Miniaturowe bieżnie zwiększają wiedzę o ruchu owadów i ich układzie nerwowym.

WarsawNaukowcy wykorzystują małe bieżnie do badania, jak muszki owocowe poruszają się w nieprzewidywalnych sytuacjach. Badacze z Uniwersytetu Waszyngtońskiego stworzyli te miniaturowe urządzenia, aby obserwować, jak owady chodzą i jak rejestrują swoje ruchy. Głównym celem jest zrozumienie, jak ich zdolność do odczuwania wpływa na poruszanie się, zwłaszcza gdy warunki nagle się zmieniają.

Kluczowe elementy tego badania obejmują:

• Projektowanie i konstruowanie bieżni o rozmiarze owadów z tanich elementów.
• Analiza ruchu owadów przy zaburzonej propriocepcji.
• Obserwacja koordynacji przy użyciu bieżni z podzielonym pasem.
• Udostępnienie projektów bieżni open-source dla celów badań na całym świecie.

Mini bieżnie są wzorowane na standardowych bieżniach używanych do badania ruchu większych zwierząt. Tworząc te urządzenia dla muszek owocowych, naukowcy mogą dokładnie obserwować i kontrolować ich ruchy. Jest to istotne, ponieważ muszki owocowe mają niewielki i dobrze zrozumiany układ nerwowy, co czyni je dobrym modelem do badań nad funkcjonowaniem mózgu.

W eksperymentach muchy chodziły zarówno po normalnych, jak i podzielonych bieżniach. Normalne bieżnie pozwalały badaczom śledzić wzory chodzenia much przez dłuższy czas. Muchy poruszały się bardzo szybko, z prędkością ponad 50 milimetrów na sekundę. Na podzielonej bieżni muchy zmieniały swoje wzory kroków, gdy każda strona bieżni poruszała się z inną prędkością, co pokazywało, że zmiany w ruchu ich środkowych nóg miały znaczący wpływ na kontrolę kierunku poruszania się.

Zobacz również:

Dzisiaj · 12:24

Przełomowy proces przekształca odpady w ekologiczne paliwo lotnicze

Badacze wyłączyli określone neurony, aby sprawdzić, jak wpływa to na poczucie pozycji ciała. Spowodowało to rzadsze, ale większe kroki, nie zmieniając jednocześnie koordynacji ruchu nóg. Oznacza to, że układ nerwowy może mieć sposoby na dostosowanie się lub że inne neurony odpowiedzialne za pozycję ciała pomagają utrzymać płynność chodu.

To podejście pozwala naukowcom na stworzenie kontrolowanego środowiska do badania ruchu zwierząt oraz aktywności ich mózgów podczas poruszania się. Wykorzystanie narzędzi genetycznych z bieżnią umożliwia precyzyjne i powtarzalne przeprowadzanie eksperymentów, co dostarcza istotnych informacji na temat kontroli mózgu i świadomości ciała podczas chodzenia.

Zespół udostępnił swoje projekty bieżni za darmo, umożliwiając naukowcom na całym świecie ich kopiowanie i ulepszanie. Dzięki tej współpracy badania nad tym, jak układy nerwowe kontrolują ruch owadów, innych zwierząt, a być może także ludzi, mogą przyspieszyć.

Miniaturowe bieżnie to coś więcej niż jedynie nowe narzędzia. Łączą inżynierię, biologię i neurobiologię w celu badania ruchu i równowagi u istot żywych. Prace prowadzone na Uniwersytecie Waszyngtońskim mogą przyczynić się do przyszłych terapii zaburzeń nerwowo-mięśniowych.