画像処理による水生動物行動の自動解析装置の試作

Material type: 文書・図像類

Author: 加藤, 聖ほか

Publisher: -

Publication date: 1999-03-08

Material Format: Digital

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NDC: -

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Note (General)：: 金沢大学医学部我々は水槽中を自由に遊泳する金魚の位置座標を,CCDカメラ2台(上方及び側面),インターフェイスである画像入出力ボード2枚を通してパソコン入力し,その行動軌跡を長時間に亘り,リアルタイムで表示する装置を開発した。更に金魚の行動を自動的に定量化するため,移動速度,存在分布,左右回転比(時...

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Material Type: 文書・図像類
Title: 画像処理による水生動物行動の自動解析装置の試作
Author/Editor: 加藤, 聖
Kato, Satoru
Author Heading: 加藤, 聖
Kato, Satoru
Publication Date: 1999-03-08
Publication Date (W3CDTF): 1999-03-08
Alternative Title: Behavioral analysis of fish activity by a computer image processing system
Periodical title: 平成8(1996)年度科学研究費補助金基盤研究(B) 研究成果報告書概要 = 1996 Fiscal Year Final Research Report Summary
No. or year of volume/issue: 1995 – 1996
Volume: 1995 – 1996
Pages: 2p.-
Text Language Code: jpn
Subject Heading: コンピューター画像処理
水生動物
行動解析
自動計測
computer image processing
fish activity
behavioral analysis
nerve regeneration
Target Audience: 一般
Note (General): 金沢大学医学部
我々は水槽中を自由に遊泳する金魚の位置座標を,CCDカメラ2台(上方及び側面),インターフェイスである画像入出力ボード2枚を通してパソコン入力し,その行動軌跡を長時間に亘り,リアルタイムで表示する装置を開発した。更に金魚の行動を自動的に定量化するため,移動速度,存在分布,左右回転比(時間当りの右回転,左回転,直進のイベント数),上方から見た体軸の傾き等のヒストグラムを作成した。この行動解析プログラムを用いて正常金魚と片側視神経切断金魚とで比較した。視神経切断直後から7〜10日間,金魚は正常とは異なる遊泳パターンを生じた。正常では左右の回転比が同じであったが,視神経切断金魚では,切断側とは反対側(正常の視神経側)への回転が約2倍と増加した。この回転異常はその後ゆっくりと回復しほぼ3〜4週で左右の回転比が同一に戻った。また視神経切断直後より,金魚の体軸は無傷の視神経側に大きく傾き,切断10日以降ゆっくりと回復し約30〜40日で垂直に戻った,これらの結果は,切断した視神経が20〜40日の経過で回復再生することを示唆する。そこで,トレーサーであるHRPを眼球内に注射し視蓋への視神経終末の再出現パターンを観察したところ,約3週間で終末が見られ,その後約30日で正常投射パターンに復した。以上の結果から金魚の視神経再生が行動学的にも形態学的にも確かめられた。本装置により従来計測不可能だった魚の行動解析の自動定量化に道を開き時間や人の節約に大きく貢献できた。今後,様々な用途に応じた行動パターンのアルゴリズムを開発し,神経行動学や関連分野の益々の発展に寄与したいと願っている。
We developed a computer image processing system to acquire positional coordinates of goldfish freely moving in an aquarium. The system was composed of two CCD cameras and two interface I/O boards. The output was fed into an IBM PC/AT compatible computer. By using this image processing system, we could get a trace map of moving goldfish on real time for a long period. Furthermore, we constructed various analytical histograms (moving velocity, right or left turning, inclination of body axis) to quantitatively score fish behavior. We applied these analyzes for the goldfish behavior after treatment of hemisection of the optic nerve. The experimental procedure induced abnormal turning and inclinating behaviors toward the intact side. This abnormality continued for 7-10 days and then were gradually recovered to control fish until 30-40 days after optic nerve injury. To confirm regeneration of the optic nerve, a tracer HRP was injected to one eye, in which the optic nerve had been hemisectioned, and optic nerve terminals in the optic tectum were followed after treatment. The retino-tectal connection of treated goldfish was completed like control by 30 days after hemisection. The regenerating optic nerve was also quantified by ^3H-proline labeling method. These results indicate complete regeneration of the goldfish optic nerve after hemisection at a cellular and a behavioral level. The all different methods described above were good correlated each other. Therefore, the computer image processing system is a very useful quantitation tool for fish behavior and is applicable to the other field of fish science.
研究課題/領域番号:07558105, 研究期間(年度):1995 – 1996
出典：研究課題「画像処理による水生動物行動の自動解析装置の試作」課題番号07558105（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-07558105/075581051996kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成
DOI: 10.24517/00066235
Source: https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=59984&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=59984&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
Access Restrictions: 限定公開
Rights (production): CC BY-NC-ND
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https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07558105/
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Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA