Caracterització dels patrons de locomoció de C. elegans

33

34

D’altra banda, les distribucions de densitat de les velocitats lineals seguides per un individu de cada soca poden consultar-se a les figures 12 i 13. El mosaic de quatre gràfics (part esquerra de la imatge, seccions A i B) defineix l’assignació dels segments de trajectòria o tips a cadascuna de les distribucions probabilístiques elementals, gamma (secció A) o gaussiana (secció B). Els gràfics acolorits en vermell representen el conjunt d’ambdues en una distribució mixta, mentre que els gràfics acolorits en blau o en groc il·lustren les distribucions elementals mencionades. Al gràfic de la secció C es mostra la mateixa distribució combinada però diferenciant per colors cadascuna de les parts elementals que la constitueixen.

Addicionalment, s’indica l’error associat a una classificació equívoca dels tips. El procés comença absorbint aquells que siguin propis d’una distribució de valors gamma, donat que els valors associats a aquesta són clarament distintius. A mesura que el còmput continua i s’omplen les parts elementals de la distribució mixta, l’error disminueix fins a estabilitzar-se. El programa és capaç d’avaluar si l’assignació d’un tip a una distribució elemental concreta implica un augment o una reducció d’aquest l’error de càlcul; si es produeix un increment, aleshores es re-assigna el tip a l’altra part de la distribució mixta.

Soca N2 (ind. 201405101451) A

B

C

Figura 12. Distribucions de densitat de les velocitats lineals seguides per l’individu 201405101451 de la soca N2 de C. elegans. A) Representació de la distribució mixta (en vermell) i individual (en blau) dels segments de trajectòria assignats a la distribució probabilística gamma. B) Representació de la distribució mixta (en vermell) i individual (en groc) dels segments de trajectòria assignats a la distribució probabilística gaussiana. C) Il·lustració conjunta de la distribució combinada diferenciant per colors cadascuna de les parts elementals que la constitueixen.

S’indiquen addicionalment els paràmetres que defineixen la distribució gamma (shape i rate) i normal (mean i sd).

35

Les figures 14 i 15 combinen els diagrames d’etograma (secció A), derivats de traçar amb diferents colors els dos estats motors contemplats en la taula del mateix nom i al llarg de la trajectòria, amb gràfics de barres que aporten informació relativa a la velocitat del nematode en cada tram del recorregut (secció B). Les zones blaves defineixen estats de reorientació o gir, mentre que les zones grogues/ocres delimiten els patrons de crawling o desplaçament lineal.

Figura 14. A) Diagrama d’etograma que descriu els estats de reorientació (en blau) i crawling (en groc) de l’individu indicat (soca N2), en base a la columna state de la taula de resultats (dreta). B) Gràfic de barres que indica la velocitat associada a cadascun dels estats motors de la trajectòria.

Soca N2 (ind. 201405101451)

Soca CB4856 (ind. 201406041832) A

B

C

Figura 13. Distribucions de densitat de les velocitats lineals seguides per l’individu 201406041832 de la soca CB4856 de C. elegans. A) Representació de la distribució mixta (en vermell) i individual (en blau) dels segments de trajectòria assignats a la distribució probabilística gamma. B) Representació de la distribució mixta (en vermell) i individual (en groc) dels segments de trajectòria assignats a la distribució probabilística gaussiana. C) Il·lustració conjunta de la distribució combinada diferenciant per colors cadascuna de les parts elementals que la constitueixen. S’indiquen addicionalment els paràmetres que defineixen la distribució gamma (shape i rate) i normal (mean i sd).

B A

36

Per últim, les figures 16 i 17 mostren les distribucions de densitat de les velocitats angulars (en radians per segon) per a cadascun dels organismes assajats. En groc es visualitzen els valors associats a un moviment de serpenteig rectilini, i en blau els propis d’un patró de reorientació .

A

B

Figura 15. A) Diagrama d’etograma que descriu els estats de reorientació (en blau) i crawling (en groc) de l’individu indicat (soca CB4856), en base a la columna state de la taula de resultats (dreta). B) Gràfic de barres que indica la velocitat associada a cadascun dels estats motors de la trajectòria.

Soca N2 (ind. 201405101451)

Figura 16. Distribucions de densitat (eix d’ordenades) de les velocitats angulars en rad/s (eix d’abscisses) de l’individu indicat (soca N2), distingint els valors designats al moviment de crawling (ocre) i de reorientació o looping (blau). A la dreta es mostra el model computat de velocitat angular que identifica els dos tipus de patró locomotor.

Soca CB4856 (ind. 201406041832)

37

A nivell de còmput, s’han estimat els paràmetres de les equacions de Langevin presentades al subapartat E de la secció 4.2.1, tal i com es pot veure a la taula 1. Per a cada individu es detalla el valor de la velocitat mitjana i la seva desviació típica, així com la força de torsió perpetuada al llarg del recorregut i la desviació típica dels angles de gir. També s’especifiquen les unitats de cada paràmetre i el mètode de càlcul per a cadascun.

Taula 1. Resum dels paràmetres de les equacions de Langevin calculats per als individus emprats com a exemple de les dues soques d’estudi.

Paràmetre Valor Unitats Mètode

Soca N2 (ind. 201405101451) Velocitat mitjana (vs ) 0.142008 mm/s Mean (speed)

Desviació típica de la

velocitat mitjana ( 𝜎h ) 0.02061559 mm/s SD (speed)

Força de torsió ( 𝛽 ) 0.0002036562 rad·mm/s² Mean (speed)*Mean(ω) Desviació típica de l’angle

de gir ( 𝜎𝜙 ) 0.08298545 rad SD (turning angles)

Soca CB4856 (ind. 201406041832) Velocitat mitjana (vs ) 0.1826239 mm/s Mean (speed)

Desviació típica de la

velocitat mitjana ( 𝜎h ) 0.02425312 mm/s SD (speed)

Força de torsió ( 𝛽 ) 0.007355222 rad·mm/s² Mean (speed)*Mean(ω) Desviació típica de l’angle

de gir ( 𝜎𝜙 ) 0.09744722 rad SD (turning angles) Soca CB4856 (ind. 201406041832)

Figura 17. Distribucions de densitat (eix d’ordenades) de les velocitats angulars en rad/s (eix d’abscisses) de l’individu indicat (soca CB456), distingint els valors designats al moviment de crawling (ocre) i de reorientació o looping (blau). A la dreta es mostra el model computat de velocitat angular que identifica els dos tipus de patró locomotor.

38

6 Discussió