Suivi visuel automatisé pour étudier l'ontogenèse de la nage des poissons-zèbres

Le poisson-zèbre Danio rerio est un organisme modèle largement utilisé dans les études de génétique, de biologie du développement et, récemment, de biomécanique. Afin de quantifier les changements dans la nage à tous les stades de développement, nous avons développé un système de suivi visuel qui estime la posture des poissons. Notre approche actuelle suppose un mouvement plan des poissons, étant donné des séquences d'images prises d'une vue de dessus. Un modèle géométrique précis du poisson est automatiquement conçu et ajusté aux images à chaque moment. Notre approche fonctionne sur une gamme de formes et de tailles de poissons et est donc bien adaptée pour étudier l'ontogenèse de la nage des poissons, tout en étant robuste face aux occlusions environnementales courantes. Notre analyse actuelle se concentre sur la mesure de l'influence du développement des vertèbres sur les capacités de nage des poissons-zèbres. Nous examinons des poissons-zèbres de type sauvage et des mutants avec des vertèbres rigides (stocksteif) et quantifions leur cinématique corporelle en fonction de leur développement, des larves à l'adulte (mutants rendus disponibles par le laboratoire Hubrecht, aux Pays-Bas). En suivant les poissons, nous pouvons mesurer la courbure et l'accélération nette le long du corps qui résultent de l'onde corporelle du poisson. Ici, nous démontrons les capacités du système de suivi pour la réponse d'évasion des poissons-zèbres de type sauvage et des mutants stocksteif. La réponse a été filmée avec une caméra numérique à haute vitesse à 1500 images s(-1). Notre approche permet aux biomécaniciens et aux éthologistes de traiter des ensembles de données beaucoup plus grands que ce qui est possible actuellement. Notre schéma de suivi automatisé peut donc accélérer la compréhension du comportement de nage de nombreuses espèces de poissons (en développement).