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: É uma busca milenar de todos os pais: fazer os filhos comerem verduras. Mas fazê-los comerem biscoitos ou sorvete é relativamente fácil, porque o cérebro prefere coisas doces. Existe uma nova tecnologia chamada optogenética, que pode enganar o paladar, por exemplo, para preferir verduras a doces. Vamos testar isso hoje usando moscas-das-frutas. [Neurociência Faça Você Mesmo]
[DIY Neuroscience]
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.
Fizemos o experimento com moscas-das-frutas porque elas têm um sistema nervoso pequeno que nos dá uma chance de sucesso para entender o que acontece. Acredite ou não, o paladar delas se parece muito com o nosso. Mas, antes de manipular as preferências de sabor delas, precisamos estabelecer: qual é o critério da mosca-das-frutas? O que ela prefere? Chamamos de experimento de controle. Spencer está trabalhando muito para fazer isso.
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, vamos ao primeiro experimento. Queremos testar se as moscas-das-frutas preferem bananas ou brócolis. Então, do que precisamos?
Spencer Brown: So we need the fly pad, which is basically an iPad for flies. It measures the touch.
Spencer Brown: Precisamos do "fly pad", basicamente um iPad para moscas. Ele, na verdade, mede o toque.
GG: You put a fly in each chamber?
GG: Você põe uma mosca em cada câmara?
SB: Yeah. Inside, we'll offer them banana and broccoli to see which one they prefer.
SB: Sim, em cada uma, ofereceremos banana e brócolis a elas para ver qual elas preferem.
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 quantas vezes a mosca-das-frutas come banana em comparação a brócolis, essas câmaras foram equipadas com um pequeno eletrodo que envia dados a um computador. O que você descobriu sobre banana em comparação a brócolis?
SB: I found that the flies visited banana the most.
SB: Descobri que as moscas visitavam mais a banana.
GG: Both were there, but like most kids, they choose not to eat the broccoli, and they go switch to something sweeter.
GG: Ambos estavam lá, mas, como as crianças, elas escolhem não comer brócolis e trocam por algo mais doce.
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: Um rápido histórico de como o sabor funciona. As papilas gustativas são compostas pelos receptores gustativos. Sempre que comemos algo que desencadeia um sabor específico, os neurônios do sabor disparam um sinal ao cérebro, que permite que ele saiba o que é doce e o que é amargo. Quando uma mosca-das-frutas come uma banana, neurônios de sabor doce são acionados, mas, quando come brócolis, esses neurônios ficam bem quietos. Mas e se pudermos forçá-los a disparar sempre que a mosca-das-frutas comer brócolis? Podemos fazer a mosca-das-frutas gostar de brócolis tanto quanto de banana. Apresentamos a optogenética,
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.
a nova ferramenta revolucionária que está popularizando a neurociência. Neste caso, "opto" significa luz, e "genética" refere-se ao fato de essas moscas terem sido modificadas para conter um gene especial que faz apenas certos neurônios reagirem à luz. Em nosso caso, incluímos o gene especial aos receptores de sabor doce.
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.
Eis a parte divertida. Optogenética significa que podemos controlar esses neurônios especiais sempre que forem expostos a uma luz de cor brilhante, fazendo com que enviem mensagens ao cérebro. Neste experimento, faremos essas moscas-das-frutas modificadas escolherem entre banana e brócolis novamente, só que, desta vez, sempre que elas comerem brócolis, acionaremos uma grande luz vermelha brilhante. Quando os canais virem a luz vermelha, eles se abrirão e farão o neurônio ser acionado, e a mensagem de sabor doce será enviada ao cérebro.
How do you get them out?
Como você tira as moscas?
SB: So we're going to be using a mouth aspirator, so it's just two straws put together.
SB: Vamos usar um aspirador de boca. São apenas dois canudos juntos.
GG: So it's a fancy name for a straw.
GG: É um nome chique para um canudo.
SB: Basically.
SB: Basicamente.
GG: So you're going to suck those out.
GG: Então você vai sugá-las.
Have you ever sucked up a fly before?
SB: Sim. GG: Já sugou uma mosca antes?
SB: Once or twice.
SB: Uma ou duas vezes.
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: Vamos lá. Completou as quatro. Tudo bem, perfeito. Você vai ativar seu aparelho aqui. Vai colocar a luz bem no alto das câmaras. Agora nos sentamos aqui e esperamos que elas comam brócolis e, quando a luz disparar, elas vão pensar que estão provando algo doce.
Come on. Oh, he's getting closer. Come on. It tastes good now.
Vamos lá. Ah, ela está se aproximando. Vamos lá. O sabor é bom agora.
SB: It's about to.
SB: Está quase.
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: Ah, ela voltou. Tudo certo! Tudo bem, agora vemos que algumas dessas moscas estão mudando da banana para o brócolis.
SB: Exactly, yeah.
SB: Exatamente.
GG: Every time this light goes off, that means that they think they're tasting something sweet.
GG: Toda vez que essa luz se apaga significa que acham que estão saboreando algo doce.
SB: Yeah. So this guy's really going after it.
SB: Sim, esta mosca está mesmo indo atrás disso.
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 conseguimos salvar o brócolis e torná-lo tão atraente quanto a banana às moscas-das-frutas. E conseguimos replicar esses mesmos resultados em todos os experimentos. A pergunta é: podemos fazer o mesmo em seres humanos? Bem, isso depende de vários itens. Primeiro, as ferramentas optogenéticas funcionam em seres humanos? Parece que a resposta é sim e, de fato, já estão sendo planejados ensaios clínicos que irão tratar a dor crônica e a cegueira usando optogenética. A próxima pergunta é: podemos acionar facilmente uma fonte de luz para que, toda vez que comermos verduras, ela apague? Receio que, pelo menos neste momento, a resposta ainda seja não. Hoje, porém, testemunhamos apenas uma amostra da optogenética e de seu potencial incrível.
(Music)
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