2014-03-04

Subject: Laser faz moscas apaixonarem-se

 

Laser faz moscas apaixonarem-se

 

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A activação de um interruptor mental é o que basta para fazer uma mosca apaixonar-se, mesmo que o objecto do seu desejo seja uma bola de cera! 

A técnica, conhecida por termogenética, permite aos investigadores controlar o comportamento das moscas através da activação de neurónios específicos através do calor. Combinando o sistema com técnicas que usam a luz para estimular neurónios pode ajudar a elucidar de que forma diferentes circuitos neurais funcionam em conjunto para controlar comportamentos complexos, como a corte.

A optogenética, a estimulação de neurónios através da luz, foi bem sucedida em ratos mas não tem sido muito usada em moscas, diz Barry Dickson, neurocientista no Campus de Investigação Agrícola Janelia do Instituto Médico Howard Hughes em Ashburn, Virginia. Um cabo de fibra óptica inserido no cérebro de um rato aplica luz a células geneticamente modificadas para produzir proteínas activadas pela luz mas as moscas são demasiado pequenas para estas fibras ópticas e as células não podem ser activadas colocando a masca numa caixa iluminada pois a maioria dos comprimentos de onda visíveis não atravessa o seu exosqueleto.

Mas o calor já penetra no exosqueleto e os investigadores já estudaram o comportamento das moscas acrescentando uma proteína activada pelo calor chamada TRPA1 aos circuitos neurais que controlam comportamentos como o acasalamento e a tomada de decisões. Quando estas moscas eram colocadas numa caixa quente, os neurónios contendo TRPA1 disparavam no espaço de minutos e conduziam as acções da mosca.

Mas seria muito melhor desencadear os comportamentos mais rapidamente, pelo que o laboratório de Dickson desenvolveu um sistema chamado Fly Mind-Altering Device (FlyMAD), que usa uma câmara de vídeo para seguir a mosca enquanto ela se desloca através de uma caixa. O dispositivo incide um feixe de luz laser infravermelha sobre a mosca para levar o calor directamente à cabeça. O grupo de Dickson apresentou o sistema em Outubro passado na conferência sobre neurologia de Drosophila no Laboratório de Cold Spring Harbor em Nova Iorque e está agora a submete-lo a uma publicação para revisão por pares.

Para provar que o FlyMAD funciona, o grupo produziu moscas com TRPA1 num circuito neural envolvido na corte. Quando os investigadores activaram os neurónios TRPA1 com o laser, a mosca começou a tentar acasalar com uma bola de cera, voando à sua volta e 'cantando' com a vibração das asas. A mosca continuava a corte durante mais 15 minutos depois de o laser ter sido desligado, sugerindo que o calor tinha desencadeado um estado comportamental duradouro e complexo. 

Os investigadores também criaram moscas com TRPA1 em neurónios envolvidos na coordenação muscular: ligando o laser fazia com que as moscas instantaneamente passassem a caminhar para trás. Neste caso, o comportamento parava imediatamente quando o laser era desligado.

 

A técnica da TRPA1 é mais fácil de usar do que as actuais técnicas optogenéticas para moscas, diz Gero Miesenböck, da Universidade de Oxford, Reino Unido. O seu grupo injectou cérebros de moscas com um composto químico activado pela luz que se liga a receptores nos neurónios produtores de dopamina, que causa medo em moscas. O grupo iluminou as moscas com lasers muito fortes sempre que atravessassem um jacto de gás inofensivo. Isto fez com que as moscas formassem falsas memórias e passassem a temer o gás. No entanto, ao contrário da TRPA1, o sistema químico não podia ser revertido quando a luz era desligada.

Benjamin White, neurocientista no Instituto Nacional de Saúde Mental em Bethesda, Maryland, considera que o controlo rigoroso pode permitir aos investigadores de moscas fazer as perguntas que há muito fazem parte do terreno dos investigadores de ratos. O seu grupo estuda a forma como as moscas tomam decisões sobre onde aterrar ou por ovos logo um sistema como o FlyMAD pode ajudar a descodificar estes julgamentos instantâneos.

O neurocientista David Anderson, do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, considera que o interruptor TRPA1 é muito entusiasmante pois pode ser combinado com outros para determinar de que forma diferentes circuitos neurais funcionam em conjunto. Ele usa um interruptor diferente: uma proteína activada pela luz chamada canal-rodopsina, que responde a comprimentos longos de luz, capazes de atravessar o exosqueleto. Usa luz vermelha para iluminar uma caixa contendo moscas com esta proteína para activar neurónios de corte e levar os machos a começar a cantar.

Anderson e Dickson referem que gostariam de experimentar a utilização de comprimentos de onda vermelho e infravermelho para activar circuitos uns após outros, por exemplo, para compreender que circuito controla outro. Os lasers podem permitir aos cientistas controlar duas moscas em interacção ou activar comportamentos mutuamente exclusivos, como correr para a frente e para trás ao mesmo tempo. Dessa forma, diz Anderson, poderiam ver “quem ganha".

 

 

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