Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wissenschaftler entwickeln Open-Source-Software zur Digitalisierung des Verhaltens von Fruchtfliegen

10.08.2012
Wissenschaftler der Freien Universität Berlin und des Centre for Genomic Regulation (CRG) in Barcelona haben Software zur Analyse der Bewegungen von einzelnen Drosophila-Fruchtfliegen und deren Larven entwickelt. Das Verhalten wird dabei aus Videodaten extrahiert und mathematisch analysiert.
Die Programme sind als Open-Source-Software für jedermann zugänglich und ermöglichen es, auf teure Hard- und Software Produkte bei der Erforschung des Verhaltens der Drosophila-Fruchtfliege zu verzichten. Die Arbeit erschien zeitgleich in zwei Publikationen der Fachzeitschrift PLoS ONE.

Für Prof. Dr. Matthieu Louis, Leiter des Spanischen Teams, war die nun bewältigte Herausforderung eine große Motivation: „Bis wir unsere Werkzeuge entwickelt hatten, musste man meistens teure, kommerzielle Hard- und Software verwenden, um das Verhalten von Larven oder Fliegen zu untersuchen. Jetzt kann fast jeder diese Experimente vornehmen. Der Vorteil unserer Software ist, dass sie in einer einfachen Sprache geschrieben ist, die es erlaubt, sie ohne viel Mühe auch für andere Experimente umzuschreiben.“ Zur Lokalisierung der Tiere reichen preisgünstige Digitalkameras, etwa Webcams völlig aus. Die frei zugänglichen Programme (http://buridan.sourceforge.net, http://sos-track.sourceforge.net) erkennen die einzelnen Verhaltenskomponenten in den Kameradaten und können diese mathematisch auswerten.

Dr. Alejandro Gomez-Marin, Erstautor der Spanischen Arbeit, erklärte: „Von der Fähigkeit abgesehen, Weingläser zu finden und darin zu ertrinken, ist Drosophila ein zentraler Modell-Organismus, an dem viele wichtige Fragen erforscht werden, nicht zuletzt, wie Gehirne funktionieren. Durch die Untersuchung der Rechts- und Linksbewegungen der Tiere können hilfreiche Erkenntnisse für die Untersuchung menschlicher Entscheidungsfindung gewonnen werden.“.

Die Daten und die Software, die in den beiden Artikeln veröffentlicht werden, erlauben es nun anderen Wissenschaftlern, nicht nur die vorliegenden Arbeiten zu überprüfen und deren Genauigkeit noch zu verbessern. Sie laden auch dazu ein, neue Analysemethoden zu entwerfen, mit deren Hilfe Forschung möglicherweise in eine ganz andere Richtung gelenkt werden könnte: „Vielleicht hat jetzt jemand eine zündende Idee, wonach man in den Daten noch suchen könnte, also eine Methode, auf die wir vielleicht nie von selbst gekommen wären“, sagte Alejandro Gomez-Marin.

Das Team stehe bereits mit mehreren Kollegen in Kontakt, die vor der eigentlichen Veröffentlichung mit der entwickelten Software arbeiteten, sagt Dr. Julien Colomb, der Erstautor der Arbeit von der Freien Universität: „Es ist sehr spannend zu sehen, wie andere Wissenschaftler unsere Entwicklungen benutzen, weil sie kostenlos und einfach anzuwenden sind.“

Die Arbeit in den beiden Artikeln ist Teil einer wachsenden Bewegung von „Open Science“-Verfechtern. Sie argumentieren, dass öffentlich geförderte Wissenschaft auch öffentlich zugänglich sein müsse – und zwar nicht nur die letztlich resultierende Publikation, sondern auch die gesamten Daten, die zu der Publikation geführt haben. „Die Veröffentlichung der wissenschaftlichen Werkzeuge ist nur der erste Schritt“, erklärt Julien Colomb. Der nächste Schritt in diesem Projekt sei, die Daten nicht erst mit der Publikation online zu stellen, sondern gleich nach der Analyse der Daten. Daran werde gerade gearbeitet. Letztlich sollen die Pläne für die experimentellen Behälter, in denen die Versuche abliefen, auch in ein digitales Format gewandelt werden, das 3D-Drucker lesen können. Auf diese Weise werde es weltweit jedem ermöglicht, der die Experimente vornehmen möchte, deren Rahmenbedingungen nachzuvollziehen. „Ich bin begeistert von der Idee, dass alles einmal so billig und einfach wird, dass im Prinzip jeder diese Experimente durchführen könnte, selbst der Schüler mit Fruchtfliegen aus der Küche – ein echtes Bürgerwissenschaftsprojekt“ sagt PD Dr. Björn Brembs, Leiter des Teams der Freien Universität.

Weitere Informationen
• Björn Brembs, Institut für Biologie – Neurobiologie der Freien Universität Berlin
Telefon:030 / 838-55050 E-Mail: bjoern@brembs.net , http://brembs.net/buridan
• Julien Colomb: julien.colomb@fu-berlin.de
• Video zum Berliner Projekt: http://youtu.be/YwGUlgiGcg4

Die beiden Artikel im Internet
• Colomb J, Reiter L, Blaszkiewicz J, Wessnitzer J, Brembs B (2012): Open source tracking and analysis of adult Drosophila locomotion in Buridan's paradigm with and without visual targets
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0042247

• Gomez-Marin A. Partoune N; Stephens G, Louis M (2012): Automated tracking of animal posture and movement during exploration and sensory orientation behaviours

http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0041642

Carsten Wette | idw
Weitere Informationen:
http://www.fu-berlin.de
http://www.fu-berlin.de/presse/informationen/fup/2012/fup_12_218/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscherteam der Universität Bremen untersucht Korallenbleiche
24.04.2017 | Universität Bremen

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Projekt CeGlaFlex: Hauchdünne, bruchsichere und biegsame Keramik und Gläser

24.04.2017 | Verfahrenstechnologie

Innovationspreis 2017 der Deutschen Hochschulmedizin e.V.

24.04.2017 | Förderungen Preise

Konfetti im Gehirn: Steuerung wichtiger Immunzellen bei Hirnkrankheiten geklärt

24.04.2017 | Medizin Gesundheit