Name: طريقة حسابية لقياس النشاط الإيقاعية يطير (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 5 s
Description: اكتشف طريقة حسابية لتحليل النشاط الإيقاعي اليومي في ذباب الفاكهة باستخدام نموذج رياضي متعدد المعاملات. تتيح هذه الطريقة للباحثين قياس قمّتي النشاط الصباحية والمسائية بدقة عالية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ونحن ممتنون ستانيسﻻف لازوبولو للحصول على مساعدة مع محتوى الفيديو.

1-قياس يطير الحركة استخدام المورفولوجية نشاط رصد (السد) ملاحظة: لمزيد من التفاصيل، انظر المرجع 5.
<ol><li>تحضير الفردية يطير أنابيب مع الأغذية في نهاية واحدة والقطن على الآخر. ينبغي مختومة النهاية مع الطعام لمنع الطعام من الجفاف.
	وضع <ol><li>ز 5-6 من الأغذية ذبابة في كوب 50 مل. قطع الطعام إلى قطع صغيرة حتى يكون من السهل أن تذوب عليه.</li>
		<li>32 توصيل أنابيب زجاجية الفردية مع شريط المطاطي.</li>
		<li>تذوب المواد الغذائية في الكأس بالتدفئة في فرن ميكروويف لوقف س. 10-15 الميكروويف كل 5 s ويهز الكأس لضمان ذوبان متساوية من المواد الغذائية بعناية.</li>
		<li>بينما الغذاء لا يزال السائل، وضع أنابيب فردية معدّة في الكأس مع الغذاء. نقل الأنابيب صعودا ونزولاً حتى أنها تملأ على قدم المساواة-</li>
		<li>السماح الطعام يبرد وترسيخ لحوالي 1 حاء</li>
		<li>بعد الأغذية الصلبة، إزالة الأنابيب مع الغذاء من الكأس.</li>
		<li>ختم الجهة التي تحتوي على الأغذية باستخدام الشمع. أولاً، بعناية تنظيف أنبوب استخدام منشفة ورقية، ثم اضغط على الأنبوب ضد الشمع. بصريا التحقق من جودة الختم، وإذا لزم الأمر، كرر الختم مرة أخرى.</li>
		<li>إغلاق الطرف الآخر من الأنبوبة بالقطن؛ والقطن سوف تسمح بالهواء من خلال الذهاب بينما حفظ يطير مؤمنة في الأنبوب.</li>
	</ol></li> <li>مكان ذبابة واحدة في كل أنبوبة الفردية ووضع الأنابيب في السد.</li>
	شاشات <li>مكان في حاضنة تحافظ على درجة حرارة ثابتة والرطوبة. استناداً إلى التجربة، يحدد شروط الضوء/الظلام السليم كما يلي.
	<ol><li>لتجارب الضوء/الظلام إبقاء الذباب في دائرة الضوء/الظلام للتجربة كلها. لا تستخدم في اليوم الأول من القياسات في التحليل-</li>
		<li>لتجارب الظلام المستمر، أولاً إبقاء الذباب لمدة يومين في ظروف الضوء/الظلام الرائعة ومزامنة الساعات ثم قم بالتبديل إلى الظلام المستمر. لا تستخدم القياسات من أول يوم من الظلام المستمر في التحليل-</li>
	</ol></li> <li>جمع أربعة أيام على الأقل من البيانات التي يمكن استخدامها في التحليل- 
	ملاحظة: نظام السد سيتم إخراج ملف واحد مع تسجيل الحركة من الذباب جميع في جهاز العرض.</li>
</ol> 2. تحليل بيانات <ol><li>تقسيم الشاشة ملف الإخراج إلى ملفات نشاط ذبابة واحدة متعددة؛ ويجب أن يكون كل ملف عمود واحد &#39;.txt &#39; الملف مع مقياس الحركة يطير فردية.</li>
	<li>تشغيل &#39; ModelFitPS3.m &#39; وظيفة في نافذة أوامر Matlab مع معلمات الإدخال التالية: <ol><li>سامبلينجراتي، لتعيين الفاصل الزمني العينة البيانات في ثوان. على سبيل المثال، إذا تم قياس نشاط كل دقيقة، أدخل 60 كما سامبلينجراتي.</li>
		<li>بالنسبة bin_interval، تعيين الفاصل الزمني بالدقائق التي سيتم إهمال البيانات للتصور أفضل؛ والفاصل بن الموصى به 20-30 دقيقة</li>
		<li>الاتجاه، أدخل &#34; 1 &#34; إذا تبين البيانات اتجاه خط الأساس و &#34; 0 &#34; خلاف ذلك؛ وسوف ديترينديد البيانات مع الاتجاه أولاً عن طريق المناسب أمر ثان متعدد الحدود ثم طرح عليه من البيانات-</li>
	</ol></li> <li>في نافذة منبثقة، حدد ملف نشاط ذبابة واحدة. 
	ملاحظة: المؤامرة الأولى هي طيف الطاقة البيانات، وليس مؤامرة النشاط المألوفة. من الطيف السلطة المرسومة، تحديد الفترة الأولية تي 0: أما انقر بزر الماوس الأيمن في ذروة الإيقاعية، أو بالزر الأيمن للماوس على ذروة النغمة التوافقية الثانية (حول ر 0/2)-</li>
	<li>على الأرض فتح البيانات، تحقق من إذا الصباح والمساء قمم هي تصور جيد. إذا لم يكن كذلك، تغيير قيمة bin_interval بالحق النقر في أي مكان في الرسم البياني وإدخال قيمة جديدة في مربع الحوار bin_interval. البرنامج سيتم رسم البيانات مع القيمة الجديدة للفاصل الزمني. لقبول القيمة bin_interval، غادر انقر في أي مكان على الرسم البياني.</li>
	<li>البرنامج سيتم إعادة رسم البيانات مرة أخرى وإظهار الأيام الخمسة الأولى من النشاط. فوق هذه الأرض، في ذروة م الأولى التي سيتم استخدامها في التحليل (في بعض الأحيان من الضروري تخطي يوم واحد أو يومين)- 
	ملاحظة: هذا البرنامج سيتم رسم الرسم البياني ابتداء من الذروة صباح المنتقاة. خطوط زرقاء وحمراء وسوف تظهر الموضع التقريبي ه الذروة والذروة يوم م المقبل، على التوالي، استناداً إلى الفترة التي تم تحديدها في الخطوة 2، 4-</li>
	<li>على نفس الرسم البياني، اختر البيانات لتناسب أولية للبيانات مع النموذج: اضغط على النقاط التالية (في هذا الأمر؛ علما أن الموقع انقر فوق سيتم الإشارة إليها بنجمة حمراء على الجزء السفلي): الذروة (ط) "أعلى م"؛ (ثانيا) نهاية ذروة م؛ (ثالثا) بداية أوج ه؛ (رابعا) أعلى من أوج ه؛ (ت) نهاية أوج ه؛ (سادسا) أعلى ذروة اليوم التالي م.</li>
	<li>ملاحظة أن البرنامج يقدم الآن طيف الطاقة. 
	ملاحظة: يرد على محور x الآن في التردد.
	<ol><li>في النافذة المفتوحة مع طيف الطاقة، واختيار النقاط التي سيتم استخدامها لتركيب التعبير تحليلياً عن طيف الطاقة النموذجي. وشهدت الفترة اكتشفت في الخطوة 2، 4 هو مع خط أحمر. لاختيار أنسب نقاط، أولاً تحديد تقريبا الفترة الأولية، مشابهة إلى الخطوة 2، 4. ثم باستخدام شريط التمرير، تهذيب الفترة الأولية القيمة حيث يشير المناسب (سيظهر مع دوائر حمراء، سوف تظهر بعد تحريك مربع التمرير) مغلقة لقيم الذروة.</li>
	</ol></li> <li>بعد التحديد المرئي الذروة، انقر فوق &#34; قبول &#34; والبرنامج سوف يصلح النقاط المحددة مع التعبير التحليلي لحساب المعايير النموذجية-</li>
	<li>علما بأن المعلمات والطيفية خطأ صالح يتم حفظها إلى الملف &#34; model_fit_parameters.txtŔ البرنامج بالإضافة إلى ذلك سيتم حفظ الأرقام 2 مع يناسب البيانات الحركية ولها طيف الطاقة.</li>
</ol>

<ol><li>Pittendrigh, C. S. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-1-4615-6552-9_5">Circadian systems: general perspective.</a> Biological Rhythms. II, 57-80 (1981).</li>
<li>Zhang, E. E., Kay, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clocks+not+winding+down%3A+unravelling+circadian+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Clocks not winding down: unravelling circadian networks.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 11 (11), 764-776 (2010).</li>
<li>Tataroglu, O., Emery, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+molecular+ticks+of+the+Drosophila+circadian+clock%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Insect+Sci%22%5BJournal%5D)">The molecular ticks of the Drosophila circadian clock.</a> Curr Opin Insect Sci. 7, 51-57 (2015).</li>
<li>Plautz, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+analysis+of+Drosophila+period+gene+transcription+in+living+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Rhythms%22%5BJournal%5D)">Quantitative analysis of Drosophila period gene transcription in living animals.</a> J Biol Rhythms. 12 (3), 204-217 (1997).</li>
<li>Chiu, J. C., Low, K. H., Pike, D. H., Yildirim, E., Edery, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assaying+locomotor+activity+to+study+circadian+rhythms+and+sleep+parameters+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Assaying locomotor activity to study circadian rhythms and sleep parameters in Drosophila.</a> J Vis Exp. (43), e2157(2010).</li>
<li>Helfrich-Förster, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+control+of+morning+and+evening+components+in+the+activity+rhythm+of+Drosophila+melanogaster--sex-specific+differences+suggest+a+different+quality+of+activity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Rhythms%22%5BJournal%5D)">Differential control of morning and evening components in the activity rhythm of Drosophila melanogaster--sex-specific differences suggest a different quality of activity.</a> J Biol Rhythms. 15 (2), 135-154 (2000).</li>
<li>Dautzenberg, F. M., Neysari, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Irreversible+binding+kinetics+of+neuropeptide+Y+ligands+to+Y2+but+not+to+Y1+and+Y5+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Irreversible binding kinetics of neuropeptide Y ligands to Y2 but not to Y1 and Y5 receptors.</a> Pharmacology. 75 (1), 21-29 (2005).</li>
<li>Lazopulo, A., Syed, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+mathematical+model+provides+mechanistic+links+to+temporal+patterns+in+Drosophila+daily+activity%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A mathematical model provides mechanistic links to temporal patterns in Drosophila daily activity.</a> BMC Neuroscience. 17 (1), 14(2016).</li>
<li>Donelson, N., Kim, E. Z., Slawson, J. B., Vecsey, C. G., Huber, R., Griffith, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+positional+tracking+for+long-term+analysis+of+Drosophila+sleep+and+locomotion+using+the+%26%2334%3Btracker%26%2334%3B+program%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">High-resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the &#34;tracker&#34; program.</a> PloS ONE. 7 (5), e37250(2012).</li>
<li>Schlichting, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Neural+Network+Underlying+Circadian+Entrainment+and+Photoperiodic+Adjustment+of+Sleep+and+Activity+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A Neural Network Underlying Circadian Entrainment and Photoperiodic Adjustment of Sleep and Activity in Drosophila.</a> J Neurosci. 36 (35), 9084-9096 (2016).</li>
<li>Guo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+neuron+feedback+controls+the+Drosophila+sleep-activity+profile%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Circadian neuron feedback controls the Drosophila sleep-activity profile.</a> Nature. 536 (7616), 292-297 (2016).</li>
</ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

ويعرض هذا العمل إرشادات لاستخدام أداة حسابية التي توفر وصفاً كمياً لنمط الحركة يطير. الأداة تناسبها بيانات الحركة مع نموذج رياضي يتكون من أربع عبارات الأسى معا تصف بالشكل والحجم من قمم م وه. يتم الحصول على القيم النهائية لمعلمات نموذج من تركيب أطياف الطاقة للبيانات، حيث يمكن تجنب استخدام البيانات الخام أرتيفاكتوال الآثار التي يمكن أن تفرض البيانات binning أو تصفية على قيم المعلمة. يمكن استخدام معلمات النموذج ثم بمواصلة دراسة الحركة يطير والآليات التي تؤدي إلى قمم النشاط.
ويمكن تقييم نوعية التر...

على مدار الساعة الإيقاعية مذبذب بيوكيميائية ذاتية مع فترة من حوالي 24 ساعة وفي كل مكان تقريبا في الحيوانات والنباتات1،2. ويساعد على مدار الساعة مزامنة العمليات الداخلية للكائن الحي والسلوك بدوره الظلام الضوء الخارجي. ودرست التركيبة الجينية لعقارب الساعة الإيقاعية منذ الستينات على نطاق واسع باستخدام ذبابة الفاكهة، ميلانوجاستير دال. في هذه الحشرة، جوهر على مدار الساعة الإيقاعية يتكون من أربعة من البروتينات: الفترة والخالدة، وعلى مدار الساعة، ودورة. وتشكل هذه المكونات الأساسية جنبا إلى جنب مع جزيئات أخرى حلقة التغذية مرتدة التي تنتج ذبذبات جيبية ما يقرب من ساعة الجينات3،4. الساعة الإيقاعية في الذباب هو درس على نطاق واسع باستخدام تسجيلات الحركي multiday حيث تم الكشف عن نشاط الطيران مع شعاع أشعة تحت حمراء واحد معبر في منتصف الأنبوب الفردية5. ذبابة نموذجية تسجيل لديها نمط ثنائي الصيغة معقدة مع قمم كذلك متميزين هما: الذروة صباح (م) الذي يبدأ في نهاية الليل وتم كحد أقصى عند تشغيل أضواء؛ والمساء الذروة (ه) أن يبدأ في نهاية اليوم وقد كحد أقصى عند إيقاف الأضواء6. من المثير للاهتمام، على شكل مثل هذا التسجيل السلوكية يختلف كثيرا عن الذبذبات جيبية بسيطة يلاحظ على المستوى الجزيئي، مما يوحي عمل آليات إضافية للمساهمة في الأنماط الزمانية الملاحظة. لفهم أفضل لهذه الآليات الخفية، قمنا بتطوير أداة حسابية يوفر وصفاً كمياً للأنماط الزمانية.
في عملنا، تعرف إيقاعات الحركي من حيث الموجي الذي يحاكي نمط النشاط يطير. حيث لا يمكن استخدام موجات جيبية بسيطة نموذج الإيقاعي التغييرات الملحوظة في النشاط، قمنا باختبار مختلف الأشكال إشارة اختيار واحد أبسط من أن يلتقط جميع السمات البارزة في التسجيلات. يتم التحكم بسلوك الإيقاعية ذبابة الفاكهة بنشاط الخلايا العصبية على مدار الساعة التي غالباً ما تكون أنماط الأسية ل التفعيل والتعطيل7. ديناميات الأسى والتحليل البصري للبيانات دفعتنا إلى بناء نموذج مع عبارات الأسى تتألف من الدعاة الأربعة مع تسعة معايير مستقلة وتشبه نمط النشاط يطير8. بالإضافة إلى البيانات الحركية، ونحن نحلل أيضا طيف الطاقة. يظهر الطيف نشاط ذبابة نموذجي قمم متعددة التوافقيات ر02، 3 ر0، إلخ، بالإضافة إلى الذروة الأساسية المتوقعة في فترة الإيقاعية ر0. ووفقا لنظرية فورييه، تنتج فقط موجه جيبية نقية ذروة واحدة في أطياف الطاقة، بينما تظهر أكثر تعقيداً من الطول الموجي قمم متعددة الأطياف في التوافقيات للفترة الأولية (الشكل 1). ولذلك، نظراً لنمط الزمانية غير الجيبية في نشاط الطيران8، طيف طاقة الذروة متعددة من البيانات المتوقع رياضيا ولا تعني بالضرورة وجود فترات متعددة من التذبذب. الأهم من ذلك، يظهر طيف الطاقة الموجي النموذج المقترح أيضا قمم في جميع التوافقيات للفترة الأولية، مماثلة للتسجيلات الحركي يطير، مما يؤكد عالية الدقة التي يصف نموذجنا يطير البيانات في الوقت المناسب وفي تواتر.
في قرارات الوقت لبضع دقائق أو أقل، ونشاط ذبابة تظهر بيانات صاخبة، مما يجعل من الصعب على استخراج المعلمات مباشرة من البيانات الخام. Binning البيانات في فواصل زمنية أطول يمكنك تقليل مستوى الضوضاء، ولكن، يمكن تغيير البيانات بطرق يمكن أن تؤثر على تقدير معلمات النموذج. أننا لذلك الحصول على المعلمات من أطياف الطاقة من التسجيلات، استخدام تعبير تحليلي لأطياف الطاقة المتوقعة المحسوبة من تحويل فورييه ل الدالة نموذج8 (انظر ملف إضافي 1 للمرجع8). هذا النهج للحصول على المعلمات من أطياف الطاقة تعطي قيم المعلمة دقيقة دون أي تلاعب إضافية، مثل binning أو تصفية البيانات الخام النشاط. تفاصيل رياضية نموذجية والتطبيقات للبيانات من نوع البرية ومتحولة موصوفة في مرجع8. المقدمة هنا يركز البروتوكول على التعليمات خطوة بخطوة لاستخدام الأداة الحسابية.

<table><tbody><tr><td>ذبابة الفاكهة مراقب النشاط</td><td>TriKinetics</td><td>DAM2 ، DAM5</td><td>يقيس موقع الطيران باستخدام شعاع الأشعة تحت الحمراء المفردة</td></tr><tr><td>MatLab</td><td>Mathworks</td><td></td><td>بيئة الحوسبة ولغة البرمجة ، يجب أن يتضمن MatLab صناديق أدوات التحسين والرياضيات الرمزية</td></tr><tr><td>ذبابة الفاكهة السوداء &nbsp ؛</td><td></td><td>لكل [S] ، لكل [L] ، iso31 (النوع البري)</td><td>يمكن إجراء تحليلنا مع طفرات الذباب في أي فترة يومية</td></tr></tbody></table>

طريقة حسابية لقياس النشاط الإيقاعية يطير

A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity

وفي معظم الحيوانات والنباتات، الساعات الإيقاعية تنسق العمليات الجزيئية والسلوكية ومزامنتها بدوره الضوء الظلام اليومية. الآليات الأساسية التي تكمن وراء هذا التحكم الزمني هي دراسة على نطاق واسع باستخدام ذبابة الفاكهة melanogaster المورفولوجية ككائن نموذج. في الذباب، عادة هو درس على مدار الساعة من خلال تحليل تسجيل الحركي multiday. هذا تسجيل يظهر نمط ثنائي الصيغة معقدة مع اثنين من قمم النشاط: ذروة صباح اليوم الذي يحدث حول الفجر، وذروة مساء الذي يحدث حول الغسق. تشكل معا هذه القمم اثنين الموجي الذي يختلف كثيرا عن ذبذبات جيبية الملاحظ في الجينات على مدار الساعة، مما يوحي بأن آليات بالإضافة إلى عقارب الساعة آثاراً عميقة في إنتاج أنماط الملاحظ في البيانات السلوكية. هنا ونحن توفر إرشادات حول استخدام أسلوب حسابي وضعت مؤخرا أن رياضيا ويصف أنماط الزمانية في نشاط الطيران. الأسلوب الذي يناسب بيانات النشاط مع الموجي نموذجي يتكون من أربع عبارات الأسى وتسع معلمات المستقلة التي تصف تماما في الشكل وحجم صباح والمساء قمم النشاط. معلمات المستخرجة يمكن أن تساعد في توضيح الآليات الحركية من ركائز التي تكمن وراء أنماط النشاط ثنائي الصيغة عادة الملاحظ في إيقاعات الحركي يطير.

الطريقة المعروضة هنا يسمح التحديد الكمي للسمات الرئيسية في نمط الحركة يطير. ويتحقق القياس الكمي باحتواء البيانات المتعلقة بالنشاط مع نموذج الذي يتكون من أربع عبارات الأسى:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/55977/55977eq1.jpg">
النموذج يحتوي على معلمات المستقلة التسعة التي تصف نمط النشاط. تعريف معلمات بMD،بMR، وب<su...

وتقدم طريقة لقياس السمات الزمنية الرئيسية ينظر في إيقاعات الحركية الإيقاعية يطير. ويتحقق القياس الكمي باحتواء النشاط يطير مع الموجي نموذج متعدد حدودي. تصف معلمات النموذج بالشكل وحجم صباح والمساء قمم النشاط اليومي.

In most animals and plants, circadian clocks orchestrate behavioral and molecular processes and synchronize them to the daily light-dark cycle. ...

تُنظم الساعات البيولوجية في معظم الحيوانات العمليات السلوكية والجزيئية وتعمل على مزامنتها مع دورة الضوء والظلام اليومية. وفي ذباب الفاكهة، تُدرس الساعة البيولوجية عادةً باستخدام تسجيلات الحركة الموضعية. هذا مثال على متوسط حركة النوع البري المقاسة في دورة ضوء لمدة 12 ساعة وظلام لمدة 12 ساعة، وتظهر دورة الضوء والظلام من خلال الشريط الأصفر والأسود في الأعلى.يظهر تسجيل نموذجي لنشاط الذبابة نمطاً ثنائي المنوال ومعقداً يتكون من ذروتين للنشاط؛ ذروة صباحية تحدث قرابة الفجر وذروة مسائية تحدث قرابة الغسق. وتشكل هاتان الذروتان معاً موجة تختلف اختلافاً كبيراً عن التذبذبات الجيبية الملاحظة في جينات الساعة البيولوجية، مما يشير إلى أن هناك آليات أخرى، بالإضافة إلى الساعة، لها تأثير عميق في إنتاج النمط الملاحظ في البيانات السلوكية. نقدم هنا أول طريقة تصف الأنماط الزمنية في نشاط الذبابة رياضياً.قمنا بمواءمة بيانات النشاط مع نموذج موجي يحاكي حركة الذبابة. يتكون نموذجنا من أربعة حدود أسية، حدان من ذروة الصباح وحدان من ذروة المساء. وبإضافة الدورة اليوماوية، يحتوي نموذجنا على تسعة معاملات مستقلة.تحدد معاملات B معدل الارتفاع الصباحي، والانخفاض الصباحي، والارتفاع المسائي، والانخفاض المسائي. وتحدد TM و TE عرضي الذروتين الصباحية والمسائية، بينما تحدد HM و HE ارتفاعي هاتين الذروتين. وتصف هذه المعاملات مجتمعةً حجم وشكل الذروتين الصباحية والمسائية في نمط النشاط بشكل كامل.يمكن تطبيق طريقتنا لتوضيح الآليات والركيزة التي تكمن وراء نمط النشاط ثنائي المنوال الملاحظ عادةً في قراءات الحركة لدى الذباب. ولإجراء تجربة الحركة، قم بتجهيز أنابيب فردية تحتوي على غذاء في أحد الطرفين وقطن في الطرف الآخر. ولتحقيق ذلك، ضع أولاً من خمسة إلى ستة جرامات من غذاء الذباب في دورق سعة 50 ملليلتر.قطّع الطعام إلى قطع صغيرة، لتسهيل عملية إذابته في الميكروويف. يتسع مراقب النشاط الفردي لـ 32 أنبوبًا منفصلاً؛ لذا، خذ 32 أنبوبًا واربطها معًا باستخدام شريط مطاطي.أذِبِ الطعام الموجود في الكأس في فرن الميكروويف. سخن الطعام لمدة تتراوح تقريباً بين 10 إلى 15 ثانية. أوقف تشغيل الميكروويف كل خمس ثوانٍ، وقم برج الكأس التي تحتوي على الطعام قليلاً لضمان ذوبان الطعام بشكل متساوٍ.تأكد من انصهار جميع المواد الغذائية وعدم بقاء أي قطع صلبة منها في الكأس. وأثناءما تزال المواد الغذائية في حالتها السائلة، أدخل الأنابيب في الكأس التي تحتوي على الغذاء. حرك الأنابيب للأعلى وللأسفل قليلاً، لضمان ملئها بشكل متساوٍ.اترك الطعام ليبرد ويتجمد لمدة ساعة تقريبًا. وبعد أن يتصلب الطعام، أخرج الأنابيب من الكأس باستخدام حركة دورانية حتى لا يلتصق الطعام بقاع الكأس. ثم قم بإزالة الرباط المطاطي.قم بسد نهاية الأنبوب باستخدام الشمع. وللقيام بذلك، امسح الأنبوب أولاً بعناية باستخدام منشفة ورقية، ثم اضغط بالأنبوب على الشمع.افحص جودة الختم بصرياً، وكرر عملية الختم مرة أخرى إذا لزم الأمر. وباستخدام هذه التقنية، قم بختم جميع الأنابيب الخاصة بالتجربة. أما الطرف الآخر من الأنابيب فيُغلق باستخدام القطن.سيسمح القطن بمرور الهواء مع إبقاء الذباب محبوساً داخل الأنابيب. كما أنه سهل الإزالة وإعادة التركيب، وهو أمر مفيد عند تعبئة الأنابيب بالذباب من أجل التجربة. والآن، بعد أن أصبحت الأنابيب جاهزة، قم بتعبئتها بالذباب لإجراء التجربة.للقيام بذلك، يتم تفريغ الذباب على الوسادة باستخدام CO2. بعد ذلك، وباستخدام فرشاة، توضع ذبابة واحدة بعناية في كل أنبوب فردي. ضع الأنبوب الذي يحتوي على الذبابة في جهاز المراقبة.سيقوم نظام المراقبة بتسجيل حركة الذباب في ملف المخرجات بنفس الترتيب الظاهر في الشاشة. قم بتوصيل الشاشة بالكمبيوتر، وضعها في حاضنة تحافظ على درجة حرارة ورطوبة ثابتتين. بناءً على التجربة، قم بضبط ظروف الإضاءة/الظلام المناسبة.بالنسبة لتجربة الضوء/الظلام، تُحفظ الذباب في دورة ضوء-ظلام طوال فترة التجربة. لا تستخدم بيانات اليوم الأول من القياسات في التحليل. أما بالنسبة لتجربة الظلام المستمر، فأولاً، تُحفظ الذباب لمدة يومين في ظروف الضوء/الظلام من أجل التدريب والمزامنة للساعات البيولوجية، ثم يتم الانتقال إلى الظلام المستمر.لا تستخدم القياسات المأخوذة من اليوم الأول من الظلام المستمر في التحليل. نوصي بقراءة البروتوكول قبل الانتقال إلى القسم التالي. سيقوم نظام المراقبة بإخراج ملف واحد يحتوي على نشاط جميع الذباب الموجود في جهاز المراقبة.تحتوي الأعمدة الـ 32 الأخيرة من ملف المخرجات على نشاط كل ذبابة على حدة. وبما أن برنامجنا يعمل مع أنشطة الذبابة الواحدة، يجب تقسيم ملف المخرجات إلى ملفات متعددة، بحيث يتضمن كل منها نشاط ذبابة واحدة.يجب أن يكون كل ملف ملف TXT من عمود واحد. الآن، وبعد إعداد ملفات النشاط، يمكننا إجراء التحليل الخاص بنا. قم بتشغيل دالة ModelFitPS3 في نافذة أوامر MATLAB باستخدام معاملات الإدخال التالية.معدل أخذ العينات، ضع الفاصل الزمني لأخذ عينات البيانات بالثواني. على سبيل المثال، تم جمع بياناتنا بمعدل أخذ عينات يبلغ 20 ثانية، ولذلك نضع القيمة 20 هنا.في خانة فاصل السلة (bin interval)، ضع الفاصل الزمني بالدقائق الذي سيتم تجميع البيانات وفقًا له لتحسين التصوير المرئي. نوصي بالتجميع كل 20 أو 30 دقيقة، ولكنني سأضع 10 هنا حاليًا، فقط لأوضح لك لاحقًا كيف يمكن تغييرها بسهولة. وبالنسبة للاتجاه (trend)، ضع الرقم واحد إذا أظهرت البيانات اتجاهًا أساسيًا، والصفر في الحالات الأخرى.لا تظهر بياناتنا أي اتجاه خط أساسي؛ وبناءً على ذلك، وضعت القيمة صفر هنا. اضغط على Enter لتشغيل الدالة.في النافذة المنبثقة، اختر ملف نشاط ذبابة واحد، ثم اضغط على Open. سيقوم البرنامج بحساب ورسم طيف القدرة للبيانات. حدد الدورة الأساسية في البيانات من خلال هذه النافذة.ولتحقيق ذلك، انقر بزر الماوس الأيسر إما على الذروة عند الدورة اليوماوية (circadian period) أو بزر الماوس الأيمن على الذروة عند التوافق الثاني (second harmonic)، والتي تتكرر تقريبًا عند نصف الدورة اليوماوية. وفي حالتنا هذه، تكون الذروة عند التوافق الثاني أكبر وأكثر حدة بكثير من الذروة عند الدورة اليوماوية؛ لذا سنستخدم الخيار الثاني.بعد ذلك، سيقوم البرنامج برسم البيانات مجمعة وفقًا لفاصل التجميع المحدد. وكما تلاحظون، عند استخدام فاصل تجميع مدته 10 دقائق، لا تظهر ذروتا الصباح والمساء بشكل واضح للغاية. لذا، نرغب في تغيير هذه القيمة.للقيام بذلك، ما عليك سوى النقر بزر الماوس الأيمن في أي مكان على الرسم البياني. في مربع الحوار الجديد، اكتب القيمة الجديدة لفاصل السلة (bin interval). نوصي بتحديد فواصل زمنية قدرها 20 minutes.لذلك، نضع 20 هنا. اضغط موافق. سيقوم البرنامج على الفور بإعادة رسم البيانات بالقيمة الجديدة لفاصل الفئة (bin interval). لقبول هذه القيمة، ما عليك سوى النقر بزر الفأرة الأيسر في أي مكان على الرسم البياني.سيقوم البرنامج الآن بإعادة رسم البيانات وعرض خمسة أيام فقط من القياسات. من هذه النافذة، اختر قمة الصباح الأولى التي ستُستخدم في التحليل. قد يكون من الضروري أحياناً تخطي اليوم الأول أو اليومين الأولين، وهي الفترة التي يحتاجها الذباب للتكيف مع دورة الضوء والظلام.لاختيار ذروة الصباح، ما عليك سوى النقر فوق الذروة المفضلة. سيقوم البرنامج بإعادة رسم البيانات، وسيعرض الآن قياسات ثلاثة أيام فقط بدءاً من ذروة الصباح المختارة. تشير الخطوط الرأسية الزرقاء والحمراء إلى ذروة المساء الأولى وذروة الصباح الثانية بناءً على الفترة المحددة في النافذة الأولى.في هذه النافذة، حدد النقاط الخاصة بالأنبوب المستخدم للملاءمة الأولية للبيانات مع دالة النموذج. وللقيام بذلك، انقر على النقاط التالية بهذا الترتيب المحدد. أولاً، انقر على قمة الذروة الصباحية الأولى.يتم الإشارة إلى مكان النقرة بنجمة حمراء في الأسفل، مما يوضح موقع النقرة. بعد ذلك، انقر على نهاية ذروة الصباح، ثم على بداية ذروة المساء، ثم على قمة ذروة المساء، ثم على نهاية ذروة المساء، وأخيرًا على قمة ذروة الصباح لليوم التالي. سيقوم البرنامج برسم طيف القدرة مرة أخرى نظرًا لأن المعلمات النهائية يتم الحصول عليها من الملاءمة الطيفية.يتم الآن رسم الطيف بحيث يمثل المحور السيني التردد، ويقع ذروة النظم اليوماوي على الجانب الأيسر من الرسم البياني. ويُشار إلى الفترة التي تم تحديدها في الخطوة الأولى بخط رأسي أحمر. لاختيار نقاط الملاءمة، قم أولاً بتحديد الفترة الأساسية بشكل تقريبي.للقيام بذلك، انقر بزر الماوس الأيسر على الذروة عند الفترة اليوماوية، أو انقر بزر الماوس الأيمن على الذروة عند التوافقي الثاني. سنستخدم الخيار الثاني مرة أخرى. بعد ذلك، سيظهر شريط تمرير في الأسفل لتحديد النقاط الخاصة بالمواءمة الطيفية.ستظهر النقاط على شكل دوائر حمراء بعد تحريك شريط التمرير. حرك شريط التمرير يميناً ويساراً، وضع النقاط في أقرب نقطة ممكنة من قمم الأطياف. بعد الوصول إلى أفضل تمثيل، اضغط على زر القبول (Accept)، وسيقوم البرنامج بمطابقة النقاط المحددة مع التعبير التحليلي لطيف القدرة النموذجي.بعد عملية المطابقة، سيقوم البرنامج بإخراج رسمين بيانيين إضافيين؛ الأول هو طيف القدرة للنموذج الذي تم بناؤه باستخدام المعلمات المستخرجة، والثاني هو البيانات التي تمت مطابقتها مع النموذج.تظهر البيانات بالخط الأسود، بينما يظهر النموذج بالخط الأحمر. ويمكن ملاحظة أن الدالة تشبه البيانات إلى حد كبير، خاصة في الأيام الثلاثة الأخيرة من النشاط. وقد تم حفظ المعلمات المستخرجة في ملف TXT الخاص بمعلمات ملاءمة النموذج.بعد اسم الملف، يتم حفظ المعلمات بالترتيب التالي: أولاً b الخاص بالاضمحلال الصباحي، ثم b الخاص بالارتفاع الصباحي، وb الخاص بالارتفاع المسائي، وb الخاص بالاضمحلال المسائي، والدورة اليوماوية، ثم عرض الذروة الصباحية مقسوماً على الدورة اليوماوية، وعرض الذروة المسائية مقسوماً على الدورة اليوماوية، وارتفاع الذروة الصباحية، وارتفاع الذروة المسائية، وخطأ الملاءمة الخاص بالملاءمة الطيفية. وبالإضافة إلى ملف معلمات ملاءمة النموذج، سيقوم البرنامج أيضاً بإخراج ملفين إضافيين؛ الأول هو ملاءمة البيانات باستخدام دالة النموذج، والثاني هو ملاءمة طيفية.قم بإجراء هذا التحليل مع ملفات نشاط أخرى. يتم حفظ جميع المعلمات المستخرجة في ملف TXT لمعلمات ملاءمة النموذج، ويمكن استخدامها لاحقاً لربط المخرجات السلوكية بالآليات الأساسية التي تنظم السلوك اليومي للذباب والذي يتحكم فيه نمط نشاط النموذج.

a-computational-method-to-quantify-fly-circadian-activity

Research

JoVE Journal

Behavior

سلوك

نحن تصف الإجراءات اللازمة لتسجيل النشاط الحركي اليومي...

يعاير نشاط الحركي لدراسة ايقاعات كل يوم والمعلمات في النوم ذبابة الفاكهة</em

وهذا المقال استعراض الوسائل التي يمكن استخدامها لتحديد وظيفة والاستجابة الإيقاعية الخفيفة في الفئران.

قياس ردود الإيقاعية الخفيفة والحادة في الفئران باستخدام نشاط عجلة دوارة

لفهم العلاقة بين الاستجابة المناعية والسلوك، ونحن تصف طريقة لقياس السلوك الحركي...

قياس كمية الاستجابة المناعية والنوم في<em&gt; ذبابة الفاكهة</em

يصف هذا الفيديو نظام مراقبة نشاط ذبابة الفاكهة (DAM) المستخدم لتتبع النشاط الحركي. يستخدم الباحثون بيانات النشاط التي تم جمعها من DAM لدراسة إيقاعات الساعة البيولوجية في ذباب الفاكهة. يوضح مقطع البروتوكول المميز كيفية تحميل الذباب في الجهاز وتسجيل بيانات النشاط لتجارب الساعة البيولوجية.

ذبابة الفاكهة مراقب النشاط (DAM): طريقة لقياس النشاط الحركي للذباب

ذبابة الفاكهة السوداء البطن هي مفيدة في دراسة التلاعب الجيني أو البيئية التي تؤثر على السلوكيات مثل النشاط الحركي العفوي. نحن هنا وصف البروتوكول الذي يستخدم شاشات الأشعة تحت الحمراء مع الحزم والبرامج وتحليل البيانات لقياس النشاط الحركي العفوي.

تحديد العفوي الحركي آخر في<em&gt; ذبابة الفاكهة السوداء البطن</em

باستخدام كاميرا ويب، ومجموعة من البرامج المجانية وغير مكلفة، وأنماط قاطرة في ذبابة الفاكهة السوداء البطن يمكن تحليلها للكشف عن اختلافات في السرعة والمسافة والوقت من الأنشطة الحركية المختلفة.

وهناك طريقة منخفضة التكلفة لتحليل مثل الاستيلاء آخر والحركة في<em&gt; ذبابة الفاكهة</em

يصف هذا التقرير طريقة لقياس نشاط يرقات ذبابة الفاكهة باستخدام مراقب نشاط ذبابة الفاكهة TriKinetics. يستخدم الجهاز أشعة الأشعة تحت الحمراء للكشف عن حركات ما يصل إلى 16 فرديا. يمكن تحليل البيانات لتمثيل معلمات الحركة بما في ذلك معدلات ومواقع داخل غرف الفحص.

قياس اليرقات آخر في<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; مراقبة النشاط

هنا، نحن بالتفصيل كيفية مزامنة دروسوفيلا إلى يوم circadian. هذه هي الخطوة الأولى والأهم من ذلك لدراسة الإيقاعات البيولوجية وعلم الكرونوبيولوجيا.

Circadian Entrainment من دروسوفيليا ميلانوغاستر

الحرمان من النوم هو أداة قوية للتحقيق في وظيفة النوم والتنظيم. نحن نصف بروتوكول النوم يحرم دروسوفيلا باستخدام جهاز إبطال النوم ، وتحديد مدى انتعاش النوم الناجم عن الحرمان.

جهاز إبطال النوم: طريقة فعالة للغاية لحرمان الدروزوفيلا من النوم

يوفر هذا البروتوكول إطارا لتقييم التغيرات السلوكية الناتجة عن الإجهاد في ذبابة الفاكهة الميلانوغاستر. يتيح دمج الاختبارات التكميلية قياس النشاط والاستكشاف واتخاذ القرار للذباب الفردي. هذا النهج مرن ويمكن تكييفه ليشمل مجموعة واسعة من الدراسات التي تبحث في بيولوجيا التوتر، والتمثيل الغذائي، والوظيفة السلوكية العصبية.

التنمذج السلوكي متعدد الوسائط لحالات شبيهة بالاكتئاب الناتجة عن التوتر في ذبابة الفاكهة الميلانوغاستر

اكتشف طريقة حسابية لتحليل النشاط الإيقاعي اليومي في ذباب الفاكهة باستخدام نموذج رياضي متعدد المعاملات. تتيح هذه الطريقة للباحثين قياس قمّتي النشاط الصباحية والمسائية بدقة عالية.

طريقة حسابية لقياس النشاط الإيقاعية يطير

استكشف المزيد من الفيديوهات