Araştırmacılar, yeni teknik kullanarak, sineklerin beyinlerinin tatlara nasıl tepki verdiğine dair şaşırtıcı keşifler yapıyor

Yayınlanan yeni bir çalışmada Güncel BiyolojiBrown Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yeni bir görüntüleme tekniğini nasıl geliştirdiklerini ve tatlı ve acı tatlara tepki olarak meyve sineklerinin sinirsel aktivitesini haritalamak için nasıl kullandıklarını anlattılar.

Doktora derecesini alan çalışma yazarı Nathaniel Snell, “Bu sonuçlar, sinek beyinlerinin yiyeceklerin tadını kodlama şeklinin beklediğimizden daha karmaşık olduğunu gösteriyor” dedi. 2021’de Brown’dan sinirbilim alanında doktora derecesini aldı ve tezinin bir parçası olarak araştırmayı yürüttü.

Brown’s Warren Alpert Tıp Okulu’nda sinirbilim profesörü ve Üniversite’nin Carney Beyin Bilimi Enstitüsü Hücre ve Devreler Nörobiyolojisi Merkezi direktörü Gilad Barnea, araştırmacıların bulgularının kullandıkları yöntem kadar önemli olduğunu söyledi.

Sineklerin tat duyumlarına tepkilerini yöneten beyin süreçleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için Barnea, Snell ve Barnea’nın laboratuvarındaki bir grup yüksek lisans ve lisans öğrencisi “” adlı yeni bir görüntüleme tekniği geliştirdiler.trans-Tango(aktivite).” Bu bir uyarlamadır. trans-Tango, Barnea laboratuvarı tarafından icat edilen ve beyindeki sinir devrelerini izlemek için kullanılan çok yönlü bir teknoloji. dedi Barnea trans-Tango(aktivite), devrelerdeki belirli nöronların uyaranlara nasıl tepki verdiğini ortaya çıkararak anlayışı yeni bir düzeye taşır.

Barnea, uyaranlara verilen beyin tepkisinin bir röle gibi olduğunu açıkladı: “Çubuk” bir nörondan diğerine ve sonra diğerine geçer ve bu böyle devam eder. Önceki teknikler, bir nöronu sopayla tanımlayabilirdi, ancak o nörona sopayı kimin verdiğini belirleyemezdi.

“Trans-Tango (aktivite), devredeki ikinci dereceden nöronlara seçici olarak bakmamıza izin verdi, böylece tatlı ve acı tatlara nasıl tepki verdiklerine odaklanabildik” dedi Barnea.

Tatlı ve acı tatlara tepki çok farklı olduğu için, araştırmacıların beklentisi, bu tepkilere aracılık eden devreler boyunca sinirsel aktivitenin de tamamen farklı olacağıydı. Fakat trans-Tango(aktivite), iki tada yanıt olarak bu devrelerde zaten ikinci sıra nöronlarda bulunan nöral aktivitenin bir miktar örtüşmesini ortaya çıkardı.

Barnea, sonuçların bazılarının, örneğin bir yiyeceğin belirli bir çürük, zehirli veya başka türlü kötü bölümünden kaçınmayı sineklerin nasıl bildiğini gösterebileceğini söyledi. Genel olarak, çalışma bulgularının sofistike ve rafine lezzet süreçlerinin önemini vurguladığını söyledi.

Yemek yemenin veya beslemenin, sinek ya da insan olsanız da hata yapamayacağınız bir aktivite olduğunu unutmamalısınız” dedi. “Eğer sizin için kötü bir şey yerseniz, zararlı olabilir. Kötü bir midye yedikten sonra pahalıya ödemiş olan herkes bunu doğrulayabilir. Bu nedenle, belirli yiyeceklerden, hatta yiyeceklerin belirli alanlarından veya kısımlarından kaçınmayı bilmek önemlidir. türlerin hayatta kalması için.”

Bir bulgu Barnea için özellikle hayatta kalma hakkında söylediklerinden değil, potansiyel olarak zevk hakkında ortaya koyduklarından dolayı ilgi çekiciydi. İkinci sıra nöronlar, acı tatlara sadece tatlar sunulduğunda değil, aynı zamanda çıkarıldığında da tepki veriyordu. Şaşırtıcı bir şekilde, Barnea ve meslektaşları, acı çıkarıldığında ve tatlı sunulduğunda aktivitede bir miktar örtüşme buldu.

Barnea, bunun kendisine eski Yunanca’da “acı yokluğu” anlamına gelen “aponia” kavramını hatırlattığını ve Epicurean filozoflar tarafından hazzın doruk noktası olarak kabul edildiğini söyledi.

Hem ‘kötü’ uyarıcının – acı tadın – kaldırılmasına hem de ‘iyi’ uyarıcının – tatlı tadın – sunumuna tepki veren bir nöron görmemiz, biyolojik olarak bu felsefi kavramı hatırlatıyor, Barnea, gelecekteki araştırmaların bu yanıtı daha fazla araştıracağını ekledi.

Barnea, böceklerin tat alma duyusunun, tadı farklı deneyimleyebilen insanlar için neden önemli olduğu konusunda, insanları özellikle çekici bulan böceklere değindi: “Örneğin, sivrisineklerde tat alma ve koku alma davranışlarını neyin harekete geçirdiğini anlamak, öğrenmede çok önemlidir. insanlar üzerindeki etkilerini nasıl azaltabiliriz” dedi. “Çalışmamız bu büyük bulmacaya küçük bir parça ekleyebilir.”

Çalışma, bir araştırma sorusunun, daha sonra yeni araştırma sorularını yanıtlamak için kullanılabilecek yeni bir bilimsel teknik geliştirmek için nasıl itici güç sağlayabileceğini gösteriyor – ve bunun tersi de geçerli.

“İnanıyoruz ki trans-Tango(aktivite), sadece tat alma duyusunun nasıl çalıştığını incelemek için değil, aynı zamanda genel olarak sinir devrelerini anlamak için de yararlı bir araç olabilir” dedi. bu bilgi, bir sinir devresinin çevresel katmanlarından daha derin katmanlarına giderken aktarılır, dönüştürülür veya entegre edilir, sinirbilimde merkezi bir sorudur. Trans-Tango(aktivite) bu tür soruları cevaplamaya mükemmel bir şekilde hazır.”

Barnea’nın gelişmesi 20 yıldan fazla sürdü trans– Tango’nun meyve sineklerinde başarılı bir şekilde kullanılabileceği noktaya geldiğini, ancak ekibin geliştirmesi ve yayınlaması sadece beş yıl olduğunu söyledi. trans-Tango(aktivite) — ve ek uyarlamalar şu anda yapım aşamasındadır.

Barnea, “Teknolojiyi ne kadar çok kullanırsak, o kadar iyi olur ve ondan o kadar çok şey öğrenebilir ve onu daha fazla soruya uygulayabiliriz.” Dedi.

Araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüsü (R01DC017146, R01MH105368) ve Ulusal Bilim Vakfı (DGE1058262) tarafından sağlanan hibelerle desteklenmiştir.