يتضمن عدد شهر مايو من مجلة JoVE (مجلة التجارب المصورة) مجموعة من المقالات التي تتناول الحواس والإدراك. وبشكل محدد، سيتم نشر مقالات تتعلق بالتذوق، والشم، واستقبال الألم، والحواس الدهليزية (التوازن والحركة العطالية).
يعد الجهاز الدهليزي مهماً لإدراك الحركة القصورية، وتعتبر المعلومات القصورية مكوناً أساسياً في عملية التكامل المساري. التكامل المساري هو عملية يقوم الدماغ من خلالها بدمج معلومات متعددة الحواس أثناء الحركة، بحيث نحافظ على الشعور بوضعية الجسم بالنسبة لنقطة البداية. وفي الطبيعة، تستخدم العديد من الكائنات الحية هذه العملية لإيجاد طريق العودة إلى أعشاشها أو جحورها بعد البحث عن الطعام.
ستنشر JoVE في شهر مايو الحالي طريقة تم تصويرها في معهد Max Plank للسيبرانيات البيولوجية، والتي تستكشف كيفية حدوث التكامل المساري في ثلاثة أبعاد. تُجرى معظم الدراسات حول هذه الظاهرة في بُعدين، ولكن بفضل محاكي حركة يتميز بنطاق حركة واسع، يمكن تقييم التكامل المساري في المستويين الأفقي والرأسي. ومن خلال التحكم في المحفزات الحسية المقدمة للمشاركين في هذا الجهاز، يستطيع المؤلفون تحليل المساهمات النسبية للمعلومات البصرية والقصورية في تقدير نقطة البداية.
من خلال سلسلة من التجارب المصممة بدقة، وجد هؤلاء الباحثون أن الأشخاص أكثر عرضة للمبالغة في تقدير زوايا الحركة في المستوى الأفقي مقارنة بالمستويات الرأسية. كما وجدوا أيضاً أن الأشخاص كانوا أبطأ في تحديد نقطة البداية عندما اضطروا إلى الاعتماد فقط على المحفزات العطالية. ولا تزال الآلية العصبية الكامنة وراء تكامل المسار غير مفهومة بشكل كافٍ، ومن شأن التجارب الإضافية باستخدام هذا النظام أن توفر رؤى حول كيفية محافظة البشر على التوجه المكاني أثناء الحركة، وهو ما له تداعيات تتراوح من فهم الاضطرابات الدهليزية إلى تدريب طيارين بشكل أفضل.
فيما يتعلق بالتذوق، ستنشر JoVE في شهر مايو الحالي إجراءً لعزل واستزراع خلايا التذوق الفطرية البشرية. وكان قد سبق لنا في عام 2010 نشر مقال يتناول عزل الحليمات الفطرية البشرية - وهي نوع فرعي من التراكيب الصغيرة الموجودة على ألسنتنا والتي تحتوي على براعم التذوق. وبينما يعد جمع الحليمات مناسباً للتجارب الحادة، فإن الدراسات طويلة الأمد لخلايا التذوق تتطلب عزلها واستزراعها.
للمرة الأولى التي يتم الإبلاغ عنها، يستعرض مؤلفونا عملية عزل واستزراع خلايا التذوق الفطرية البشرية، ويوضحون إمكانية الحفاظ عليها في المزرعة لمدة تصل إلى 8 ممرات، أو لمدة عام واحد. إن القدرة على استزراع هذه الخلايا لفترة زمنية ممتدة تتيح إجراء دراسات حول التكاثر والتجدد، وتغني عن الحاجة إلى جمع الحليمات بشكل متكرر من المتبرعين.
فيما يتعلق بحاسة الشم، ستنشر JoVE مقالاً من وزارة الزراعة، يصف تجربة تحول قرون استشعار الحشرات إلى أداة فحص لبدائل مبيدات الآفات الجديدة. فبعد عزل المركبات النباتية المتطايرة عبر الكروماتوغرافيا الغازية ومطيافية الكتلة، يقوم هؤلاء الباحثون بفحص المركبات للكشف عن النشاط البيولوجي باستخدام مخطط كهربية قرون الاستشعار (EAG).
بما أن ليس كل المركبات المتطايرة التي تفرزها النباتات تثير استجابات بيولوجية، فإن مثل هذا المقايسة البيولوجية تكتسب أهمية بالغة في العثور على الجزيئات المرشحة التي يمكن أن تؤثر على سلوك الحشرات. وبدورها، يمكن للتجارب السلوكية أن تحدد ما إذا كانت المادة المتطايرة النباتية قادرة على جذب الحشرة أم لا. ويمكن استخدام الجاذبات المتطايرة النباتية لإرباك الحشرات، ومن المحتمل أن تعمل كبديل آمن للمبيدات الحشرية.
تُعد استجابة الألم الحرارية، أو إدراك المحفزات الحرارية الضارة، محور مقال من جامعة تكساس في شهر مايو هذا. وبشكل محدد، يتم استقصاء استجابة الألم الحرارية في يرقات Drosophila باستخدام طريقتين: اختبار مسبار الحرارة واختبار لوح الحرارة. ومن المثير للاهتمام أنه في كلتا الطريقتين، يجب معالجة اليرقات أولاً بالأشعة فوق البنفسجية لتحفيز تلف الأنسجة وتنشيط عصبونات استجابة الألم الحرارية، والتي عادة ما تستجيب عند عتبة مرتفعة جداً.
كما يوحي اسمها، تستخدم طريقة اختبار المسبار الحراري مسباراً حرارياً مُصنعاً خصيصاً لتطبيق المنبهات الحرارية موضعياً. ويتم قياس الاستجابة للألم عن طريق تسجيل فترة الكمون بين بداية التنبيه وسلوك الانسحاب. وبشكل بديهي، تتضمن الطريقة الثانية، وهي اختبار الصفيحة الحرارية، وضع يرقات Drosophila على صفيحة تسخين داخل قطرة ماء لاختبار استجابات الجسم بالكامل للحرارة الضارة. وعند وضعها، تُظهر Drosophila مجموعة من السلوكيات المميزة بما في ذلك التدحرج، أو التلوي، أو حتى نشاطاً يشبه النوبات الصرعية. وعند دمج هذه الاختبارات مع التعديل الوراثي، يمكن أن توفر معلومات حول الجينات المسؤولة عن الاستجابة للألم الحراري - وهي عملية محفوظة للغاية، من اليرقات إلى الثدييات.
وبطبيعة الحال، فإن استكشاف الحواس ليس كل ما تقدمه JoVE في شهر مايو هذا. تشمل المنشورات البارزة الأخرى صبغ البنكرياس للحفاظ على التوجيه أثناء الفحص النسيجي، واستخدام جهاز إجرائي مؤتمت لاختبار الوظائف الإدراكية المتعددة في الفئران، وفحص الموت الخلوي المبرمج المستحث بالتاموكسيفين باستخدام المجهر الفيديوي بنظام التصوير المتقطع (timelapse video microscopy)، وابتكار أداة ملائمة لاستعادة العينات المفقودة من خزانات النيتروجين السائل. تابعونا للمزيد.