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La figure 1 illustre la géométrie de l’arène, la configuration d’éclairage et le placement de la caméra utilisés pour enregistrer les interactions sociales naturelles chez Drosophila. Cette installation garantit un éclairage uniforme et des conditions d’imagerie stables, adaptées à l’estimation de la pose et à l’extraction de coordonnées.
L’estimation automatisée de la pose a été appliquée à toutes les vidéos enregistrées pour extraire les coordonnées bidimensionnelles des points clés anatomiques prédéfinis de chaque mouche. Le modèle a constamment identifié la tête, le thorax, l’abdomen et les articulations des ailes à travers les châssis, même lors d’interactions à courte portée. La figure 2 montre une trame représentative avec des points clés superposés, démontrant un suivi multi-mouche précis et une détection stable des points clés tout au long de l’enregistrement. La fiabilité de cette étape garantit que la série chronologique de coordonnées extraite peut constituer une base solide pour des analyses quantitatives en aval. La figure 3 illustre le flux de travail analytique.
En utilisant les coordonnées extraites et la proportion de trames pour chaque coordonnée, nous avons généré des cartes thermiques d’occupation spatiale pour visualiser la distribution cumulative des positions de la mouche dans l’arène. Ces cartes thermiques résument la densité de probabilité des emplacements de la mouche au fil du temps et mettent en évidence les régions d’occupation préférentielle. Les figures 4 et 5 présentent des cartes thermiques représentatives pour les mouches w1118 et Canton-S (CS). Les différences dans les schémas d’utilisation spatiale entre les zones centrale et périphérique des deux génotypes sont facilement observables, reflétant des tendances distinctes dans l’exploration des arènes et la préférence de zone.
En plus des schémas d’occupation, nous avons reconstruit les trajectoires locomotrices à partir des séries temporelles de coordonnées pour capturer la dynamique des mouvements à petite échelle. Les trajectoires étaient générées en reliant les coordonnées bidimensionnelles des mouches de chaque image successive sans aucun lissage. Les trajectoires montrées dans les figures 4 et 5 illustrent les trajectoires individuelles de déplacement des mouches w1118 et CS, révélant des différences spécifiques au génotype en termes de portée de déplacement, de complexité de chemin et de transitions entre zones à forte occupation. Ensemble, les résultats de détection de points clés, les cartes thermiques et les reconstructions de trajectoire démontrent que le pipeline combiné d’estimation de pose et d’analyse basée sur les coordonnées capture et différencie efficacement la structure comportementale des Drosophila librement interagissant entre les génotypes.
Nous avons également défini l’interaction sociale dans chaque cadre en se basant sur les coordonnées bidimensionnelles de cinq points clés anatomiques. Un couple était considéré comme socialement engagé lorsque les deux critères étaient remplis simultanément : une distance tête à tête de plus de 0,5 mm mais moins de 20 mm, et une différence d’orientation supérieure à 30°28,29,30,31. En conséquence, nous avons mesuré la proportion de temps passé en interaction sociale pour chaque paire (six paires par génotype). Notre méthode peut mesurer de manière fiable le comportement social chez les mouches, comme le montre la Figure 6. Les ratios sociaux moyens pour les mouches W1118 et CS étaient respectivement de 0,270 ± 0,001 et 0,252 ± 0,005, sur six expériences de réplication indépendantes, suggérant une forte reproductibilité entre différents groupes expérimentaux. Il est également cohérent avec le fait qu’il n’y a pas de différence significative dans le ratio social entre les deux souches de mouches sauvages.

Figure 2 : Résultats représentatifs de détection de points clés. L’estimation automatique de la pose identifiait tous les points clés anatomiques prédéfinis pour chaque mouche à travers les cadres. Les marqueurs superposés illustrent un suivi précis de plusieurs mouches lors des interactions sociales naturelles. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Figure 3 : Flux de travail d’analyse. Le flux de travail principal comprend le prétraitement, la préparation des données, l’entraînement du modèle et la validation, et aboutit finalement aux coordonnées bidimensionnelles de Drosophila, suivies d’une analyse basée sur l’interface graphique. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Figure 4 : Carte thermique représentative de l’activité et trajectoires locomotrices des mouches de W1118. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
La carte thermique montre l’occupation spatiale cumulative dans l’arène sur plus de 10 minutes, révélant les zones d’activité préférées pour chaque mouche w1118. Les trajectoires superposées illustrent des chemins de mouvement individuels reconstruits à partir de séries temporelles de coordonnées.

Figure 5 : Carte thermique représentative de l’activité et trajectoires locomotrices des vols Canton-S (CS). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
La carte thermique affiche la répartition spatiale de chaque mouche CS pendant l’interaction libre pendant 10 minutes. Les trajectoires reconstruites mettent en évidence la plage de déplacement et la structure du chemin, permettant de la comparer avec les comportements de w1118.

Figure 6 : Ratio social chez les mouches sauvages. Quantification du comportement social après 10 minutes dans la chambre. Pour six appariements de chaque génotype dans une petite arène, afin de déterminer le pourcentage de contact social. Les valeurs du ratio social pour les mouches W1118 et CS étaient respectivement de 0,270 ± 0,001 et 0,252 ± 0,005. Les données sont présentées en moyenne ± DS. Des comparaisons statistiques ont été réalisées à l’aide d’un test t de Student à deux bras non apparié. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.
Fichier supplémentaire 1. Tous les fichiers de codage nécessaires pour exécuter le protocole.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Dossier supplémentaire 2. Application GUI autonomeVeuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Dossier supplémentaire 3. Exigences en PythonVeuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.