Il numero di maggio di JoVE (Journal of Visualized Experiments) include alcuni articoli che trattano i sensi e la percezione. In particolare, saranno pubblicati articoli che riguardano la gustazione (sapore), l'olfatto (odore), la nocicezione (dolore) e i sensi vestibolari (equilibrio e movimento inerziale).
Il sistema vestibolare è importante per percepire il movimento inerziale, e le informazioni inerziali sono un componente fondamentale dell'integrazione del percorso. L'integrazione del percorso è un processo attraverso il quale il cervello integra informazioni multisensoriali durante il movimento, in modo da mantenere la consapevolezza della posizione del corpo rispetto a un punto di partenza. In natura, molti organismi utilizzano questo processo per ritrovare la strada verso i propri nidi o tane dopo aver cercato cibo.
Questo mese di maggio, JoVE pubblicherà un metodo filmato presso l'Istituto Max Plank di Cibernetica Biologica, che esplora come avviene l'integrazione del percorso in tre dimensioni. La maggior parte degli studi su questo fenomeno viene condotta in due dimensioni, ma grazie a un simulatore di movimento con un'ampia escursione, l'integrazione del percorso può essere valutata nei piani orizzontale e verticale. Controllando gli stimoli sensoriali somministrati ai soggetti in questo dispositivo, i nostri autori possono analizzare i contributi relativi delle informazioni visive e inerziali alle stime della posizione iniziale.
Attraverso una serie di esperimenti progettati in modo elegante, questi ricercatori hanno scoperto che i soggetti tendono a sovrastimare gli angoli di movimento nel piano orizzontale rispetto a quelli nel piano verticale. Hanno inoltre scoperto che i soggetti erano più lenti nel puntare verso la posizione iniziale quando dovevano fare affidamento esclusivamente su stimoli inerziali. Il meccanismo neuronale alla base dell'integrazione del percorso è poco compreso, e ulteriori esperimenti che utilizzano questo sistema forniranno informazioni su come gli esseri umani mantengono l'orientamento spaziale durante il movimento, con implicazioni che vanno dalla comprensione dei disturbi vestibolari alla formazione di piloti più esperti.
Per quanto riguarda la gustazione, JoVE pubblicherà questo mese un procedimento per l'isolamento e la coltura di cellule gustative fungiformi umane. Nel 2010 pubblicammo un articolo relativo all'isolamento delle papille fungiformi umane, un sottotipo delle piccole strutture presenti sulla nostra lingua che contengono le papille gustative. Mentre la raccolta delle papille è adatta per esperimenti acuti, gli studi a lungo termine sulle cellule gustative richiedono che queste vengano isolate e coltivate.
Per la prima volta mai riportata, i nostri autori dimostrano l'isolamento e la coltura di cellule gustative fungiformi umane e mostrano che possono essere mantenute in coltura per un massimo di 8 passaggi, ovvero un anno. La possibilità di coltivare queste cellule per un periodo prolungato consente studi sulla proliferazione e sulla rigenerazione, eliminando la necessità di prelevare ripetutamente papille dai donatori.
Per quanto riguarda l'olfatto, JoVE pubblicherà un articolo del Dipartimento dell'Agricoltura, che descrive un esperimento volto a trasformare le antenne degli insetti in uno strumento di screening per nuove alternative ai pesticidi. Dopo aver isolato i composti volatili delle piante mediante cromatografia gassosa e spettrometria di massa, questi ricercatori analizzano i composti per verificarne l'attività biologica utilizzando l'elettroantennogramma (EAG).
Poiché non tutti i composti volatili emessi dalle piante provocano risposte biologiche, un saggio biologico di questo tipo è estremamente importante per individuare molecole candidate in grado di influenzare il comportamento degli insetti. A loro volta, esperimenti comportamentali possono determinare se un composto volatile vegetale sia in grado di attrarre un insetto. Gli attrattivi volatili vegetali possono essere utilizzati per confondere gli insetti e potenzialmente rappresentare un'alternativa sicura ai pesticidi.
La nocicezione termica, ovvero la percezione di stimoli termici dannosi, è l'argomento principale di un articolo dell'Università del Texas in uscita questo mese di maggio. In particolare, la nocicezione termica viene studiata nei larve di Drosophila utilizzando due metodi: il saggio con sonda termica e il saggio con piastra riscaldata. In modo interessante, per entrambi i metodi, le larve devono prima essere trattate con radiazioni UV per indurre danni ai tessuti e sensibilizzare i neuroni nocicettivi termici, che normalmente rispondono solo a soglie molto elevate.
Come suggerisce il nome, il saggio con sonda termica utilizza una sonda termica su misura per somministrare localmente stimoli termici. La nocicezione viene quantificata registrando la latenza tra l'inizio dello stimolo e il comportamento di ritrazione. In modo intuitivo, il secondo metodo, ovvero il saggio con piastra riscaldata, prevede di posizionare larve di drosophila su una piastra riscaldata all'interno di una goccia d'acqua per testare le risposte dell'intero corpo al calore nocivo. Dopo il posizionamento, le drosophile mostrano una serie di comportamenti caratteristici, tra cui rotolamento, scatti improvvisi o addirittura attività simile a convulsioni. Combinati con manipolazioni genetiche, questi saggi possono fornire informazioni sui geni alla base della nocicezione termica – un processo altamente conservato, dalle larve ai mammiferi.
Naturalmente, l'esplorazione dei sensi non è tutto ciò che JoVE offre questo mese. Altre pubblicazioni degne di nota riguardano la colorazione del pancreas per mantenere l'orientamento durante l'istologia, l'uso di un dispositivo operante automatizzato per testare funzioni cognitive multiple nei topi, l'esame dell'apoptosi indotta da tamoxifene mediante microscopia video in time-lapse e la creazione di uno strumento pratico per recuperare campioni persi nei serbatoi di azoto liquido. Restate sintonizzati.