9 Şubat 2011
Video oynatma hayvan davranışları yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. Biz oluşturulan ve 3-D bilgisayar animasyonları kurallara dayalı, interaktif çalma tabi davranışı üzerinde gerçek zamanlı, otomatik veri yanıt geçerli bir program değerlendirilir.
Aşağıdaki deneyin genel amacı, dişilerdeki kur yapma davranışlarını incelemek için otomatik, etkileşimli bir video oynatma sistemi kullanmaktır. Bu işlem; dijital bir erkek balık modellenerek, hareket ve etkileşim eklenerek ve bu dijital balığın denek balığa göre nasıl davranacağına dair kurallar oluşturularak gerçekleştirilir. Bu gösterimde, sistemi kurmak amacıyla sanal bir erkek balık, gerçek bir dişinin hareketlerini takip edecektir.
İki monitörle çevrelenmiş bir akvaryum kurulur ve denekleri gerçek zamanlı olarak takip etmek için gözlemci görüntüleme sistemine bağlanır. Ardından hareket verileri, ekrandaki animasyonlu uyaranın hareketini belirlemek amacıyla ayrı bir sunucudaki etkileşimli video oynatma programına aktarılır. Sistem kurulduktan sonra, dişiler akvaryumun karşı taraflarında bulunan türle uyumlu erkek ve farklı türden erkek arasında eş zamanlı bir seçim yapmaya bırakılır.
Nihayetinde, dişi balıkların benzer türden erkeklere karşı kur yapma davranışında gösterdiği tercih, etkileşimli bir erkek uyarıcısının eklenmesiyle etkilenebilir. Prosedürü, laboratuvarımın eski lisansüstü öğrencisi ve şu anda Dreamworks SKG çalışanı olan Tricia Bakowski uygulamalı olarak gösterecektir. Bir kamerayı tankın üzerine yerleştirin ve bir by observe video kartına bağlayın.
Tüm akvaryum görünür olacak şekilde ayarlamalar yapın. byob Observe görüntüleyici sistemini, kameradan takip bilgilerini alacak şekilde yapılandırın. Ardından, koordinatları belirlenen bir ağ IP adresi üzerinden animasyon sunucusuna gönderen BYOBs Observe görüntüleyici eklentisini etkinleştirin.
Kalibrasyona başlamak için animasyon sunucusunu açın ve interactive display setup txt dosyasını başlatın. Number monitor başlığı altına ekran genişliğini ve ekran yüksekliğini piksel cinsinden girin, number program type başlığı altındaki bilgi kısmına ise calibration yazın. Bu değişiklikleri kaydettiğinizden emin olun.
Ardından, izleyici verileri ile IVP'den gelen etkileşimli çıktı arasında doğru eşleşmeyi sağlamak için programı başlatmak üzere etkileşimli video oynatma veya IVP program simgesine çift tıklayın. Balık tankının uçlarının monitörlerden daha küçük olması durumunu düzeltmek için, tank boyutlarını daha önce izleyici sisteminde ayarlandığı şekilde girin. Uyaranların görüntüleme alanını veya görünüm penceresini, animasyon sunucusunda görüntülenen test tankının uçlarıyla hizalamak için klavyeyi kullanın.
Pembe görüntü alanı bir test monitörüne, mavi görüntü alanı ise diğerine yansıtılır. Ardından, her iki görüntü alanındaki erkek balığın görüntüsünü, istenen uyaran boyutuna ulaşana kadar ölçeklendirin. Standart kalibrasyon uyaranını kullanın ve standart bir referans ölçüsü kullanarak 66.7 milimetreye ölçeklendirin.
Ekrandaki kutuları, test tankının kenarlarıyla hizalanacak şekilde hareket ettirin. Sistemi kurmak için kutuları balığın merkezine doğru yaklaştırmak veya merkezden uzaklaştırmak için q veya w tuşlarını kullanın. Temiz suyla doldurulmuş 80 liter bir akvaryumun her iki ucuna birer CRT monitör yerleştirin ve iki monitörün parlaklığının birbiriyle eşleştiğinden emin olun.
Bu demonstrasyonda test edilecek modeli yükleyin. İlgili erkekler, fosfor, birman ve ilgili erkek eski MechE'ye karşılık gelen dosyalar seçilir. Etkileşimsiz veya etkileşimli setten, her bir stimulusun görüneceği tarafı ve aşamayı ve her bir stimulusun istenen boyutunu seçin.
Ardından, iki uyarının hareketlerinin aynalanmış mı yoksa aynalanmamış mı olacağı seçilir. Son olarak, sırt yüzgecinin yalnızca lateral kur davranışı sırasında veya belirli bir mesafeden yükseldiği varsayılan ayar seçilerek erkeğin kur davranışları etkileşimli hale getirilebilir. Bir tepkiyi tetiklemek için denek erkek olmalıdır.
Bir test oturumuna başlamak için, interactive display setup, txt dosyasını açın; number program type kısmını live testing olarak ayarlayın ve number, experiment name kısmına deney verilerini içeren dosya adıyla aynı ismi girin. IVP programını çalıştırın ancak başlat düğmesine basmayın. Bu işlem, alışma süresi için ekranın boş kalmasını sağlayacaktır.
Denek balığı nazikçe akvaryuma yerleştirin ve alışması için 10 dakika süre tanıyın. Teste başlamadan önce, Observe Viewer 2.0'ı ve IVP'yi çalıştırın. Video uyaranları, deneklere iki adet 20 dakikalık aşamadan oluşan bir deneme kapsamında sunulur.
Bir aşama, örneği burada görülen dört veya beş dakikalık bölümlerden oluşur. İlk bölümde, her iki monitörde monokromatik bir ekran görüntülenerek dişi birey beş dakika boyunca test tankına alıştırılır. İkinci bölümde ise, beş dakika daha sol ve sağ monitörde farklı video uyaranları görüntülenir.
Video stimülasyonlarının gösteriminin hemen ardından, her iki monitörde beş dakika boyunca tekrar monokromatik bir ekran görüntülenir. Dördüncü ve son bölümde, ikinci bölümdeki stimülasyonlar sunulur ancak her bir stimülasyonun konumu değiştirilir. Bu, taraf yanlılığı için dişi içi bir kontrol sağlar.
İkinci aşama, aynı örüntü farklı bir eş zamanlı uyaran setiyle tekrarlanabilir. Tüm aşamalar tamamlandıktan sonra, deneyi yapan kişiyi çıkarın ve yan tarafa yönelik eğilimleri ve sıra etkilerini kontrol etmek için denekler arasında sunum tarafını ve sırasını sistematik olarak değiştirerek test edilecek bir sonraki balığı tanıtın. Burada kırmızıyla gösterilen etkileşimli uyaran, mavile gösterilen dişinin yatay konumunu gerçek zamanlı olarak yakından takip eder.
Erkek davranışını yönlendiren üç kural şu şekildedir; burada X yönü tankın uzunluğunu ve Z yönü tankın genişliğini ifade eder. Birinci kural: simüle edilen erkek, deneyi yapılan dişiyi Z yönünde takip ederek ekran boyunca her zaman izler. İkinci kural: simüle edilen erkeğin dorsal yüzgeci yalnızca lateral kur yapma davranışı sergilediği zaman kalkar.
Üçüncü kural; simüle edilmiş erkek kılıçkuyruk balığı, dişiye gösterildiği toplam sürenin yalnızca %50'sinde yan kur davranışı sergileyecektir. Yan kur davranışı, erkek balığın Z yönünde dişi balığa erkek vücut uzunluğunun dörtte biri kadar yaklaştığı durumlarda tetiklenir. Yan kur davranışı, dişinin monitöre ne kadar yakın olduğundan bağımsızdır.
X Yönü İlişkisinde zaman, gözlemci izleyici tarafından otomatik olarak hesaplanır ve bir dişinin bir monitörün veya diğer etkileşimsiz uyaranların 10 santimetre yakınında geçirdiği süre olarak tanımlanır. IVP tarafından oluşturulan gösterimler, dişi X uzmanlarının kendi türlerine ait görsel sinyalleri güçlü bir şekilde tercih ettiğini göstermektedir. Ancak, dişiler etkileşimli konspesifik ve heterospesifik erkeklerle test edildiğinde, gelişimin ardından bir tercih göstermemişlerdir. Bu teknik, hayvan davranışı alanındaki araştırmacıların kantitatif algoritmalar kullanarak sosyal etkileşimleri keşfetmelerine olanak sağlamıştır.
Bu çalışma, dişi kılıçkuyruk balıklarındaki kur yapma davranışlarını incelemek için tasarlanmış otomatik ve etkileşimli bir video oynatma sistemini sunmaktadır. Canlı bir dişinin gerçek zamanlı hareketlerine yanıt veren dijital bir erkek model kullanılarak, araştırmacılar balıkların çiftleşme tercihlerinin dinamiklerini keşfedebilirler.
Otomatik etkileşimli video oynatma, hayvan davranışsal uyaranlarının hassas ve gerçek zamanlı manipülasyonuna olanak tanıyarak iletişim ve tercih üzerine hipotez odaklı çalışmaları destekler. Bu teknoloji, davranışsal analizlerin sadakatini ve kontrolünü artırarak nörodavranışsal ve duyusal araştırmalarda erken keşif ve hedef doğrulamayı doğrudan etkiler. Entegrasyonu, translasyonel modellerdeki öngörü güvenini artırır ve davranışsal fenotipleme platformları için portföy kararlarına ışık tutar.
Bu etkileşimli video oynatma sistemi, hipotez testine, assay geliştirmeye ve translasyonel davranışsal araştırmalara olanak tanıyarak keşiften preklinik aşamaya kadar olan sürece uyum sağlar.