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: Nhiệm vụ muôn thuở của bậc cha mẹ là ép con mình ăn rau củ. Nhưng để con ăn bánh quy hoặc kem là điều khá dễ dàng. Đó là vì não của ta thích vị ngọt hơn. Có một công nghệ mới tên là “Optogenetics” có thể đánh lừa nhú vị giác, ví dụ như khiến ta thích rau củ hơn đồ ngọt. Hôm nay, chúng tôi sẽ thử xem bằng cách dùng ruồi giấm.
[DIY Neuroscience]
[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.
Lí do chúng tôi thử nghiệm bằng ruồi giấm là vì chúng có hệ thần kinh đủ nhỏ cho ta cơ hội ngàn vàng để hiểu thực hư vấn đề. Khó tin nhưng nụ vị giác của ruồi giấm rất giống của người. Nhưng trước khi thao túng khẩu vị của chúng, ta cần xác minh: Khẩu vị căn bản của ruồi giấm là gì? Ruồi giấm thích vị gì? Chúng tôi gọi đây là thí nghiệm kiểm soát. Spencer đã làm việc cật lực.
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, làm thí nghiệm đầu tiên nào. Chúng ta muốn thử xem ruồi giấm thích chuối hay bông cải xanh. Vậy ta cần gì?
Spencer Brown: So we need the fly pad, which is basically an iPad for flies. It measures the touch.
Spencer Brown: Ta cần máy theo dõi, giống như ipad cho ruồi. Nó đo tần suất động chạm.
GG: You put a fly in each chamber?
GG: Cháu bỏ ruồi vào mỗi căn buồng à?
SB: Yeah. Inside, we'll offer them banana and broccoli to see which one they prefer.
SB: Vâng. Bên trong cháu đặt chuối và bông cải xanh để xem ruồi thích cái nào hơn.
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: Để tính số lần ruồi ăn chuối so với ăn bông cải xanh, các buồng này được trang bị điện cực nhỏ gửi dữ liệu đến máy tính. Vậy kết quả giữa chuối và bông cải xanh thế nào nhỉ? SB: Cháu thấy ruồi thích chuối hơn hẳn.
SB: I found that the flies visited banana the most.
GG: Dù có hai thứ, nhưng như đa số trẻ em,
GG: Both were there, but like most kids, they choose not to eat the broccoli, and they go switch to something sweeter.
chúng không ăn bông cải xanh và chọn thứ có vị ngọt hơn. GG: Xin nói sơ qua cơ chế hoạt động của vị giác.
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.
Nụ vị giác được cấu tạo bởi các noron đặc biệt gọi là thụ thể vị giác. Khi ta ăn thứ gì đó kích hoạt một vị giác cụ thể, những noron vị giác sẽ truyền tín hiệu đến não bộ. Điều này giúp não biết vị ngọt và vị đắng. Khi ruồi giấm ăn chuối, noron vị ngọt sẽ được kích hoạt. Nhưng khi nó ăn bông cải xanh, các noron này khá yên phận. Nhưng nếu ta có thể kích hoạt các noron vị ngọt mỗi khi chúng ăn bông cải xanh thì sao? Ta có thể khiến ruồi giấm thích bông cải xanh nhiều như chuối. Nhờ vào Optogenetics.
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.
Đây là công cụ cách mạng mới giúp ngành khoa học thần kinh phất lên. Ở đây, “opto” nghĩa là ánh sáng và “genetic” đề cập đến việc ruồi giấm bị biến đổi gen để chứa 1 gen đặc biệt cho phép một lượng noron cụ thể phản ứng với ánh sáng. Chúng tôi thêm đoạn gen đặc biệt vào các thụ thể vị ngọt.
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.
Giờ là phần thú vị. Nhờ Optogenetics, ta có thể kiểm soát những noron đặc biệt bất cứ khi nào chúng tiếp xúc với ánh sáng có màu rực rỡ khiến chúng gửi tín hiệu đến não bộ. Trong thí nghiệm này, ta sẽ cho ruồi giấm bị biến đổi gen chọn giữa chuối và bông cải xanh lần nữa. Nhưng lần này, mỗi khi ruồi giấm ăn bông cải xanh, ta sẽ kích hoạt một nguồn sáng đỏ rực. Khi các thụ thể vị giác thấy ánh sáng đỏ, chúng sẽ mở ra, và kích thích noron, và thông tin vị ngọt sẽ được gửi đến não bộ.
How do you get them out?
Cháu lấy ruồi ra bằng cách nào?
SB: So we're going to be using a mouth aspirator, so it's just two straws put together.
SB: Cháu sẽ dùng “thiết bị hút đường khẩu”, gồm 2 ống hút gắn với nhau.
GG: So it's a fancy name for a straw.
GG: À, là ống hút nhưng gọi sang lên.
SB: Basically.
SB: Cơ bản là thế.
GG: So you're going to suck those out. Have you ever sucked up a fly before?
GG: Giờ cháu sẽ hút ruồi giấm ra. SB: Vâng. Cháu từng vô tình hút ruồi vào miệng chưa?
SB: Once or twice.
SB: Một hay hai lần gì đó.
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: Chúng đây rồi. Được bốn con. Hoàn hảo. Vậy cháu sẽ bật OptoStimmers này. Cháu sẽ đặt nguồn sáng ngay trên những buồng này. Giờ ta sẽ ngồi và đợi ruồi giấm ăn bông cải xanh. Và khi ánh sáng chiếu vào, ruồi giấm sẽ nghĩ chúng đang ăn thứ gì đó ngọt. Mau nào. Ồ nó đang đến gần hơn.
Come on. Oh, he's getting closer. Come on. It tastes good now.
Mau nào. Ngon lắm đấy. SB: Sắp rồi.
SB: It's about to.
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: Nó quay lại rồi. Hay lắm! Giờ ta thấy một vài con ruồi chuyển từ chuối sang bông cải xanh. SB: Chính xác. GG: Mỗi khi ánh sáng nhấp nháy
SB: Exactly, yeah.
GG: Every time this light goes off, that means that they think they're tasting something sweet.
nghĩa là ruồi giấm nghĩ chúng đang ăn thứ gì đó ngọt. SB: Vâng. Chú ruồi này đang làm đúng theo giả thuyết.
SB: Yeah. So this guy's really going after it.
GG: Ta có thể giải cứu bông cải xanh
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.
và khiến ruồi giấm thích nó như chuối. Và ta có thể tạo ra kết quả tương tự trong tất cả các thí nghiệm. Câu hỏi là: Ta có thể làm điều tương tự với con người không? À, còn phụ thuộc vào một số điều. Đầu tiên, công cụ Optogenetics có tác dụng với người không? Và có vẻ câu trả lời là có. Thực tế, các thử nghiệm lâm sàng đã được lên kế hoạch để điều trị đau mạn tính và mù nhờ vào Optogenetics. Câu hỏi tiếp theo là liệu ta có thể dễ dàng kích hoạt một nguồn sáng để mỗi khi ta ăn rau củ, nó sẽ phát sáng không? Vì vậy, tôi e rằng câu trả lời vẫn là không. Nhưng hôm nay, ta có dịp chứng kiến một phần nhỏ của Optogenetics, và đó là một tiềm năng thú vị.
(Music)
(Âm nhạc)