をコピーするかを決めるモデル女性焦点のライブの女性品質のサインができないよう示しています。焦点の女性は、モデル女性が妊娠斑点を持っていたかどうかに関係なく事前優先でない仮想男性のための仮想モデル女性の選択をコピーします。楽譜が読めない、配偶者選択反転コピー効果が均等に強いにもモデルの女性が妊娠斑点を持っていたかどうかを示す、2 つの治療の間の数のコピーに差はありませんでした。コントロール (モデル女性存在) の公開情報を指定しない焦点の女性が彼らの配偶者選択に一貫性のある.これは、治療内の好みの変化を他人の配偶者選択をコピーするための十分な公共情報を提供するのみ、仮想モデル女性の存在によって説明できることをサポートします。

にもかかわらず一般的な存在と妊娠斑点の範囲は女性の生殖サイクルにリンクされると考え、スポットを持つ分娩前と最小最大されてまたは不在の60の体系的な視覚的な観測を出産後、個々 の雌妊娠スポットの開発がまだ不足しています。また、妊娠のスポット サイズの変化は完全に欠席もスポットで個々 の女性間で高いすることができます成熟、妊娠女性60で。はたはたモリー女性は分娩59,76後最も感受性が強い短編をにもかかわらず彼らはいくつかのヶ月57の精子を保存することが。したがって、女性常に最高品質のチームメイトの選り好みをする必要があります。MCC とテストの仮説上の私たちの事例に関しては妊娠斑点の同種の雌を観察するモデル女性品質の有効な指標をできない場合がありますを締結します。観察の女性を得る可能性がありますおそらくモデル女性の生殖の状態に関する情報はコピーする彼女の選択かどうか、少なくとも八角 mollies の間で決定で重要ではないようです。

特に、我々 の研究は、コンピューター アニメーションの魚を使用して三菱化学実験で提供される公共の情報の視覚的操作の高い標準化された手順を示します。ベンソン77活魚を注入すると、タトゥー インク妊娠スポットを操作すると、人によってより早い調査とは対照的は、私たちのメソッドは、視覚的操作のため完全に非侵襲的代替を提供します。我々 は詳細に作成およびFishSimの仮想八角 mollies をアニメーション化する方法について手順を説明します。我々 はさらに、コンピューター アニメーションを使用して、古典的な MCC 実験ライブ テスト バイナリの選択状況で魚の方のプレゼンテーションの仮想魚の実験手順を採用する方法を示した。

次のプロトコルは、私たちのツール チェインの正しい取扱いと実験の成功を確保するための特定の注意が必要ないくつかの重要な手順を特定します。技術的な装置が常に一般的なワークフローの円滑な処理、そして最も重要なは、再生を確保するために十分によいべきコンピューター アニメーションを作成し、コンピューターとコンピューターのモニターなどのディスプレイ デバイスを使用して提示したので、アニメーション (手順 2、3、および 5)。呈示刺激の 2 つ以上のモニターを使用している場合、その技術仕様は同じはずです。ときに私たちのソフトウェアを使用して、セットのモニターの解像度はプレゼンテーションをする必要があります常にモニター (1.2.1 手順を参照)。シーン (ステップ 1.2.) としてデザインを設定 (手順 1.3。 と 1.4。) 後で正しい寸法を確保するための実験中に刺激提示に使用モニターには仮想刺激のアニメーション (ステップ 2) 常にされるべきであると。

このプロトコルでは、我々 は魚の刺激の 1 つのセットを作成する必要な手順に集中 (手順 1.3。 と 1.4。) 治療 (手順 5) の 1 つの試みの使用のため。ここでは、我々 指摘したいことをいくつかの異なる魚の刺激やアニメーション データの可能な解釈に影響を与える pseudoreplication15,78,79を考慮して作成することが重要です。実験中に得られました。私たちのツール チェインと様々 な魚の刺激の可能性を提供しているそれぞれの実験的試みに刺激の一意のセットを使用するを作成する簡単です。全体的に必要な刺激の数を合計は、それぞれの治療 (当社の事例については「代表的な結果」セクションを参照) の目的サンプル サイズによって異なります。

私たちのツール チェイン (ステップ 2) ビデオゲームのコント ローラーを使用して迅速かつ簡単に作成アニメーション プロセスを提供すると考えました。これにより、仮想の魚の一般的な遊泳行動は自動的にに基づいて生成されますライブ八角 mollies80を水泳の動画。(フィンと gonopodium の運動を含む) の遊泳行動は、したがってに一般に特定、胎生魚ではたはた mollies の仮想刺激で使用する調整されます。胎生魚から離れてはイトヨの追加テンプレートは背側と腹側の棘を上げる/下げるなどの種特異的な運動のための追加機能を提供します。

現在私たちのツール チェインによって提供されるアニメーション機能毎の行動パターン及び養殖魚のことができない可能性があります。これは、ユーザー次第ですし、テスト研究の質問に依存します。さらに、 FishSteering (ステップ 2) のアニメーションは、ゲーム コント ローラーの機能に慣れるまで少し練習事前を必要があります。したがって、アニメーションのプロセスはおそらくプロトコルの最も時間を要するステップです。ここで別のブランドのコント ローラーを使えますが、機能をスムーズにし、できない場合があり、(ユーザー マニュアルで指定された) としてボタンの機能が異なる場合がありますまたは完全に休んでいます。アニメーション中に、一度に仮想刺激 (例えば位置、フィン、gonopodium) の 1 つだけ機能をアニメートできます。まず、遊泳運動 (位置)、その後追加機能 (例えばフィン) 可能性があります追加しない独立。各手順を個別に保存をお勧めします。これは、たとえばスイミング パスを一定に保つことが、に比べて背びれ動きを以前のバージョンに変更する、ユーザーが特定の機能を変更するアニメーションの以前のバージョンに戻る可能性の利点を提供しています。特に複数魚 (手順 2.2) をアニメーション化するとき魚と刺激のアニメーションが実行される順序は非常に重要です、あらかじめ決定しておく必要があります。ここでは、テスト済みの種の生物をご覧になることがあります。ケーススタディ、男性は一般に女性の81を次八角 mollies の求愛行動をシミュレーションしました。したがって、我々 はまず仮想女性の水泳のパスを作成、次の女性仮想男性のパスを追加しました。

実験の手順 (手順 5) を実行しているタイミングが実験の成功のために重要です。時代/はたはた mollies と以前の研究から派生したプロトコル (手順 5) に掲げる期間。彼らは提案と見なすことと実験の一般的な成功のための義務ではありませんが、プロシージャの間にそれにもかかわらず、しっかりと続くべきであります。順化時間は魚種や個人によって異なります、一般的に焦点の魚がテスト全体のタンクを探索し、新しい環境に順応する必要があります限りする必要があります。我々 は、実験手順のトレーニングの適切な一時停止期間の長さを決定しました。一時停止は、少なくとも限り、シリンダーで魚を捕ると同様に歩行してタンクのテストや運用コンピューターからシリンダーから魚を解放する必要な時間する必要があります。ここでは、時間はおそらく各演習とテスト対象魚種の特定実験状況に応じて異なります。いずれの場合も、実験者が個別に時間を変更/どちらかFishPlayerで別の時間設定期間 (ステップ 3.1 を参照してください。3.) または異なる長さのアニメーション シーケンスを作成 (手順 2.1 を参照してください)。

実験者は、測定会時間各配偶者選択テストのための自動追跡システムを実装することによってリアルタイムで追跡できる必要がありますが改善できます。盲目のオブザーバーを持っている可能性がないことを指摘したいものここと、それゆえ、MCC のテストの手順に従うとき、ブラインド解析。実験者の仮想を知ることはできませんので男性の刺激がテスト前に焦点の女性に好まれる、彼または彼女の焦点の魚の選択 (ステップ 3.2 と 5.10 を参照) それに応じて一連のアニメーションの順序を変更するに注意してくださいする必要があります。

我々 はここで説明するプロトコルは、八角 mollies のクライアントに私たちの研究デザインに固有です。ただし、ツールは、プレゼンテーションの他の実験的デザインと最大 4 つのモニターの組み合わせにも使用できます。一般的に、コンピューター アニメーション ツール提供メイトのような魚の行動に様々 な質問を研究するためのソリューションのさまざまな選択、決定または捕食者・被検出、人工視覚刺激を用いた遊泳。動物行動研究におけるコンピュータ ・ アニメーションを使用のため一般的な技術・理論的考察は、実験2,15でそれを使用する前に慎重に評価する必要があります。意思決定の最も重要な研究でコンピューター アニメーション アプローチを実装できるかどうかテスト魚種とかどうか、自然モニター画面に表示される仮想の刺激に対する応答の視覚機能を考えています。特に、色面の効果をテストする際に留意モニター RGB 値として色を表現し、これは妨げる可能性がありますまたは研究の可能性を制限するかもしれないが確かに RGB カラー出力調整82。いくつかの魚種制限可能性があります。 確かにまたはであるモニターが紫外線の波長を放出しない、その一方で特定のモニターの種類、高偏極の質問の例の偏光光に敏感な魚の制限になる可能性があります。選択83を仲間します。したがって、コンピューター アニメーションとして提示された刺激の有効性の検証は、任意の仮説2,12,の15,84,85をテストする前に必要です。

今後、動物の追跡と行動認識の新たな展開になることリアルタイムで反応するインタラクティブな仮想刺激を作成することに向かって生きる魚と大規模な魚を観察するためのリアリズムを増加する対応する動作をシミュレート86。 基になる活性酸素のモジュール、おかげでカメラなどの外部デバイスとして統合する、ツール チェイン、ユーザーが適切なプログラミング スキル。FishSimは、リアルタイム 3 D の拡張によってインタラクティブな仮想魚刺激をシミュレートするために一般的に使用することができますを示した最初の成功した試行は追跡システム87,,8889です。科学コミュニケーション イベント中に「モリー最高の知っている」(https://virtualfishproject.wixsite.com/em2016-fisch-orakel) が画面の焦点活魚従いますと、求愛行動を実行する仮想魚をプログラムことができることを実証することができました定義済みのアルゴリズムによると。さらに、このようなリアルタイム追跡システムは、実験手順を強化する自動的に協会の時間を測定する使用できます。この機能はまだFishSimの現在のバージョンに含まれていないが、将来開発されます。

結論としては、動物行動研究におけるコンピュータ ・ アニメーションの使用は、従来の視覚的特徴や行動パターンの表現を処理する生きている動物の侵襲的治療を要する有望なアプローチです。コンピューター アニメーションを操作する高度な制御と標準化は非常に限られたまたは不可能にする生きた魚の動作を操作するソリューションも提供していますので、特に、ライブ テスト魚を使用して比較できます。さらに、3 r 原則と同様の90,91を教育学研究における動物の使用ガイドラインに沿ってこの手法は削減する' と 'replace' '調整' 実験に関してのライブ実験動物同様に潜在的なをクマします。研究の手順。

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Disclosures

著者が明らかに何もありません。

Acknowledgments

この作品は、ドイツ研究振興協会 DFG (WI 1531/12-1 KW と SG) と区 689/11-1 JMH KM、KDK によって支えられました。私たちは心から感謝を提供して、SG と DB の間学部研究インターンシップを整理するため上昇するドイツ学術交流会ドイツ プログラム (資金 ID: 57346313)。資金上昇 Globalink 研究インターンシップ賞 (FR21213) と DB の Mitacs に感謝しております。私たちは親切は原稿の以前のバージョンでFishSimをゼウスの読者に紹介する私たちを招待しアーロン Berard アリーシャ恵理子とその貴重なコメントを 3 つの匿名レビューをありがちましょう。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Hardware
2x 19" Belinea LCD displays Belinea GmbH, Germany Model 1970 S1-P 1280 x 1024 pixels resolution
1x 24" Fujitsu LCD display Fujitsu Technology Solutions GmbH, Germany Model B24-8 TS Pro 1920 x 1080 pixels resolution
Computer Intel Core 2 Quad CPU Q9400 @ 2.66GHz x 4, GeForce GTX 750 Ti/PCIe/SSE2, 7.8 GiB memory, 64-bit, 1TB; keyboard and mouse
SONY Playstation 3 Wireless Controller Sony Computer Entertainment Inc., Japan Model No. CECHZC2E USB-cable for connection to computer
Glass aquarium 100 cm x 40 cm x 40 cm (L x H x W)
Plexiglass cylinder custom-made 49.5 cm height, 0.5 cm thickness, 12 cm diameter; eight small holes (approx. 5 mm diameter) drillt close to the end of the cylinder lower the amount of water disturbance while releasing the fish
Gravel
2x OSRAM L58W/965 OSRAM GmbH, Germany Illumination of the experimental setup
2x Stopwatches
Name Company Catalog Number Comments
Software
ubuntu 16.04 LTS Computer operating system; Download from: https://www.ubuntu.com/
FishSim Animation Toolchain v.0.9 Software download and user manual (PDF) from: https://bitbucket.org/EZLS/fish_animation_toolchain
GIMP Gnu Image Manipulation Program (version 2.8.22) Download from: https://www.gimp.org/

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