يوفر ذبابة الفاكهة الميلانية كائنا نموذجيا ممتازا للتحقيق في الوظائف الخلوية والجزيئية في نماذج الأمراض العصبية التي تم إنشاؤها بواسطة التعديل الجيني¹ ، والعلاج الدوائي² ، والشيخوخة³. إن الحفظ العالي للمسارات البيولوجية والخصائص الفيزيائية والجينات المتجانسة المرتبطة بالأمراض بين البشر وذبابة الفاكهة يجعل ذبابة الفاكهة تقليدا مثاليا من المستوى الجزيئي إلى المستوى السلوكي⁴. في العديد من نماذج الأمراض ، يعد النقص السلوكي مؤشرا مهما ، حيث يوفر نموذجا مفيدا لمختلف اعتلالات الأعصاب البشرية ^5,6. يستخدم ذبابة الفاكهة الآن لدراسة العديد من الأمراض البشرية ، والنمو العصبي ، والأمراض التنكسية العصبية مثل مرض باركنسون والتصلب الجانبي الضموري^7،8. يعد اكتشاف القدرة الحركية لنماذج المرض أمرا بالغ الأهمية لفهم التقدم الممرض وقد يوفر ارتباطا ظاهريا بالآليات الجزيئية الكامنة وراء عملية المرض.

في الآونة الأخيرة ، تم تطوير أدوات برمجية متاحة تجاريا وبرامج فعالة من حيث التكلفة لاستراتيجيات الكشف عن ذبابة الفاكهة الحركية ، مثل الاختبار عالي الإنتاجية في الذباب المجمع^9,10 وقياس الحركة في الوقت الفعلي^11,12. أحد هذه الأساليب التقليدية هو الانجذاب الجغرافي السلبي التفاعلي السريع (RING) ، والذي يطلق عليه أيضا مقايسة التسلق ، والذي يتضمن قنوات متعددة تسمح باحتواء عدد كبير من الذباب من نفس الجنس والعمر ، مما يقلل من التباين أثناء جمع البيانات ^9,13. طريقة أخرى للاختبار المسبق لتحليل السلوك الحركي هي جهاز مراقبة نشاط TriKinetics Drosophila (DAM) ، وهو جهاز يستخدم حزما متعددة للكشف عن حركة نشاط الذباب داخل أنبوب زجاجي رفيع¹⁴. يسجل الجهاز الموقع بشكل مستمر ، والذي يمثل الحركة الآلية عن طريق حساب تقاطعات الحزمة لدراسة النشاط وإيقاع الساعة البيولوجية للذباب على مدى فترة زمنية أطول¹⁵. على الرغم من أن هذه الطرق قد استخدمت على نطاق واسع في تحليل العيوب السلوكية في ذباب الفاكهة لتحديد التغيرات في الحركة السلوكية ، إلا أنها تتطلب دائما معدات اختبار خاصة أو عمليات تحليل معقدة ، وتقييد تطبيقها في بعض النماذج باستخدام جهاز محدود وبسيط. تقوم الاستراتيجيات الجماعية لتتبع الحيوانات لاختبار ذبابة الفاكهة البالغة ، مثل FlyGrAM¹¹ واختبار جزيرة ذبابة الفاكهة ¹⁰ ، بتنفيذ التوظيف الاجتماعي والتتبع الفردي في منطقة محددة مسبقا. ومع ذلك ، قد يكون للتقييد الفردي الاجتماعي في المناطق المتحدية تأثير سلبي على الهويات في الصور ، بسبب تصادم الذباب أو تداخله. على الرغم من أن بعض الطرق القائمة على المواد مفتوحة المصدر ، مثل TRex¹⁶ و MARGO 12 و FlyPi¹⁷ ، لديها حالة طوارئ ، إلا أنها يمكن أن تتبع الذباب بسرعة مع الاستخدام المرن في الاختبارات السلوكية. ترتبط مناهج الاختبار هذه بتركيبات الأجهزة التجريبية المعقدة أو متطلبات البرامج الخاصة أو لغات الكمبيوتر الاحترافية. بالنسبة لليرقات، فإن قياس المسافة الإجمالية المقطوعة عبر عدد خطوط حدود الشبكة لكل وحدة زمنية¹⁸، أو العد التقريبي لانقباضات جدار الجسم للأفراد يدويا¹⁹، هي الطرق السائدة لتقييم قدرتها الحركية. بسبب نقص الدقة في المعدات أو الأجهزة وطرق التحليل ، قد تفلت بعض الحركة السلوكية لليرقات من الكشف ، مما يجعل من الصعب تقييم الحركة السلوكية بدقة ، وخاصة الحركة الدقيقة¹⁵.

تستخدم الطريقة المطورة الحالية واجهة برمجة تطبيقات AnimalTracker (API) ، المتوافقة مع برنامج معالجة الصور في فيجي (ImageJ) ، لإجراء تقييم منهجي للنشاط الحركي لكل من الذباب البالغ واليرقات من خلال تحليل سلوك التتبع من مقاطع الفيديو عالية الدقة (HD). فيجي هي توزيعة ImageJ برمجية مفتوحة المصدر يمكنها الجمع بين مكتبات البرامج القوية والعديد من لغات البرمجة النصية ، مما يؤدي إلى نماذج أولية سريعة لخوارزميات معالجة الصور ، مما يجعلها شائعة بين علماء الأحياء لقدراتها على تحليل الصور²⁰. في النهج الحالي ، يتم استغلال تكامل فيجي في واجهة برمجة تطبيقات AnimalTracker لتطوير اختبار سلوكي فريد من نوعه لذبابة الفاكهة مع إدخال خوارزمية شخصية ، ويوفر خطوة مفيدة للتوثيق التفصيلي والبرامج التعليمية لدعم القدرات التحليلية القوية للسلوك الحركي (الشكل 1). للتحايل على تعقيد التحديدات الموضوعية في الصور الناتجة عن تصادم الذباب أو تداخله ، تقتصر كل ساحة على استضافة ذبابة واحدة فقط. عند تقييم دقة تتبع النهج ، تم تنفيذه لتتبع وقياس الحركات الحركية لذبابة الفاكهة التي تم إعطاؤها باستخدام عقار روتينون السام ، والذي يستخدم بشكل عام للنماذج الحيوانية لمرض باركنسون ، مما أدى في النهاية إلى اكتشاف ضعف الحركة في العلاج الدوائي²¹. هذه المنهجية، التي تستخدم برمجيات مفتوحة المصدر ومجانية، لا تتطلب أجهزة عالية التكلفة، ويمكنها تحليل الحركة السلوكية لذبابة الفاكهة بدقة وبشكل متكرر.