斑馬魚個體/社交行為分析系統

PsychoFish斑馬魚個體/社交行為分析系統

斑馬魚是一種優秀的模式生物，除了研究心血管學科，對神經、藥理、生理等基礎和應用學科同樣重要。PsychoFish系統主要用于研究斑馬魚單個個體的行為以及群體行為。——社交行為（social interaction）、自主活動（Locomotor activity）。

系統組成

其包含以下3 個組成部分：
1. 機械單元
2. 圖像采集系統
3. 數據顯示、存儲、分析硬件/軟件

PsychoFish 系統有如下特點：
1. 設計精巧，方便安裝和拆卸；
2. 126*50*125cm 鋁制框架構成機械單元基座，穩定性高；
3. 最多4 個10*20*5cm 大小斑馬魚池可被同時放置于基座進行實驗；
4. 基座表面為乳白色玻璃材質，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，滿足不同實驗需求；
6. 圖像采集器包含前后雙攝像頭，置于機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動強度兩方面分析采集到的圖像，高效便利。

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

視頻采集過程中，軟件使用圖解和數值計算的方式自動對采集的圖像進行分析，得到各種評價斑馬魚群行為學的數據。軟件識別圖像中的斑馬魚個體并用白色十字標記，所有呈現于屏幕的斑馬魚個體可形成一區域多邊形，多邊形面積、斑馬魚個體間距等數據即可用于反映魚群群體凝聚力大小。

軟件分析過程中，以下計算數據可輸出至Excel 表格中：
? 多邊形的面積
? 最長對角線長度
? 重心的坐標（相對于實驗區域中點位置）
? 重心距離參照點的距離
? 個體間的距離：包括最近距離、最遠距離、平均距離
? 魚對之間的平均距離

（2）個體運動能力及趨勢分析
    個體運動能力測試建議水深2cm，最多四個魚池同時測試。測試期間，機械
單元上的攝像頭可記錄每個斑馬魚個體的運動情況，并保存一系列圖片，通過對
圖片的識別和分析得到其運動能力和趨勢數據。圖片拍攝、魚池尺寸和數目等參
數可通過軟件面板進行設置。

視頻采集過程中，軟件使用圖解和數值計算的方式自動對采集的圖像進行分析，得到各種評價斑馬魚群行為學的數據。軟件識別圖像中的斑馬魚個體并用彩色十字標記，被標記的斑馬魚個體以及其運動軌跡會呈現于分析窗口。同時，所有斑馬魚運動速度及路程也會被計算并輸出至Excel 表格中。