Майский выпуск JoVE (Journal of Visualized Experiments) содержит несколько статей, посвященных органам чувств и восприятию. В частности, будут опубликованы статьи, касающиеся вкуса (gustation), обоняния (olfaction), ноцицепции (nociception, восприятие боли) и вестибулярных чувств (баланса и инерционного движения).
Вестибулярная система играет важную роль в восприятии инерционного движения, а инерционная информация является важным компонентом интеграции пути. Интеграция пути представляет собой процесс, посредством которого мозг объединяет мультисенсорную информацию во время движения, что позволяет нам сохранять ощущение положения тела относительно начальной точки. В природе многие организмы используют этот процесс, чтобы найти дорогу обратно к своим гнездам или норам после поиска пищи.
В мае JoVE опубликует метод, снятый в Институте биологической кибернетики имени Макса Планка, в котором исследуется процесс интеграции пути в трех измерениях. Большинство исследований этого феномена проводятся в двух измерениях, но благодаря симулятору движения с большим диапазоном перемещений интеграцию пути можно оценить в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Контролируя сенсорные стимулы, подаваемые испытуемым в этом устройстве, авторы могут проанализировать относительный вклад визуальной и инерциальной информации в оценку начального положения.
В ходе серии изящно разработанных экспериментов исследователи обнаружили, что испытуемые более склонны завышать углы перемещения в горизонтальной плоскости по сравнению с вертикальной. Они также установили, что испытуемые медленнее указывали на исходную позицию, когда им приходилось полагаться только на инерционные стимулы. Лежащий в основе патоинтеграции нейронный механизм изучен недостаточно, и дальнейшие эксперименты с использованием данной системы позволят понять, как люди поддерживают пространственную ориентацию во время движения, что имеет важное значение для самых разных областей — от понимания вестибулярных расстройств до подготовки более квалифицированных пилотов.
Что касается вкуса, в майском номере JoVE будет опубликована процедура выделения и культивирования вкусовых клеток грибовидных сосочков человека. Еще в 2010 году мы опубликовали статью, посвященную выделению грибовидных сосочков человека — подтипа крошечных структур на языке, содержащих вкусовые почки. В то время как сбор сосочков подходит для острых экспериментов, долгосрочные исследования вкусовых клеток требуют их выделения и культивирования.
Впервые в научной литературе авторы демонстрируют выделение и культивирование вкусовых клеток грибовидных сосочков человека и показывают, что они могут поддерживаться в культуре до 8 пассажей или в течение одного года. Возможность культивирования этих клеток в течение длительного периода позволяет проводить исследования пролиферации и регенерации, а также избавляет от необходимости многократного сбора сосочков у доноров.
Что касается обоняния, JoVE опубликует статью Министерства сельского хозяйства, в которой описывается эксперимент, превращающий антенны насекомых в инструмент скрининга новых альтернатив пестицидам. После выделения летучих соединений растений с помощью газовой хроматографии и масс-спектрометрии исследователи проверяют эти соединения на биологическую активность с помощью электроантеннограммы (EAG).
Поскольку не все летучие соединения, выделяемые растениями, вызывают биологический ответ, такой биоанализ крайне важен для поиска молекул-кандидатов, способных влиять на поведение насекомых. В свою очередь, поведенческие эксперименты позволяют определить, может ли летучее вещество растения привлекать насекомое. Летучие аттрактанты растений могут быть использованы для дезориентации насекомых и потенциально могут служить безопасной альтернативой пестицидам.
Тема статьи из Техасского университета, выходящей в мае, посвящена термической ноцицепции, или восприятию вредных тепловых раздражителей. В частности, термическая ноцицепция исследуется на личинках Drosophila с помощью двух методов: анализа с использованием теплового зонда и анализа с использованием нагревательной пластины. Примечательно, что при обоих методах личинки должны предварительно подвергнуться воздействию УФ-излучения для индуцирования повреждения тканей и сенсибилизации термических ноцицептивных нейронов, которые обычно имеют очень высокий порог возбуждения.
Как следует из названия, метод с использованием теплового зонда предполагает применение специально сконструированного термического зонда для локального воздействия тепловыми стимулами. Ноцицепция количественно оценивается путем записи латентного периода между началом стимуляции и поведением, связанным с попыткой удаления от источника раздражения. Второй метод, или метод с тепловой пластиной, заключается в размещении личинок Drosophila в капле воды на нагревательной пластине для изучения реакции всего организма на вредное тепловое воздействие. После размещения личинки Drosophila демонстрируют ряд характерных поведенческих реакций, включая перекатывание, резкие движения или даже судорожную активность. В сочетании с генетическими манипуляциями данные методы анализа позволяют получить информацию о генах, лежащих в основе термической ноцицепции — высококонсервативного процесса, общего для организмов от личинок до млекопитающих.
Разумеется, исследование органов чувств — это не все, что JoVE предлагает в этом мае. Среди других заметных публикаций: окрашивание поджелудочной железы для сохранения ориентации при гистологическом исследовании, использование автоматизированного оперантного устройства для тестирования многокомпонентных когнитивных функций у мышей, изучение апоптоза, индуцированного тамоксифеном, с помощью таймлапс-видеомикроскопии, а также создание удобного инструмента для извлечения потерянных образцов из резервуаров с жидким азотом. Следите за обновлениями.