The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
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Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila Melanogaster. J. Vis. Exp. (24), e1096, doi:10.3791/1096 (2009).
第1部分:苍蝇的饲养和管理
第2部分:设置在受控环境中的跟踪系统
第3部分:运动室提供苍蝇
第4部分:跑步运动检测
第5部分:视频分析
代表性的成果:
图1显示了从野生型广小号生物体(图1,左侧面板)的代表痕迹和苍蝇 dCASK基因,其中跨越了两个大的重叠缺失(DF(3R)X307和DF(3R)x313)(图1生成的空右图)。dCASK空苍蝇先前已被证明有使用布里丹的范式3的运动问题,并在我们的范例,广小号相比,他们表现出大大减少运动。我们始终运行野生型生物,以确保正常范围内的某一天,条件和行为。我们已经看到在不到5天的测试,偏离标准的反应。这些差异通常可以归结为我们的受控环境中的参数问题。

图1。DIAS的产生既广小号野生型果蝇(上,左)和运动能力缺陷dCASK空苍蝇重叠缺失(上,右)所产生的痕迹。什么是录制的影片中看到的痕迹代表。图文并茂contrain 8-10苍蝇的痕迹在视频跟踪检测,30秒以下的空气脉冲运行。

图2野生型果蝇的运动检测(以上),下面的空气脉冲(紫酒吧)和没有空气脉冲(蓝色)运行。在分析程序中计算所有参数,有两个条件之间没有显着差异(双尾学生t检验确定)。这表明,空气脉冲,苍蝇locomote通常在我们的设置。
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在我们的设置,一个中等强度的空气脉冲瞬时停止飞行运动。当空气脉冲结束时,苍蝇被释放这种静止状态和locomote通常,如在图2所示。因为这空气脉冲可有效地同步运动的人口,我们用它来开始审判,因此,我们也可以研究运动的发病势头打破刺激。然而,该试剂盒可以做没有空气脉冲自启动后的运动参数是由空气脉冲(图2)的影响。
一个经常发生的问题与运动自动分析看到的碰撞问题。跟踪计划的大部分在处理与苍蝇,碰撞出了名的坏。这些方案往往失去一个对象的“视线”瞬间碰撞时,发现一个新的对象这个对象标签。结果可以输出,有更多的追查对象比实际存在,在会议厅内。许多人为了解决这个问题,跟踪单苍蝇。然而,这个明显的问题是,单一的飞行行为可能是由于社会线索的作用在果蝇的行为和运动4比人口的行为非常不同。 ,当然,这未必是一件坏事,取决于你正在尝试研究,但我们的目的,我们更倾向于使用苍蝇的人群,以提高我们的统计能力。正因为如此,我们处理两种方式的碰撞。首先,我们只用8-10%的苍蝇(56毫米平方室)审判,使碰撞将微乎其微。其次,在我们30的第二个试验中,我们只分析长度至少18秒的痕迹。这样一来,我们一直在记录足够的时间来捕捉他们的整个运动的多重较量。这也确保了我们的样本大小总是反映的苍蝇在一腔,为更小的片段的议案被丢弃的视频的总长度只有30秒。
数据分析,可以在这整个过程中最困难的部分。跟踪数据的分析,最重要的一步是确定的噪音和运动之间的区别。 DIAS(像其他许多项目)几乎不会输出0毫米/秒的速度,即使飞停止移动。正因为如此,它是重要的数据输出帧一帧时看到的生物体实际上是在运动的同时,观看视频,而当他们不。在我们的设置,低于1 mm的/ s的速度似乎是噪音,这是与其他团体使用DIAS发现成蝇1一致。对于回合结构的动态,还需要定义一个回合。我们定义为3个或更多的连续帧的速度,高于1毫米/秒,而闲置低于此阈值的3个或更多的连续帧的活动。
的数据也必须妥善平滑,以消除瞬态光闪烁,摄像头扭曲,偶尔会出现的文物。有没有数据平滑的标准方法,但重要的是,平滑过程中不改变数据的总的趋势太大幅度,或可以产生平滑的工件。与杜克窗口“5,15,60,15,5”我们顺利的两倍,因为它似乎消除任何大的跳跃或速度的变化,显然是错误的的,但不会改变总体趋势或数据的性质。
重要的是要认识到不同的设置和环境会产生不同的行为结果。我们的建议,成立一个跟踪检测的人是所有这些问题的实验,直到找到一个方法,该方法产生的数据相匹配,可以肉眼看到,然后以同样的方式处理所有数据尽可能一致。
正确的跟踪方案的选择也很重要。虽然我们使用DIAS 3.2(www.solltechnologies.com),这决不是最好的或唯一的系统可用。对于跟踪单苍蝇,丹瓦伦特(米特拉实验室,冷泉港实验室)开发Ftrack程序。对于多个苍蝇一起locomoting(即可能会发生碰撞),克里斯汀布兰森(迪金森/佩罗娜实验室,加州理工学院)开发了所谓Ctrax程序。 Ftrack是在www.chronux.org,而Ctrax www.dickinson.caltech.edu /研究/ Mtrax。 Ethovision软件(Noldus荷兰)是另一个强大的功能,可用于单个和多个苍蝇的视频跟踪,但它是市面上唯一的,而且是相当昂贵的。
如果您已设置了跟踪检测,并不能得到可靠的录音,有几件事情要考虑。昼夜节律的问题往往是一个大问题。运行时行为分析,应始终确保不运行期间,中午午睡的苍蝇。由于我们是currently在基因可产生的运动行为减少有兴趣,我们宁愿运行近傍晚活动高峰期(ZT 8-10)的苍蝇。另一个问题也可能出现不一致的空气流动,从源头。在开始试验之前,一定要测试流量计的空气流动,所以它不会超过15秒的空气脉冲波动很大。最后,遗传背景,可以在所有的行为任务中发挥作用,所以这个实验中的参数可能需要为一个特定的背景优化。
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这项工作是由国家卫生部批准R01 GM54408授予立法会格里菲斯学院的支持。我们要感谢他对所有帮助我们的方腔设计和设置我们的实验中,弗兰克梅洛在布兰代斯大学的机加工车间建设我们的商会,丹瓦伦特和蒂姆Lebestky关于有助于分析问题的谈话弗雷德沃尔夫。
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| Square Chamber | Tool | Machine Shop | N/A | Design from Wolf et al. 20021 |
| Digital Camera | Camera | Sharp | ViewcamZ VL-23 | |
| Flowmeter | Tool | Cole-Parmer | SY-32003-12 | |
| Light Box | Tool | DNASTAR | Seq-Easy | |
| Charcoal Filter | Tool | Fisher Scientific | 09-744-37 | |
| DIAS 3.2 | Software | Soll technologies | N/A | www.solltechnologies.com |
Bruno
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ReplyPosted by: Bruno v.June 19, 2009, 12:08 AM