Sviluppo e collaudo di un sistema a sfera rotante (spherical treadmill) per l’analisi locomotoria e comportamentale di Gromphadorhina portentosa

Quantificare ed analizzare la locomozione e le risposte anti-predatorie negli insetti è fondamentale per comprendere i meccanismi comportamentali in diverse condizioni sperimentali. Questo studio ha avuto come obiettivo lo sviluppo e la validazione di un sistema sperimentale basato su uno spherical treadmill per l’analisi della locomozione e delle risposte comportamentali anti-predatorie in Gromphadorhina portentosa. Gli esperimenti sono stati condotti su 20 individui adulti (10 maschi e 10 femmine). Per ogni individuo sono stati misurati il peso e le dimensioni corporee; successivamente è stato applicato un dado autobloccante sul terzo segmento toracico, necessario per l’ancoraggio al sistema. L’animale è stato quindi posizionato su una sfera in polistirolo mantenuta in sospensione tramite flusso d’aria. Il setup comprende una webcam per l’acquisizione video e il software FicTrac per il tracciamento dei movimenti della sfera, resa identificabile da un pattern ad alto contrasto. Il protocollo sperimentale ha previsto una fase di acclimatazione di 10 minuti, seguita dalla somministrazione casuale di due stimoli: un impulso di aria compressa indirizzato ai cerci (“Aria”) e una stimolazione meccanica dell’addome mediante un pennellino in silicone (“Tocco”). L’analisi della locomozione è stata effettuata tramite il software FicTrac, che permette di mappare il percorso dell'animale basandosi sulla rotazione della sfera. Il software scompone le rotazioni della sfera nei tre assi principali del corpo dell'animale (x, y, z), convertendo gli spostamenti dei pixel in vettori di velocità angolare e lineare. I dati grezzi così ottenuti sono stati successivamente elaborati per correggere le tracciature continue e analizzare traiettorie, orientamenti e velocità medie di rotazione. Nel complesso, il sistema spherical treadmill si è dimostrato efficace per lo studio della locomozione in G. portentosa. Nonostante alcune limitazioni tecniche, il setup presenta buone potenzialità di sviluppo e potrà essere ulteriormente ottimizzato per futuri studi etologici e locomotori sulla specie.