Una nuova tecnica di imaging chiamata trans-Tango(attività), sviluppata dai ricercatori del Brown's Carney Institute for Brain Science, rivela come neuroni specifici nei circuiti cerebrali dei moscerini della frutta rispondono a stimoli come il sapore dolce e amaro. Credito:Gilad Barnea
Il gusto è importante per i moscerini della frutta, proprio come lo è per gli esseri umani:come le persone, i moscerini tendono a cercare e consumare cibi dal sapore dolce e rifiutano i cibi che hanno un sapore amaro. Tuttavia, poco si sa su come i sapori dolci e amari siano rappresentati dai circuiti cerebrali che legano la sensazione al comportamento.
In un nuovo studio pubblicato su Current Biology , i ricercatori della Brown University hanno descritto come hanno sviluppato una nuova tecnica di imaging e l'hanno utilizzata per mappare l'attività neurale dei moscerini della frutta in risposta ai gusti dolci e amari.
"Questi risultati mostrano che il modo in cui i cervelli di mosca codificano il gusto del cibo è più complesso di quanto ci aspettassimo", ha affermato l'autore dello studio Nathaniel Snell, che ha conseguito il dottorato di ricerca. in neuroscienze da Brown nel 2021 e ha condotto la ricerca come parte della sua tesi.
Altrettanto significativo dei risultati dei ricercatori è il metodo utilizzato, ha affermato Gilad Barnea, professore di neuroscienze presso la Brown's Warren Alpert Medical School e direttore del Center for the Neurobiology of Cells and Circuits presso il Carney Institute for Brain Science dell'Università. /P>
Per saperne di più sui processi cerebrali che regolano la reazione delle mosche alle sensazioni gustative, Barnea, Snell e un gruppo di studenti laureati e universitari nel laboratorio di Barnea hanno sviluppato una nuova tecnica di imaging chiamata "trans-Tango (attività)". Questo è un adattamento del trans-tango, una tecnologia versatile inventata dal laboratorio Barnea che viene utilizzata per tracciare i circuiti neurali nel cervello. Barnea ha affermato che il trans-tango (attività) porta la comprensione a un nuovo livello rivelando come specifici neuroni nei circuiti rispondono agli stimoli.
La risposta del cervello agli stimoli è come un relè, ha spiegato Barnea:il "bastone" passa da un neurone all'altro, quindi al successivo e così via. Le tecniche precedenti potevano identificare un neurone con il bastoncino, ma non chi ha dato il bastoncino a quel neurone.
"Il trans-tango (attività) ci ha permesso di guardare selettivamente i neuroni di secondo ordine nel circuito, in modo da poterci concentrare su come rispondevano ai gusti dolci e amari", ha detto Barnea.
Poiché la reazione ai sapori dolci e amari è così diversa, le aspettative dei ricercatori erano che anche l'attività neurale lungo i circuiti che mediano quelle reazioni sarebbe stata del tutto disparata, ha affermato. Ma trans-Tango(attività) ha rivelato una certa sovrapposizione di attività neurale già nei neuroni di secondo ordine in questi circuiti in risposta ai due gusti.
Barnea ha affermato che alcuni dei risultati possono mostrare come le mosche sappiano evitare una particolare sezione di un alimento marcio, velenoso o altrimenti cattivo, per esempio. Nel complesso, ha affermato che i risultati dello studio sottolineano l'importanza dei processi sofisticati e raffinati del gusto.
"Devi ricordare che mangiare o nutrire è un'attività in cui tu, che tu sia una mosca o un essere umano, non puoi commettere errori", ha detto. "Se consumi qualcosa di cattivo per te, può essere dannoso. Chiunque abbia mai pagato a caro prezzo dopo aver mangiato una cozza cattiva può confermarlo. Quindi la capacità di sapere come evitare determinati alimenti, o anche determinate aree o parti di cibo, è importante per la sopravvivenza della specie."
Una scoperta è stata particolarmente intrigante per Barnea non per ciò che ha detto sulla sopravvivenza, ma per ciò che potenzialmente ha rivelato sul piacere. I neuroni del secondo ordine hanno risposto ai gusti amari non solo quando i gusti sono stati presentati, ma anche quando sono stati rimossi. Sorprendentemente, Barnea e i suoi colleghi hanno riscontrato una certa sovrapposizione nell'attività quando l'amaro è stato rimosso e il dolce è stato presentato.
Barnea disse che questo gli ricordava il concetto di "aponia", che in greco antico significa "l'assenza di dolore", ed era considerato dai filosofi epicurei l'apice del piacere.
"Il fatto che vediamo un neurone che risponde sia alla rimozione dello stimolo 'cattivo' - il gusto amaro - sia alla presentazione dello stimolo 'buono' - il gusto dolce - ricorda biologicamente questo concetto filosofico", ha detto Barnea, che ha aggiunto che la ricerca futura esplorerà ulteriormente questa risposta.
Per quanto riguarda il motivo per cui il senso del gusto degli insetti è importante per gli esseri umani, che possono sperimentare il gusto in modo diverso, Barnea ha fatto riferimento agli insetti che trovano gli esseri umani particolarmente attraenti:"Capire cosa guida i comportamenti gustativi e olfattivi nelle zanzare, ad esempio, è molto importante per l'apprendimento come diminuire il loro effetto sugli esseri umani", ha detto. "Il nostro studio potrebbe aggiungere un piccolo pezzo a quel grande puzzle."
Lo studio mostra come una domanda di ricerca può fornire slancio per sviluppare una nuova tecnica scientifica che può quindi essere utilizzata per rispondere a nuove domande di ricerca e viceversa.
"Riteniamo che il trans-tango (attività) possa essere uno strumento utile non solo per studiare come funziona il senso del gusto, ma per comprendere i circuiti neurali in generale", ha affermato Snell. "I neuroni sensoriali codificano molti diversi tipi di informazioni sul mondo e capire come queste informazioni vengono trasmesse, trasformate o integrate mentre viaggiano dagli strati periferici a quelli più profondi di un circuito neurale è una questione centrale nelle neuroscienze. Trans-Tango (attività) è perfettamente pronto per essere in grado di rispondere a tali domande."
Barnea ha impiegato più di 20 anni per sviluppare il trans-tango al punto da poter essere utilizzato con successo nei moscerini della frutta, ha detto, ma solo cinque anni perché il team sviluppasse e pubblicasse il trans-tango (attività) e ulteriori adattamenti sono attualmente in lavorazione.
"Più utilizziamo la tecnologia, meglio diventa, e più possiamo imparare da essa e più domande a cui possiamo applicarla", ha detto Barnea. + Esplora ulteriormente
