多功能影像軌跡行為系統 EthoVision XT Speaker：Jerry Date：2015.03.24

會 議 流 程 產品介紹 應用原理 產品搭配與運用

產 品 介 紹 Feature Photo beam Video Spatial resolution (open field 50 x 50 cm) 16 x 16 beams  3.2 cm between beams 500 x 500 pixels  0,1 cm between pixels Raw data Beam crossings Digital image # animals/arena Single Single or multiple Multiple arenas/sensor No Yes Multiple Body Points Yes (nose, center, tail base)

產 品 介 紹 EthoVision XT 自動化的動物軌跡追蹤及行為分析軟體 所有迷宮都適用（Water maze, Plus maze, radial arm maze, Open field…） 自動化排程＝更進一步的實驗設定 精準的物件判別技術（鼻、身體、尾部，輪廓） 論文發表數量最多

產 品 介 紹 即時分析： 經由影像擷取卡擷取攝影影像 事後分析： 利用以拍攝好的影片檔(MPEG, AVI) From image like TV screen to grid of pixels.

數位化影像 應 用 原 理 解析度: 擷取卡決定解析度的大小 灰階 EV does not ‘see’ image, but a series of pixels, each with a given gray scale(/color) value. This limits the spatial resolution. Gray scale is 0 (black) to 256 (white), also limit to resolution (red rats eyes look same as black background). Color resolution also depends on frame grabber, will lose resolution. 解析度: 擷取卡決定解析度的大小 灰階

如何抓取影像特徵? 應 用 原 理 物件偵查 利用像素原理 物件判別 移除多餘雜訊干擾 抓取物件面積 也可辨識多個物件 物件特徵分析 X, Y 位置 (per sample) 物件面積 (# of pixels) 活動力Mobility (% change) Expansion of ‘software section. EV does not ‘see’ rat, but pixels with a given gray value.

基本架構 應 用 原 理 Open field Water maze Elevated plus maze Object recognition Radial arm maze Holeboard Social interaction test Forced swim test Tail suspension test Operant conditioning Activity in 96-well plate

應 用 原 理 利用最新的影像追蹤技術，您將得到最可信賴的數據 多種物件辨別方式： Gray scaling Static subtraction Dynamic subtraction Differencing Color tracking

應 用 原 理 Gray scaling Subtraction 底圖 － 即時影像 ＝ 物件

參數選擇 應 用 原 理 檔（*.xls）或是Text檔（*.txt）供其他統計軟體使用 軌跡 (e.g. distance moved, velocity) 位置 (in zone, distance to zone/point, zone transition, heading to point) 軌跡形狀 (turn angle, heading) 個體行為 (mobility, movement, rotation, elongation) 社交行為 (relative distance, relative movement) Trial control & Hardware related parameters (e.g. # of licks, pellets dropped, interval ‘light-on =>behavior’) 能夠在其他電腦上重複分析數據，並將其數據輸出成Excel 檔（*.xls）或是Text檔（*.txt）供其他統計軟體使用

產 品 搭 配 與 運 用 模組應用

Multiple Body Points Module 產 品 搭 配 與 運 用 Multiple Body Points Module 允許追蹤物件面積的重心、鼻子、尾部，三個部位 活動性及延展性的分析

Multiple Arena Module 產 品 搭 配 與 運 用 同時追蹤100個區域 可用於同時觀察多個迷宮 各個區域可有不同排程進行實 驗 可用於斑馬魚、果蠅、昆蟲等 需要多量數據的實驗

Social interaction Module 產 品 搭 配 與 運 用 Social interaction Module 利用獨一無二的演算法，抓取動物身上的小標記，進而分析動物軌跡（鼻子、身體、尾部），避免動物交疊後誤判的產生 最多同時偵測16隻動物於同一區域 分析: 動物之間的親近度 靠近或離開（閃避）彼此 可將軌跡與參數結合，同步顯示於影片

產 品 搭 配 與 運 用 Water Maze Use EthoVision to automate watermaze experiments. Calculate total distance moved, time till reaching platform etc. Automatically stop recording when animal has reached platform

產 品 搭 配 與 運 用 Open Field Use zones to distinguish between edge and center Calculate time spent in each zone and total distance moved Compare between two different treatments / mouse strains

產 品 搭 配 與 運 用 Plus maze Make a zone for each arm and one for the centre Calculate time spent in open arms versus time spent in closed arms Count number of ‘head dips’

Porsolt Swim Test 產 品 搭 配 與 運 用 Traditional way: Manual Observations, large inter-observer bias. Difficult to reproduce results. Using EV Mobility parameter: - Standard error of data scored by EthoVision is smaller than scored in traditional way. - Automatically detect when animal becomes fatigued

Place preference test 產 品 搭 配 與 運 用 Study place preference behavior of an animal; Make a zone of each separate area and calculate time spent in each zone Study Light-dark preference Give drug and confine animal to certain area (e.g. with vertical stripes) then release animal and see if he prefers or avoids this area

Other applications 產 品 搭 配 與 運 用 Insect tracking Place preference Foraging behavior Predator-prey interaction (e.g. searching efficiency predator) Avoidance of / attraction to pheromones

Other applications 產 品 搭 配 與 運 用 Human Spatial Orientation and Way-finding Analysis with EthoVision in a Real Arena Maze

總 結 Why use EthoVision XT? 利用標準化的方式，減少人為誤差 利用自動化的方式，節省時間 環境變因大的實驗，也可以有值得信賴的數據 多功能的模組 支援不同類型實驗的運用 支援即時分析與事後分析 支援錄製影像 增加實驗數據量 – up to 100 arenas 完整的實驗流程 – from design to analysis & export 論文發表數最多

Questions ? Thank you for your listening !!