Le numéro de mai de JoVE (Journal of Visualized Experiments) comprend plusieurs articles qui traitent des sens et de la perception. Plus précisément, des articles portant sur la gustation (le goût), l'olfaction (l'odorat), la nociception (la douleur) et les sens vestibulaires (l'équilibre et le mouvement inertiel) seront publiés.
Le système vestibulaire est important pour percevoir le mouvement inertiel, et les informations inertielles constituent un élément essentiel de l'intégration de trajectoire. L'intégration de trajectoire est un processus par lequel le cerveau intègre des informations multisensorielles pendant le déplacement, permettant ainsi de conserver une perception de la position de notre corps par rapport à un point de départ. Dans la nature, de nombreux organismes utilisent ce processus pour retrouver leur chemin vers leurs nids ou terriers après avoir cherché de la nourriture.
Ce mois de mai, JoVE publiera une méthode filmée à l'Institut Max Plank de cybernétique biologique, qui explore la manière dont l'intégration des trajectoires se produit en trois dimensions. La plupart des études sur ce phénomène sont menées en deux dimensions, mais grâce à un simulateur de mouvement offrant une grande amplitude de déplacement, l'intégration des trajectoires peut être évaluée dans les plans horizontal et vertical. En contrôlant les stimuli sensoriels délivrés aux sujets dans cet appareil, nos auteurs peuvent analyser les contributions relatives des informations visuelles et inertielles aux estimations de la position de départ.
Grâce à une série d'expériences habilement conçue, ces chercheurs constatent que les sujets ont tendance à surestimer les angles de mouvement dans le plan horizontal par rapport aux plans verticaux. Ils observent également que les sujets mettent plus de temps à indiquer la position de départ lorsqu'ils doivent s'appuyer uniquement sur des stimuli inertiels. Le mécanisme neuronal sous-jacent à l'intégration des chemins est mal compris, et de nouvelles expériences utilisant ce système permettront de mieux comprendre comment les humains maintiennent leur orientation spatiale pendant le mouvement, ce qui a des implications allant de la compréhension des troubles vestibulaires à la formation de pilotes plus performants.
En ce qui concerne la gustation, JoVE publiera en mai une procédure d'isolement et de culture de cellules gustatives fungiformes humaines. En 2010, nous avions publié un article portant sur l'isolement des papilles fungiformes humaines – un sous-type des petites structures présentes sur notre langue qui contiennent les bourgeons gustatifs. Bien que la collecte de papilles convienne aux expériences aiguës, les études à long terme sur les cellules gustatives nécessitent leur isolement et leur culture.
Pour la première fois rapporté, nos auteurs démontrent l'isolement et la culture de cellules gustatives fungiformes humaines et montrent qu'elles peuvent être maintenues en culture jusqu'à 8 passages, soit un an. La possibilité de cultiver ces cellules pendant une période prolongée permet des études sur la prolifération et la régénération, et élimine la nécessité de prélever à plusieurs reprises des papilles auprès de donneurs.
En ce qui concerne l'olfaction, JoVE publiera un article du Département de l'agriculture, qui décrit une expérience transformant les antennes d'insectes en un outil de criblage pour de nouvelles alternatives aux pesticides. Après avoir isolé les composés volatils des plantes par chromatographie en phase gazeuse et spectrométrie de masse, ces chercheurs évaluent l'activité biologique de ces composés à l'aide de l'électroantennogramme (EAG).
Étant donné que tous les composés volatils émis par les plantes n'entraînent pas de réponses biologiques, un tel test biologique est extrêmement important pour identifier les molécules candidates capables d'affecter le comportement des insectes. À leur tour, des expériences comportementales peuvent déterminer si un composé volatile végétal est capable d'attirer un insecte. Les attractants volatils d'origine végétale peuvent être utilisés pour désorienter les insectes et pourraient potentiellement constituer une alternative sûre aux pesticides.
La nociception thermique, ou la perception de stimuli thermiques nocifs, est au cœur d'un article de l'Université du Texas publié ce mois de mai. Plus précisément, la nociception thermique est étudiée chez les larves de Drosophila à l'aide de deux méthodes : le test au thermoprobe et le test à la plaque chauffante. Curieusement, dans les deux méthodes, les larves doivent d'abord être traitées par des radiations UV afin d'induire des lésions tissulaires et de sensibiliser les neurones nociceptifs thermiques, qui répondent habituellement avec un seuil très élevé.
Comme son nom l'indique, le test au thermoprobe utilise une sonde thermique sur mesure pour administrer localement des stimuli thermiques. La nociception est quantifiée en enregistrant la latence entre le début du stimulus et le comportement de retrait. De façon intuitive, la seconde méthode, ou test sur plaque chauffante, consiste à placer des larves de drosophiles sur une plaque chauffante, dans une goutte d'eau, afin d'évaluer les réponses de l'organisme entier à une chaleur nocive. Après leur placement, les drosophiles présentent une série de comportements caractéristiques, notamment des roulades, des mouvements brusques ou même des activités semblables à des crises convulsives. Lorsqu'elles sont combinées à des manipulations génétiques, ces épreuves peuvent fournir des informations sur les gènes sous-jacents à la nociception thermique – un processus hautement conservé, des larves aux mammifères.
Naturellement, l'exploration des sens n'est pas tout ce que JoVE propose ce mois-ci. D'autres publications notables portent sur la coloration du pancréas afin de maintenir l'orientation durant l'histologie, l'utilisation d'un dispositif opérant automatisé pour tester les fonctions cognitives multiples chez la souris, l'examen de l'apoptose induite par le tamoxifène à l'aide de la microscopie vidéo en temps réel, et la création d'un outil pratique pour récupérer des échantillons perdus dans des réservoirs d'azote liquide. Restez à l'écoute.