Tutkijat kauko-ohjaavat sukkulamatoa ultraäänellä

Erilaiset kauko-ohjattavat kopterit ovat nyt tosi suosittuja, meillä kotonakin lennätellään pientä seinille kiipeilevää kopteria. Tämä on kuitenkin aika vaisua verrattuna amerikkalaisen Salk-instituutin tutkijoihin, jotka ovat kehittäneet kauko-ohjattavan sukkulamadon! Tutkijat kohdistivat sukkulamatoon ultraääntä ja saivat sen vaihtamaan suuntaansa (Ibsen et al, 2015). Allaolevassa videossa näkyy sukkulamadon reaktio ultraääneen:

Kauko-ohjattavista sukkulamadoista ei ehkä tule lähiaikojen lemmikkihittiä, koska kauko-ohjauksen saavuttaminen oli aika työlästä. Madon kontrollointi perustuu siihen, että tutkijat laittoivat matoon pienenpieniä kaasukuplia, jotka tunkeutuivat hermosolujen solukalvossa oleviin kanaviin. Nämä kanavat kontrolloivat hermosolun toimintaa eli niiden avautuminen ja sulkeutuminen saa aikaan hermosignaalin etenemisen. Signaalien eteneminen taas kontrolloi aivojen toimintaa ja käyttäytymistä. Sukkulamadolla on vain 302 hermosolua, joten yksittäisten hermosolujen vaikutus käyttäytymiseen tunnetaan kohtuullisen hyvin.

Kaasukuplat menevät näppärästi ainostaan yhteen kanavatyyppiin, jota kutsutaan nimellä TRP-4. Tämä kanava ei esiinny kaikissa sukkulamadon hermosoluissa, joten tutkijat muokkasivat sukkulamatoa geneettisesti niin, että liikettä kontrolloiviin hermosoluihin ilmestyi TRP-4 -kanavia.

Tutkijat saivat aikaan käyttäytymisen muutoksen geneettisesti muokatuissa sukkulamadossa kohdistamalla hermosoluihin ultraääntä, joka sai aikaan hermosolujen kanavissa olevien kaasukuplien laajenemisen. Laajeneva kaasukupla avasi kanavan, jolloin hermosolussa lähti liikkeelle hermosignaali. Koska kokeeseen oli valittu hermosoluja, joiden tiedettiin kontrolloivan madon liikkeitä, aiheutti ultraäänen käyttäminen madon liikesuunnan muuttumisen.

Kokeen tarkoitukset olivat laajempia kuin pelkästään matojen ohjailu. Ideana on kehittää menetelmä, jolla voidaan tutkia hermosolujen toimintaa ja hoitaa sairauksia. Tällä hetkellä hermosoluja voidaan aktivoida esimerkiksi optogenetiikan avulla. Siinä tutkimuksen kohteena oleviin hermosoluihin laitetaan valoherkkiä proteiineja. Kun tutkimuksen kohteena olevat solut valaistaan, valoherkät proteiinit aktivoivat hermosolut. Optogenetiikka toimii parhaiten aivojen pinnalla olevilla alueilla, mutta valoa on vaikeampi johtaa aivojen syvempiin osiin. Näille alueille ultraääneen perustuva menetelmä, jota tutkijat kutsuvat sonogenetiikaksi, on oikein käyttökelpoinen. Lisäksi sonogeneettinen aktivaatio ei vaadi kirurgista operaatiota kuten optogenetiikka, mikä varmasti lisää sen suosiota koehenkilöiden keskuudessa.

Tietoja jukkahakkinen

Työskentelen Käyttäytymistieteiden laitoksella, Helsingin yliopistossa. Tässä blogissa käsittelen havaitsemiseen liittyviä teemoja perustutkimuksesta visuaaliseen ergonomiaan.
Kategoria(t): aivotutkimus, neurotiede Avainsana(t): , , , . Lisää kestolinkki kirjanmerkkeihisi.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

w

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s