How you can make a fruit fly eat veggies | DIY Neuroscience, a TED series

Translator: Joseph Geni Reviewer: Krystian Aparta

المترجم: Nawfal Aljabali المدقّق: Fatima Zahra El Hafa

Greg Gage: It's an age-old pursuit of all parents,

غريغ غيج: لطالما سعى الآباء والأمهات لمدة طويلة

getting their kids to eat their vegetables.

ليجعلوا أطفالهم يأكلون الخضروات خاصتهم.

But getting them to eat cookies or ice cream

لكن جعلهم يأكلون الكعك المُحلّى أو البوظة

is relatively easy,

سهلٌ نسبياً،

and that's because our brains prefer sweetness.

وذلك بسبب أن عقولنا تفضّل الحلاوة.

Now, there's a new technology called optogenetics

الآن، ثمّة تقنية جديدة تُسمّى: علم البصريات الوراثي

which may be able to trick our taste buds,

والتي قد تكون قادرة على خداع حاسة تذوقنا،

for instance preferring vegetables over sweets.

على سبيل المثال تفضيل الخصروات على الحلويات.

We're going to try this today using fruit flies.

سنُجربها اليوم مستخدمين ذباب الفاكهة.

[DIY Neuroscience]

[جرّب علم الأعصاب بنفسك]

The reason why we experiment with fruit flies

وسبب تجربتنا على ذباب الفاكهة

is they have a small enough nervous system

هو أن لديه جهازاً عصبياً صغيراً بما فيه الكفاية

that gives us a fighting chance to really understand what's going on.

ليعطينا فرصة مناسبة لمعرفة ما الذي يجري بالضبط.

And believe it or not, their taste buds are very similar to ours.

وصدقوا ذلك أو لا، براعم التذوق لديهم مطابقة لما لدينا.

But before we try to manipulate their taste preferences,

لكن قبل محاولة التلاعب بمصادر التذوق لديه،

نريد معرفة: ما هو أساس ذباب الفاكهة؟

we need to establish: What is the baseline of the fruit fly?

What does it prefer?

ماذا يفضِّل؟

We call this a control experiment.

نسمّي هذه: تجربة تحكُّم.

Spencer's been hard at work doing this.

وقد كان سبنسر منكبّاً على إجرائها.

OK, Spencer, let's do our first experiment.

حسناً سبنسر، لنقم بأول تجربة.

We want to test to see if fruit flies prefer bananas or broccoli.

نريد معرفة ما إذا كان ذباب الفاكهة يفضّل الموز أو القرنبيط.

So what do we need?

لذا ماذا نحتاج؟

Spencer Brown: So we need the fly pad, which is basically an iPad for flies.

سبنسر براون: نحتاج وسادة طيران، والتي هي أساساً آيباد للذباب.

It measures the touch.

والذي يقيس اللمس.

GG: You put a fly in each chamber?

تضع ذبابة في كل تجويفة؟

SB: Yeah. Inside, we'll offer them banana and broccoli

نعم. في الداخل، وسنقدم لهم موزة وقرنبيطاً

to see which one they prefer.

لمعرفة أي واحد سيفضّلون.

GG: In order to count how many times

غ غ: من أجل حساب عدد المرات

the fruit fly eats a banana versus the broccoli,

التي يأكل فيها ذباب الفاكهة الموزة مقابل القرنبيط،

these chambers have been outfitted with a small electrode

جُهزت هذه التجاويف بقطب كهربائي صغير

that sends data to a computer.

يُرسل بيانات للحاسوب.

And so what were your findings on banana versus broccoli?

وما هي النتائج التي توصلت لها من الموز مقابل القرنبيط؟

SB: I found that the flies visited banana the most.

س ب: وجدتُ أن الذباب وقع على الموز أكثر.

غ غ: كلاهما كانا هناك، لكن كالكثير من الأطفال،

GG: Both were there, but like most kids,

they choose not to eat the broccoli, and they go switch to something sweeter.

لم يختاروا أكل القرنبيط، لكنهم قاموا بالتحويل إلى شيء أحلى.

GG: Now a quick background on how taste works.

غ غ: الآن خلفية سريعة عن كيفية التذوق.

Taste buds are made up of specialized neurons

تتكون براعم التذوق من خلايا عصبية متخصصة

called taste receptors.

تُسمّى: مستقبلات الذوق.

When we eat something that triggers a particular taste,

عندما نأكل شيئاً يثير طعماً معيناً

those taste neurons will fire a signal to the brain.

ترسل هذه الخلايا العصبية إشارة للدماغ.

This allows our brain to know what's sweet and what's bitter.

وهذا ما يجعل دماغنا يميّز الحلو من المُرّ.

So when a fruit fly eats a banana, its sweet taste neurons will fire.

لذا عندما يأكل ذباب الفاكهة الموزة، ستُطلق خلاياه ذات المذاق الحلو.

But when it eats broccoli, those same neurons stay pretty quiet.

لكنه عندما يأكل القرنبيط، تبقى هذه الخلايا نفسها هادئة جداً.

But what if we could force those sweet-tasting neurons to fire

لكن ماذا إذا أجبرنا هذه الخلايا الحلوة على الانطلاق

every time the fruit fly eats broccoli?

كلما أكل ذباب الفاكهة القرنبيط؟

We may be able to get the fruit fly

ربما استطعنا أن نجعل ذباب الفاكهة

يحبُّ القرنبيط بقدر حبه الموز.

to like broccoli as much as banana.

وهنا يأتي دور علم البصريات الوراثي (أوبتوجينيتيك).

Enter optogenetics.

This is the revolutionary new tool that's taking neuroscience by storm,

هذه الأداة الثورية الجديدة التي ستعصف بعلم الأعصاب،

and in this case, "opto" means light

وفي هذه الحالة: "أوبتو" تعني ضوء

and "genetic" refers to the fact that these fruit flies have been modified

وتشير "جينيتيك" إلى أن ذبابة الفاكهة تم تعديلها وراثياً

to contain a special gene that makes only certain neurons respond to light.

لتحتوي على جينات خاصة تجعل بعض الخلايا تستجيب للضوء.

In our case, we've added the special gene to the sweet taste receptors.

وفي حالتنا هذه، أضفنا جيناً خاصاً لمستقبلات الطعم الحلوة.

Now here's the fun part.

وهذا هو الجزء الممتع.

Optogenetics means that we can control these special neurons

التدخل الوراثي يعني أننا نستطيع التحكم في هذه الخلايا الخاصة

whenever they're exposed to a bright-colored light,

كلما تعرضت لضوء ساطع،

causing them to send messages to the brain.

يجعلها ترسل رسائل إلى الدماغ.

In this experiment, we're going to have these modified fruit flies

في هذه التجربة، سنجعل ذباب الفاكهة المعدّل

choose between banana and broccoli again,

يختار بين الموزة والقرنبيط مجدّداً،

only this time, every time the fruit fly eats the broccoli,

فقط هذه المرة، في كل مرة تأكل ذبابة الفاكهة القرنبيط

we're going to trigger a big bright red light.

سنقوم بإطلاق ضوء أحمر ساطع كبير.

And when the channels see that red light, they're going to open up,

وعندما ترى القنوات هذه الضوء الأحمر، سينفتِحن،

and they're going to cause that neuron to fire,

ويسببن إطلاق هذه الخلايا العصبية،

and the sweet taste message will be sent to the brain.

وستُرسَل رسالة الطعم الحلو إلى الدماغ.

كيف تُخرج الذباب؟

How do you get them out?

SB: So we're going to be using a mouth aspirator,

س ب: سنستخدم ماصة عبر الفم،

so it's just two straws put together.

وهي عبارة عن ماصتين وُضعتا مع بعضهما،

غ غ: إنه اسم فاخر لماصة.

GG: So it's a fancy name for a straw.

SB: Basically.

س ب: مبدئياً.

GG: So you're going to suck those out.

غ غ: ستقوم بالشفط عبرها.

Have you ever sucked up a fly before?

هل قمت بشفط ذبابة من قبل؟

SB: Once or twice.

س ب: مرة أو مرتين.

GG: There we go. You got all four.

غ غ: ها نحنُ ذا. حصلت على كل الأربع.

OK, perfect.

جيد.

So you're going to turn on your OptoStimmers here.

بعدها ستُشغل جهاز ''أوبتوستمرز" خاصتك هنا.

You're going to park the light right on top of the chambers.

ستُسلط الضوء على قمة التجاويف.

So now we sit here and we wait for them to eat broccoli,

والآن سنجلس لحين يأكلون القرنبيط،

and then when the light fires,

وعندما يتم إطلاق الضوء،

they're going to think it's tasting something sweet.

سيعتقدون أنه طعم شيء حلو.

Come on. Oh, he's getting closer.

هيا. إنه يقترب أكثر.

Come on. It tastes good now.

هيا. إن الطعم جيد الآن.

SB: It's about to.

س ب: أصبح حوله.

GG: Oh, he's back. All right!

غ غ: أوه. لقد تراجع. حسناً!

All right, so now we see that some of these flies

حسناً، نرى الآن بعض الذباب

are switching over from the banana to the broccoli.

يتحول من الموزة إلى القرنبيط.

SB: Exactly, yeah.

س ب: بالضبط، نعم.

GG: Every time this light goes off,

غ غ: في كل مرة ينطفئ هذا الضوء،

that means that they think they're tasting something sweet.

هذا يعني اعتقاده بأنه تذوق شيئاً حلواً.

س ب: نعم، هذه الذبابة تستهدف القرنبيط مباشرة.

SB: Yeah. So this guy's really going after it.

GG: So we saw that we were able to rescue broccoli

لذلك رأينا أننا تمكنا من إنقاذ القرنبيط

and make it just as appealing as banana to our fruit flies.

وجعلناها جاذبة مثل الموز لذباب الفاكهة.

And we're able to replicate these same results

ونحن قادرون على تكرار نفس النتائج

in all of our experiments.

في كل تجاربنا.

لذا السؤال هو: هل بمقدرونا عمل الشيء نفسه في البشر؟

So the question is: Can we do the same thing in humans?

Well, that depends on a number of items.

حسناً، هذا يعتمد على مجموعة من العوامل.

First, do optogenetic tools even work in humans?

أولاً: هل يعمل علم البصريات الوراثي في البشر؟

And that looks like the answer is yes,

ويبدو أن الإجابة: نعم،

and in fact, clinical trials are already being planned

وفي الواقع، أنه تم التخطيط للتجارب السريرية

that will treat chronic pain and blindness using optogenetics.

التي من شأنها أن تعالج الأمراض المزمنة والعمى باستخدام علم البصريات الوراثي.

And the next question is, can we easily trigger a light source

والسؤال التالي: هل نستطيع إطلاق مصدر ضوئي بسهولة

so that every time we eat vegetables, it will go off?

خلال كل مرة نأكل فيها الخضروات؟

For that, I'm afraid at least at this time, the answer is still no.

لذلك، أخشى -على الأقل في وقتنا الحاضر- أن الإجابة ما زالت: لا.

But today, we got to witness just a taste of optogenetics

لكن اليوم، شاهدنا لمحة عن علم البصريات الوراثي

and its amazing potential.

وإمكاناته المذهلة.

(Music)

(موسيقى)