Greg Gage: It's an age-old pursuit of all parents, getting their kids to eat their vegetables. But getting them to eat cookies or ice cream is relatively easy, and that's because our brains prefer sweetness. Now, there's a new technology called optogenetics which may be able to trick our taste buds, for instance preferring vegetables over sweets. We're going to try this today using fruit flies.
Greg Gage: Es un empeño antiguo de todos los padres: animar a los niños a comer verduras. Pero animarles a comer galletas o helado es relativamente fácil, porque el cerebro prefiere lo dulce. Hay una nueva tecnología llamada optogenética, que puede engañar a las papilas gustativas para que prefieran, por ejemplo, las verduras a los dulces. Vamos a comprobarlo hoy con moscas de la fruta.
[DIY Neuroscience]
[Neurociencia casera]
The reason why we experiment with fruit flies is they have a small enough nervous system that gives us a fighting chance to really understand what's going on. And believe it or not, their taste buds are very similar to ours. But before we try to manipulate their taste preferences, we need to establish: What is the baseline of the fruit fly? What does it prefer? We call this a control experiment. Spencer's been hard at work doing this.
Experimentamos con moscas de la fruta porque tienen un sistema nervioso suficientemente pequeño que nos da la posibilidad de entender lo que está pasando. Lo creas o no, sus papilas gustativas son muy similares a las nuestras. Pero antes de manipular sus preferencias de gusto, debemos establecer cuál es el estándar de la mosca de la fruta. ¿Qué comida prefiere? Esto se llama un experimento controlado. Spencer ha estado trabajando duro en esto.
OK, Spencer, let's do our first experiment. We want to test to see if fruit flies prefer bananas or broccoli. So what do we need?
Bien, Spencer, hagamos el primer experimento. Para comprobar si las moscas de la fruta prefieren las bananas o el brócoli, ¿qué necesitamos?
Spencer Brown: So we need the fly pad, which is basically an iPad for flies. It measures the touch.
Spencer Brown: Necesitamos el "moscaPad", básicamente un iPad para moscas. Mide el toque.
GG: You put a fly in each chamber?
GG: ¿Metes una mosca en cada compartimento?
SB: Yeah. Inside, we'll offer them banana and broccoli to see which one they prefer.
SB: Sí. Y en cada uno les ofreceremos banana y brócoli para ver cuál prefieren.
GG: In order to count how many times the fruit fly eats a banana versus the broccoli, these chambers have been outfitted with a small electrode that sends data to a computer. And so what were your findings on banana versus broccoli?
GG: Para contar cuántas veces la mosca de la fruta come la banana versus el brócoli, hemos colocado un pequeño electrodo en cada compartimento, que transmite los datos a una computadora. ¿Y qué descubriste comparando la banana con el brócoli?
SB: I found that the flies visited banana the most.
SB: Descubrí que las moscas visitaron más la banana.
GG: Both were there, but like most kids, they choose not to eat the broccoli, and they go switch to something sweeter.
GG: Entonces aunque tenían las dos opciones, como muchos niños, optan por no comer el brócoli, a favor de algo más dulce.
GG: Now a quick background on how taste works. Taste buds are made up of specialized neurons called taste receptors. When we eat something that triggers a particular taste, those taste neurons will fire a signal to the brain. This allows our brain to know what's sweet and what's bitter. So when a fruit fly eats a banana, its sweet taste neurons will fire. But when it eats broccoli, those same neurons stay pretty quiet. But what if we could force those sweet-tasting neurons to fire every time the fruit fly eats broccoli? We may be able to get the fruit fly to like broccoli as much as banana.
GG: Ahora, una breve lección sobre cómo funciona el gusto. Las papilas gustativas constan de neuronas especializadas, o receptores del gusto. Cuando comemos algo que despierta cierto gusto, las neuronas mandan una señal al cerebro, permitiéndole saber qué es dulce y qué es amargo. Así que cuando una mosca come una banana, se activan sus neuronas del sabor dulce. Pero cuando come brócoli, esas neuronas quedan inactivas. ¿Qué pasaría si pudiéramos forzar la activación de las neuronas del sabor dulce cada vez que la mosca come brócoli? Quizás a la mosca le pueda gustar el brócoli tanto como la banana.
Enter optogenetics. This is the revolutionary new tool that's taking neuroscience by storm, and in this case, "opto" means light and "genetic" refers to the fact that these fruit flies have been modified to contain a special gene that makes only certain neurons respond to light. In our case, we've added the special gene to the sweet taste receptors.
Entra la optogenética. Es la nueva herramienta revolucionaria que está cautivando a la neurociencia. En este caso, "opto" significa "luz", y "genética" significa que estas moscas se han modificado con un gen especial que hace que solo ciertas neuronas respondan a la luz. En nuestro caso, agregamos el gen especial a los receptores del sabor dulce.
Now here's the fun part. Optogenetics means that we can control these special neurons whenever they're exposed to a bright-colored light, causing them to send messages to the brain. In this experiment, we're going to have these modified fruit flies choose between banana and broccoli again, only this time, every time the fruit fly eats the broccoli, we're going to trigger a big bright red light. And when the channels see that red light, they're going to open up, and they're going to cause that neuron to fire, and the sweet taste message will be sent to the brain.
Ahora, lo divertido. La optogenética significa que podemos controlar las neuronas especiales cuando estén expuestas a una luz brillante, haciendo que transmitan mensajes al cerebro. En este experimento, estas moscas modificadas tendrán que elegir otra vez entre la banana y el brócoli, pero ahora, cada vez que la mosca come brócoli, se encenderá una luz roja grande y brillante. Cuando los canales vean esa luz roja, se abrirán y activarán esa neurona, y la señal del sabor dulce se transmitirá al cerebro. ¿Cómo se sacan las moscas?
How do you get them out?
SB: Usamos un aspirador bucal...
SB: So we're going to be using a mouth aspirator, so it's just two straws put together.
dos pajitas conectadas. GG: ...un nombre sofisticado para una pajita.
GG: So it's a fancy name for a straw.
SB: Básicamente.
SB: Basically.
GG: Las vas a sorber por la pajita.
GG: So you're going to suck those out. Have you ever sucked up a fly before?
SB: Sí. GG: ¿Has sorbido una a la boca alguna vez?
SB: Once or twice.
SB: Una o dos veces.
GG: There we go. You got all four. OK, perfect. So you're going to turn on your OptoStimmers here. You're going to park the light right on top of the chambers. So now we sit here and we wait for them to eat broccoli, and then when the light fires, they're going to think it's tasting something sweet.
GG: Ya. Sacaste las cuatro. Perfecto. Enciendes los optoestimuladores, y colocas la luz justo encima de los compartimentos. Ahora esperamos hasta que coman el brócoli y, cuando la luz se active, pensarán que ese sabor es dulce.
Come on. Oh, he's getting closer. Come on. It tastes good now.
¡Ven! Se está acercando... ¡Vamos! ¡Sabe rico!
SB: It's about to.
SB: Está por comerlo.
GG: Oh, he's back. All right! All right, so now we see that some of these flies are switching over from the banana to the broccoli.
GG: ¡Ha vuelto! ¡Estupendo! Bien. Ahora vemos que algunas de estas moscas están cambiando la banana por el brócoli.
SB: Exactly, yeah.
SB: Exacto, sí.
GG: Every time this light goes off, that means that they think they're tasting something sweet.
GG: Entonces, cada vez que se apaga esta luz, significa que piensan que saborean algo dulce.
SB: Yeah. So this guy's really going after it.
SB: Sí. A este le gusta bastante.
GG: So we saw that we were able to rescue broccoli and make it just as appealing as banana to our fruit flies. And we're able to replicate these same results in all of our experiments. So the question is: Can we do the same thing in humans? Well, that depends on a number of items. First, do optogenetic tools even work in humans? And that looks like the answer is yes, and in fact, clinical trials are already being planned that will treat chronic pain and blindness using optogenetics. And the next question is, can we easily trigger a light source 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.
GG: Vimos que pudimos rescatar el brócoli y hacerlo tan apetitoso como la banana a nuestras moscas de la fruta. Y pudimos replicar estos mismos resultados en todos nuestros experimentos. La pregunta es: ¿Podemos hacer lo mismo con los humanos? Bueno, eso depende de unas cuantas cosas. Primero, si las herramientas optogenéticas funcionan en humanos. Parece que la respuesta es sí, y, de hecho, ya se están planeando ensayos clínicos que tratarán el dolor crónico y la ceguera mediante optogenética. La próxima pregunta es: ¿podemos activar una luz fácilmente para que se encienda cada vez que comamos verduras? Para eso, temo que, al menos por el momento, la respuesta todavía es no. Pero hoy, pudimos saborear un poquito de la optogenética y sus magníficas posibilidades.
(Music)
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