Aquisição simultânea de imagens e pulsos de peixes elétricos de campo fraco nadando livremente

• Processo: 16/14009-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica de Processos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Reynaldo Daniel Pinto
• Beneficiário: Andressa Caroline Freires de Oliveira
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Peixes elétricos Comportamento animal Aprendizado computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aquisição de imagens | comportamento | eletrocomunicacao | eletrolocalizacao | gymnotus carapo | monitorar o movimento de peixes | Neurociência

Resumo

Gymnotus carapo é uma espécie de peixe elétrico de campo fraco. Quando um par destes animais é colocado junto, mesmo em ambientes artificiais e, independentemente do sexo, observa-se um comportamento de disputa pelo território, em que a comunicação elétrica, através de pulsos emitidos e recebidos, parece ter importância fundamental. É um comportamento muito interessante para ser estudado do ponto de vista da neuroetologia, já que é possível medir os sinais elétricos destes animais de modo não invasivo. Entretanto, os animais são ativos à noite e muito sensíveis à presença de luz, preferindo esconder-se quando iluminados, o que dificulta filmar sua movimentação durante uma interação efetiva. Felizmente, a posição do peixe no aquário altera a amplitude dos sinais elétricos em um arranjo tridimensional de eletrodos que, a princípio, contém a informação da posição. Nesta linha pretendemos construir um aparato experimental para adquirir dados simultâneos dos pulsos elétricos e dos movimentos de um peixe movendo-se livremente em um aquário. Iremos utilizar câmeras para obter, durante o dia, dados da posição e dos sinais elétricos. Estes dados serão usados para treinar um algoritmo de aprendizagem de máquina que irá extrair, a partir apenas dos dados de sinais elétricos gravados à noite, quando o peixe é mais ativo, os movimentos do animal sem perturbá-lo com a iluminação. Pretendemos em seguida generalizar as técnicas desenvolvidas para o caso de dois animais interagindo livremente. Durante a execução deste projeto a candidata irá aprender as técnicas de construção de aparatos experimentais, sua instrumentação eletrônica e de aquisição de dados, implementação de algoritmos de aprendizagem de máquina e análise de dados em neurociência, compatíveis com seu curso de graduação em Física Computacional. (AU)