Mandag 4. marts 2013.- Biologer fra School of Arts and Sciences ved Tufts University i Medford, Massachusetts (USA) har opnået, at transplanterede øjne placeret langt væk fra hovedet i en frømodel kan give vision uden en direkte neural forbindelse i hjernen ifølge resultaterne af deres forskning, der er offentliggjort i "Journal of Experimental Biology." "En af de store udfordringer er at forstå, hvordan hjerne og krop tilpasser sig store ændringer i organisationen, " siger Douglas J. Blackiston, hovedforfatter af artiklen. Efter hans opfattelse viser forskningen "den bemærkelsesværdige evne hos hjernen eller plasticiteten til at behandle visuelle data ud fra stedse øjne, selv når de er langt fra hovedet."
Blackiston er postdoktor i laboratoriet hos medforfatter Michael Levin, professor i biologi og direktør for Center for Regenerativ og udviklingsbiologi ved Tufts Universitet. Levin påpeger: "Det primære mål for medicin er at en dag være i stand til at gendanne funktionen af beskadigede eller manglende sansestrukturer ved hjælp af biologiske eller kunstige erstatningsdele. Der er mange implikationer af denne undersøgelse, men den vigtigste fra et punkt fra et medicinsk synspunkt er det ikke nødvendigt at oprette specifikke forbindelser i hjernen i behandlingen af sensoriske lidelser, såsom blindhed. "
I dette eksperiment fjernede teamet kirurgisk øjne fra et primært donorembryo, mærket med fluorescerende proteiner, podede dem ind i den bageste region af modtagerembryoner, hvilket inducerede væksten af ektopiske øjne og eliminerede receptorernes naturlige øjne, hvilket kun efterlod ektopisk Fluorescensmikroskopi afslørede forskellige innerveringsmønstre, men ingen af dyrene udviklede nerver, der forbinder ektopiske øjne til hjernen eller kranialregionen.
For at bestemme, om de ektopiske øjne transmitterede visuel information, udviklede teamet et computerstyret system med visuel træning, hvor vandkvadranterne blev oplyst med røde eller blå LED-lys, og som kunne administrere et mildt elektrisk stød til rumpehuller, som De svømmede i en bestemt kvadrant. Et bevægelsessporingssystem udstyret med et kamera og et computerprogram gjorde det muligt for forskere at overvåge og registrere rumpetrådens bevægelse og hastighed.
Lidt over 19 procent af dyrene med de optiske nerver forbundet til rygsøjlen demonstrerede lærte reaktioner på lys, da de svømmede væk fra rødt lys, mens blåt lys stimulerede deres naturlige bevægelse. Hans reaktion på de lys, der blev opnået under eksperimenterne, var ikke forskellig fra reaktionen fra en rumpekontrolgruppe med intakte naturlige øjne, en reaktion, der ikke blev demonstreret af rumpehuller uden øjne eller rumpehuller, der ikke modtog elektrisk stød.
"Dette er aldrig blevet demonstreret før, " siger Levin, "ingen ville have forestillet sig, at øjnene på flanken på en rumpestang kunne se, især når de kun er forbundet til rygmarven og ikke til hjernen." Ifølge forfatterne antyder resultaterne en bemærkelsesværdig plasticitet i hjernens evne til at inkorporere signaler fra forskellige regioner i kroppen i adfærdsprogrammer, der var udviklet med et specifikt og anderledes kropsdesign.
"Ektopiske øjne udfører visuel funktion, " sagde Blackiston, der understregede, at hjernen genkender de visuelle data for øjnene, der påvirker rygmarven. "Vi er stadig nødt til at bestemme, om denne plasticitet i hvirveldyrhjernen strækker sig til forskellige ektopiske organer eller til passende organer i forskellige arter, " tilføjede denne forsker.
Kilde:
Tags:
Lægemidler Forskellige Check-Out
Blackiston er postdoktor i laboratoriet hos medforfatter Michael Levin, professor i biologi og direktør for Center for Regenerativ og udviklingsbiologi ved Tufts Universitet. Levin påpeger: "Det primære mål for medicin er at en dag være i stand til at gendanne funktionen af beskadigede eller manglende sansestrukturer ved hjælp af biologiske eller kunstige erstatningsdele. Der er mange implikationer af denne undersøgelse, men den vigtigste fra et punkt fra et medicinsk synspunkt er det ikke nødvendigt at oprette specifikke forbindelser i hjernen i behandlingen af sensoriske lidelser, såsom blindhed. "
I dette eksperiment fjernede teamet kirurgisk øjne fra et primært donorembryo, mærket med fluorescerende proteiner, podede dem ind i den bageste region af modtagerembryoner, hvilket inducerede væksten af ektopiske øjne og eliminerede receptorernes naturlige øjne, hvilket kun efterlod ektopisk Fluorescensmikroskopi afslørede forskellige innerveringsmønstre, men ingen af dyrene udviklede nerver, der forbinder ektopiske øjne til hjernen eller kranialregionen.
For at bestemme, om de ektopiske øjne transmitterede visuel information, udviklede teamet et computerstyret system med visuel træning, hvor vandkvadranterne blev oplyst med røde eller blå LED-lys, og som kunne administrere et mildt elektrisk stød til rumpehuller, som De svømmede i en bestemt kvadrant. Et bevægelsessporingssystem udstyret med et kamera og et computerprogram gjorde det muligt for forskere at overvåge og registrere rumpetrådens bevægelse og hastighed.
Lidt over 19 procent af dyrene med de optiske nerver forbundet til rygsøjlen demonstrerede lærte reaktioner på lys, da de svømmede væk fra rødt lys, mens blåt lys stimulerede deres naturlige bevægelse. Hans reaktion på de lys, der blev opnået under eksperimenterne, var ikke forskellig fra reaktionen fra en rumpekontrolgruppe med intakte naturlige øjne, en reaktion, der ikke blev demonstreret af rumpehuller uden øjne eller rumpehuller, der ikke modtog elektrisk stød.
"Dette er aldrig blevet demonstreret før, " siger Levin, "ingen ville have forestillet sig, at øjnene på flanken på en rumpestang kunne se, især når de kun er forbundet til rygmarven og ikke til hjernen." Ifølge forfatterne antyder resultaterne en bemærkelsesværdig plasticitet i hjernens evne til at inkorporere signaler fra forskellige regioner i kroppen i adfærdsprogrammer, der var udviklet med et specifikt og anderledes kropsdesign.
"Ektopiske øjne udfører visuel funktion, " sagde Blackiston, der understregede, at hjernen genkender de visuelle data for øjnene, der påvirker rygmarven. "Vi er stadig nødt til at bestemme, om denne plasticitet i hvirveldyrhjernen strækker sig til forskellige ektopiske organer eller til passende organer i forskellige arter, " tilføjede denne forsker.
Kilde:
