Ecole Doctorale

Sciences du Mouvement Humain

Spécialité

Sciences du Mouvement Humain - MRS

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

poursuite,interception,controle visiomoteur,stabilisation du regard,mouche,vol libre

Keywords

pursuit,interception,visuomotor control,gaze stabilization,fly,free flight

Titre de thèse

Controle visiomoteur de la poursuite chez la mouche.
Visuomotor control of the fly when chasing a dummy target.

Date

Mercredi 18 Novembre 2020 à 9:00

Adresse

Institut des Sciences du Mouvement, 163 Avenue de Luminy, 13009 Marseille, France amphithéâtre

Jury

Directeur de these M. STEPHANE VIOLLET CNRS - INSTITUT DES SCIENCES DU MOUVEMENT AMU
Rapporteur Mme KARIN NORDSTROM FLINDERS UNIVERSITY
CoDirecteur de these M. HOLGER KRAPP IMPERIAL COLLEGE LONDON
Rapporteur M. MARTIN EGELHAAF UNIVERSITAT BIELEFELD
Examinateur M. REINOUD BOOTSMA INSTITUT DES SCIENCES DU MOUVEMENT

Résumé de la thèse

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 controllée 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 plan vertical. 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.

Thesis resume

Male blowflies chase and catch other flies in fast acrobatic flights. The project aimsto construct model of the sensorimotor control of such chasing behaviour. A mov-ing dummy target (a small sphere) induces chasing flights in freely flying flies. I de-signed an experimental platform where the 3d position and orientation of the fly wasrecorded while chasing the actuated dummy target. The analysis of the flies’ trajecto-ries 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 strategiesthrough body kinematics. I discovered that the maleLuciliaemploys tracking in thehorizontal plane and interception in the vertical plane. I discussed the neuroanatom-ical structures implicated in these differences. I also installed a camera close to thetarget to observe the rotation of the fly around its longitudinal axis (roll-angle). Thisvalidated the hypothesis of coordinated flight, and a landing-like response just beforecapturing the target. In this project I characterized blowfly pursuit strategies, arguedthe necessity of body roll during sharp turns, and discussed the control of head orien-tation – or head-body coordination –, which is essential when performing visuomotortask.