Måndag 4 mars 2013.- Biologer från School of Arts and Sciences vid Tufts University i Medford, Massachusetts (USA) har uppnått att transplanterade ögon som ligger långt borta från huvudet i en grodmodell kan ge vision utan en direkt neural anslutning i hjärnan, enligt resultaten av deras forskning, publicerad i "Journal of Experimental Biology." "En av de stora utmaningarna är att förstå hur hjärnan och kroppen anpassar sig till stora förändringar i organisationen, " säger Douglas J. Blackiston, huvudförfattare till artikeln. Enligt hans uppfattning avslöjar forskningen "hjärnans eller plasticitetens anmärkningsvärda förmåga att bearbeta visuella data från platser, även när de är långt ifrån huvudet."
Blackiston är postdoktor i laboratoriet för medförfattare Michael Levin, professor i biologi och chef för Center for Regenerative and Developmental Biology vid Tufts University. Levin påpekar: "Huvudsyftet med medicinen är en dag att kunna återställa funktionen för skadade eller saknade sensoriska strukturer genom användning av biologiska eller konstgjorda reservdelar. Det finns många konsekvenser av denna studie, men den viktigaste från en punkt ur medicinsk synvinkel är det inte nödvändigt att göra specifika hjärnans anslutningar vid behandling av sensoriska störningar som blindhet. "
I detta experiment avlägsnade teamet kirurgiskt ögon från ett primärt givarembryo, märkt med fluorescerande proteiner, ympade dem in i den bakre regionen hos mottagande embryon, vilket inducerade tillväxten av ektopiska ögon och eliminerade de naturliga ögonen på receptorerna och lämnade endast ektopiska Fluorescensmikroskopi avslöjade olika innervationsmönster men inget av djuren utvecklade nerver som kopplade ektopiska ögon till hjärnan eller kranialregionen.
För att bestämma om de ektopiska ögonen överförde visuell information, utvecklade teamet ett datorstyrt system för visuell träning där vattenkvadranterna var upplysta av röda eller blå LED-lampor och som kunde ge en mild elektrisk chock till grodlarna som De simmade i en viss kvadrant. Ett rörelsespårningssystem utrustat med en kamera och ett datorprogram gjorde det möjligt för forskare att övervaka och spela rumpens rörelse och hastighet.
Drygt 19 procent av djuren med optiska nerver anslutna till ryggraden visade inlärda responser på ljus när de simmade bort från rött ljus, medan blått ljus stimulerade deras naturliga rörelse. Hans svar på lamporna som erhölls under experimenten var inte annorlunda från den för en kontrollrengrupp för rumpfågel med intakta naturliga ögon, ett svar som inte påvisades av rumpfickor utan ögon eller rumpskydd som inte fick någon elektrisk stöt.
"Detta har aldrig demonstrerats förut, " säger Levin, "Ingen skulle ha föreställt sig att ögonen på en ryggkantsflanke kunde se, särskilt när de bara är anslutna till ryggmärgen och inte till hjärnan." Enligt författarna antyder resultaten en anmärkningsvärd plasticitet i hjärnans förmåga att integrera signaler från olika regioner i kroppen i beteendeprogram som hade utvecklats med en specifik och annorlunda kroppsdesign.
"Ectopiska ögon utför visuell funktion, " sade Blackiston, som betonade att hjärnan känner igen de visuella uppgifterna om ögonen som påverkar ryggmärgen. "Vi måste fortfarande bestämma om denna plasticitet i ryggradshjärnan sträcker sig till olika ektopiska organ eller till lämpliga organ i olika arter, " tilllade forskaren.
Källa:
Taggar:
Kolla Upp Annorlunda Sexualitet
Blackiston är postdoktor i laboratoriet för medförfattare Michael Levin, professor i biologi och chef för Center for Regenerative and Developmental Biology vid Tufts University. Levin påpekar: "Huvudsyftet med medicinen är en dag att kunna återställa funktionen för skadade eller saknade sensoriska strukturer genom användning av biologiska eller konstgjorda reservdelar. Det finns många konsekvenser av denna studie, men den viktigaste från en punkt ur medicinsk synvinkel är det inte nödvändigt att göra specifika hjärnans anslutningar vid behandling av sensoriska störningar som blindhet. "
I detta experiment avlägsnade teamet kirurgiskt ögon från ett primärt givarembryo, märkt med fluorescerande proteiner, ympade dem in i den bakre regionen hos mottagande embryon, vilket inducerade tillväxten av ektopiska ögon och eliminerade de naturliga ögonen på receptorerna och lämnade endast ektopiska Fluorescensmikroskopi avslöjade olika innervationsmönster men inget av djuren utvecklade nerver som kopplade ektopiska ögon till hjärnan eller kranialregionen.
För att bestämma om de ektopiska ögonen överförde visuell information, utvecklade teamet ett datorstyrt system för visuell träning där vattenkvadranterna var upplysta av röda eller blå LED-lampor och som kunde ge en mild elektrisk chock till grodlarna som De simmade i en viss kvadrant. Ett rörelsespårningssystem utrustat med en kamera och ett datorprogram gjorde det möjligt för forskare att övervaka och spela rumpens rörelse och hastighet.
Drygt 19 procent av djuren med optiska nerver anslutna till ryggraden visade inlärda responser på ljus när de simmade bort från rött ljus, medan blått ljus stimulerade deras naturliga rörelse. Hans svar på lamporna som erhölls under experimenten var inte annorlunda från den för en kontrollrengrupp för rumpfågel med intakta naturliga ögon, ett svar som inte påvisades av rumpfickor utan ögon eller rumpskydd som inte fick någon elektrisk stöt.
"Detta har aldrig demonstrerats förut, " säger Levin, "Ingen skulle ha föreställt sig att ögonen på en ryggkantsflanke kunde se, särskilt när de bara är anslutna till ryggmärgen och inte till hjärnan." Enligt författarna antyder resultaten en anmärkningsvärd plasticitet i hjärnans förmåga att integrera signaler från olika regioner i kroppen i beteendeprogram som hade utvecklats med en specifik och annorlunda kroppsdesign.
"Ectopiska ögon utför visuell funktion, " sade Blackiston, som betonade att hjärnan känner igen de visuella uppgifterna om ögonen som påverkar ryggmärgen. "Vi måste fortfarande bestämma om denna plasticitet i ryggradshjärnan sträcker sig till olika ektopiska organ eller till lämpliga organ i olika arter, " tilllade forskaren.
Källa:
