Laboratoř neuroetologie a smyslové fyziologie
hmyzu
Martin Vácha
Proč hmyz a ostatní bezobratlí?
•Hospodářský význam
•Relativně snadný chov
•Rychlý generační cyklus
•Přečtený genom
•Nervový a smyslový systém
•Cenné a využívané modelové organismy
Neuroetologie (behaviorální neurobiologie):
 Syntéza etologie a neurobiologie (60.l)
 Neurální podstata chování
 Nástroj řešení otázek neurofyziologie sledováním
chování
CHOVÁNÍPODNĚT ŽIVOČICH
Neuroetologie se ptá: co se mohu dozvědět o funkci
nervových drah a sítí studiem chování?
Chování je často prvním upozorněním na fyziologickou
funkci. Např. reflexní reakce, rytmy aktivity atd.
CHOVÁNÍPODNĚT ŽIVOČICH
Co je to neuroetologie?
Problémy neurofyziologie se často zkoumají
sledováním chování:
•Řízení a poruchy pohybu
•Cirkadiánní rytmy
•Smyslové schopnosti, účinky repelentů
•Orientace a navigace živočichů
•Působení drog a farmak
•Agresivita
•Stárnutí
•Paměť a učení ...
Podmiňování jako klíč k funkci NS a smyslů
Vytvoření podmíněného spojení je důkazem
plasticity NS a základem paměti a učení.
I.P. Pavlov
Nobelova cena 1904
Podmiňování jako klíč k funkci NS a smyslů
Vytvoření podmíněného spojení je důkazem
plasticity NS a základem paměti a učení.
K. von Frish
Nobelova cena 1973
Behaviorální test doprovází studium nervového systému
Molekulární podstata čichu – hmyzí model
Nobelova cena 2004
Neurální základ prostorové orientace
Place cells – tzv. místní buňky
Navigace a paměť
Nobelova cena - 2014
Analýza obrazu
Neurální základ prostorové orientace
Navigace a paměť
Neurální základ časové orientace
Hmyz jako modelový systém:
•mimořádné smyslové schopnosti
•jednoduchý a přístupný nervový sst
•řada druhů geneticky definována…
Kompasová orientace magnetický
smysl živočichů.
Cíl: pochopení molekulárního principu a lokalizace receptoru
kompasového smyslu hmyzu.
Otázky: můžou zvířata magnetické pole vidět? A co přesně vidí?
Podařilo se nám zavést laboratorní testy magnetorecepčního
chování u hmyzu.
Díky tomu aplikujeme:
Metody funkční genetiky (knockoutovaní jedinci, vypnutí určitých
vytypovaných genů)
Fyzikální faktory (parametry světla a magnetického pole)
Metody práce: Sledujeme pohybovou aktivitu rusa domácího
(Blatella germanica) a švába amerického (Periplaneta americana).
Laboratoř je vybavena videosystémy (kamera, PC) pro záznam a
vyhodnocování orientačního chování.
Periplaneta americana
Blatella germanica
Základním typem
experimentu je
sledování směru
pohybu v kruhové
aréně.
Stínění proti hluku,
vibracím,
elektromagnetickému
smogu je důležité.
Nové laboratoře v
kampusu.
Trénink
Test
Analýza obrazu
>15°
Analýza
obrazu
automat
Světlo
0% RH
Cirkulární statistika
Nejen laboratoř…
Arthropoda,
Malacostraca
Amphipoda
Blešivci
Antarktidy
S
Pláž na Lachmanově mysu
Y- osa azimut 50-90°
Vrtulovna
Vrtulovna
Dosavadní granty:
 Ověření magnetorecepce potemníka
moučného. GAČR 2001-2003
 Analýza magnetorecepčního chování
laboratorních druhů hmyzu. GAČR 2005-
2008
 Neurální podstata magnetorecepce
hmyzu. GAČR 2007-2010
 Fyziologická a funkčně genetická analýza
magnetorecepce na hmyzím modelu
GAČR 2013-2015.
 Spolupráce
Alignment of breeding cattle
Begall S, Cerveny J, Neef J, Vojtiech O, Burda H. Alignment in grazing and resting cattle and deer: What herdsmen and hunters have never noticed. PNAS 2008;105:13451-5.
Výjimečně stačí sedět u PC
Begall S, Cerveny J, Neef J, Vojtiech O, Burda H. Alignment in grazing and resting cattle and deer: What herdsmen and hunters have never noticed. PNAS 2008;105:13451-5.
Heslo „magnetoreception“ na WOS
Vítán je ten, kdo:
 se neštítí hmyzu
 přitahuje ho nervový systém, chování a smysly
 se nebojí dennodenní rutiny
 umí se srovnat s tím, že aplikace zatím nevidíme
Děkuji za pozornost