Mandag 4. mars 2013.- Biologer fra School of Arts and Sciences ved Tufts University i Medford, Massachusetts (USA) har oppnådd at transplanterte øyne som ligger langt borte fra hodet i en froskemodell kan gi visjon uten en direkte nevral forbindelse i hjernen, i henhold til resultatene av deres forskning, publisert i "Journal of Experimental Biology." "En av de store utfordringene er å forstå hvordan hjerne og kropp tilpasser seg store endringer i organisasjonen, " sier Douglas J. Blackiston, hovedforfatter av artikkelen. Etter hans syn viser forskningen "den bemerkelsesverdige evnen til hjernen, eller plastisiteten, til å behandle visuelle data fra stedlige øyne, selv når de er langt fra hodet."
Blackiston er postdoktor i laboratoriet til medforfatter Michael Levin, professor i biologi og direktør for Center for Regenerative and Developmental Biology ved Tufts University. Levin påpeker: "Hovedmålet med medisin er en dag å være i stand til å gjenopprette funksjonen til ødelagte eller manglende sensoriske strukturer ved bruk av biologiske eller kunstige erstatningsdeler. Det er mange implikasjoner av denne studien, men den viktigste fra et punkt fra et medisinsk synspunkt er det ikke nødvendig å lage spesifikke forbindelser i hjernen i behandlingen av sanseforstyrrelser som blindhet. "
I dette eksperimentet fjernet teamet kirurgisk øyne fra et primært giverembryo, merket med lysstoffroteiner, podet dem inn i den bakre regionen av mottakerembryoer, noe som induserte veksten av ektopiske øyne, og eliminerte de naturlige øynene til reseptorene, og etterlot bare ektopiske Fluorescensmikroskopi avdekket forskjellige innervasjonsmønstre, men ingen av dyrene utviklet nerver som koblet de ektopiske øynene til hjernen eller kranialområdet.
For å bestemme om de ektopiske øynene overførte visuell informasjon, utviklet teamet et datastyrt system for visuell trening der vannkvadrantene ble opplyst av røde eller blå LED-lys og som kunne gi et mildt elektrisk støt til rumpetrollene som De svømte i en bestemt kvadrant. Et bevegelsessporingssystem utstyrt med et kamera og et dataprogram tillot forskere å overvåke og registrere rumpetrollbevegelse og hastighet.
Drøyt 19 prosent av dyrene med synsnervene koblet til ryggraden demonstrerte lærte responser på lys, mens de svømte bort fra rødt lys, mens blått lys stimulerte deres naturlige bevegelse. Hans respons på lysene som ble oppnådd under forsøkene var ikke forskjellig fra den for en rumpetrollkontrollgruppe med intakte naturlige øyne, en respons som ikke ble påvist av rumpetroll uten øyne eller rumpetroll som ikke fikk noe elektrisk støt.
"Dette har aldri blitt demonstrert før, " sier Levin, "ingen hadde sett for seg at øynene på flanken til en rumpetroll kunne se, spesielt når de bare er koblet til ryggmargen og ikke til hjernen." Ifølge forfatterne antyder resultatene en bemerkelsesverdig plastisitet i hjernens evne til å innlemme signaler fra forskjellige regioner i kroppen i atferdsprogrammer som hadde utviklet seg med en spesifikk og annerledes kroppsdesign.
"Ektopiske øyne utfører visuell funksjon, " sa Blackiston, som understreket at hjernen gjenkjenner de visuelle dataene for øynene som påvirker ryggmargen. "Vi må fortsatt bestemme om denne plastisiteten i ryggvirvelhjernen strekker seg til forskjellige ektopiske organer eller til passende organer i forskjellige arter, " la forskeren til.
Kilde:
Tags:
Diett-Og-Ernæring Cut-And-Barn Medisiner
Blackiston er postdoktor i laboratoriet til medforfatter Michael Levin, professor i biologi og direktør for Center for Regenerative and Developmental Biology ved Tufts University. Levin påpeker: "Hovedmålet med medisin er en dag å være i stand til å gjenopprette funksjonen til ødelagte eller manglende sensoriske strukturer ved bruk av biologiske eller kunstige erstatningsdeler. Det er mange implikasjoner av denne studien, men den viktigste fra et punkt fra et medisinsk synspunkt er det ikke nødvendig å lage spesifikke forbindelser i hjernen i behandlingen av sanseforstyrrelser som blindhet. "
I dette eksperimentet fjernet teamet kirurgisk øyne fra et primært giverembryo, merket med lysstoffroteiner, podet dem inn i den bakre regionen av mottakerembryoer, noe som induserte veksten av ektopiske øyne, og eliminerte de naturlige øynene til reseptorene, og etterlot bare ektopiske Fluorescensmikroskopi avdekket forskjellige innervasjonsmønstre, men ingen av dyrene utviklet nerver som koblet de ektopiske øynene til hjernen eller kranialområdet.
For å bestemme om de ektopiske øynene overførte visuell informasjon, utviklet teamet et datastyrt system for visuell trening der vannkvadrantene ble opplyst av røde eller blå LED-lys og som kunne gi et mildt elektrisk støt til rumpetrollene som De svømte i en bestemt kvadrant. Et bevegelsessporingssystem utstyrt med et kamera og et dataprogram tillot forskere å overvåke og registrere rumpetrollbevegelse og hastighet.
Drøyt 19 prosent av dyrene med synsnervene koblet til ryggraden demonstrerte lærte responser på lys, mens de svømte bort fra rødt lys, mens blått lys stimulerte deres naturlige bevegelse. Hans respons på lysene som ble oppnådd under forsøkene var ikke forskjellig fra den for en rumpetrollkontrollgruppe med intakte naturlige øyne, en respons som ikke ble påvist av rumpetroll uten øyne eller rumpetroll som ikke fikk noe elektrisk støt.
"Dette har aldri blitt demonstrert før, " sier Levin, "ingen hadde sett for seg at øynene på flanken til en rumpetroll kunne se, spesielt når de bare er koblet til ryggmargen og ikke til hjernen." Ifølge forfatterne antyder resultatene en bemerkelsesverdig plastisitet i hjernens evne til å innlemme signaler fra forskjellige regioner i kroppen i atferdsprogrammer som hadde utviklet seg med en spesifikk og annerledes kroppsdesign.
"Ektopiske øyne utfører visuell funksjon, " sa Blackiston, som understreket at hjernen gjenkjenner de visuelle dataene for øynene som påvirker ryggmargen. "Vi må fortsatt bestemme om denne plastisiteten i ryggvirvelhjernen strekker seg til forskjellige ektopiske organer eller til passende organer i forskjellige arter, " la forskeren til.
Kilde:
