Whoa! Mutierte Kaulquappen sprießen Augäpfel auf ihren Schwänzen

Augen angeschlossen an das Heck helfen verblindete Kaulquappen sehen, sagen Forscher.

Diese Erkenntnisse Reiseführer Therapien mit natürlichen oder künstlichen Implantaten helfen könnte, hinzugefügt Wissenschaftler.

Ein großes Hindernis, wenn es um die Behandlung von Blindheit und andere sensorische Störungen ist wieviel bleibt unbekannt über das Nervensystem und seine Fähigkeit, sich anzupassen, zu ändern. Erfahren Sie mehr über die Beziehung zwischen dem Körper und das Gehirn, wollte Forscher sehen, wie in der Lage, das Gehirn war der Interpretation von Sinnesdaten von abnormen "ektopische" Standorten, von denen normalerweise keine Signale empfangen wird.

Auge am Heck

Wissenschaftler experimentierten mit 134 Kaulquappen des afrikanischen krallenbewehrten Frosches Xenopus Laevis, ein gemeinsames Labor Tier. Sie sorgfältig veredelt neue Augen auf Orte wie ihre Torsi und Tails und dann ihre ursprüngliche Augen operativ entfernt. [Siehe Bilder von Odd-Eyed Kaulquappen]

"Wir tun eine Menge Arbeit zu verstehen, Regenerationsbiologie und damit verbundenen Experimente, die den Körper ändern" Forscher Michael Levin, Entwicklungsbiologe an der Tufts University, sagte LiveScience. "Wir haben vier Spitzen Würmer, sechsbeinigen Frösche und viele andere ungewöhnliche Kreaturen hier als Teil unserer Arbeit auf die Bioelektrizität und Orgel Regeneration."

Diese experimentelle Kaulquappen erhielt dann einen Sehtest die Forscher zunächst auf normalen Kaulquappen verfeinert. Die Kaulquappen wurden in einer kreisförmigen Arena halb beleuchtet mit Rotlicht und die Hälfte mit blauem Licht, mit Software, die regelmäßig wechseln, welche Farbe Licht die Bereiche erhalten. Bei Kaulquappen von rotem Licht beleuchtet ordnet, erhielten sie einen kleinen elektrischen Zap. Eine Motion-Tracking Kamera gehalten Registerkarten auf wo die Kaulquappen waren.

Bemerkenswert ist, fanden die Wissenschaftler, dass sechs Kaulquappen, die Augen in ihren Schwänzen implantiert hatte offenbar sehen konnte, weiterhin im Bereich sicherer Blaulicht-Wahl.

"Das Gehirn nicht verdrahtet ist, ein Auge auf dem Tail, denn es noch nie passiert hat und also nicht etwas das Gehirn ist entwickelte sich speziell zur Bewältigung und noch erkennen sie diesen Patch von Gewebe als wertvolle visuelle Informationen zu finden,", sagte Levin.

"Diese Ergebnisse legen nahe, dass das Gehirn bemerkenswerte Plastizität hat und kann tatsächlich einen Überblick über seinen Körper-Konfiguration zu verwenden unterschiedliche Körper Arrangements" Levin hinzugefügt. "Wäre es nicht der Fall, dann jedes Mal, wenn eine Mutation eine Verbesserung im Körper Plan produziert – eine große Veränderung in der Anatomie – das Tier sterben würde und die vorteilhafte Mutation verloren gehen würde."

Eher, wenn eine Mutation im Körper Plan eines Embryos eine Änderung vornimmt, die Gehirn-Körper-Programme, die ein Auge zu sehen und eine Hand zu fassen, zum Beispiel, sagen "plötzlich nutzlos, nicht" sagte Levin. "Das Gehirn kann ihre Tätigkeit auf eine Vielzahl von Konfigurationen des Körpers abbilden. Diese Modularität macht es viel einfacher für komplexe neue Körper-Funktionen zu entwickeln."

Brustvergrößerung-Technologie

Die transplantierten Augen kam von Kaulquappe Spender genetisch geändert, um ein rot fluoreszierende Protein erzeugen. So konnte die Forscher unter dem Mikroskop sehen, ob diese Augen rote Nerven im Körper nach außen gesendet. Die Hälfte der Empfänger Kaulquappen hatte keine solche Nerven wachsen Nerven projiziert auf den Darm und das andere Viertel Ausweitung in Richtung ihrer Wirbelsäule Nerven hatte, während etwa ein Viertel.

Die sechs Kaulquappen, die gut sehen konnte, hatten alle Nerven eingesteckt in ihrer Wirbelsäule, was sinnvoll ist – ihre Augen offenbar mit ihrer zentrale Nervensystem verbunden.

"Dies hat Auswirkungen nicht nur für die regenerative Medizin – ersetzen sensorischen und motorischen Organe beschädigt – sondern auch für die Brustvergrößerung Technologie" Levin sagte. "Vielleicht möchten Sie einige mehr Augen, vielleicht, die im Infrarotbereich sehen?" [Bionischen Menschen: Top 10 Technologien]

Eine Frage Levin und seine Kollegen oft gefragt "ist, ob die Kaulquappen durchleben Anblick von diesen ektopische Augen wie sie es von normalen Augen tun", sagte Levin. "Wir haben keine Ahnung, was eine Kaulquappe erlebt. Dies ist eine philosophische Frage, die nicht sofort behandelbar ist.

"Eine weitere Sache, die Menschen manchmal zu übernehmen ist, dass diese Funktion nur für Kaulquappen oder"niedere"Tiere," sagte Levin. "In der Tat funktioniert diese Art der Sache wahrscheinlich beim Menschen auch, wie Studien belegt in den letzten Jahren. Plastizität des Gehirns ist ein grundlegender Aspekt der Funktion des Nervensystems und seine Schnittstelle für den Körper."

Die Forscher wollen herausfinden, drei andere Aspekte: welche Gehirn Regionen verarbeiten die Sinnesdaten, wie viele zusätzliche Augen eine Frosch Gehirn verarbeiten kann und wie das Gehirn weiß, dass dieses Stück des Gewebes am Heck Bilddaten zur Verfügung stellt, und nicht einfach unter Angabe einer Infektion, Verletzung oder anderen Sinne wie riechen, sagte Levin.

Levin und sein Kollege Douglas Blackiston detailliert ihre Ergebnisse heute (27. Februar) im Journal of Experimental Biology online.

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