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La Figura 1 ilustra la geometría de la arena, la configuración de iluminación y la colocación de la cámara utilizadas para registrar las interacciones sociales naturales en Drosophila. El montaje garantiza una iluminación uniforme y condiciones de imagen estables, adecuadas para la estimación de poses y la extracción de coordenadas.
Se aplicó estimación automática de poses a todos los vídeos grabados para extraer coordenadas bidimensionales de los puntos anatómicos clave predefinidos de cada mosca. El modelo identificó consistentemente las articulaciones de la cabeza, el tórax, el abdomen y las alas a lo largo del cuerpo, incluso durante interacciones a corta distancia. La Figura 2 muestra un fotograma representativo con puntos clave superpuestos, demostrando un seguimiento preciso de múltiples moscas y una detección estable de puntos clave a lo largo de la grabación. La fiabilidad de este paso garantiza que la serie temporal de coordenadas extraída pueda servir como una base sólida para análisis cuantitativos posteriores. La Figura 3 ilustra el flujo de trabajo analítico.
Utilizando las coordenadas extraídas y la proporción de fotogramas para cada coordenada, generamos mapas de calor de ocupación espacial para visualizar la distribución acumulativa de las posiciones de las moscas dentro de la arena. Estos mapas de calor resumen la densidad de probabilidad de ubicaciones de las moscas a lo largo del tiempo y destacan regiones de ocupación preferencial. Las Figuras 4 y 5 presentan mapas de calor representativos para las moscas w1118 y Canton-S (CS). Las diferencias en los patrones de uso espacial entre las zonas central y periférica de ambos genotipos son fácilmente observables, reflejando tendencias distintas en la exploración de arenas y la preferencia de zonas.
Además de los patrones de ocupación, reconstruimos trayectorias locomotoras a partir de las series temporales de coordenadas para capturar dinámicas de movimiento a escala fina. Las trayectorias se generaban conectando las coordenadas bidimensionales de las moscas de cada fotograma sucesivo sin ningún suavizado. Las trayectorias mostradas en las Figuras 4 y 5 ilustran las trayectorias de movimiento individuales de las moscas w1118 y CS, revelando diferencias específicas del genotipo en rango de movimiento, complejidad de caminos y transiciones entre zonas de alta ocupación. En conjunto, los resultados de detección de puntos clave, los mapas de calor y las reconstrucciones de trayectorias demuestran que la cadena combinada de estimación de poses y análisis basado en coordenadas captura y diferencia eficazmente la estructura conductual de Drosophila que interactúa libremente entre genotipos.
También definimos la interacción social en cada marco basándonos en las coordenadas bidimensionales de cinco puntos clave anatómicos. Una pareja se consideraba socialmente comprometida cuando ambos criterios se cumplían simultáneamente: una distancia cabeza a cabeza de más de 0,5 mm pero menos de 20 mm, y una diferencia de orientación superior a 30°28,29,30,31. En consecuencia, medimos la proporción de tiempo dedicado a la interacción social para cada pareja (seis parejas por genotipo). Nuestro método puede medir de forma fiable el comportamiento social en las moscas, como se muestra en la Figura 6. Las proporciones sociales medias para las moscas W1118 y CS fueron de 0,270 ± 0,001 y 0,252 ± 0,005, respectivamente, en seis experimentos de réplica independientes, lo que sugiere una fuerte reproducibilidad entre diferentes grupos experimentales. También es coherente con el resultado de que no hay una diferencia significativa en la proporción social entre las dos cepas de moscas de tipo salvaje.

Figura 2: Resultados representativos de detección de puntos clave. La estimación automática de la pose identificó todos los puntos anatómicos clave predefinidos para cada mosca a través de los cuadros. Los marcadores superpuestos ilustran el seguimiento preciso de múltiples moscas durante interacciones sociales naturales. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 3: Flujo de trabajo de análisis. El flujo de trabajo principal comprende preprocesamiento, preparación de datos, entrenamiento de modelos y validación, y finalmente produce coordenadas bidimensionales de Drosophila, seguidas de análisis basados en interfaz gráfica. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 4: Mapa de calor representativo de actividad y trayectorias locomotoras de las moscas de w1118. Haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
El mapa de calor muestra la ocupación espacial acumulada dentro de la arena durante 10 minutos, revelando las zonas de actividad preferidas para cada mosca w1118. Las trayectorias superpuestas ilustran trayectorias de movimiento individuales reconstruidas a partir de series temporales de coordenadas.

Figura 5: Mapa de calor representativo de actividad y trayectorias locomotoras de las moscas Canton-S (CS). Por favor, haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
El mapa de calor muestra la distribución de ocupación espacial de cada mosca CS durante la interacción libre durante 10 minutos. Las trayectorias reconstruidas destacan el rango de movimiento y la estructura de caminos, permitiendo comparar con los patrones de comportamiento de w1118.

Figura 6: Proporción social en moscas salvajes. Cuantificación del comportamiento social tras 10 minutos en la cámara. Para seis emparejamientos de cada genotipo en un pequeño espacio, para determinar el porcentaje de contacto social. Los valores de la razón social para las moscas W1118 y CS fueron 0,270 ± 0,001 y 0,252 ± 0,005, respectivamente. Los datos se presentan en media ± DS. Se realizaron comparaciones estadísticas utilizando una prueba t de Student de dos colas sin pareja. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
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