Majowy numer JoVE (Journal of Visualized Experiments) zawiera kilka artykułów dotyczących zmysłów i percepcji. W szczególności zostaną opublikowane artykuły związane z gustacją (smakiem), olfaksją (węchem), nocycepcją (bólem) oraz zmysłami błędnikowymi (równowagą i ruchem bezwładnym).
Układ przedsionkowy jest istotny dla percepcji ruchu bezwładnościowego, a informacje bezwładnościowe stanowią ważny element integracji ścieżki. Integracja ścieżki to proces, w którym mózg integruje informacje wielozmysłowe podczas ruchu, dzięki czemu utrzymujemy poczucie pozycji ciała względem punktu startowego. W naturze wiele organizmów wykorzystuje ten proces, aby odnaleźć drogę powrotną do gniazd lub nor po poszukiwaniu pożywienia.
W maju JoVE opublikuje metodę sfilmowaną w Max Plank Institute of Biological Cybernetics, która bada, w jaki sposób integracja ścieżki zachodzi w trzech wymiarach. Większość badań nad tym zjawiskiem prowadzona jest w dwóch wymiarach, jednak dzięki symulatorowi ruchu o dużym zakresie przemieszczeń, integrację ścieżki można oceniać w płaszczyznach poziomej i pionowej. Poprzez kontrolę bodźców sensorycznych dostarczanych badanym w tym urządzeniu, autorzy mogą przeanalizować względny wkład informacji wizualnych i inercyjnych w szacowanie pozycji startowej.
Poprzez elegancko zaprojektowaną serię eksperymentów badacze ci wykazali, że badani mają tendencję do większego zawyżania kątów ruchu w płaszczyźnie poziomej w porównaniu z płaszczyznami pionowymi. Stwierdzili również, że badani wolniej wskazywali pozycję startową, gdy musieli polegać wyłącznie na bodźcach bezwładnościowych. Leżący u podstaw integracji ścieżek mechanizm neuronalny jest słabo poznany, a dalsze eksperymenty z wykorzystaniem tego systemu dostarczą wiedzy na temat tego, jak ludzie utrzymują orientację przestrzenną podczas ruchu, co ma znaczenie w obszarach od zrozumienia zaburzeń błędnika po lepsze szkolenie pilotów.
W odniesieniu do gustacji, w maju JoVE opublikuje procedurę izolacji i hodowli ludzkich komórek smakowych brodawek grzybiastych. Jeszcze w 2010 roku opublikowaliśmy artykuł dotyczący izolacji ludzkich brodawek grzybiastych – podtypu niewielkich struktur na języku, które zawierają pąki smakowe. O ile pobieranie brodawek jest odpowiednie do eksperymentów ostrych, o tyle długoterminowe badania komórek smakowych wymagają ich izolacji i hodowli.
Po raz pierwszy w literaturze autorzy demonstrują izolację i hodowlę ludzkich komórek smakowych brodawek grzybiastych oraz wykazują, że mogą one być utrzymywane w hodowli do 8 pasażów, czyli przez rok. Zdolność do hodowania tych komórek przez dłuższy czas umożliwia badanie proliferacji i regeneracji oraz eliminuje konieczność wielokrotnego pobierania brodawek od dawców.
W odniesieniu do olfaksji, JoVE opublikuje artykuł z Departamentu Rolnictwa, który opisuje eksperyment przekształcający czułki owadów w narzędzie przesiewowe dla nowych alternatyw dla pestycydów. Po wyizolowaniu lotnych związków roślinnych za pomocą chromatografii gazowej i spektrometrii mas, badacze ci badają aktywność biologiczną tych związków, wykorzystując elektroantenogram (EAG).
Ponieważ nie wszystkie lotne związki emitowane przez rośliny wywołują reakcje biologiczne, taki bioassay jest niezwykle istotny dla znalezienia cząsteczek kandydackich, które mogą wpływać na zachowanie owadów. Z kolei eksperymenty behawioralne pozwalają określić, czy lotna substancja roślinna potrafi przyciągnąć owada. Lotne atraktanty roślinne mogą być wykorzystywane do dezorientacji owadów i potencjalnie mogłyby służyć jako bezpieczna alternatywa dla pestycydów.
Nocycepcja termiczna, czyli percepcja szkodliwych bodźców termicznych, jest przedmiotem artykułu z University of Texas opublikowanego w maju. W szczególności nocycepcja termiczna jest badana u larw Drosophila przy użyciu dwóch metod: testu z sondą grzewczą oraz testu z płytką grzewczą. Co ciekawe, w obu metodach larwy muszą zostać najpierw poddane promieniowaniu UV, aby wywołać uszkodzenie tkanek i uwrażliwić neurony nocyceptywne termiczne, które zazwyczaj reagują przy bardzo wysokim progu pobudzenia.
Jak wynika z nazwy, test z sondą termiczną wykorzystuje specjalnie zbudowaną sondę termiczną do miejscowego podawania bodźców termicznych. Nocycepcję kwantyfikuje się poprzez pomiar czasu utajenia między początkiem bodźca a reakcją wycofania. Intuicyjnie druga metoda, czyli test na płytce grzejnej, polega na umieszczeniu larw Drosophila na płytce grzejnej w kropli wody w celu zbadania reakcji całego organizmu na szkodliwe ciepło. Po umieszczeniu na płytce Drosophila wykazują szereg charakterystycznych zachowań, w tym rolowanie się, gwałtowne ruchy, a nawet aktywność przypominającą drgawki. W połączeniu z manipulacjami genetycznymi testy te mogą dostarczyć informacji o genach odpowiedzialnych za nocycepcję termiczną – proces wysoce konserwatywny, występujący od larw po ssaki.
Oczywiście, analiza zmysłów to nie wszystko, co JoVE ma do zaoferowania w tym maju. Inne godne uwagi publikacje dotyczą barwienia trzustki w celu zachowania orientacji podczas badań histologicznych, wykorzystania zautomatyzowanego urządzenia operantowego do testowania funkcji wielopoznawczych u myszy, badania apoptozy indukowanej tamoksyfenem przy użyciu mikroskopii wideo timelapse oraz stworzenia wygodnego narzędzia do wyławiania zgubionych próbek ze zbiorników z ciekłym azotem. Zapraszamy do śledzenia naszych aktualności.