アニマルコミュニケーションの研究のための自動化されたインタラクティブなビデオ再生

本実験の全体的な目的は、自動化されたインタラクティブなビデオ再生システムを用いて、ソードテイルフィッシュの雌の求愛行動を研究することです。これは、オスのデジタル魚をモデリングし、動きとインタラクティブ性を加え、被験魚に対する振る舞いのルールを作成することで実現されます。このデモンストレーションでは、システムのセットアップとして、仮想のオスが実際の雌の動きを追跡します。

2台のモニターに挟まれた水槽を構築し、それを観察者システムに接続して被験者をリアルタイムで追跡します。その後、動作データは別のサーバー上のインタラクティブビデオ再生プログラムに送られ、画面上のアニメーション刺激の動きを決定します。システムが整った後、メスに対し、水槽の反対側に配置された種内男性と種間男性のいずれかを選択させる同時選択試験を行います。

最終的に、雌魚が同種の雄に見せる求愛行動の嗜好性は、相互作用可能な雄の刺激を加えることで影響を受ける可能性があります。本手順の実演は、私の研究室の元大学院生で、現在はDreamworks SKGに勤務しているTricia Bakowskiが行います。水槽の上にカメラを設置し、by observeビデオカードに接続してください。

水槽全体が視野に入るように調整します。カメラからのトラッキング情報を受信するように、byob Observeビューアシステムを設定します。次に、指定したネットワークIPアドレス経由でアニメーションサーバーに座標を送信する、BYOBs Observeビューアのプラグインを有効にします。

キャリブレーションを開始するには、アニメーションサーバーを起動し、interactive display setup txtを開きます。number monitorの項目にピクセル単位で画面の幅（screen width）と高さ（screen height）を入力し、number program typeの項目にcalibrationと入力してください。必ずこれらの変更内容を保存してください。

次に、インタラクティブ・ビデオ・プレイバック（IVP）プログラムのアイコンをダブルクリックしてプログラムを起動し、ビューアデータとIVPからのインタラクティブ出力が正しく対応していることを確認します。魚槽の両端がモニターよりも小さいことを補正するため、先にビューアシステムで設定した通りに水槽の寸法を入力してください。キーボードを使用して、刺激の表示領域（ビューポート）を移動させ、アニメーションサーバー上で表示されている試験槽の両端と位置を合わせます。

ピンク色のビューポートは一方のテストモニターに、青色のビューポートはもう一方のモニターに表示されます。次に、両方のビューポート上の雄魚の表示を、目的の刺激サイズになるまで拡大・縮小します。標準キャリブレーション刺激を使用し、標準ベンチマークを用いて66.7 millimetersにスケールを調整してください。

ディスプレイ内のボックスを移動させ、テストタンクの端に合わせます。qキーまたはwキーを使用して、ボックスを魚の中心方向または中心から離れる方向に移動させ、システムをセットアップします。きれいな水で満たした80 literの水槽の両端にCRTモニターを配置し、2台のモニターの輝度が一致していることを確認してください。

このデモンストレーションでテストするモデルをロードします。corresponding males、phosphorus、birman、およびaccording male ex MechEに対応するファイルを選択します。ノンインタラクティブまたはインタラクティブのセットから、各刺激が表示される側とステージ、および各刺激の希望サイズを選択してください。

次に、2つの刺激の動きをミラーリングさせるか、あるいは非ミラーリングにするかを選択します。最後に、雄の求愛ディスプレイをインタラクティブに設定できます。デフォルト設定では、側方求愛ディスプレイ中のみ背鰭が上がりますが、距離に基づいた設定も選択可能です。反応を誘発させるには、対象が雄である必要があります。

テストセッションを開始するには、「interactive display setup.txt」を開き、「number program type」を「live testing」に設定し、「number, experiment name」に実験データが含まれているファイルと同じファイル名を設定します。IVPプログラムをオンにしますが、「start」は押さないでください。これにより、馴化期間中は画面が空白のままになります。

被験魚をゆっくりと水槽に入れ、10分間静止させて落ち着かせます。テストを開始する前に、observe viewer 2.0とIVPを起動してください。ビデオ刺激は、20分間のステージ2つからなる試行で被験者に提示されます。

1ステージは4分または5分のセグメントで構成されており、その例をここに示します。最初のセグメントでは、両方のモニターに単色画面を表示し、雌を5分間テストタンクに順応させます。次のセグメントでは、左右のモニターにそれぞれ異なるビデオ刺激をさらに5分間表示します。

ビデオ刺激の提示直後に、両方のモニターに単色画面が再び5分間表示されます。第4の最終セグメントでは、第2セグメントの刺激が提示されますが、各刺激の位置が入れ替えられます。これにより、個体内の側性バイアスに対するコントロールが可能になります。

第2ステージでは、同時に提示する刺激のセットを変更して、同様のパターンを繰り返すことができます。すべてのステージが完了したら、被験体を取り出し、次のテスト対象の魚を導入します。側方バイアスや順序効果を制御するため、被験体間で提示する側と順序を系統的に変化させてください。ここで赤色で示されているインタラクティブな刺激は、青色で示されている雌の水平方向の位置をリアルタイムで密接に追跡しています。

雄の行動を規定する3つのルールは以下の通りである。ここで、X方向は水槽の長さを指し、Z方向は水槽の幅を指す。ルール1：シミュレーション上の雄は、常に被験体を画面上で追跡し、Z方向に沿って後をついていく。ルール2：シミュレーション上の雄の背びれは、側方求愛ディスプレイを行っている時にのみ直立する。

ルール3：シミュレートされたオスのソードテイルは、メスに提示されている全時間の50%のみ、側方求愛ディスプレイを行います。この側方求愛ディスプレイは、Z方向においてオスの魚がメスの魚の体長の4分の1以内に位置したときにトリガーされます。側方求愛ディスプレイは、メスがモニターにどれだけ接近しているかとは無関係に実行されます。

X方向関連性において、時間は観察ビューアによって自動的に計算され、雌が一方のモニターまたはもう一方の非インタラクティブな刺激から10 centimeters以内に滞在した時間として定義されます。IVPによって作成された結果は、雌のX専門家が自種の視覚信号を強く好むことを示しました。しかし、インタラクティブな同種および異種の雄を用いて雌をテストしたところ、その後の展開において好みの傾向は見られませんでした。この手法により、動物行動学分野の研究者は定量的なアルゴリズムを用いて社会的相互作用を探索することが可能になりました。