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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Krystian Aparta

Переводчик: Elena McDonnell Редактор: Anna Kotova

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

Грег Гейдж: Все родители хотят,

getting their kids to eat their vegetables.

чтобы их дети ели овощи.

But getting them to eat cookies or ice cream

Однако с печеньем и мороженым

is relatively easy,

никаких трудностей не возникает.

and that's because our brains prefer sweetness.

А всё потому, что наш мозг предпочитает сладкое.

Now, there's a new technology called optogenetics

Возможно, новая технология под названием оптогенетика

which may be able to trick our taste buds,

может перехитрить наши вкусовые рецепторы,

for instance preferring vegetables over sweets.

в том числе формируя предпочтение овощей сладкому.

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

Сегодня мы протестируем это на мухах-дрозофилах.

[DIY Neuroscience]

[Нейронаука на дому]

The reason why we experiment with fruit flies

Мы используем дрозофил,

is they have a small enough nervous system

потому что их нервная система достаточно мала,

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

что даёт нам хороший шанс подробно разобраться в том, что происходит.

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

И не поверите, их вкусовые рецепторы очень похожи на наши с вами.

But before we try to manipulate their taste preferences,

Но прежде чем манипулировать их вкусовыми предпочтениями,

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

необходимо определить точку отсчёта.

What does it prefer?

Что предпочитают дрозофилы?

We call this a control experiment.

Это называется контрольным экспериментом.

Spencer's been hard at work doing this.

Спенсер как раз над этим работает.

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

Итак, Спенсер, давай проведём первый эксперимент.

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

Мы хотим узнать, что нравится мухам больше — банан или брокколи.

So what do we need?

Что нам для этого нужно?

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

Спенсер Браун: Нам нужен FlyPad, это своеобразный iPad для мух.

It measures the touch.

Он измеряет прикосновения.

GG: You put a fly in each chamber?

ГГ: В каждом отсеке по мухе?

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

СБ: Да. И мы предлагаем им банан и брокколи,

to see which one they prefer.

чтобы узнать, что они предпочтут.

GG: In order to count how many times

ГГ: Чтобы подсчитать, сколько раз

the fruit fly eats a banana versus the broccoli,

дрозофила ест банан, а сколько — брокколи,

these chambers have been outfitted with a small electrode

эти отсеки оснащены небольшими электродами,

that sends data to a computer.

отправляющими данные в компьютер.

And so what were your findings on banana versus broccoli?

И какие выводы ты сделал в связи с бананом и брокколи?

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

СБ: Я выяснил, что мухи в основном ели банан.

ГГ: Там было и то, и другое, но они, как многие дети,

GG: Both were there, but like most kids,

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

не хотели есть брокколи, а выбирали кое-что послаще.

СБ: Да, именно так.

GG: Now a quick background on how taste works.

ГГ: Небольшое примечание о вкусовых ощущениях.

Taste buds are made up of specialized neurons

Вкусовые луковицы состоят их особых нейронов,

called taste receptors.

называемых вкусовыми рецепторами.

When we eat something that triggers a particular taste,

Когда мы едим что-то с определённым вкусом,

those taste neurons will fire a signal to the brain.

эти вкусовые нейроны посылают сигнал в мозг.

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

Так наш мозг узнаёт, что сладкое, а что — горькое.

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

Когда дрозофила ест банан, срабатывают нейроны сладости,

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

а когда она ест брокколи, эти нейроны бездействуют.

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

Что, если мы сможем активировать нейроны сладости

every time the fruit fly eats broccoli?

всякий раз, когда муха ест брокколи?

We may be able to get the fruit fly

Возможно, нам удастся заставить муху

to like broccoli as much as banana.

полюбить брокколи так же, как банан.

Enter optogenetics.

На помощь приходит оптогенетика.

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

Это новое средство, которое мгновенно стало популярно в нейронауке.

and in this case, "opto" means light

«Опто» значит «свет»,

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

а «генетика» указывает на то, что гены мух были изменены

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

и содержат особый ген, отвечающий за то,

что только определённые нейроны реагируют на свет.

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

В данном случае мы добавили особый ген во вкусовые рецепторы сладости.

Now here's the fun part.

А теперь самое интересное.

Optogenetics means that we can control these special neurons

Оптогенетика позволяет нам контролировать эти особые нейроны,

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

когда они находятся под воздействием яркого света,

causing them to send messages to the brain.

посылая сигналы в мозг.

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

В ходе этого эксперимента наши изменённые дрозофилы

будут опять выбирать между бананом и брокколи,

choose between banana and broccoli again,

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

только теперь всякий раз, когда муха будет есть брокколи,

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

будет включаться яркий красный свет.

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

При вспышке света каналы будут открываться,

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

нейроны будут активироваться,

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

и в мозг будет отправляться сигнал о сладком вкусе.

Как ты их извлекаешь?

How do you get them out?

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

СБ: Я использую ротовой аспиратор.

so it's just two straws put together.

Это две соединённые между собой соломинки.

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

ГГ: Научное название соломинки.

СБ: Вроде того.

SB: Basically.

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

ГГ: Тебе нужно втянуть мух в соломинку?

СБ: Да.

Have you ever sucked up a fly before?

ГГ: Ты когда-нибудь проглатывал муху?

SB: Once or twice.

СБ: Пару раз.

GG: There we go. You got all four.

ГГ: Замечательно, все четыре мухи.

OK, perfect.

Отлично.

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

Теперь ты включаешь OptoStimmers

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

и устанавливаешь лампы прямо над отсеками с мухами.

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

А теперь мы просто сидим и ждём, когда они начнут есть брокколи.

and then when the light fires,

А когда загорится свет,

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

они подумают, что едят сладкое.

Come on. Oh, he's getting closer.

Давай-давай. Уже близко.

Come on. It tastes good now.

Давай же. Это вкусно.

SB: It's about to.

СБ: Сейчас-сейчас.

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

ГГ: Она вернулась. Отлично!

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

Итак, мы видим, что некоторые мухи

are switching over from the banana to the broccoli.

переходят с банана на брокколи.

SB: Exactly, yeah.

СБ: Да, именно так.

GG: Every time this light goes off,

ГГ: Всякий раз, когда загорается свет,

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

им кажется, что они едят что-то сладкое.

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

СБ: Да, поэтому эта муха так увлечённо ест.

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

ГГ: Итак, нам удалось реабилитировать брокколи

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

и сделать её такой же привлекательной для мух, как банан.

And we're able to replicate these same results

Нам удалось получить такие результаты

in all of our experiments.

во всех экспериментах.

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

Поэтому вопрос в следующем: применимо ли это к человеку?

Well, that depends on a number of items.

Это зависит от нескольких факторов.

First, do optogenetic tools even work in humans?

Во-первых, работают ли оптогенетические средства на человеке?

And that looks like the answer is yes,

Похоже, что ответ положительный,

and in fact, clinical trials are already being planned

и уже планируются клинические испытания

that will treat chronic pain and blindness using optogenetics.

по лечению хронических болей и слепоты с помощью оптогенетики.

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

Следующий вопрос таков: можем ли мы использовать вспышку света

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

всякий раз, когда едим овощи?

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

Боюсь, что ответ на этот вопрос пока отрицательный.

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

Но сегодня нам удалось попробовать на вкус оптогенетику

and its amazing potential.

и её удивительный потенциал.

(Music)

(Музыка)