Risposte motorie in Drosophila Melanogaster a stimoli visivi tipo Random Dots Kinetogram

Nell’uomo, i movimenti oculari hanno due principali funzioni: stabilizzare lo sguardo, nel caso in cui l’osservatore sia in movimento relativo rispetto al campo visivo, e orientare lo sguardo, in modo che l’oggetto saliente sia focalizzato sulle aree della retina con maggiore acuità visiva. Esistono diverse tipologie di movimenti oculari per focalizzare sulla retina gli oggetti visivi salienti. I movimenti saccadici rappresentano la capacità degli occhi di muoversi per focalizzare rapidamente tra diversi oggetti salienti del campo visivo. In tal modo oggetti poco focalizzati, alla periferia del campo visivo, vengono selezionati e focalizzati sulla fovea. I processi che precedono la focalizzazione dell'oggetto sulla fovea interessano i meccanismi attraverso cui agisce il processo attentivo in grado di selezionare un oggetto. Molto probabilmente questi meccanismi richiedono la presenza di una mappa retinica ad un livello pre-attentivo, cioè subconscio. I movimenti di inseguimento sono movimenti fluidi degli occhi che permettono di seguire un bersaglio visivo in movimento, mantenendone l'immagine sempre focalizzata sulla fovea. Tra i movimenti oculari per stabilizzare lo sguardo, il riflesso opto-cinetico permette di stabilizzare l’immagine sulla retina quando il campo visivo intero si muove (slittamento) rispetto alla retina. La capacità di porre l’attenzione su un oggetto in movimento è stata studiata nell'uomo ed in alcuni animali superiori, tramite lo stimolo tipo “Random Dots Motion Kinetogram (kRDM)”, uno stimolo visivo caratterizzato da punti neri in movimento casuale su sfondo bianco. Tramite un algoritmo è possibile creare dei pattern di stimolazione in cui una percentuale dots si muove coerentemente nella stessa direzione: con una coerenza del 100% tutti i dots si muovono nella stessa direzione; con coerenza 0% tutti i dots si muovono in direzione differente. Per un individuo è più facile percepire la direzione del movimento alle coerenze maggiori, mentre è verosimilmente più complicato a coerenze minori. Basandosi su di un processo percettivo di tipo cognitivo, è pertanto interessante studiare la risposta al kRDM di animali vicini o lontani all'uomo dal punto di vista evolutivo. Infatti, è possibile analizzare la comparsa e lo sviluppo nel corso dell'evoluzione di processi cognitivi semplici come la percezione del movimento e studiarne i circuiti in sistemi nervosi semplici o complessi. Tali studi possono esser condotti su animali invertebrati, data la diversa struttura anatomica del SNC. Con queste premesse, si è studiata la risposta visuo-motoria al kRDM di Drosophila melanogaster, un invertebrato in cui è possibile usare tools genetici per analisi comportamentali, in cui specifici neuroni del SN possono essere attivati/disattivati con tecniche optogenetiche, permettendo l'analisi delle risposte comportamentali in condizioni in cui i circuiti nervosi che le sottendono sono influenzati dallo sperimentatore. Le risposte attentive in Drosophila sono diverse rispetto all’uomo, in quanto il movimento saccadico comporta una riorganizzazione dell’intero corpo dell’animale, non solo dell’apparato visivo, per poter individuare l’oggetto d’interesse. Soggetti adulti e femmine della specie Berliner sono state analizzate mediante una tecnica di tethering. Le Drosophile sono state immobilizzate in un’apparecchiatura, illuminate da led e rivolte verso un foglio sul quale, usando un proiettore, sono stati proiettati kRDM di varia coerenza. A seconda dei vari stimoli percepiti, la Drosophila poteva esplicare la capacità di orientare interamente il corpo, in una direzione o nell’altra, e sono state analizzate in particolar modo le risposte date ali e testa. Dalla registrazione tramite videocamera delle risposte visuo-motorie della Drosophila nei confronti dei kRDM sono stati elaborati dei dati con l’utilizzo di Matlab e verranno discussi nella tesi.