Zwierzęta są często narażone na niezlokalizowane bodźce mechaniczne, takie jak wibracje czy fale akustyczne1,2. Ponieważ te bodźce wpływają na homeostazę, rozwój i reprodukcję, zwierzęta muszą modyfikować swoje zachowania, aby sobie z nimi poradzić3,4,5. Jednak obwody neuronalne i mechanizmy leżące u podstaw takiej modyfikacji zachowania są słabo poznane.
Mechanosensoryczne zachowanie nicieni, Caenorhabditis elegans, to prosty paradygmat behawioralny, w którym robaki zwykle zmieniają zachowanie z ruchu do przodu na reakcję ucieczki do tyłu, gdy napotkają niezlokalizowane wibracje6. Obwód neuronalny leżący u podstaw tego zachowania składa się głównie z pięciu neuronów czuciowych, czterech par interneuronów i kilku typów neuronów ruchowych7,8. Dodatkowo, robaki przyzwyczajają się do takich bodźców mechanicznych po treningu w odstępach czasu obejmującym powtarzającą się stymulację9,10,11. Dlatego ta prosta reakcja behawioralna stanowi idealny system do badania mechanizmów neuronalnych leżących u podstaw zarówno niezlokalizowanego zachowania wywołanego wibracjami, jak i pamięci. Przedstawiono protokół obrazowania wapnia u swobodnie zachowujących się robaków pod wpływem drgań niezlokalizowanych. W porównaniu z wcześniej zgłaszanymi systemami, ten system jest prosty, ponieważ nie wymaga dodatkowej kamery do śledzenia; Pozwala nam jednak zmienić częstotliwość, przemieszczenie i czas trwania niezlokalizowanych wibracji. Ponieważ aktywacja interneuronów AVA indukuje reakcję ucieczki wstecznej, jako przykład użyto robaków współeksprymujących GCaMP, wskaźnik wapnia i TagRFP, niewrażliwe na wapń białko fluorescencyjne, pod kontrolą promotora specyficznego dla AVA (szczegóły w Tabeli materiałów). Protokół demonstruje aktywację neuronów AVA, gdy robak przełącza się z ruchu do przodu na ruch do tyłu. Protokół ten ułatwia zrozumienie mechanizmu obwodu neuronalnego leżącego u podstaw zachowań mechanosensorycznych.