Seguimiento visual mediada olor durante el vuelo en Drosophila

Los insectos voladores utilizan señales visuales para estabilizar su rumbo en una corriente de viento. Como tal, la estabilización visual del seguimiento contra el viento ayuda directamente en el seguimiento de olores. Usando un aparato de correa magnética olfativa o OMT, podemos examinar si las señales visuales influyen directamente en el comportamiento de seguimiento de olores independientemente de las señales del viento.

El procedimiento comienza con la optimización de la iluminación de la mosca ajustando la intensidad de un LED infrarrojo para obtener una imagen clara de la mosca. Muy poca iluminación dará como resultado una imagen tenue y demasiada resultará en una imagen sobresaturada una vez que la mosca se haya fotografiado correctamente. El software de análisis mide el ángulo del cuerpo en tiempo real: arrastrar visualmente una mosca hacia una columna de olor a comida da como resultado un rumbo consistente hacia la ubicación espacial de la pluma.

Pero solo cuando el panorama visual contiene fuertes señales visuales. Probar la misma mosca en un ámbito visual de igual luminancia media, pero sin bordes visuales, da como resultado un seguimiento deficiente de la pluma a medida que la mosca pierde su orientación espacial. Hola, soy Brian DeMars del laboratorio del Dr. Mark Fry en el Departamento de Ciencias Fisiológicas de la Universidad de California en Los Ángeles.

Hoy le mostraremos cómo adquirir y optimizar imágenes de video para analizar el ángulo corporal en un aparato de correa magnética olfativa. También describiremos dos experimentos para examinar la influencia de las señales visuales en el seguimiento de olores. Utilizamos este procedimiento en nuestro laboratorio para estudiar el control de vuelo visual y olfativo y las moscas de la fruta.

Así que comencemos. La optimización de la imagen de video es crucial para la calidad de los datos adquiridos para obtener imágenes más limpias. Primero coloca una mosca recién atada en la arena usando un par de pinzas.

A continuación, coloque la cámara de placa de alambre de fuego debajo de la cámara de vacío de acrílico transparente de modo que la cámara apunte directamente hacia arriba a través de la cámara a través del tubo de vacío de vidrio hasta el aspecto ventral de la mosca atada. Asegúrese de que no haya ningún recubrimiento de filtro infrarrojo en la lente del sistema de video. Para iluminar la mosca, use una matriz circular de LED infrarrojos, que se colocan justo debajo de los paneles LED.

Enfoque cada LED en el cuerpo de la mosca individualmente para obtener una iluminación uniforme para reducir el deslumbramiento del sistema de paneles y minimizar las señales visuales observadas por la mosca. Es útil cubrir todas las superficies reflectantes dentro de la vista de la cámara con pintura negra mate, las luces de la habitación deben estar apagadas para reducir el deslumbramiento y las modulaciones de brillo detectables por el ojo de la mosca. A continuación, inspeccione visualmente la cámara.

La mosca debe ser de color blanco brillante sobre un fondo negro. Si la imagen está borrosa, es posible que sea necesario enfocar la lente. Si la mosca está oscura, es posible que la matriz de LED esté desenfocada o insuficientemente alimentada para una iluminación adecuada.

Por último, adquiera vídeo con subrutinas personalizadas escritas en MATLAB utilizando la caja de herramientas de adquisición de imágenes. Un experimento simple en el OMT es observar a una mosca hambrienta localizando y rastreando activamente una columna de olor atractivo a comida. Por lo general, estos experimentos se ejecutan en un formato de bloque aleatorio para minimizar cualquier sesgo en el orden experimental.

Al manipular el entorno visual, puede influir en la capacidad de la mosca para rastrear un olor. Para hacer este experimento, coloque una mosca recién atada en la arena usando un par de pinzas antes de cada experimento usando la pantalla visual, gire la mosca durante varias revoluciones para asegurar un movimiento suave alrededor de todo el eje YA de 360 grados. Deseche la mosca si no gira suavemente.

Si el problema persiste, es posible que los imanes estén desalineados. A continuación, presente a la mosca las siguientes condiciones experimentales. En orden aleatorio, un patrón de rayas de alto contraste con vapor de agua que emana del puerto de olor.

Un patrón de rayas de alto contraste con un atractivo vapor de olor. Una sola franja vertical desplazada 90 grados desde el puerto de olor con vapor de agua y una sola franja desplazada de 90 grados con intervalos 32 de vapor de olor funcionan bien para experimentos en los que las moscas tienen el desafío de localizar la fuente de olor por sí mismas. Adquiera vídeo a 30 hercios durante cada condición experimental y utilice MATLAB para analizar las imágenes sin conexión Cuando se utilizan concentraciones de olor altas, el olor residual puede liberarse del puerto de olor después de que el olor se apague para minimizar cualquier efecto.

Esto puede hacer girar la mosca durante unos segundos con un panorama giratorio para permitir que el sistema elimine cualquier olor residual. También ayuda a rotar visualmente la mosca entre tratamientos experimentales. Esto mantiene a las moscas activamente involucradas en el experimento y evita que permanezcan en un solo lugar.

Un segundo experimento básico en el OMT es arrastrar visualmente una mosca a una columna de olor, cambiar instantáneamente las condiciones visuales y luego medir su capacidad para permanecer en la pluma. Los experimentos se realizan en un formato de bloque aleatorio para minimizar cualquier sesgo en el orden experimental. Con fórceps, coloque una mosca recién atada en la arena.

A continuación, como prueba de diagnóstico, gire visualmente la mosca varias veces alrededor de la arena. Esto asegura que el animal tenga la capacidad de orientarse en todas las direcciones. Antes de cada condición, encienda el olor experimental, ya sea agua o vinagre, y arrastre visualmente la mosca hacia el penacho oscilando una pequeña franja vertical en la posición del penacho.

Ahora que la mosca está orientada hacia el penacho, retira la franja oscilante. A continuación, presente las siguientes condiciones visuales. Rayas panorámicas de alto contraste con vapor de agua, fondo uniforme con vapor de agua, franjas panorámicas de alto contraste con vapor de olor y fondo uniforme con vapor de olor.

Adquiera video a 30 hercios durante la duración de cada condición experimental. A continuación, utilice rutinas de software personalizadas escritas en MATLAB para analizar las imágenes sin conexión. Al optimizar la imagen de video OMT, recuerde que debe tener una vista clara de la mosca iluminada sobre un fondo negro oscuro.

imágenes demasiado brillantes se pueden mejorar reduciendo la interferencia de fondo, reduciendo la intensidad de los LED infrarrojos o apagando las luces de la habitación. Si la mosca está bien iluminada. Ajustar el enfoque de los LED infrarrojos o modular su intensidad puede solucionar el problema.

Al desafiar a una mosca a encontrar una columna de olor por sí misma, nunca debe localizar una columna de vapor de agua en un grado significativo, pero siempre debe localizar una columna de olor en presencia de ricas señales visuales panorámicas. Una segunda prueba consiste en arrastrar visualmente una mosca directamente a una columna de olor y desafiarla a mantener su rumbo dentro de la columna contra una variedad de fondos visuales estacionarios. Si la mosca es arrastrada a una columna de vapor de agua, debe alejarse rápidamente.

Si la mosca es arrastrada a una columna de olor y hay suficientes señales visuales para mediar un seguimiento robusto, la mosca permanecerá en la pluma. Acabamos de mostrarle cómo optimizar la imagen de vídeo adquirida para un aparato de sujeción magnética olfativa. También hemos descrito dos protocolos experimentales para examinar la influencia de las señales visuales en el seguimiento de olores.

Al realizar estos experimentos, es importante recordar que la optimización de la imagen de video es crucial para la calidad de los datos adquiridos. Además, independientemente del protocolo experimental, es importante mantener a las moscas felices y activamente comprometidas. Así que eso es todo.

Gracias por mirar y buena suerte con tus experimentos.