You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
NEVROBIOLOGI INSEKTFORSKNING<br />
TEKST: Synnøve Ressem<br />
KONTAKT: Bjarte Bye Løfaldli, Institutt for biologi, <strong>NTNU</strong><br />
TLF: 73 59 63 68 E-POST: Lofaldli@stud.ntnu.no<br />
Nattsvermerarten Heliothis virescense<br />
er ikke mange centimetrene<br />
lang. Men den er alle bomullsdyrkeres<br />
skrekk. Den trives<br />
nemlig særdeles godt <strong>på</strong> bomullsmarker,<br />
der den gjør skade for 14 milliarder<br />
kroner årlig.<br />
Det blir anslått at minst 10 000 mennesker<br />
dør årlig som en direkte følge av kjemiske<br />
sprøytemidler. Et mål med insektforskningen<br />
er å få biologisk kontroll over de verste<br />
skadeinsektene i verden, og dermed redusere<br />
bruken av kjemikalier.<br />
Men skal man bekjempe fienden, må man<br />
kjenne fienden. Det er en av grunnene til<br />
at forskere ved Institutt for biologi, rett som<br />
det er, bedriver avansert hjernekirurgi <strong>på</strong> det<br />
vesle insektet.<br />
En annen grunn er at det som skjer i en<br />
nattsvermerhjerne, ikke er så ulikt det som<br />
skjer i en menneskehjerne. Derfor vil kunnskap<br />
om insekters sansing, læring og hukommelse<br />
i neste omgang være kunnskap om<br />
hvordan den menneskelige hjernen fungerer.<br />
Stipendiatene Bjarte Bye Løfaldli og Pål<br />
Kvello studerer luktesans, hukommelse og<br />
smakssans hos insekter. De har invitert Gemini<br />
inn i sin lille operasjonssal, der en grågul<br />
nattsvermer for anledningen ligger låst fast i<br />
en voksklump under et sterkt mikroskop, klar<br />
for mikrokirurgi.<br />
LYDEN AV EN TANKE • Gjennom mikroskopet<br />
ser jeg inn i to kjempedigre øyne. Blikket<br />
går videre til en skalpell, som skjærer seg inn i<br />
hodet og blottlegger hjernen. En glasselektrode,<br />
mindre enn én mikrometer, fylles med<br />
kontrastvæske og føres inn i den gråhvite<br />
substansen.<br />
Det brukes ikke bedøvelse. Gjør det ikke ulidelig<br />
vondt?<br />
– Ikke det minste, svarer kirurg Pål Kvello<br />
rolig og noterer nye data <strong>på</strong> notatblokka.<br />
– Insekter har verken smertereseptorer eller<br />
de kognitive egenskapene som må til for å<br />
oppleve smerte sånn som oss. Smerteopple-<br />
20<br />
«Nattsvermeren er et godt modelldyr<br />
for å forstå hvordan hjernen arbeider.»<br />
Stipendiat Bjarne Bye Løfaldli<br />
velsen formes i hjernen. Insekter mangler et<br />
system som kan formidle informasjon om<br />
smerte, forsikrer Pål Kvello.<br />
Et øyeblikk senere sitter jeg foran en dataskjerm<br />
med hodetelefon <strong>på</strong> øret, og opplever<br />
noe helt fantastisk: Jeg lytter <strong>på</strong> opptak av en<br />
nattsvermers «tanker» – eller mer vitenskapelig<br />
forklart: <strong>på</strong> signalene som går gjennom<br />
hjerneceller. Lyden er helt spesiell, den kan<br />
best beskrives som en slags tikking. Signalene<br />
kommer i en jevn takt, som rolige pulsslag.<br />
SUKKERKICK • Plutselig eksploderer aktiviteten<br />
i en vanvittig fart og styrke.<br />
– Svermeren har fått et sukkerkick, forklarer<br />
Kvello.<br />
Hensikten er å forstå hvordan nervenettverket<br />
i luktesystemet er bygd opp, og hvordan<br />
signalene mellom cellene formidles. Signalene<br />
må dekodes. Det foregår ved at elektroder blir<br />
ført inn i enkelte nerveceller som inngår i luktenettverket.<br />
Slik blir det mulig å se og høre<br />
signalene når de passerer gjennom den enkelte<br />
nervecellen, <strong>på</strong> vei mot de andre cellene den<br />
har kontakt med.<br />
Signalene sendes når det stimuleres med en<br />
duft som nervecellen bidrar til å informere om.<br />
I dette tilfellet, duften av sukker. Når stimuleringen<br />
er ferdig, blir det sprøytet inn et fluori-<br />
<strong>gemini</strong> • nr. 4 • desember 2009<br />
serende fargestoff. Fargestoffet lyser opp når<br />
det blir stimulert av et lys med en bestemt bølgelengde.<br />
Dermed ser forskerne cellen og hvilke<br />
hjernestrukturer den har forbindelse med.<br />
KONSTRUERT GJENNOMSNITTSHJERNE • I<br />
siste del av eksperimentet blir hjernen operert<br />
ut og preparert. Nå kan forskerne titte <strong>på</strong><br />
hver enkelt celle i et mikroskop. De får ut en hel<br />
kortstokk med bilder, som til sammen viser<br />
cellen i tre dimensjoner. Bildekortstokken<br />
brukes til å rekonstruere cellene og lage en tredimensjonal<br />
modell av den.<br />
– Etter hvert har vi fått mange slike nervecellemodeller,<br />
hver og en fra forskjellige individer.<br />
Vi ønsket å visualisere dem samlet. I<br />
samarbeid med en forsker i Tyskland har vi<br />
klart å konstruere en standard hjernemodell.<br />
Vi kan kalle det en gjennomsnittshjerne, forteller<br />
Løfaldli.<br />
Forskerne brukte utopererte hjerner som<br />
var fylt med fargestoff, og laget tredimensjonale<br />
modeller av dem, <strong>på</strong> samme måte som<br />
de gjorde med nervecellene. Posisjonene til<br />
hjernestrukturer, volum og overflater ble<br />
sammenlignet ved hjelp av en algoritme i et<br />
dataprogram. Dermed fikk de et gjennomsnitt<br />
som ble grunnlaget for standardmodellen.<br />
– Nå kan vi ta en nervecelle fra hvilken som<br />
biologi<br />
for Institutt<br />
Modell av en «gjennomsnittlig» nattsvermerhjerne. De blå områdene er det primære<br />
luktesenteret. Læring og hukommelse foregår i områdene som er farget grønt. Utstikkerne<br />
<strong>på</strong> siden er synsområder, det vil si øynene. Illustrasjon:
Change language