3500/40M 176449-01  CoaXPress帧抓取器来确定习惯模型

2023年1月3日-大脑的一个中心功能是学习和适应经验。对经验的适应通常反映了大脑试图识别和优先注意重要的刺激，而忽略无关紧要的刺激。例如，郊狼识别猎物的气味对其生存至关重要，但识别洞穴气味仍然像它的包不是。这种抑制对连续非显著刺激的反应的能力被称为“习惯化”。
 
习惯化是最简单的学习形式，尽管它被认为是简单的，但大脑如何调节这一过程的模型仍在出现。为了探索这个秘密，来自法国里昂医学院、俄亥俄州立大学(俄亥俄州哥伦布)、宾夕法尼亚大学(宾夕法尼亚州费城)和哈佛大学(马萨诸塞州剑桥)的一组科学家最近进行了一项关于幼体斑马鱼长期习惯化的研究，调查了对习惯化至关重要的神经回路的作用。他们第一次确定了几十种强烈调节习惯化学习的药物，以及在此过程中被激活并适应其活动的不同类别的神经元。
 
斑马鱼幼体对突然的整体变暗(黑暗闪光)的反应行为用一台连接到照相机的CXP-4四百万像素照相机记录下来比特流Cyton CXP4四通道CoaXPress帧抓取器。尽管BitFlow Cyton CXP4帧抓取器支持多达四个速度为6.25 Gb/秒的摄像头，但在这项研究中，科学家只需要一个摄像头。
 
CoaXPress接口使高速、高分辨率成像成为可能，这对于捕捉鱼的准确姿态是必要的。co express(CXP)是一种用于传输视频和静态图像的非对称高速点对点串行通信标准，可通过单根或多根同轴电缆进行扩展。它拥有每根电缆高达12.5 Gbps的视频、图像和数据高速下行链路，以及高达42 Mbps的通信和控制低速上行链路。电力也可以通过电缆获得(“同轴电缆供电”)，电缆长度可以超过100米。
 
为了监测适应过程，每条鱼在暴露于完全黑暗与明亮的LED照明和声学敲击交替的情况下，由Mikrotron相机以每秒560帧(fps)记录一小时。研究人员使用安装在步进电机上的45度入射热镜在两个平板之间切换相机的视图，以便更好地观察。在MATLAB中跟踪幼体斑马鱼对黑暗闪光的姿势，然后使用Python进行分析。
 
研究人员发现，对突然刺激的长期适应涉及多个分子独立的可塑性过程，这些过程抑制了反应的不同组成部分。例如，当受到黑暗闪光的刺激时，幼体斑马鱼经常做出O型弯曲反应，其特征是身体强烈弯曲和大转弯。然而，当出现重复闪光时，幼虫适应并减少O-弯曲，事实上，由于大脑中的大多数神经元抑制了它们的响应，因此在几个小时内保持低响应。