Linuxアプリでミバエの脳をレーザーで制御できる

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Linuxアプリでミバエの脳をレーザーで制御できる

ビデオ私自身は、昆虫の新たな支配者を歓迎します…ウィーンと米国の研究者の協力により、ショウジョウバエに対する高解像度のレーザー制御が実現しました。

ショウジョウバエ(実験ではDrosophila melanogaster)を追跡するために必要なキット(カメラとガルバノメーター)と、635nm および 808nm のレーザーが入手できる場合は、ソフトウェアがこちらで公開されているので、自分で試すことができます。

FlyMAD (Fly Mind Altering Device) プログラムは、AMD64 マシン上の Ubuntu 12.04 で実行されます。

研究者らは、FlyMADは「自由に歩くハエ(ショウジョウバエ)をレーザーで標的とするシステムです。大口径ミラーを用いてレーザーの光路を操作し、標的領域を同時に画像化することも可能です。これにより、ミラーを透過して特定の体の部位を標的とすることが可能になります。これらを組み合わせることで、ハエの神経系を迅速に熱および光遺伝学的に操作することが可能になります。」と述べています。

FlyMADのセットアップ

FlyMADのセットアップ

どうして?

なぜなら、 Nature Methodsに掲載された概要で説明されているように、研究者たちは特定のニューロンの活動を調節することで、「行動を形作る回路メカニズム」を研究しているからです。言い換えれば、目の前にショウジョウバエと適切な装置があれば、個々のニューロンを発火させたときに何が起こるかを観察できるのです。

ショウジョウバエの脳は比較的単純なため、こうした研究の対象となることが多いが、問題もある。ニューロンを発火させるには通常、熱が用いられるが、発火するまでに時間がかかるため、信号は曖昧になる。「しかしながら、こうした熱発生的アプローチの限界は、時間分解能が低いことにある」と、ウィーン・バイオセンター分子病理学研究所のアンドリュー・ストロー率いる研究者たちは述べている。

そこでレーザーが使われます。レーザーはニューロンを精密に標的とし、素早く加熱することができます。RedOrbitによると、FlyMADの装置は標的部位を30℃加熱します。

研究者たちは求愛と「歌」に関連する領域(ショウジョウバエの求愛歌は羽から発せられる)に取り組み、「蝋のボールで交尾しようとすると同時に、求愛歌を作り出すような方法で羽を振動させる」という結果をもたらすニューロンを発火させた。

もちろんビデオもあります。®

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