Onderzoekers besturen nematode met lcd-projector

Onderzoekers zijn er met een aangepaste, commercieel verkrijgbare lcd-projector in geslaagd om de bewegingen van een nematode-worm te controleren. Hiervoor moest het organisme wel genetisch gemodificeerd worden.

De gebruikte lcd-projector is in staat om de kleuren rood, groen en blauw uit te zenden, waarbij tijd, locatie, frequentie en intensiteit van de lichtstraal heel precies bepaald kunnen worden. Door de grote precisie kon de lichtstraal nauwkeurig op individuele delen van de nematode C. elegans worden gericht, om zo specifieke neuronen aan en uit te zetten. Het beïnvloeden van neuronen is mogelijk doordat de nematode genetisch is gemodificeerd; er zijn genen ingebouwd die coderen voor lichtgevoelige eiwitten. Die eiwitten blijken in staat om de signalen van zogeheten locomotor-neuronen en mechano-sensorische neuronen te versterken of af te zwakken. Deze twee neuronale celtypes zijn respectievelijk betrokken bij het reguleren van beweging en het detecteren van mechanische stimulatie, zoals aanraking. Het lcd-projectorsysteem werd dan ook ingezet om de manier waarop de nematode reageert op mechanische stimuli te gebruiken om beweging te induceren.

In de experimenten bleek dat als de lichtstraal met een regelmatig patroon op de hele kop van C. elegans werd gericht, het organisme zichzelf opkrulde en bewegingen met een driehoekig patroon ging maken, zoals op de foto's is te zien. Als de lichtstraal alleen op de neuronen vlakbij de kop werd gericht bleek de nematode achteruit te bewegen, terwijl er bij het stimuleren van neuronen vlakbij de staart juist voorwaartse bewegingen werden opgemerkt. Het 'bestralen' van verschillende nematoden leidde tot vergelijkbare resultaten.

Volgens de onderzoekers blijkt uit de experimenten dat het systeem ingezet kan worden om de functionaliteit van bepaalde neuronale circuits beter te onderzoeken. Daarnaast heeft het systeem met de lcd-projector als voordeel dat de kosten laag zijn. De gebruikte projector, die door de onderzoekers weliswaar is aangepast, is gewoon commercieel verkrijgbaar.

De nematode C. elegans is een veelgebruikt organisme voor wetenschappelijk onderzoek, omdat van elke cel, ongeveer duizend in totaal, die zich in het lichaam van het dier bevindt bekend is hoe het zich heeft ontwikkeld en wat voor functie het heeft. Daarbij is ook bekend hoe de 302 neuronale cellen met elkaar in verbinding staan. Het modelorganisme wordt doorgaans gebruikt voor onderzoek op het gebied van genetica en ontwikkelingsbiologie.

Reacties (12)

[Crazy Harry]

Het klinkt als een mogelijke oplossing voor blindheid...

[Urza-]

Niet alle blindheid. In tegenstelling tot wat je zou verwachten gebeurt het meeste van wat wij mensen als 'zien' ervaren in de hersenen.
Mensen die neurologisch blind zijn, of blind vanaf de geboorte zullen er niets aan hebben. Dit komt doordat hun visuele cortex (occipitaalkwab) niet ontwikkeld is binnen de kritieke periode (tot ca 6 jaar oud geloof ik). Ook al kun je door een dergelijke techniek fysieke ogen creëeren voor die mensen, zij kunnen er geen/nauwelijks gebruik van maken.

Ook heb ik mijn twijfels over hoe deze cellen geïmplementeerd moeten worden. In weze gebeurt er niet zoveel buiten het vervangen/aanpassen van het netvlies (lichtgevoelige gedeelte van de ogen) en dit kan tegenwoordig ook al (netvliestransplantatie).

[Bennie98]

zou wel nog raar gevoel zijn denkik.
Je ziet al niets en dan ben je nog niet eens vrij in je bewegingen... dus je wordt in feite geleefd ipv dat je zelf leeft.

[Ruud v A]

Dat hoeft niet zo te zijn. Onder andere doordat er zenuwen in jouw ogen geprikkeld worden doe je de dingen die je doet. Dat voelt voor jouw gewoon als ‘vrije wil’, terwijl het in feite gewoon een gevolg is van elektrochemische reacties in je hersenen. Daar zijn overigens wel meer prikkels bij betrokken dan alleen die van je ogen.

Het voelt voor jou dus als vrije wil, maar eigenlijk is dat niet zo. Zo werkt het ook met die worm. Het is niet zo dat er een controller ingebouwd wordt die de worm aanstuurt terwijl hij zich daar bewust van is (als die worm zich al ergens van bewust kan zijn).
Als je een hond een stok laat halen, doet hij dat ook uit vrije wil, maar toch geef je hem er impliciet de opdracht toe. Het is gewoon zijn reactie op het gooien van een stok. Zo is het bewegen nu ook de reactie van de worm. Doordat hij genetisch gemanipuleerd is, is het een ander organisme geworden; hij weet niet beter.

[Dark Angel 58]

Hiervoor moest het organisme wel genetisch gemodificeerd worden.

wacht effe... hoe worden de wormen euhhhh organismen gevoed?
en hoe lang leeft het organisme?

[Reactie gewijzigd door Dark Angel 58 op 9 augustus 2024 06:34]

[Ruud v A]

Genetisch modificeren heeft weinig met voeding te maken. Het DNA wordt aangepast als het wormpje nog in eencellig stadium is.

[Bennie98]

cool spelen met de natuur....
eens zien hoe snel het duurt vooraleer men dit op mensen gaat toepassen om bijvoorbeeld in het rijtje te stappen en product x te kopen ....

[Atmosfeer]

Er was toch ookal zo'n lab wat duiven kon besturen met een controller. Werkte wel op een hele andere manier maar toch.....freaky.

[Roland684]

Speciaal voor de biologie-tweakers.
Jammer genoeg ontbreekt voor de electronica-tweakers elk detail over wat er aan de projector getweaked is. (de relevantie van dit nieuws voor t.net is mij geheel onduidelijk)

[Urza-]

Het beestje is toch 'getweakt'

Ik denk dat dit stukje nieuws best wel waarde heeft, mn toekomstige ontwikkelingen mbt organic computing ed.
Over 10 jaar als er meer grootschalige ontwikkelingen zijn op dit gebied kan er terug verwezen worden naar dit artikel

[hyriand]

Behalve de klassieker Snake is Pac-Man ook beschikbaar: http://www.theregister.co.uk/2011/01/17/living_pac_man/

[Verwijderd]

But does it run linux?

edit: sorry, verkeerde msn chat venster.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 9 augustus 2024 06:34]