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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Krystian Aparta

Tradutor: Hugo Sousa Revisora: Clara Marques

Greg Gage: Já é um problema bem antigo,

convencer os filhos a comer vegetais.

Mas convencê-los a comer bolachas ou gelado é relativamente fácil,

porque os nossos cérebros preferem a doçura.

Agora, há uma nova tecnologia chamada optogenética

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

que talvez possa enganar o nosso paladar,

getting their kids to eat their vegetables.

de forma a preferir vegetais em relação aos doces, por exemplo.

But getting them to eat cookies or ice cream

Vamos testar isso hoje com moscas-da-fruta.

is relatively easy,

and that's because our brains prefer sweetness.

[Neurociência Caseira]

Now, there's a new technology called optogenetics

Escolhemos as moscas-da-fruta porque têm um sistema nervoso tão pequeno

which may be able to trick our taste buds,

for instance preferring vegetables over sweets.

que nos dá a oportunidade de perceber o que se está a passar.

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

E por incrível que pareça, têm um paladar muito semelhante ao nosso.

[DIY Neuroscience]

Mas antes de manipularmos as suas preferências,

The reason why we experiment with fruit flies

precisamos de estabelecer: Qual é o padrão inicial da mosca-da-fruta?

is they have a small enough nervous system

O que é que prefere?

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

Chamamos a isto uma experiência controlada.

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

O Spencer tem trabalhado arduamente nisto.

Spencer, vamos fazer a experiência inicial.

But before we try to manipulate their taste preferences,

Queremos testar se a mosca-da-fruta prefere bananas ou brócolos.

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

De que é que precisamos?

What does it prefer?

Spencer Brown: De um bloco, que é basicamente um iPad para moscas.

We call this a control experiment.

Spencer's been hard at work doing this.

Serve para medir o toque.

GG: Coloca-se uma mosca em cada secção?

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

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

SB: Sim. Dentro terão banana e brócolos

So what do we need?

para ver qual preferem.

GG: Para contar o número de vezes que comem banana em vez de brócolos,

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

cada secção foi equipada com um pequeno elétrodo

It measures the touch.

GG: You put a fly in each chamber?

que envia os dados para um computador.

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

E quais foram os resultados da banana contra os brócolos?

to see which one they prefer.

GG: In order to count how many times

SB: As moscas visitavam mais vezes a banana.

the fruit fly eats a banana versus the broccoli,

GG: Tinham duas opções, mas tal como as crianças,

these chambers have been outfitted with a small electrode

escolhem não comer os brócolos e trocam para algo mais doce.

that sends data to a computer.

GG: Pequeno aparte para explicar o paladar.

And so what were your findings on banana versus broccoli?

As papilas gustativas têm uns neurónios especializados,

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

os receptores gustativos.

Quando comemos algo que ativa um sabor particular,

GG: Both were there, but like most kids,

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

esses neurónios emitem um sinal para o cérebro.

Isto permite que o nosso cérebro distinga o doce do amargo.

GG: Now a quick background on how taste works.

Quando uma mosca-da-fruta come banana, ativam-se os neurónios de sabor doce.

Taste buds are made up of specialized neurons

called taste receptors.

When we eat something that triggers a particular taste,

Mas quando come brócolos, esses neurónios ficam quietinhos.

those taste neurons will fire a signal to the brain.

E se fosse possível ativar esses neurónios do sabor doce

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

cada vez que comem brócolos?

A mosca-da-fruta poderia começar a gostar tanto de brócolos como de bananas.

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

Introduzo-vos à optogenética.

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

É a ferramenta revolucionária que está a tomar de assalto a neurociência,

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

neste caso, o “opto” refere-se à luz

every time the fruit fly eats broccoli?

e a “genética” refere-se ao facto destas moscas-da-fruta serem modificadas

We may be able to get the fruit fly

to like broccoli as much as banana.

para possuírem um gene especial que leva certos neurónios a reagirem à luz.

Enter optogenetics.

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

Neste caso, adicionamos o gene especial aos receptores do sabor doce.

and in this case, "opto" means light

Agora vem a parte divertida.

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

A optogenética permite-nos controlar estes neurónios especiais

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

sempre que são expostos a uma luz viva,

de forma a enviarem mensagens para o cérebro.

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

Nesta experiência, as moscas-da-fruta modificadas terão de escolher

Now here's the fun part.

Optogenetics means that we can control these special neurons

entre banana e brócolos novamente,

mas desta vez, cada vez que a mosca-da-fruta comer brócolos,

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

vamos ativar uma luz com um vermelho vivo.

causing them to send messages to the brain.

E ao ver esta luz vermelha, estes canais vão abrir,

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

e vão causar a ativação desse neurónio,

que vai enviar para o cérebro o sinal do sabor doce.

choose between banana and broccoli again,

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

Como é que retira as moscas daí?

SB: Vou usar aspiração de boca, ou seja, juntar duas palhinhas.

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

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

GG: Então é um nome sofisticado para uma palhinha.

SB: Basicamente.

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

GG: Então vai sugá-las para fora.

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

Já alguma vez sugou uma mosca?

How do you get them out?

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

SB: Uma ou duas vezes.

so it's just two straws put together.

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

SB: Basically.

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

GG: Já está. Retirou as quatro.

Perfeito.

Vai ligar os estimuladores de luz.

Have you ever sucked up a fly before?

SB: Once or twice.

Vai colocar a luz por cima de cada secção.

E agora só temos de esperar que comam os brócolos,

e ao ativar-se a luz, vão pensar que estão a saborear algo doce.

GG: There we go. You got all four.

OK, perfect.

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

Anda lá. Está quase.

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

Anda lá. Agora vai saber bem.

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

SB: Está mesmo quase.

GG: E voltou. Muito bem!

and then when the light fires,

Então, já dá para ver que algumas das moscas

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

estão a passar da banana para os brócolos.

Come on. Oh, he's getting closer.

SB: Exatamente.

Come on. It tastes good now.

GG: Cada vez que se liga a luz, pensam que estão a saborear algo doce.

SB: It's about to.

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

SB: Esta mosca já não quer outra coisa.

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

GG: Vimos que conseguimos salvar os brócolos

are switching over from the banana to the broccoli.

e torná-los tão apelativos como a banana para as nossas moscas.

SB: Exactly, yeah.

E podemos replicar estes resultados em todas as nossas experiências.

GG: Every time this light goes off,

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

A questão é: Será que podemos fazer o mesmo com os humanos?

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

Depende de uma série de questões.

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

Primeiro, as ferramentas optogenéticas funcionam nos humanos?

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

Parece que a resposta é sim,

And we're able to replicate these same results

in all of our experiments.

de facto, já se estão a planear estudos clínicos

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

para tratar dores crónicas e cegueira através da optogenética.

Well, that depends on a number of items.

A outra questão é:

First, do optogenetic tools even work in humans?

Será possível configurar uma luz que se ative sempre que comemos vegetais?

And that looks like the answer is yes,

Infelizmente, parece que para já, a resposta ainda é não.

and in fact, clinical trials are already being planned

that will treat chronic pain and blindness using optogenetics.

Mas hoje, deu para provar a optogenética e verificar o seu grande potencial.

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

(Música)

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

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

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

and its amazing potential.

(Music)