斑馬魚個(gè)體/社交行為分析系統(tǒng)

PsychoFish斑馬魚個(gè)體/社交行為分析系統(tǒng)

斑馬魚是一種優(yōu)秀的模式生物，除了研究心血管學(xué)科，對神經(jīng)、藥理、生理等基礎(chǔ)和應(yīng)用學(xué)科同樣重要。PsychoFish系統(tǒng)主要用于研究斑馬魚單個(gè)個(gè)體的行為以及群體行為。——社交行為（social interaction）、自主活動（Locomotor activity）。

系統(tǒng)組成

其包含以下3 個(gè)組成部分：
1. 機(jī)械單元
2. 圖像采集系統(tǒng)
3. 數(shù)據(jù)顯示、存儲、分析硬件/軟件

PsychoFish 系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：
1. 設(shè)計(jì)精巧，方便安裝和拆卸；
2. 126*50*125cm 鋁制框架構(gòu)成機(jī)械單元基座，穩(wěn)定性高；
3. 最多4 個(gè)10*20*5cm 大小斑馬魚池可被同時(shí)放置于基座進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
4. 基座表面為乳白色玻璃材質(zhì)，保證其上方魚池均勻的光線分布；
5. 提供兩種不同的照明方式：下方白色背景燈照明和上方下拉式照明，滿足不同實(shí)驗(yàn)需求；
6. 圖像采集器包含前后雙攝像頭，置于機(jī)械單元鋁制水平桿上，提供完整的圖像采集；
7. KOMI 圖像分析程序可從群體凝聚力和運(yùn)動強(qiáng)度兩方面分析采集到的圖像，高效便利。

數(shù)據(jù)處理及分析
（1）斑馬魚群體凝聚力分析
  觀測群里凝聚力時(shí)，需要考慮多方面的因素，包括空間需求、水深、個(gè)體數(shù)目或群體規(guī)模等，PsychoFish 建議在深度為2cm 的水中進(jìn)行測試。測試時(shí)，位于機(jī)械單元水平桿上的前后攝像頭可記錄每一斑馬魚個(gè)體的運(yùn)動情況，拍攝成一系列的圖片，然后通過KOMI 程序進(jìn)行分析即可。圖片拍攝、魚池尺寸和數(shù)目等參數(shù)可通過軟件面板進(jìn)行設(shè)置。

視頻采集過程中，軟件使用圖解和數(shù)值計(jì)算的方式自動對采集的圖像進(jìn)行分析，得到各種評價(jià)斑馬魚群行為學(xué)的數(shù)據(jù)。軟件識別圖像中的斑馬魚個(gè)體并用白色十字標(biāo)記，所有呈現(xiàn)于屏幕的斑馬魚個(gè)體可形成一區(qū)域多邊形，多邊形面積、斑馬魚個(gè)體間距等數(shù)據(jù)即可用于反映魚群群體凝聚力大小。

軟件分析過程中，以下計(jì)算數(shù)據(jù)可輸出至Excel 表格中：
? 多邊形的面積
? 最長對角線長度
? 重心的坐標(biāo)（相對于實(shí)驗(yàn)區(qū)域中點(diǎn)位置）
? 重心距離參照點(diǎn)的距離
? 個(gè)體間的距離：包括最近距離、最遠(yuǎn)距離、平均距離
? 魚對之間的平均距離

（2）個(gè)體運(yùn)動能力及趨勢分析
    個(gè)體運(yùn)動能力測試建議水深2cm，最多四個(gè)魚池同時(shí)測試。測試期間，機(jī)械
單元上的攝像頭可記錄每個(gè)斑馬魚個(gè)體的運(yùn)動情況，并保存一系列圖片，通過對
圖片的識別和分析得到其運(yùn)動能力和趨勢數(shù)據(jù)。圖片拍攝、魚池尺寸和數(shù)目等參
數(shù)可通過軟件面板進(jìn)行設(shè)置。

視頻采集過程中，軟件使用圖解和數(shù)值計(jì)算的方式自動對采集的圖像進(jìn)行分析，得到各種評價(jià)斑馬魚群行為學(xué)的數(shù)據(jù)。軟件識別圖像中的斑馬魚個(gè)體并用彩色十字標(biāo)記，被標(biāo)記的斑馬魚個(gè)體以及其運(yùn)動軌跡會呈現(xiàn)于分析窗口。同時(shí)，所有斑馬魚運(yùn)動速度及路程也會被計(jì)算并輸出至Excel 表格中。