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基于視頻的果蠅行為學分析系統(tǒng)-睡眠(sleep)和攝食(feeding)行為

閱讀:824      發(fā)布時間:2024-10-28
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動物的行為決策是通過將內(nèi)部狀態(tài)internal states與外部刺激external stimuli和先前經(jīng)驗prior experience相結(jié)合而形成的。對睡眠和食物的需求就是這樣兩種內(nèi)部狀態(tài),滿足這兩種平衡過程homeostatic processes對生存同樣重要。然而,睡眠和進食也是相互排斥的:它們不能同時發(fā)生。因此,在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境條件下,需要優(yōu)先考慮相互排斥的行為,以最大限度地提高生存率。

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在不同的動物模型和人類身上,睡眠和進食調(diào)節(jié)都得到了廣泛的研究。然而,它們之間如何相互交叉和影響仍不清楚。鑒于睡眠和新陳代謝失調(diào)患者人數(shù)的驚人增長,了解這兩個過程如何在神經(jīng)回路(neural circuits)和分子通路(molecular pathways)層面相互作用具有重要意義。

 

黑腹果蠅(Drosophila)一直是研究睡眠和進食調(diào)節(jié)的關(guān)鍵模型系統(tǒng)。研究表明,果蠅的睡眠符合確定其他動物睡眠的關(guān)鍵標準,如提高喚醒閾值(increased arousal thresholds)和平衡調(diào)節(jié)(homeostatic regulation),因此果蠅是在神經(jīng)回路和分子通路水平上了解睡眠和攝食調(diào)節(jié)的一個很有前景的途徑。

 

用于果蠅運動/睡眠等行為研究常用的工具是美國TriKinetics公司的DAM2(Drosophila Activity Monitor)。DAM通過紅外線的阻斷來表征果蠅的運動等指標。

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雖然TriKinetics的DAM, LAM系統(tǒng)在果蠅行為學研究領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用,但此系統(tǒng)也有一些固有的缺陷,比如空間和時間的分辨率,果蠅運動受限等。

因此,目前越來越多的實驗室采用基于視頻的果蠅行為分析系統(tǒng)。視頻追蹤和記錄的方法,具有更高通量,更高分辨率,更高靈活性等優(yōu)勢。

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此外,該系統(tǒng)可以同時記錄和表征果蠅的運動,睡眠和攝食的行為。

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參考文獻:

Down-regulation of a cytokine secreted from peripheral fat bodies improves visual attention while reducing sleep in Drosophila

Deniz ErtekinI, Leonie Kirszenblat, Richard Faville, Bruno van Swinderen


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