Исследование Колумбийского университета в дрозофилы были выявлены серотонина химического вещества, которое вызывает возбудимость организма, автоматические олень-в-фары рефлекс, который застывает на мгновение организма в ответ на потенциальную угрозу. Сегодняшнее исследование показывает, что, когда муха переживает неожиданные изменения в ее окрестностях, такие как внезапная вибрация, выброс серотонина помогает буквально … и временно … прекращайте летать на ее пути.
Эти данные, опубликованные сегодня в текущей биологии, предлагают широкий понимание биологии возбудимость, вездесущий, хоть и загадочный, феномен, который наблюдается практически у всех животных изучали в курсе, от мух для рыбы людям.
«Представьте, что вы сидите в гостиной со своей семьей и … вдруг-гаснет свет, и на Землю начинает трясти», — сказал Ричард Манн, кандидат медицинских наук, главный исследователь в Колумбии Мортимер Б. Цукерман голове мозгов поведения Института и старший автор бумаги. «Ваш ответ, и вашей семьи, будет то же самое: вы будете остановить, заморозить, а затем перейти к безопасности. С этого исследования, мы показываем в мух, что быстрое высвобождение химического вещества серотонина в нервной системе, дискам, первой заморозки. И потому, что серотонин также существует в человеке, эти результаты проливают свет на то, что может быть происходит, когда мы получаем вздрогнула, как хорошо.»
В мозге, серотонин, наиболее тесно связанных с регулированием настроения и эмоций. Но предыдущие исследования на мух и позвоночных показал, это также может повлиять на скорость животного движения. Первоначальная цель Колумбийского исследователя было более полно понять, как химические сделала этого.
Команда впервые проанализированы фруктов шаги лететь через FlyWalker, аппарат, разработанный доктором Манном и физик Колумбийского Сабольч Марка, кандидат медицинских наук, отслеживать действия насекомое на особый вид стекла. После наблюдения, как мух переехал, ученые манипулировали уровень серотонина-и другое химическое вещество под названием допамин … в брюшной мухи нервных тяжей (ВНК), которая является аналогом спинного мозга позвоночных.
Их начальные результаты показали, что активация нейронов, производящих серотонин в программе VNC тормозит летит вниз, а замалчивание этих же скоростях нейронов подлетает. Дополнительные эксперименты показали, что уровень серотонина может повлиять на скорость движения насекомых под большое разнообразие условий, в том числе различных температурах, когда мухи были голодны, или пока они шли вниз, все ситуации, которые обычно влияют на скорость ходьбы.
«Мы стали свидетелями крупнейших эффекты серотонина, когда летит стремительно экологические изменения», — сказала Клэр Говард, кандидат медицинских наук, первый автор бумаги. «Другими словами, когда они были поражены.»
Для дальнейшего исследования, команда исследователей разработала два сценария, чтобы вызвать возбудимость мухи. Во-первых, они выключили свет: полное затмение для насекомых. Для второго, они имитировали землетрясение.
Для этого ученые объединились с Таней Табачник, директор передового инструментария в Институте Колумбии Цукерман. Команда Табачника из станочников и инженеров работает с учеными для разработки и создания специализированных систем для их исследования. Для этого исследования, они создали миниатюрный, летают по размеру арены, примостившейся специализированных вибрирующих двигателей. Сила регулировка двигателей производят желаемый эффект землетрясения. Когда ученые подвергли мух либо плотные или сценариев землетрясения, они также манипулировали способность летать, чтобы вырабатывать серотонин.
«Мы обнаружили, что, когда муха вздрогнула в этих сценариях, серотонин действует как аварийный тормоз; его выпуск необходим для их заморозить, и что часть этого ответа может быть результатом жесткости обеих сторон из животного суставов ног», — сказал доктор Манн, который также является Хиггинс профессор биохимии и молекулярной биофизики (системная биология) в Колумбии Vagelos колледжа врачей и хирургов. «Это сокращение может привести к непродолжительной паузы в ходьбе, после чего насекомое начинает двигаться.»
«Мы считаем, что эта пауза очень важна», — добавил д-р Говард, «это может позволить нервной системе мухи, чтобы собрать информацию об этой внезапной перемены и решать, как она должна ответить.»
Интересно, хотя ответ мухи в обоих случаях была вызвать немедленное пауза, последующая их скорость ходьбы существенно отличался.
«После того, как встрепенулись в сценарии плотные, походка лету была медленной и осторожной,» сказал доктор Говард. «Но землетрясение вызвало мух, чтобы идти быстрее после первоначальной паузы».
Хотя эти результаты являются специфическими для плодовых мушек, повсеместность серотонина и ответная реакция на испуг даст ключи для химических и молекулярных процессов, которые происходят при более сложных животных, включая людей, пугайтесь.
Забегая вперед, исследователи надеются, что дальнейшее изучение роли серотонина в движение, а также то, что другие факторы могут быть в игре.
«Наши результаты показывают, что серотонин имеет потенциал, чтобы взаимодействовать с различными типами нервных клеток в нервной системе мухи, такие, как те, что руководство движения и обработки сенсорной информации», — сказал доктор Манн. «Как мы и другие продолжают расследовать, мы надеемся разработать детальный, молекулярной основой для передвижения, которая может быть широко применено к другим животным, возможно, даже людей.»