定量的動画データ解析から探るメダカの社会性行動

通过定量视频数据分析探索青鳉的社会行为

• 批准号: 15J07635
• 负责人: 福永 津嵩
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J07635/
• 关键词: バイオイメージインフォマティクス; 線虫; 動物行動

本年度は、動画処理により得られたトラッキングデータから、特徴的な行動モチーフを検出する手法の開発について研究を行った。行動モチーフ検出手法としては、唯一の先行研究であるBrown et al. (PNAS 2013の手法) が存在するが、本手法は線虫を対象として開発されたものであるため、直接メダカに適用する事は難しいと考えられた。そこで本研究では、先行研究の手法をメダカに応用する上で問題になる部分を洗い出すために、手法の再実装及び先行研究データでの再検証を行った。結果として、先行研究の手法はデータへの依存性が極めて高く汎用性が低い事から、線虫以外の他生物への応用は難しい事が判明した。現在は、時系列データマイニングアルゴリズムを利用した、汎用性の高い新規の行動モチーフアルゴリズムを構築中である。また、線虫行動データの再解析を行い、線虫変異体が異常な姿勢変化行動を示す理由について研究を行った。具体的には、変異体が異常な姿勢変化行動を示す理由を、「線虫が新しい姿勢を取れるようになる」「行動速度が変化する」「休眠状態の比率が変化する」「新しい姿勢変化行動が生まれる」の４つの可能性に分類し、各変異体がどのケースに分類されるかの解析を行った。結果として、多くの線虫変異体での異常行動の原因は、第一のケースである「線虫が新しい姿勢を取れるようになる」事である事が明らかとなった。一方で、npr-1を始めいくつかの変異体では、取りうる姿勢が野生型と変化していないにも関わらず、異常な姿勢変化行動を示していた。その原因を解析したところ、「行動速度が変化する」「休止状態の比率が変化する」といったケースに該当する変異体は存在したものの、「新しい姿勢変化行動が生まれる」というケースに該当する変異体は存在しない事が明らかとなった。現在はこの研究成果について英語投稿論文を準備中である。

This year's animation processing is done with animation processing, special徴的なactionモチーフを検出する Techniqueの开発について研究を行った. Action モチーフ検出技术としては, unique pioneer research であるBrown et al. (PNAS 2013 method)がexistent するが、this technique はnematode を対 resemble として开発されたものであるため、Direct メダカにapplies to する事は倗いと考えられた. Part of the method of this research and the technique of the pilot study and the application of the problemをwash い出すために, technique の re-installation and び first study デ ー タ で の 検 证 を 行 っ た. The result is that the technique of the preliminary research is very dependent, the general applicability is high, and the general applicability is low, and the use of other organisms other than nematodes is difficult. Now は, time series データマイニングアルゴリズムをutilizationした, pan High usability and new rules for action and action.また, nematode action データのreassay を行い, nematode deviant body がabnormal なposture change action をshow reason について research を行った. The specific reason for the abnormal posture change of the alien body, the reason why the action is changed, "the new posture of the nematode", "the action speed of the change" and "sleep state"のratioが変化する」「新しい POSTURE Changing Actionが生まれる」の４つのpossibility Classification of sex, classification of each variation, analysis of each variation. The result is the reason for the abnormal action of the multi-nematode alien body, and the first one is the first one.る「Nematode が新しい POSTURE をGET れるようになる」事である事が明らかとなった. One side, npr-1 をstart めいくつかの変different body では, take りうるposing が wild The shape of the change is changed, the action of the abnormal posture is changed, and the action is changed.そのCause analysisしたところ、「Action speed が変化する」「rest state のratio が変化する」といったケースにshould be done する変variantはExistence, "new posture change action, birth, change" and "new" The existence of the ケースにshould be the same as the alien body. We are currently preparing a paper for submission in English based on our research results.

项目成果

A Video Tracking System for Multiple Animals under Severe Occlusion

严重遮挡下多只动物的视频跟踪系统

• 发表时间: 2015
• 作者: Tsukasa Fukunaga;Shoko Kubota;Shoji Oda;and Wataru Iwasaki
• 通讯作者: and Wataru Iwasaki

GroupTracker: メダカの社会性行動を解析するためのトラッキングソフトウェアの開発

GroupTracker：开发跟踪软件来分析青鳉鱼的社会行为

• 发表时间: 2015
• 作者: 福永 津嵩;久保田 祥子;尾田 正二;岩崎 渉
• 通讯作者: 岩崎 渉

Behavioral pattern detection algorithm for C.elegans toward understanding relationships among genes, neurons, and behavior

线虫行为模式检测算法，用于理解基因、神经元和行为之间的关系

• 发表时间: 2015
• 作者: Tsukasa Fukunaga;Shoko Kubota;Shoji Oda;and Wataru Iwasaki;Tsukasa Fukunaga and Wataru Iwasaki
• 通讯作者: Tsukasa Fukunaga and Wataru Iwasaki

C.elegans 変異株の行動モチーフ解析から探る遺伝子-神経-行動の対応関係

通过线虫突变体的行为基序分析探索基因-神经元-行为对应关系

• 发表时间: 2015
• 作者: 福永 津嵩;岩崎 渉
• 通讯作者: 岩崎 渉

Computational Ethology：バイオイメージインフォマティクスと動物行動学の融合.

计算行为学：生物图像信息学和动物行为的融合。

• 发表时间: 2016
• 作者: 福永 津嵩;浜田 道昭;岩崎 渉
• 通讯作者: 岩崎 渉