Vedci nasadili pulcovmu chvostu funkčné oko

Ukazuje sa, že sme vážne podcenili centrálny nervový systém.

Ťažko povedať, čo je šialenejšie: skutočnosť, že vedci z Tufts University strávili rok vyrezávaním malých očných buliev embryí pulcov a prilepiť ich späť na chvosty pulcov, alebo: skutočnosť, že keď sa vyliahli, niekoľko pulcov V SKUTOČNOSTI VLASTNE VIDLO Z OČÍ CHVOSTKY.

Ako viete, toto nie je spôsob, akým by mal fungovať zrak – vaše očné buľvy majú byť spojené s veľkým tukovým nervom, ktorý nesie prichádzajúce signály späť do vášho mozgu, ktorý kombinuje informácie z oboch vašich očí do 3D obrazu sveta pred vami. Bez tohto priameho spojenia s mozgom sú vaše oči zbytočné.

Aspoň tak o tom vedci uvažovali posledných niekoľko storočí. Ale za posledných niekoľko desaťročí experimenty na zvieratách a ľuďoch opakovane ukázali, že centrálny nerv systém – vrátane mozgu a miechy – je oveľa flexibilnejší a prispôsobivejší, než si ľudia mysleli bol. Ak sa napríklad poškodí jedna časť mozgu, informácie, ktoré predtým prúdili do poškodeného sektora, sú často presmerované a iná časť mozgu prevezme prácu na ich spracovaní.

Takže tieto novšie zistenia prinútili výskumníkov z Tufts University zaujímať sa: mohol by optický nerv byť skutočne jedinou cestou pre prichádzajúce vizuálne signály? A mohla by iná časť nervového systému, ako sú nervy nižšie v mieche, tieto signály spracovať sama, bez pomoci mozgu?

Uvedomili si, že pulce by boli dobrým spôsobom, ako otestovať túto otázku: operáciu by vykonali v čase, keď sa pulce stále vyvíjali, aby transplantované oči mali čas dať dole nervové korene, ktoré by sa mohli potenciálne pripojiť k zvyšku nervového systému pulcov.

Operácie boli usilovné, ale výskumníkom sa podarilo úspešne vštepiť očné buľvy na chvosty viac ako 200 embryám pulcov:

Obrázok F vľavo ukazuje embryo pulca s natívnymi očami a okom darcu zapustenými do chvosta (biele šípky); Obrázok G vpravo zobrazuje oslepeného pulca s darcovským okom v chvoste.

Transplantácia oka pulca, pred a po

Obrázok F vľavo ukazuje embryo pulca s natívnymi očami a okom darcu zapustenými do chvosta (biele šípky); Obrázok G vpravo zobrazuje oslepeného pulca s darcovským okom v chvoste.

Keď sa zmenené pulce vyliahli, výskumníci začali testovať víziu svojich subjektov. Tu je časopis Journal of Experimental Biology popis z experimentu:

Svoje obojživelníky umiestnili do studne, kde bola polovica misky osvetlená červeným svetlom a druhá polovica modrým svetlom, ktoré v pravidelných intervaloch obracali. Keď sa počas tréningu pulce odvážili do oblastí zaliatych červeným svetlom, dostali varovný výboj elektriny. Po prestávke boli pulce testované, aby sa zistilo, či sa naučili spájať červené svetlo s elektrickým trestom a či sa prilepia na modrú stranu taniera.

Zatiaľ čo slepé pulce nikdy neuprednostňovali jednu alebo druhú stranu jedla, sedem pulcov s transplantovanými očami sa naučili zostať v modrom svetle, čím dokázali, že cez svoje vštepené oči vidia oči.

Otázka znela, prečo len sedem?

Ukázalo sa, že odpoveď má niečo spoločné s tým, ako darcovské oči po transplantácii vyrastali nervy. Keďže označili darcovské oči červeným fluorescenčným proteínom, vedci dokázali zobraziť pulce a porovnať rast ich nervov. Polovici subjektov nervy nenarástli vôbec a asi štvrtine ostatných nervy narástli, ale skončili v žalúdkoch pulcov:

Biele šípky ukazujú umiestnenie transplantovaného oka a nervy sa zobrazujú červenou farbou a sledujú cestu do žalúdka.

Nervy končiace v žalúdku

Biele šípky ukazujú umiestnenie transplantovaného oka a nervy sa zobrazujú červenou farbou a sledujú cestu do žalúdka.

Ale v druhej štvrtine subjektov – celkovo 31 pulcov – nervy siahali až do miechy zvierat; šesť zo siedmich vidiacich pulcov patrilo do tejto skupiny:

Biele šípky ukazujú umiestnenie oka. Na obrázku vľavo môžete vidieť, že nervy oka končia po dosiahnutí miechy (inými slovami, nedostanú sa až do mozgu).

Nervy končiace v mieche

Biele šípky ukazujú umiestnenie oka. Na obrázku vľavo môžete vidieť, že nervy oka končia po dosiahnutí miechy (inými slovami, nedostanú sa až do mozgu).

Zdá sa, že zistenia vedcov naznačujú, že neuróny v mieche sú schopné vykonávať aspoň niektoré z úloh ako mozog. Ak je to pravda, vedci by jedného dňa mohli využiť inteligenciu miechy na množstvo liečebných postupov, ako je napríklad obnovenie pohybu ochrnutých končatín.

Najnovší blogový príspevok

Starý plyn pre novú klímu
August 09, 2023

Vedci odhaľujú staré vzorky plynu a pochopia budúce klimatické zmeny. Všetci vieme, že klíma sa mení. Ale aký komplikovaný je tento proces a koľko...

Budúcnosť životného prostredia
August 08, 2023

Plán pre eko-tropolu budúcnosti s čerstvým vzduchom, nedotknutou vodou a lacnou energiou. Navyše, 48 odvážnych nápadov na záchranu planéty. V naše...

Prečo mrakodrapy roztápajú veci?
August 15, 2023

Čo sa stalo? Hovorte o nebezpečnom parkovaní. Minulý štvrtok Martin Lindsay zaparkoval svoj Jaguar XJ cez ulicu oproti 37-poschodovému, sklenenému ...