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 : C'est une grande quête parentale : faire manger des légumes à ses enfants. Mais leur faire manger des cookies ou de la glace est relativement simple parce que nos cerveaux préfèrent le sucré. Il y a une nouvelle technologie, l'optogénétique, qui pourrait leurrer vos papilles pour qu'elles préfèrent les légumes aux sucreries. Nous allons l'essayer avec des mouches à fruits.
[DIY Neuroscience]
[De la neuroscience à faire soi-même]
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.
Nous expérimentons avec des mouches à fruits car elles ont un système nerveux assez petit pour que cela nous donne une chance de comprendre ce qu'il se passe. Croyez-le ou non, leurs papilles sont similaires aux nôtres. Mais avant d'essayer de manipuler leurs préférences, nous devons établir la ligne de base pour la mouche à fruits. Que préfère-t-elle ? C'est un contrôle expérimental. Spencer a travaillé dur à cela.
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?
Spencer, faisons notre première expérience. Nous voulons voir si les mouches préfèrent les bananes ou les brocolis. De quoi avons-nous besoin ?
Spencer Brown: So we need the fly pad, which is basically an iPad for flies. It measures the touch.
Spencer Brown : Il nous faut le pad à mouches, en gros un iPad pour mouches. Il mesure le contact.
GG: You put a fly in each chamber?
GG : Tu as mis une mouche par chambre ?
SB: Yeah. Inside, we'll offer them banana and broccoli to see which one they prefer.
SB : Oui, nous leur offrirons de la banane et du brocoli pour voir ce qu'elles préfèrent.
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 : Pour compter combien de fois la mouche à fruits mange une banane ou un brocoli, ces chambres sont équipées d'une petite électrode envoyant des données à un ordinateur. Quelles ont été tes découvertes pour la banane versus le brocoli ?
SB: I found that the flies visited banana the most.
SB : Les mouches sont le plus allées sur la banane.
GG: Both were there, but like most kids, they choose not to eat the broccoli, and they go switch to something sweeter.
GG : Il y avait des deux, mais comme les enfants, elles ont choisi de ne pas manger le brocoli
GG: Now a quick background on how taste works.
et d'aller vers une chose plus sucrée.
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 : Informations de base sur le goût. Les papilles sont faites de neurones spécialisés : les récepteurs gustatifs. Quand nous mangeons une chose activant un goût particulier, ces neurones gustatifs enverront un signal au cerveau. Ainsi, notre cerveau sait ce qui est sucré et amer. Quand une mouche mange une banane, ses neurones du sucré s'activent. Mais quand elle mange du brocoli, ces mêmes neurones restent silencieux. Et si nous pouvions forcer ces neurones du sucré à s'activer quand la mouche mange du brocoli ? Nous pourrions faire que la mouche aime le brocoli autant que la banane.
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.
Découvrez l'optogénétique. C'est le nouvel outil révolutionnaire prenant d'assaut la neuroscience et dans ce cas, « opto » signifie « lumière » et « génétique » fait référence au fait que ces mouches ont été modifiées pour avoir un gène faisant que seuls certains neurones réagissent à la lumière. Dans notre cas, nous avons ajouté le gène dans les récepteurs gustatifs du sucré.
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.
Voici l'amusant. L'optogénétique signifie que nous pouvons contrôler ces neurones quand ils sont exposés à une lumière de couleur vive, les faisant envoyer des messages au cerveau. Dans cette expérience, nous ferons choisir à ces mouches à fruits modifiées entre de la banane et du brocoli mais cette fois-ci, quand la mouche mangera du brocoli, nous déclencherons une lumière rouge vif. Quand les canaux verront cette lumière rouge, ils s'ouvriront, ils vont entraîner l'activation de ce neurone et le message du goût sucré sera envoyé au cerveau.
How do you get them out?
Comment les faire sortir ?
SB: So we're going to be using a mouth aspirator, so it's just two straws put together.
SB : Nous allons utiliser un aspirateur buccal : deux pailles assemblées.
GG: So it's a fancy name for a straw.
GG : C'est un nom sophistiqué pour une paille.
SB: Basically.
SB : En gros.
GG: So you're going to suck those out. Have you ever sucked up a fly before?
GG : Tu vas les aspirer. As-tu déjà aspiré une mouche ?
SB: Once or twice.
SB : Une ou deux fois.
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 : Voilà, tu as les quatre. D'accord, parfait. Tu vas allumer ton OptoStimmers. Tu vas placer la lumière juste au-dessus des chambres. Maintenant nous attendons qu'elles mangent du brocoli et puis quand la lumière s'allumera, elles penseront goûter quelque chose de sucré.
Come on. Oh, he's getting closer. Come on. It tastes good now.
Allez, elle s'approche. Allez, cela a bon goût.
SB: It's about to.
SB : Elle va y aller.
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 : Oh, elle est revenue. Bien ! Nous voyons que certaines de ces mouches passent de la banane au brocoli.
SB: Exactly, yeah.
SB : Exactement.
GG: Every time this light goes off, that means that they think they're tasting something sweet.
GG : Quand la lumière s'allume, cela signifie qu'elles pensent goûter à quelque chose de sucré.
SB: Yeah. So this guy's really going after it.
SB : Celle-ci y va vraiment.
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 : Nous pouvons donc sauver le brocoli et le rendre aussi attrayant que la banane pour nos mouches. Nous pouvons répliquer ces résultats dans toutes nos expériences. La question est : pouvons-nous le faire chez les humains ? Cela dépend d'un certain nombre de choses. Un : les outils d'optogénétique marchent-ils chez les humains ? Il semble que la réponse soit oui et en fait, des essais cliniques sont déjà prévus pour soigner les douleurs chroniques et la cécité avec de l'optogénétique. La question suivante est : pouvons-nous facilement allumer une lumière à chaque fois que nous mangeons des légumes ? Pour cela, je crains qu'actuellement, la réponse soit toujours non. Mais aujourd'hui, nous avons goûté à l'optogénétique et à son incroyable potentiel.
(Music)
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