ในปี 2008 Miesenböck และเพื่อนร่วมงาน J. Dylan Clyne จาก Yale University รายงานในCellว่าพวกเขาใช้แสงเพื่อจัดการกับวงจรสมองที่ควบคุมพฤติกรรมการเกี้ยวพาราสีในแมลงวันผลไม้Drosophila melanogaster นักวิจัยทราบแล้วว่าโปรตีนรูปแบบหนึ่งที่เรียกว่าไร้ผลนั้นสร้างขึ้นในเซลล์ประสาทบางส่วนในสมองของแมลงวันผลไม้เพศผู้ และเซลล์ประสาทเหล่านั้นช่วยควบคุมการสั่นของปีกที่สร้างเพลงผสมพันธุ์ของแมลงวัน
รูปแบบของไร้ผลนี้พบได้ในเพศชาย แต่ไม่ใช่เพศหญิง
และนักวิจัยคิดว่ารูปแบบโปรตีนช่วยให้สมองของผู้ชายมีลวดเชื่อมในการร้องเพลงเกี้ยวพาราสี นักวิทยาศาสตร์คิดว่าผู้หญิงอาจขาดวงจรสมองในการสร้างเสียงผสมพันธุ์
Clyne และ Miesenböck ออกแบบแมลงวันผลไม้ทั้งสองเพศให้มีโปรตีนที่ตอบสนองต่อแสงในเซลล์ประสาท ซึ่งทำให้แมลงวันตัวผู้ไม่มีผล ชีพจรของแสงยูวีกระตุ้นเซลล์ประสาท ทำให้ตัวผู้กระพือปีกทันที แต่แมลงวันตัวเมียก็เริ่มร้องเพลงที่ร้อนอบอ้าว (กับแมลงวันผลไม้) ด้วย ผลการวิจัยบ่งชี้ว่าแมลงวันตัวผู้และตัวเมียมีวงจรสมองพื้นฐานที่เหมือนกัน ซึ่งสร้างความประหลาดใจให้กับนักวิจัย
Miesenböck กล่าวว่า “เราไม่รู้จริงๆ ว่ามีโครงสร้าง unisex ที่คุณสามารถเปลี่ยนเป็นพฤติกรรมชายหรือหญิงได้ “มันเป็นทางออกที่หรูหราจริงๆ”
แม้ว่ามีเซนบอคจะไม่สนใจชีวิตรักของแมลงวันผลไม้มากนัก แต่การศึกษาแมลงเหล่านี้อาจช่วยให้เขารู้ว่าสมองทำงานอย่างไร
เขาและเพื่อนร่วมงานกำลังใช้เทคโนโลยีสำหรับปัญหาทางชีววิทยาพื้นฐานอื่นๆ
เช่นกัน ตัวอย่างเช่น การศึกษาเกี่ยวกับความจำมักจะมุ่งเน้นไปที่ผลของการรบกวนยีนเฉพาะหรือใช้การทดสอบทางจิตวิทยาเพื่อพยายามระบุวิธีสร้างความทรงจำ แต่ไม่มีการทดลองประเภทใดที่แสดงให้เห็นว่าวงจรเซลล์ประสาทใดถูกกระตุ้นในระหว่างกระบวนการสร้างความทรงจำ
“ฉันรู้สึกว่าแนวทางเหล่านี้ทำให้กล่องดำปิดสนิท” Miesenböck กล่าว การทดลองทางพันธุกรรมที่ทำลายยีนและปิดการทำงานของเซลล์สมองนั้นไม่ได้ให้ข้อมูลมากเท่ากับการค้นหาว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อมีการเปิดใช้งานวงจรเฉพาะ “มีหลายวิธีที่คุณสามารถทำลายบางสิ่งได้ แต่บ่อยครั้งมีวิธีเดียวที่จะทำให้มันใช้งานได้”
ทีมงานของเขาเสียบโมเลกุลที่กระตุ้นด้วยแสงเพื่อสร้างความทรงจำเกี่ยวกับกลิ่นปลอมในแมลงวันผลไม้ การก่อตัวของความทรงจำเกี่ยวกับกลิ่นนั้นต้องการสารโดปามีน ซึ่งทำปฏิกิริยากับเซลล์ในโครงสร้างสมองที่เรียกว่าร่างกายเห็ด แต่นักวิจัยไม่ทราบแน่ชัดว่าเซลล์ประสาทใดสร้างโดปามีน หรือระบุตัวตนของเซลล์ภายในตัวเห็ดที่ได้รับสารจากสารเคมี
ด้วยการสร้างเซลล์ประสาทหลายชุดให้ตอบสนองต่อแสงและเปิดเซลล์ประสาทเหล่านั้นในเวลาที่ต่างกัน ทีมของ Miesenböck ติดตามแหล่งที่มาของความทรงจำเกี่ยวกับกลิ่นเฉพาะไปยังกลุ่มเซลล์ที่ผลิตโดปามีน 12 เซลล์ที่รู้จักกันในชื่อเซลล์ประสาท PPL1 นักวิจัยรายงานใน เซลล์เมื่อวันที่ 16 ต.ค. ว่า ด้วยการกระตุ้นเซลล์เหล่านั้น นักวิจัยได้สร้างความทรงจำที่คล้ายกับความทรงจำที่สร้างขึ้นโดยการจับคู่กลิ่นกับความตกใจ
การทดลองระบุสัญญาณที่สอนให้แมลงวันไม่ชอบกลิ่นเฉพาะ แต่ไม่ได้เปิดเผยแหล่งที่มาของสัญญาณ Miesenböck กล่าว “เราอยากพบอาจารย์” การทดลองโดยใช้แสงนำทางเพิ่มเติมอาจนำไปสู่การแนะนำดังกล่าวในที่สุด
ออปโตเจเนติกส์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบการทำงานของเซลล์ประสาทในไขสันหลังได้แม่นยำมากขึ้นเช่นกัน
Baier และเพื่อนร่วมงานเพิ่งมีความคิดที่สดใสเกี่ยวกับเซลล์ประสาทไขสันหลังบางส่วนที่มีชื่อแต่ไม่ทราบหน้าที่ พบเซลล์ Kolmer-Agduhr ในไขสันหลังของสัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิด แต่ไม่มีใครรู้ว่าทำไมเซลล์ถึงอยู่ที่นั่นหรือสิ่งที่พวกเขาทำ ทีมของ Baier ได้ใส่สวิตช์โมเลกุลที่เปิดใช้งานด้วยแสงหรือที่รู้จักกันในชื่อ LiGluR เข้าไปในเซลล์ของ Kolmer-Agduhr ในปลาม้าลาย แล้วเปิดแสงยูวี
“ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าประหลาดใจจริงๆ” Baier กล่าว เมื่อไฟสว่าง หางของปลาก็เริ่มแกว่งไปมาในโหมดว่ายน้ำ ทีมวิจัยรายงานเมื่อวันที่ 17 กันยายนใน วารสาร Natureด้วยการกระตุ้นด้วยแสง นักวิจัยกล่าวว่า “เมื่อรวมกันแล้ว การสังเกตเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการว่ายน้ำไปข้างหน้าสามารถนำมาประกอบกับการกระตุ้นเซลล์ Kolmer-Agduhr ได้โดยเฉพาะ”
แต่จากการทดลองพบว่าเซลล์ไม่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวทุกประเภท ตัวอย่างเช่น เซลล์ไม่ได้ช่วยอะไรเมื่อปลาสัมผัสได้ถึงการสัมผัสและงอหางเป็นเส้นโค้ง C เพื่อหนีผู้ล่า ตอนนี้ Baier และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังตรวจสอบสมองของปลาม้าลายด้วยแสงเพื่อผ่าเส้นทางที่ควบคุมการเคลื่อนไหว ในที่สุด การทดลองดังกล่าวอาจช่วยให้เข้าใจถึงความผิดปกติของการเคลื่อนไหวในคนได้ดีขึ้น
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
