Долгосрочный Поведенческая Отслеживание свободно плавающих слабо электрических рыб

Резюме

Мы описываем набор методов для изучения спонтанного поведения свободно плавающих слабо электрический рыбу в течение длительного периода времени, по синхронно измерения разряда электрический орган сроки животного, положение тела и осанку как точно и надежно в специально разработанной аквариума бака внутри сенсорной изоляция камеры.

Аннотация

Долгосрочный поведенческая слежения может захватить и количественно природные поведения животных, в том числе те, которые происходят нечасто. Поведения, такие как разведка и социальных взаимодействий может быть лучше всего изучать, наблюдая необузданные, свободно ведут себя животные. Слабо электрическая рыба (ВЭФ) дисплей легко наблюдать разведочных и социального поведения, испуская электрический разряд органа (ПС). Здесь мы описываем три эффективных методов, чтобы синхронно измеряют EOD, положение тела и позу в свободное плавание ВЭФ в течение продолжительного периода времени. Во-первых, мы опишем построение экспериментальной бака внутри камере изоляции, призванной заблокировать внешние источники сенсорных стимулов, таких как свет, звук, и вибрации. Аквариум распределяли для размещения четырех испытательных образцов, и автоматизированные ворота дистанционно контролировать доступ животных к центральной арене. Во-вторых, мы описываем точный и надежный метод измерения ПС времени в режиме реального времени от свободно плавающих ВЭФ. Сигнальные искажения, вызванные движениями тела животного исправляются пространственного усреднения и височной стадии обработки. В-третьих, мы описываем подводную установку ближнего инфракрасного изображений наблюдать невозмущенные ночные поведения животных. Инфракрасные световые импульсы использовались для синхронизации времени между видео и физиологического сигнала в течение периода записи в длину. Наша автоматизированная программа отслеживания измеряет положение тела животного и позы надежно в водной сцене. В сочетании, эти методы позволяют долгосрочные наблюдения спонтанного поведения свободно плавающих слабо электрический рыбу в надежной и точной манере. Мы считаем, что наш метод может быть так же применяется к изучению других водных животных, соотнося свои физиологические сигналы с поисковых или социального поведения.

Введение

История вопроса. Количественные эксперименты по поведению животных (например, вынужденный выбор, избегание шок, Т-лабиринт, и т.д..), Как правило, используются для расследования конкретных гипотез относительно навыков сенсорно-моторных, обучение и формирование памяти. Тем не менее, эти ограничительные эксперименты пропустить большую часть богатства естественного поведения животных и, вероятно, привести к упрощенным моделям основной нервной основе поведения. Опыты в более натуралистических условиях, следовательно, важным дополнением, по которому мы можем исследовать более полно вида поведения репертуар. Опыты с свободно движущихся животных, должны, однако, решения уникальных технических проблем, таких как движения, вызванной артефактов записи. В отличие от стимула, вызвали ответы, спонтанно происходит исследовательское поведение не может быть предсказано, таким образом испытуемые должны постоянно контролироваться и отслеживаться в течение длительного периода времени. Конкретные вопросы исследования чан, лучше всего осуществить с помощью тщательно отобранных организмов и доступных технических средств. Например, оптической записи и стимуляции методы, такие как генетически-кодированных датчиков кальция ¹ и Optogenetics ² были успешно применены свободно двигаться генетической модели организмов ^3-5. Кроме того, миниатюрные нейронные системы телеметрии может записывать и стимулировать свободно перемещаться мелких животных ^6,7.

Электрический рыбы. Виды ВЭФ генерировать разряды электрического органа (ЕСПЗ), которые позволяют им чувствовать свое непосредственное окружение или общаться на больших расстояниях. Временные закономерности ЕСПЗ отличаться в разных условиях, таких как самостоятельного движения ^8,9, сенсорных стимулов ^10,11 и социальных взаимодействий ^12,13. Импульсного типа ВЭФ виды производят на поезд дискретных импульсов, в отличие видов махать типа, которые генерируют непрерывные квази-синусоидальной формы волны. В общем, пульс типа видов экспонат морэ переменная скорость ПС по сравнению с видами волна типа и EOD ставки животных точно отражать новизну содержимое своих сенсорных окрестностях ^10,14. Видов импульсного типа можно сразу сократить интервал между импульса (IPI) в пределах одного цикла импульса в реагировать к новому сенсорной возмущения (новинка отклика ^10,11,14). Продолжающийся электрический поведение этих рыб можно возмущается неконтролируемых сенсорных стимулов из внешних источников, и различные виды раздражителей, таких как вибрация, звук, свет, и свет, как известно запуска ответов новизны. Таким образом, особые меры предосторожности должны быть приняты, чтобы заблокировать или ослабить внешние сенсорные стимулы во время долгосрочного наблюдения свободное плавание ВЭФ. Таким образом, изменения в скорости EOD и траекторий движения может быть специально отнесены к стимулам, представленных экспериментатора.

Аквариум бак и изоляция камеры. Поэтому мы помещены несколько слоев Амортизирующая материалов уNDER большой аквариум бак (2,1 м х 2,1 м х 0,3 м), и окружили танк с изолированным корпусом блокировать внешние источники света, электрических помех, звук и теплового потока. ПС ставка зависит от температуры окружающей среды ^15,16, при этом температура воды была жестко регулируется на тропический диапазоне (25 ± 1 ° С) для видов южноамериканских ВЭФ. Мы построили большой и мелкой (10 см глубина воды) бак для наблюдения пространственные разведочных поведения ВЭФ в основном ограничены в двух измерениях (рис. 1А). Танк был разделен на центральной арене, чтобы наблюдать пространственные поведения, и четырех угловых отсеков отдельно дом отдельных рыб (рис. 1В). Каждый отсек был построен водонепроницаемыми для предотвращения электрическую связь между физическими лицами. Доступ животных к центральной арене контролировалась извне четырех моторизованных ворот. Ворота были размещены между отсеками, и они стали водонепроницаемыми, когда закрываетсянейлоновыми крыла гаек. Нет металлические части были использованы подводные с ВЭФ чутко реагируют на металлы.

Запись ПС. ЕСПЗ генерируются в стереотипной манере активацией одного (в Mormyrids) или нескольких пространственно распределенных электрических органов (в Gymnotiforms) ^17,18. Временные модуляции в скорости EOD может выявить нейронные деятельности более высокого уровня, так как мозговое кардиостимулятор получает прямые нервные сигналы от высших отделов головного мозга, таких как диэнцефального prepacemaker ядра, которое, в свою очередь получает аксональные прогнозы от переднего мозга ^19. Однако сроки EOD должны быть тщательно экстрагируют из сырого сигнала записи, а не смещен движения искажений, вызванных животного. Электрическое поле порождается ВЭФ можно приблизить как диполь, поэтому EOD импульсные амплитуды на регистрирующих электродов зависят от относительных расстояний и направлений между животным и электродов ^8,20. Самостоятельно MOVEM животногоЭнты изменить относительную геометрию между животным и электродами, при этом движения вызывают амплитуды EOD на различных электродов в изменяться с течением времени в летучем образом (см. фиг.2В в июне и соавт. ^8). Кроме того, само-движения также изменить форму записанных EOD сигналов, потому что относительный вклад от другой набор электрических органов зависит от их расположения по длине тела и их местных кривизны введенной хвост изгиба. Искажения движения, вызванной в амплитуд и форм EOD может привести к неточных и ненадежных измерений временных EOD. Мы преодолели эти проблемы, пространственно среднем несколько сигналов EOD записанные в разных местах, и, добавив фильтр извлечения конверт точно определить время EOD из свободное плавание ВЭФ. Кроме того, наш метод также измеряет амплитуду EOD, которые указывают ли животное отдыхает или активно перемещения на основе изменения EODамплитуды с течением времени (см. рис 2E и 2F). Мы записали дифференциально усиленные сигналы от записи пар электродов для уменьшения синфазного шума. Поскольку импульсы EOD генерируются с нерегулярными интервалами времени, событие временных рядов ПС имеют переменную частоту дискретизации. EOD временные ряды могут быть преобразованы в постоянной частоты дискретизации посредством интерполяции, если этого требует аналитической инструмент выбора.

Запись видео. Хотя запись ПС может контролировать валовую двигательную активность животного, видеозапись позволяет прямые измерения положения тела животного и позы. Ближней инфракрасной области (БИК) освещение (λ = 800 ~ 900 нм) позволяет невозмущенную визуальное наблюдение свободно плавающих рыб ^21,22, так как WEFs наиболее активны в темноте, и их глаза не чувствительны к NIR спектра ^23,24. Большинство цифровых датчики изображения (например, CMOS или CCD) может захватить NIR спектр с wavelengtч Диапазон между 800-900 нм, после удаления Инфракрасный (ИК) блокирующий фильтр ^25. Некоторые высокого класса потребительского класса веб-камеры предлагают высокой четкости, широкий угол обзора и хорошую низкой освещенности, который может производить качество изображения сравнимо с или выше профессионального уровня ИК камер, доступных на гораздо большие затраты. Кроме того, некоторые веб-камеры потребительского класса в комплекте с записи программного обеспечения, которое позволяет расширенную продолжительность записи путем сжатия видео без потери качества. Большинство профессионального уровня камеры предлагают времени синхронизации TTL импульсных выходов или TTL триггер импульсных входов ²⁶ для выравнивания времени между видео с оцифрованных сигналов, но эта функция, как правило, отсутствует в потребительского класса веб-камер. Однако сроки между видеозаписи и сигнала цифровой преобразователь может быть точно подобраны по совместительству захвата периодически мигает ИК-подсветкой с камерой и сигнала цифрового преобразователя. Начальная и конечная сроки ИК импульса может использоватьсясек двух калибровочных время маркеры для преобразования числа видеокадров в единицу времени сигнал цифрового преобразователя и наоборот.

Освещение и фон. Захвата через воду изображение может быть технически сложным из-за отражения света на поверхности воды. Поверхность воды может действовать как зеркало, чтобы отразить визуальную сцену над водой, и темных визуальные особенности подводный, таким образом над водой сцена должна быть оказана невыразительный, чтобы предотвратить визуальный помех. Для того, чтобы изображение весь аквариум, камера должна быть размещены непосредственно над водой, и она должна быть скрыта за потолком над небольшим отверстием просмотра, чтобы предотвратить свое отражение на поверхности воды. Более того, поверхность воды может производить блики и неравномерного освещения, если источники света неправильно проецируется. Непрямое освещение может достичь равномерную яркость по всей аквариуме, нацеливая источники света к потолку, так что потолок и окружающая вальLs может отражать и рассеивают световые лучи, не достигнув поверхности воды. Выберите ИК-осветитель, который соответствует спектральной чувствительности камеры (например, 850 нм пик длины волны). Электрические помехи от источников света могут быть минимизированы с помощью светодиодов и размещения их источники питания постоянного тока за пределами клетки Фарадея. Поместите белый фон под баком, так как рыба контрастирует хорошо в белом фоне в ЧМР длин волн. Точно так же, использование матового белого цвета на внутренних поверхностях сурдокамере обеспечивает равномерное и яркое фоновую подсветку.

Отслеживания видео. После записи видео, автоматизированная алгоритм изображение слежения может измерять позиции и положения тела животного в течение долгого времени. Отслеживая видео может быть автоматически выполнена либо готового к использованию программного обеспечения (Точка зрения или Ethovision), или программируемой пользователем программного обеспечения (OpenCV или MATLAB Image Processing Toolbox). В качестве первого шага отслеживания изображения,действительный площадь слежения должна быть определена, рисуя геометрическую форму, чтобы исключить из нее часть снаружи (маскировки операцию). Далее, изображение животного должен быть изолирован от фона вычитанием фоновое изображение из изображения, содержащего животное. Вычитается изображение преобразуется в двоичном формате путем применения пороговой интенсивности, так что центр тяжести и осью ориентации может быть вычислена из бинарных морфологических операций. В Gymnotiforms ^27-29 и Mormyrids ^30-32, плотность electroreceptor является самым высоким вблизи области головы, поэтому положение головы в любой момент указывает местоположение самой высокой остроты слуха. Места головная и хвостовая может быть автоматически определяется путем применения операции поворот изображения и ограничительной рамки. Концы головы и хвоста можно было отличить друг от друга вручную определяя их в первом кадре, а также отслеживать их расположения от сравнения двух последовательных кадров.

протокол

Эта процедура отвечает требованиям университета Оттавы комитета по уходу за животными. Нет конфликта интересов не объявляется. Пожалуйста, обратитесь к Таблице материалов и реагентов для марок и моделей оборудования и материалов, перечисленных ниже. Пользовательские письменные Spike2 и MATLAB скрипты и выборочные данные предоставляются в Дополнительной файла.

1. Аквариум и изоляция палата установки

1. Анти-V ibration этаж. Построить поверхность анти-вибрации (2,1 м х 2,1 м), складывая резиновые прокладки, акустическая пенополистирола, морской панель фанеры и пенополиуретана колодки от основания до вершины (рис. 1А). Положите четыре деревянных шпильки (5 см х 10 см) на фанерной панели для поддержки края баком аквариума.
2. Этаж обогреватель. Положите электрически экранированный нагревательный элемент над термически градуированной пены (см. рис 1D дно). Накройте нагревательный элемент с металломLIC сетка для электрического экранирования.
3. Пространственное бак. Построить широкий и неглубокий аквариум бак (1,8 м х 1,8 м х 30 см) с использованием 1,3 см толщиной Закаленное стекло, Г-образный алюминиевый каркас и аквариум силикон (см. рисунок 1А). Обложка с нижней стороны бака с большой лист белом фоне, чтобы обеспечить высокую контрастность изображений (см. протокол 3).
4. Разделите аквариум в центральной арене (диаметр 1,5 м) и четырех угловых отделений (см. рисунок 1В), установив стен (22,5 см в высоту) из акриловые листы (Matte White, толстые 0,64 см).
   1. Бенд четыре акриловые листы (22,5 см х 102,7 см), применяя тепло, чтобы создать четыре криволинейных участков стены, и прикрепить их к днищу емкости с помощью силиконового затыкают, чтобы отделить центральную арену от четырех угловых отсеков. Оставьте 20 см пространство между криволинейных участков для установки затвора.
   2. Отдельные соседних угловых отсеков, установив четыре двойных стен Wiй пробелы 15 см, которые обеспечивают дополнительную электрическую изоляцию и места для подводных датчиков, таких как гидрофоном.
5. Соберите четыре моторизованные ворота, и установить их между угловыми отсеков и центральной арене.
   1. Соберите четыре дверных рам, как показано на рисунке 1С. Создайте шесть скважин (0,64 см в глубину) на каждой дверной рамы, вставлять нейлон желудь гайки (0,64 см диаметр резьбы) и закрепите их с эпоксидной смолой.
   2. Отрежьте четыре дверных панелей из акрила и резиновых листов, и создать шесть отверстий (0,64 см диаметр) на акриловой и резиновых панелей для запирающего механизма. Присоединиться к акриловые и резиновые панели, используя силиконовую замазку.
   3. Установите акриловая петли присоединиться дверные панели с дверными коробками.
   4. Гора размахивая руками на сервомоторов, и установить их на верхней части дверных рам (см. рисунок 1С). Сделать петли с помощью кабельных стяжек для связывания размахивая руками, чтобы дверных панелях.
   5. Расположите ворота сборок на гапс создается между криволинейных участках стены, и закрепите их с помощью силикона конопачение.
   6. Подключите все серводвигатели к сервоконтроллера, и подключить его к источнику питания и компьютеру через активного расширения USB кабеля. Проверьте ворота с помощью управления программное обеспечение, поставляемое с сервопреобразователя.
   7. После того, как силикон затвердеет, проверить на герметичность, заблокировав все ворота с нейлоновыми винтами и заполнение один отсек за один раз.
6. Изоляция камеры. Построить сурдокамере окружить аквариум и блокировать внешние источники света, звука и электрических помех (см. рисунок 1D).
   1. Сделайте три стеновых панелей (2 м х 2 м х 5 см) и четыре дверных панелей (1,9 м х 0,95 м х 5 см). Для каждой панели, присоединиться алюминиевые молдинги (5 см х 2,5 см), чтобы создать прямоугольную рамку, и клепать белый гофрированный пластиковую панель на алюминиевой раме. Заполните акустические сланцы стекловолокна в панелях и рядом с черным гофрированным пластиковой панели.
   2. Установите три стеновых панелей на антивибрационной этаже, и установить фортепиано петли присоединиться четыре дверных панелей на стеновых панелях.
   3. Окружите изоляции камеру с алюминиевыми ячейками, и земля сетки со всех сторон, чтобы создать клетку Фарадея.
7. Контроль влажности. Установите малошумящий вытяжной вентилятор (рис. 1F вверху), чтобы удалить лишнюю влажность наращивание от отопления. Поместите вытяжной вентилятор не менее 2 м от места записи, и установить воздуховод между камерой изоляции и вытяжного вентилятора.
8. Регулярно контролировать и поддерживать условия резервуар для воды и животных.
   1. Поддерживать постоянные условия воды в 10 см глубиной, 100 мкСм / см проводимости и рН 7,0 путем добавления воды или соли исходного раствора (см. Кнудсен ³³ за рецепт). Добавить мешок измельченной кораллов, если рН падает ниже 6,5.
   2. Установите вертикальные аквариума фильтры, которые могут работать с мелкой воде для очистки иаэрации целей (Рисунок 1F внизу). Отключите фильтры и взял их из центральной арене во время записи сессий.
   3. Доставка живых Mealworms на дне резервуара путем присоединения их на присосками с резинками. Избегайте свободно плавающие охотится, таких как blackworms, чтобы предотвратить бесконтрольное кормление бездомных жертв во время записи.

2. ПС слежения

1. Установка Электроды. Соберите восемь графитовых электродов и пространство их пропорционально на изогнутой стене центрального арене.
   1. Получить чертеж провода (15 см в длину; Марс углерода 2 мм Тип HB) и сбрить внешнее покрытие из главных ролей.
   2. Вырезать восемь 10 см сегменты коаксиального кабеля (RG-174), оберните сердцевину кабеля вокруг одного конца графитовых стержнях, и применять термоусадочные трубки над ними для сильной и стабильной электрического соединения. Прикрепите BNC разъемы джек на противоположных концах (рис. 2А слева).
   3. Расположите электроды на стене, записывая на пленку, и применять тонкие полосы клейкой лентой на поверхности электродов для защиты от силикона. Нанести силиконовый конопачение постоянно держать электроды, и удалить все ленту, прежде силиконовых затвердевает (рис. 2 справа).
2. Построить восемь кабельные сборки путем измерения расстояния от каждого электрода к усилителю, и резки коаксиальных кабелей (RG-54) в длину. Прикрепите подключаемые разъемы BNC на обоих концах кабеля.
3. Используйте кабельные сборки для подключения все электроды к усилителю. Дифференциально усилить путем спаривания два 90 ° ориентированные электроды (см. рисунок 2В), и на первом все коаксиальные защитные провода, подключив их к клетке Фарадея.
4. Установка усиления усилителя ниже предела насыщения сигнала, а также применять полосовой фильтр (200 Гц-5 кГц), чтобы удалить шум. Оцифровка четыре записи электродных пар при 40 KS / сек.
5. Онлайнобработки сигналов. В инструкции написаны для программного обеспечения Spike2, и настройки параметров оптимизированы для Gymnotus зр. (См. рисунок 2С для резюме).
   1. Добавить постоянного удаления процесс (τ = 0,1 сек) для всех каналов записи.
   2. Добавить исправить процесс все записи каналов.
   3. Создание виртуального канала путем суммирования всех четырех каналов записи.
   4. Выписка одномодальное конверт за EOD импульса, добавив RMS (среднеквадратичное-квадрат, ) Процесса (τ = 0,25 мс) в виртуальном канале, для генерирования один пик за EOD цикла однозначно определить время импульса.
   5. Создать realmark канал из виртуального канала и запишите время и значения амплитуд пиков, после установки соответствующего порога, чтобы захватить все EOD импульсов шства без отсутствует пульс, избегая при этом ложных срабатываний.
   6. Монитор мгновенную скорость УВБ в реальном времени с помощью установки опции отображения канала в realmark канала с режимом мгновенной частоты.
   7. Контролировать движение рыб в реальном времени с помощью дублирования realmark канал, и установить опцию отображения в режиме сигнала.
   8. Количественная уровень активности от СКЗ амплитуды склоне EOD путем создания виртуального канала из realmark канала (0,01 сек периодом выборки), и добавить наклон (τ = 0,25 мс) и RMS (τ = 0,5 мс) процессы.
   9. Экспорт realmark канал в программном обеспечении Spike2 в формате MATLAB.

3. Синхронное Отслеживание Видео

1. Создайте фон сцены.
   1. Скрыть любой объект, который бросает отражение на поверхности воды, покрывая с матовой белой столешницы фильма.
   2. Установите Matte Whiteгофрированная пластиковая панель 15 см ниже потолка, чтобы скрыть камеру и вентиляционное отверстие.
   3. Печать моделей сетки на большом листе белой бумаги для калибровки камеры, и положить его под танк, чтобы обеспечить высокую контрастность фона.
2. Установите источники света.
   1. Получить ИК светодиод и, удалить встроенные вентиляторы для снижения уровня шума. Драйв светодиод с текущим регулированием источника питания постоянного тока, помещенных вне клетки Фарадея.
   2. Установить ИК светодиодная подсветка для съемки в темноте, и белые светодиодные фонари для вождения суточный световой цикл в тестовом рыбы. Прямые все источники света к потолку, чтобы достичь косвенное и равномерное освещение (рис. 3А).
   3. Регулировать суточный световой цикл при движении белый светодиод с таймером управлением (например, 12 ч on/12 час выключено).
3. Установите камеру непосредственно над аквариумом.
   1. Получить НИР-чувствительная камера, или удалить блокирующий Filte ИКR разбивая тонкий лист тонированного стекла на задней стороне линз. Убедитесь, что угол обзора достаточно широк, чтобы изображение вся центральная арена.
   2. Сделайте небольшое отверстие просмотра в середине потолочной панели, и поместите камеру непосредственно над отверстием.
   3. Установите белый кольцо на страже вокруг объектива, если источники света генерировать блики.
4. Сделать времени синхронизируются видеозапись.
   1. Разместить ИК-подсветкой в ​​одном из четырех танковых углах генерировать импульсы синхронизации времени (1 Продолжительность мс, 10 сек периода). Добавить нагрузки ограничения резистор (1 кОм) в серии, и управлять ИК-светодиод с цифровой выходной порт дигитайзер оборудования.
   2. Используйте записи видео программное обеспечение в комплекте с камерой, если таковой имеется. Выберите самое высокое качество записи (например, сжатия без потерь) и самые высокие разрешения, поддерживаемые.
   3. Запустите видеозапись непосредственно перед началом записи УВБ и остановить запись видео непосредже после записи EOD.
   4. После записи преобразования номера кадров изображений на единицу времени дигитайзер по линейной интерполяции между первой и последней световых импульсов, захваченных дигитайзера сигнала и видеозаписи.
5. Автоматизированная отслеживания изображения
   Инструкции написаны для MATLAB обработки изображения инструментов, и использовать его функций. Сценарий пользовательских MATLAB снабжен этого представления для автоматизированного отслеживания изображения.
   1. Импорт видео. Импортировать файл записи видео непосредственно в рабочем пространстве MATLAB, используя "Videoreader. Читать" функцию.
   2. Создание составного фоновое изображение путем объединения двух кадров изображения. Замените область изображения, занимаемое животного с пустующего образу и подобию аналогичного области от другого кадра (см. рисунок 3B).
   3. Укажите область изображения для отслеживания, опираясь круговую маску вокруг центральной арене, чтобы исключить AREA пределами (рис. 3В внизу), и умножить на константу (г _{десятичного)} установить минимальный порог для разности интенсивности. Например, установка RINT = 0,85 будет подавлять флуктуаций интенсивности 15% = (1 - R _INT) ниже фоновом режиме.
   4. Вычитание изображения. Вычесть изображения кадра (= IM _к) от фонового изображения (IM = _0), чтобы получить разностное изображение (= ΔIM _К). Используйте целое без знака точность вычислений для хранения значений интенсивности изображения в качестве неотрицательных целых чисел.
   5. Сегмент разница изображение путем применения пороговой интенсивности определяется из функции graythresh. Очистите бинарное изображение с помощью функции bwmorph и выберите самый большой каплю, соответствующий животного после расчета всех областей больших двоичных объектов с помощью функции regionprops.
   6. Определите центр тяжести и основную ориентациюXis из крупнейших каплей, применяя функцию regionprops, и повернуть изображение, чтобы выровнять большую ось с осью х. Разделите изображение на головной и хвостовой частей в центре тяжести (рис. 3D вверху).
   7. Определите основную ось головной части, и вращать все изображение, чтобы выровнять с ось х (рис. 3D внизу слева). Установите ограничивающие-боксы вокруг головы и хвоста части параллельно их основных осей с помощью функции regionprops.
   8. Определить средние у-координаты капля на левой, центральной и правой вертикальных ребер ограничивающих прямоугольников (зеленые точки на рисунке 3D нижней), и назначить их на пять очков объектов (руководитель-наконечник, в середине головы, середины тела , средне-хвост, хвост-наконечник).
   9. Процесс последовательных кадров после обрезки кадра изображения с центром в центре тяжести животного определяется из его предыдущего кадра.
   10. Вручную назначить ориентацию головы для первого кадра, и использовать Betwe скалярного произведенияан ориентационных векторов из двух последовательных кадров для автоматического определения ориентации головы. Проверьте результат, и вручную переворачивать ориентацию головы, если неправильно назначены.
6. Участок траектории животных путем присоединения штаб-советы, и гладкой с помощью средней и средней фильтры (п = 3), если она имеет нервный вид. Наложение траекторию с фоновым изображением, и интерполировать рыбы средних линий с использованием пять очков функций (см. рис 2E).
7. Вычислить среднюю скорость УВБ в каждый момент времени захвата изображения передискретизации мгновенную скорость EOD (100 частоту дискретизации Гц) и в среднем (временное окно 0,0625 сек). Участок траекторию в псевдо-цветов, определенных по времени соответствием EOD скорости, и наложить с фоновым изображением (см. рисунок 2F).

Результаты

EOD отслеживания результатов

Записанные EOD сигналы из разных пар электродов варьировалась в амплитуды и формы, как и ожидалось от их уникальных позиций и ориентаций (Рисунок 2C лучших). Использование нескольких пар электродов обеспечивается сильный прием сигнала ?...

Обсуждение

Значение наших методов. Таким образом, мы впервые описал строительство большого аквариума бака и сурдокамере наблюдать спонтанные разведочных поведения произведенные ВЭФ. Далее, мы продемонстрировали технику записи и отслеживания скорости УВБ и государства движение от безудер?...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
			[Aquarium construction]
Electrically shielded floor heater	ThermoSoft Corp., IL, USA	ThermoTile	www.thermosoft.com
Tempered glass panel	generic		.5 inch thick, used for the aquarium construction
Aquarium grade silicone	generic
Acrylic sheet	generic		.25 inch thick, matt white
Natural rubber sheet	generic		.25 inch thick
Servomotor	HITECHRCD Inc., Korea	HS-325HB, 180deg rotation	www.servocity.com
Servomotor arm mount	HITECHRCD Inc., Korea	56362 Large Spline	www.servocity.com
Servomotor controller (6 chan.)	sparkfun.com	ROB-09664	Micro Maestro 6-channel USB Servo Controller
Active USB extension cable	C2G	38990	12m 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