Variazione dello sviluppo sensoriale da diversi movimenti
Tradizionalmente, la classificazione di diversi tipi di fenotipi di motilità del C. elegans si basava sullo studio delle mutazioni e l’annotazione manuale. Quando un’immagine è divisa in diversi segmenti, la pila di immagini che ne risulta si può usare per la ricostruzione in 3D per mezzo di algoritmi. Il progetto MECHANOSENSORYTREES (Role of mechanosensory touch-based cues on arborization of neuronal dendritic trees), finanziato dall’UE, ha sviluppato nuovi protocolli e sistemi per analizzare in modo automatico video di vermi in movimento. Lo studio di come gli input sensoriali basati sul tatto determinino lo sviluppo di terminazioni nervose sensoriali, dendriti, è importante per molti settori, come la genetica comportamentale e la neuroscienza. Il sistema di segmentazione automatica MECHANOSENSORYTREES che ne deriva associa intensità, consistenza e tempistica per fornire segmentazioni sofisticate usando un modello di campo aleatorio di Markov. I ricercatori hanno sviluppato anche un metodo statistico di visione computerizzata per segmentare le strutture dell’albero dendritico usando la microscopia confocale a scannerizzazione laser. I risultati hanno mostrato che il sistema supera le prestazioni dei metodi tradizionali di segmentazione e fornisce una descrizione dell’albero dendritico paragonabile a quella ottenuta con altri sistemi sofisticati. È stato sviluppato anche un approccio completamente automatizzato per caratterizzare i fenotipi di C. elegans senza bisogno di definire caratteristiche specifiche del nematode. Basata sulla visione computerizzata scale-invariant feature transform, questa tecnica rappresenta una gamma di diversi movimenti di strisciamento fatti dal nematode confrontati con mutanti in forma di istogramma. L’algoritmo è riuscito a rilevare diversi ceppi e ha mostrato cluster con il pattern previsto sulla base di relazioni genetiche. I risultati della ricerca sono apparsi in diverse riviste sottoposte a revisione paritaria come il Biophysical Journal e in presentazioni durante conferenze(si apre in una nuova finestra). Il progetto ha partecipato anche a simposi internazionali. I difetti dello sviluppo neurale e della funzione meccanosensoriale possono contribuire alla sindrome di Down e all’autismo. Ci sono sempre più testimonianze che i segnali ambientali, insieme alla genetica della differenziazione neurale, determinino la morfologia definitiva degli alberi dendritici. Capire meglio lo sviluppo sensoriale potrebbe portare alla produzione di strategie di cura mirate.
