Rastree el movimiento y el comportamiento de las criaturas más pequeñas.

El profesor asociado Mason Klein está fascinado por el movimiento y el comportamiento de los animales.

«¿Por qué los animales hacen lo que hacen y cómo deciden a dónde ir? Y también, ¿qué sucede en el cerebro para que se comporten de esta manera? Estas preguntas me atrapan», dijo Klein, miembro de la facultad en el Departamentos de Física y Biología de la Facultad de Artes y Ciencias.

Klein recibió recientemente una subvención CAREER de la National Science Foundation (NSF) para profundizar en su investigación sobre el comportamiento nervioso y motor de los animales, como las larvas de moscas, que estudia en su laboratorio.

«Nuestro objetivo principal es comprender cómo los sistemas vivos absorben información sobre su entorno, procesan esa información en sus cerebros y luego realizan acciones físicas», agrega Klein. «Estamos utilizando larvas de Drosophila como sistema modelo; es un gran animal para esto porque se mueve lentamente y es transparente, por lo que podemos ver sus neuronas en acción».

Las larvas de moscas contienen solo unos pocos miles de neuronas y hacen conexiones que hacen que sus músculos se muevan según lo que sucede a su alrededor. En el laboratorio de Klein, utiliza varios estímulos como la temperatura, el movimiento y la luz para seguir y monitorear el comportamiento de estas diminutas criaturas de solo un milímetro de largo.

“Ponemos las larvas de mosca en una superficie plana y las observamos moverse hacia adelante o dar la vuelta”, dijo Klein. «Lo que realmente hacen es buscar comida. Esta es siempre su tarea principal. Sin embargo, ¿qué reglas siguen para lograr lo que quieren? Tienen el cerebro muy pequeño y no tienen ojos. Cuando los ponemos en un lugar, no No sé dónde están, ¿cuáles son las reglas que determinan dónde se mueven?

Es el cuerpo transparente de la larva de la mosca lo que proporciona a Klein una imagen clara directamente dentro del cerebro de la larva, lo que le permite tomar fotografías de su actividad cerebral en tiempo real. Las células cerebrales de las larvas de mosca se iluminan y se vuelven más brillantes cuando la célula está encendida, como una bombilla. Klein usará un láser especial que puede enfocar y apuntar, luego cortar una sola célula cerebral, lo que le permitirá estudiar si la larva se comporta de manera diferente.

«La lógica es que podemos ver cómo cambia el comportamiento cuando falta una neurona y reunir el papel que desempeña esa neurona», dijo Klein. «Entonces podemos construir ‘mapas’ que pueden predecir qué tipo de comportamiento motor desplegará un animal en respuesta a un estímulo como el calor, el frío, la luz, la vibración o incluso varios estímulos simultáneamente», dijo Klein.

La beca de la NSF ayudará a respaldar la investigación de Klein al financiar equipos de laboratorio, estudiantes asistentes de investigación y proyectos basados ​​en los hallazgos de la investigación de Klein. Por ejemplo, planea colaborar en un proyecto que utiliza datos de comportamiento de larvas recopilados por estudiantes investigadores de todo el mundo para aprender más sobre el comportamiento animal. También está colaborando con el Museo de Arte Lowe para una instalación que vincula películas de orugas.

«El aspecto de la composición artística sucederá en unos años, pero es muy emocionante y divertido», dijo Klein. «Mirar imágenes de movimientos de larvas de moscas en una superficie plana me recuerda al expresionismo abstracto. Es maravilloso combinar las artes y las ciencias con esta beca transformadora de la Fundación Nacional de Ciencias».