Contrôle visiomoteur de la poursuite chez la mouche

Visuomotor control of the fly when chasing a dummy target

• Auteur / Autrice : Léandre Varennes-Phillit
• Direction : Stéphane Viollet, Holger G Krapp
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du Mouvement Humain
• Date : Soutenance le 18/11/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du Mouvement Humain (Marseille ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences du Mouvement Etienne Jules Marey (ISM)
• Jury : Président / Présidente : Reinoud Jan Bootsma
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Martin Egelhaaf, Karin Nordström

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vision

Insectes -- Vol

Neuroéthologie

Insectes

Mouches

Mots clés libres

Poursuite aérienne

Mouche

Insecte

Stratégie de capture

Stratégie d’interception

Vision

Neuroéthologie

Orientation du corps

Dynamique de vol

Aerial pursuit

Fly

Insect

Capture strategy

Interception strategy

Vision

Neuroethology

Body orientation

Flight dynamics

Résumé

Certaines mouches mâles pourchassent d’autres mouches en vol. Le projet de thèse vise à construire un modèle de contrôle sensorimoteur de ce comportement de poursuite. Une cible factice mobile induit le comportement de poursuite chez les mouches males. J’ai développé une plate-forme expérimentale où la position et l’orientation 3D de la mouche sont enregistrées pendant qu’elle poursuit la cible dont la trajectoire est contrôlée par ordinateur. L’analyse des trajectoires de vol a permis de caractériser le contrôle du changement de cap du poursuivant dans les trois dimensions. Plusieurs trajectoires de cible ont été utilisées dans le but d’étudier les stratégies cinématiques de la poursuite. J’ai découvert que le male de l’espèce Lucilia utilise le suivi de cible dans le plan horizontal et l’interception dans le planvertical. Dans cette thèse je présente les structures neuroanatomiques impliquées dans ces différences de stratégie. J’ai également installé une caméra embarquée, située à proximité de la cible pour observer la rotation de la mouche autour de son axe longitudinal (angle de roulis). Cela a permis de valider l’hypothèse d’un vol coordonné et d’une réaction de type atterrissage dans les derniers instants de la poursuite. Dans ce projet, j’ai caractérisé les stratégies de poursuite de la mouche Lucilia. J’ai montré l’implication du roulis du corps pendant les virages serrés, enfin j’ai discuté du contrôle de l’orientation de la tête - ou de la coordination tête-corps -,qui est essentiel lors de l’exécution d’un comportement visiomoteur.

Male blowflies chase and catch other flies in fast acrobatic flights. The project aims to construct model of the sensorimotor control of such chasing behaviour. A moving dummy target (a small sphere) induces chasing flights in freely flying flies. I designed an experimental platformwhere the 3d position and orientation of the flywas recorded while chasing the actuated dummy target. The analysis of the flies’ trajectories helped to characterize the steering control of the pursuer, in the three dimensions. Changes of the trajectory of the dummy target were used to study chasing strategies through body kinematics. I discovered that the male Lucilia employs tracking in the horizontal planeand interception in the vertical plane. I discussed the neuroanatomical structures implicated in these differences. I also installed a camera close to the target to observe the rotation of the fly around its longitudinal axis (roll-angle). This validated the hypothesis of coordinated flight, and a landing-like response just before capturing the target. In this project I characterized blowfly pursuit strategies, argued the necessity of body roll during sharp turns, and discussed the control of head orientation – or head-body coordination –, which is essential when performing visuomotor task.