غالبا ما تتعرض الحيوانات لمحفزات ميكانيكية غير موضعية مثل الاهتزازات أو الموجات الصوتية 1,2. نظرا لأن هذه المحفزات تؤثر على التوازن والتنمية والتكاثر ، يجب على الحيوانات تعديل سلوكياتها للتعامل معها3،4،5. ومع ذلك ، فإن الدوائر العصبية والآليات الكامنة وراء هذا التعديل السلوكي غير مفهومة بشكل جيد.
السلوك الحسي الميكانيكي في الديدان الخيطية ، Caenorhabditis elegans ، هو نموذج سلوكي بسيط ، حيث عادة ما تغير الديدان السلوك من الحركة الأمامية إلى استجابة الهروب إلى الخلف عندما تواجه اهتزازا غير موضعي6. تتكون الدائرة العصبية الكامنة وراء هذا السلوك في المقام الأول من خمس خلايا عصبية حسية ، وأربعة أزواج من الخلايا العصبية الداخلية ، وعدة أنواع من الخلايا العصبية الحركية 7,8. بالإضافة إلى ذلك ، تعتاد الديدان على مثل هذه المحفزات الميكانيكية بعد التدريب المتباعد الذي ينطوي على التحفيز المتكرر9،10،11. لذلك ، تشكل هذه الاستجابة السلوكية البسيطة نظاما مثاليا للتحقيق في الآليات العصبية الكامنة وراء كل من السلوك والذاكرة غير الموضعية التي يستحدثها الاهتزاز. تم توضيح بروتوكول لتصوير الكالسيوم في الديدان التي تتصرف بحرية تحت تأثير الاهتزازات غير الموضعية. بالمقارنة مع الأنظمة التي تم الإبلاغ عنها سابقا ، فإن هذا النظام بسيط من حيث أنه لا يتطلب كاميرا إضافية للتتبع ؛ ومع ذلك ، فإنه يسمح لنا بتغيير تردد وإزاحة ومدة الاهتزاز غير الموضعي. نظرا لأن تنشيط الخلايا العصبية الداخلية AVA يحفز استجابة الهروب إلى الوراء ، فقد تم استخدام الديدان التي تشارك في التعبير عن GCaMP ، وهو مؤشر الكالسيوم ، و TagRFP ، وهو بروتين فلوري غير حساس للكالسيوم ، تحت سيطرة مروج خاص ب AVA كمثال (انظر جدول المواد للحصول على التفاصيل). يوضح البروتوكول تنشيط الخلايا العصبية AVA حيث تتحول الدودة من الحركة إلى الأمام إلى الخلف. يسهل هذا البروتوكول فهم آلية الدائرة العصبية الكامنة وراء السلوك الحسي الميكانيكي.