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Experimento: Nicotine y MSG - Backyard Brains
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Experimento: Nicotine y MSG

Revisión a fecha de 19:49 4 may 2012; Timothy (Discusión | contribuciones)
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Background

Hemos estado estudiando "espigas" en los últimos experimentos, y vamos a seguir haciéndolo, pero ahora también vamos a estudiar la sinapsis! Recordemos el experimento 1, donde explicamos que las neuronas se comunican a través de una combinación de electricidad y compuestos químicos. Consideremos dos neuronas:

Una vez que una espiga llega al final de la primera neurona, puede hacer que la neurona libere “neurotransmisores” a través de la pequeña distancia entre las dos neuronas, llamada "sinapsis". Estos neurotransmisores se unen a receptores en la segunda neurona, que luego hacen que la segunda neurona comience a disparar espigas (o que deje de hacerlo, pero hagámoslo sencillo por ahora). Estos receptores son muy sensibles a la actividad eléctrica y a ciertos compuestos químicos. De hecho, es por esta sensibilidad de los receptores que las neuronas y, tú, pueden aprender!

Exp1 fig3.jpg

En este experimento se probará el efecto de compuestos neuroactivos en neuronas del sistema nervioso central. Obtener fármacos que afectan las neuronas puede ser bastante difícil, ya que suelen ser muy peligrosos (como batracotoxinas de ranas venenosas o tetradotoxinas del pez globo fugu, ambos bloqueadores de canales de sodio) o son drogas de abuso (como la cocaína, que permite que la dopamina permanezca en la sinapsis más tiempo de lo normal). A pesar de esto, nosotros sí tenemos acceso a algunos compuestos neuroactivos que podemos utilizar en nuestros insectos:


¡La nicotina y el glutamato monosódico!

La nicotina proviene de la planta del tabaco. El tabaco desarrolló la nicotina para evitar que los insectos se comieran sus hojas. La nicotina es un poderoso agonista del receptor de la acetilcolina; amplifica el efecto de la acetilcolina (ACh) que se une a sus receptores en la sinapsis, provocando que la neurona dispare más (debido a la mayor afluencia de iones de sodio).

Exp 8 NicotineV2.jpg

Mientras que la nicotina es una droga que actúa sobre los receptores a los que los neurotransmisores se unen, el glutamato monosódico es un neurotransmisor en sí mismo. Una vez disuelto en agua, se convierte en iones de sodio cargados positivamente e iones de glutamato con carga negativa. El glutamato es normalmente parte de la vía metabólica de la glucólisis (descomposición del azúcar) y está prontamente disponible en los alimentos que comes.

Exp 8 GlutamateV2.jpg

De hecho, más del 80% de las sinapsis en tu cerebro usan glutamato, ya que éste es un neurotransmisor excitador. ¿Crees que el glutamato sea excitatorio en un insecto también? ¡Vamos a ver!

Procedimiento

Para preparar tu solución de nicotina, toma un cigarrillo o cigarro pequeño, quita todas las hojas de tabaco trituradas, y colócalas en un recipiente pequeño (un frasco de pastillas, por ejemplo). Llene el recipiente con solución salina, coloca la tapa, agita la mezcla y deja reposar un par de días para extraer la nicotina. Con el tiempo la solución debe tornarse de color café amarillento. Si estás en educación media, el profesor puede tener ya preparada esta solución.

Para preparar tu solución de glutamato, vas a utilizar el aditivo alimentario llamado glutamato monosódico (GMS). Puedes encontrarlo en una tienda de comestibles de importación de Asia, y no debiera ser muy caro. Llena un frasco de pastillas a una cuarta parte con los cristales de sal de GMS, llena el resto de la botella con solución salina, y agita bien para disolver el GMS. Ten en cuenta que no todo el GMS se disolverá, ya que estás haciendo una solución saturada. Investiga en internet o pregúntale a tu profesor para saber qué es una solución saturada.

Por razones que aún no hemos descubierto (o por falta de esfuerzo para descubrirlo), la preparación de la pata de cucaracha no se presta bien para experimentos neurofarmacológicos. Quizás puedas demostrar que estamos equivocados, pero por ahora, vamos a cambiar a una nueva especie, el sistema del cerco del grillo

Exp 8 Cricket new.png

Los grillos son fáciles de conseguir en una tienda de mascotas, como insectos de alimentación para lagartos y son muy baratos (de verdad). Coloca un grillo en hielo cuando estés listo para hacer un experimento. Toma las dos agujas de tu electrodo y colócalas a lo largo del eje central del insecto, como en la figura siguiente:

Exp 8 Cricket electrodesV2.jpg

Ahora, sopla suavemente en la parte posterior del insecto. Debieras observar al cerco moverse a causa de la presión de tu soplo de aire. El cerco es un órgano sensorial en la parte trasera del grillo, sensible a la vibración del viento. También debieras escuchar un aumento en la actividad de espigas en tu SpikerBox. Ten en cuenta que estas espigas no son tan fuertes como las espigas que sueles oír en la preparación de pata de cucaracha, pero con un poco de suerte, debieras oírlas.

Ahora, toma una jeringa pequeña (se puede comprar en una farmacia, sin receta médica) e inyecta una pequeña cantidad de cada solución en el grillo cerca de uno de los electrodos. ¿Qué puedes observar con cada solución? ¿Puede explicar algún efecto particular que se escuchas con respecto a la tasa de espigas?

Acerca de Anuradha Rao

Este experimento está dedicado a Anuradha Rao, una neurocientífica que estudió farmacología y disfrutado de la difusión educacional. Su generoso fondo conmemorativo permitió a Backyard Brains presentar experimentos y prototipos en la Conferencia de la Sociedad para la Neurociencia en 2010 en San Diego, CA.