Междисциплинарная группа физиков и биологов из Университета Квинсленда нашла новый способ, используя оптический пинцет или сфокусированные лучи света, чтобы понять вестибулярную систему, пока животные неподвижны, не двигаются.
Доцент Школы биомедицинских наук Итан Скотт сказал, что вестибулярная система, которая определяет гравитацию и движение, имеет решающее значение для выживания, но нервные цепи, обрабатывающие вестибулярную информацию, не были полностью поняты.
Профессор Школы математики и физики Халина Рубинштейн-Данлоп сказала, что это новое исследование было значительным, потому что оно продемонстрировало, что оптическое улавливание было достаточно мощным и точным, чтобы перемещать большие объекты, и подготовило почву для функционального картирования вестибулярной обработки.
«Это открывает двери для использования других методов, которые могут помочь нам понять нейронные цепи в мозге, которые опосредуют вестибулярное восприятие, а также могут в конечном итоге принести пользу людям с вестибулярными расстройствами, такими как головокружение, головокружение и дисбаланс», — сказал доцент Скотт.
"Вестибулярная система, обнаруженная во внутреннем ухе у большинства млекопитающих, всегда была трудной для изучения, потому что она активна в ответ на движение."
«Движение затрудняет запись с использованием нейронов в головном мозге, и это усложняло прошлые исследования вестибулярной системы», — сказал он.
"Нам нужен был способ активировать вестибулярную систему без движения животного."
Решение пришло в виде оптической физики и техники, называемой оптическим захватом, или использования сильно сфокусированных лазерных лучей для физического удержания и перемещения микроскопических объектов, подобных пинцету.
«Сфокусировав лазер на краю объекта, мы можем приложить к нему физические силы», — сказала профессор Халина Рубинштейн-Данлоп из школы математики и физики в UQ.
Доктор Ития Фавр-Булле, аспирантка на момент исследования, а сейчас постдок по продолжению проекта, работая с командами Скотта и Рубинштейна-Данлопа, применила эту теорию на практике, используя рыбок данио в качестве модели.
Доктор Фавр-Бюль нацелил инфракрасный лазер на отолиты или ушные камни личиночных рыбок данио, создавая на них силы, аналогичные силам, возникающим в результате реального движения.
Это приводило к поведенческим реакциям, подобным тем, которые проявляют личинки рыбок данио при воздействии реальных вестибулярных стимулов, таких как ускорение или перекатывание, даже если животные все еще были.
«С технической точки зрения это захватывающе, потому что это самые большие и наиболее оптически сложные объекты, которыми манипулировали с помощью оптического улавливания, и эта техника была эффективной, даже если цели находились глубоко внутри живого животного», — сказал доктор Фавр-Булль.