איך זבוב יודע לאן הוא פונה

התלמידים רואים שטבעת של נוירונים מחזיקה את הכיוון של הזבוב ככתם אחד של פעילות, ושהעיכוב שמגיע מנוירוני הטבעת משאיר את הכתם במקומו.

מסך משותף עוזר, אבל הוא לא חובה: מקרן, טלוויזיה או מסך מחשב שכל הכיתה רואה. התלמידים צריכים מכשיר כלשהו עם גישה לאינטרנט, רצוי אחד לכל זוג: מחשב נייד, טאבלט או טלפון. אין מה להתקין ואין חשבונות. כל שיעור נפתח בהסבר קצר על קריאת המסך, ועל כל מונח מדעי אפשר ללחוץ כדי לקבל הסבר.

עירור ועיכוב

הדוגמה הברורה ביותר בשלושת השיעורים. נוירוני הפנייה מעוררים את המצפן ודוחפים את הכתם; נוירוני הטבעת מעכבים אותו ומחזיקים את הכתם במקום.

סינפסות ומוליכים עצביים

לפי התחזית, נוירוני הטבעת משחררים GABA, מוליך עצבי מעכב. נוירוני המצפן ונוירוני הפנייה משחררים אצטילכולין, שמעורר.

איך מבנה הרשת קובע את ההתנהגות

נוירוני המצפן מחווטים בצורת טבעת, והצורה הזו היא שמאפשרת לכתם אחד של פעילות לייצג כיוון אחד.

1. 5 דק׳

   שאלת פתיחה

   שאלו: "עצמו עיניים והסתובבו סיבוב אחד. איך אתם עדיין יודעים לאן אתם פונים?" אחר כך אמרו שזבוב עושה את זה בעזרת טבעת קטנה של תאים, ושהכיתה עומדת להזיז אותם.

2. 10 דק׳

   הדגמה עם "הראו לי איך זה עובד"

   הציגו את השיעור במצב כיתה על מסך משותף (מקרן, טלוויזיה או מסך מחשב) ולחצו על "הראו לי איך זה עובד". קראו כל שלב בקול בזמן שהוא מוצג. אין מסך משותף? התלמידים יכולים לפתוח את אותה הדגמה במכשירים שלהם. ההדגמה נעצרת בשאלה של השיעור: השאירו אותה בינתיים בלי תשובה.

3. 20 דק׳

   התלמידים חוקרים

   התלמידים עובדים בזוגות על המכשירים שלהם, עם דף העבודה. הם כותבים השערה לפני כל לחיצה, עוברים את השיעור, עונים על השאלה שלו ומנסים את המשחק החופשי.

4. 10 דק׳

   דיון

   אספו מהזוגות את התשובות לשאלה של השיעור, ואז השתמשו בשאלות לדיון שבהמשך. סיימו במה שהמודל משמיט.

דרור טס אל רווח של אור, משב רוח מסובב אותו, והוא מתקן וחוזר למסלול. הסיפור מעלה את השאלה: איך מוח יודע לאן הגוף שלו פונה?

השיעור נפתח בקומיקס קצר על דרור, הזבוב. קראו את הקומיקס בקול או תנו לתלמידים לקרוא אותן; זה לוקח כדקה. התמונה האחרונה חוזרת במסך הסיום.

הקרינו את השיעור. עצרו בכל אחת מארבע הרמות ושאלו את השאלה שלה לפני שמתקרבים. כפתורי הרמות קופצים לכל רמה, וכפתור הזכוכית המגדלת פותח את ההתקרבות מחדש בכל שלב של השיעור.

1. זבוב

   לזבוב אין מפה ואין GPS. במה הוא יכול להיעזר כדי לשמור על קו ישר?

2. מוח

   לאילו חושים מצפן שנמצא כאן בפנים צריך להקשיב?

3. מעגל

   התאים האלה יוצרים טבעת. למה טבעת היא צורה טובה למצפן?

4. נוירון

   זה תא כיוון אחד. אם הוא יורה, מה לדעתכם הוא אומר על הכיוון שאליו הזבוב פונה?

הגוף והמוח באים משני זבובים שונים, והם מוצגים יחד בגודלם האמיתי. אמרו זאת לכיתה.

לפני שלב ההשתקה התלמידים בוחרים מה לדעתם יקרה. בקשו קודם הצבעה בהרמת יד. אין ניקוד, וניחוש שגוי לא עולה דבר.

1. שלב 1

   לחצו על "גירוי" כדי להפעיל את נוירוני הפנייה שמאלה (אות הפנייה). אחר כך צפו בחוגת המצפן.

   קבוצה של נוירוני מצפן ירוקים נדלקת בצד אחד של הטבעת, והמחוג של החוגה מצביע עליה. זה הכתם.

2. שלב 2

   עכשיו לחצו על "גירוי" של נוירוני הפנייה ימינה (האות השני). אל תורידו את העיניים מהכתם.

   הכתם זז סביב החוגה. שני אותות הפנייה דוחפים אותו לכיוונים הפוכים.

3. שלב 3

   לחצו על "השתקה" של נוירוני הטבעת (מביאי ציוני הדרך). הם מביאים פנימה את מה שהזבוב רואה. את אות הפנייה ימינה נפעיל בשבילכם.

   כשנוירוני הטבעת הסגולים כבויים, אותו האות משאיר את הכתם נודד במקום להתייצב בנקודה אחת.

4. שלב 4

   לחצו על "ביטול השתקה" של נוירוני הטבעת (מביאי ציוני הדרך) כדי להחזיר אותם לפעולה. נשלח את אותו אות הפנייה.

   הכתם שוב נשאר במקומו. השוו את החוגה לשלב הקודם.

השתקתם את מביאי ציוני הדרך (התאים הסגולים). למה הכתם נסחף?

הבחירה הנכונה: שום דבר לא אמר למצפן איפה נמצאים ציוני הדרך, ולכן הכתם החליק.

שום דבר לא אמר למצפן איפה ציוני הדרך, ולכן שום דבר לא החזיק את הכתם במקום. אות הפנייה כן הגיע, כי התאים הירוקים נדלקו, כך שמה שהיה חסר הוא עוגן ולא קלט. לתלמידים בוגרים יותר: במודל הזה העוגן הוא העיכוב שמגיע מנוירוני הטבעת.

1. למה טבעת היא צורה טובה לתאים שעוקבים אחרי כיוון?
2. נוירוני הטבעת מעכבים תאים אחרים במקום לעורר אותם. איך כיבוי של תאים יכול לעזור לרשת לעבוד טוב יותר?
3. גם בני אדם מאבדים את חוש הכיוון בחושך או בערפל. מה משותף לזה ולשלב ההשתקה?

• תלמידים עשויים לחשוב: לזבוב יש מצפן מגנטי, כמו בטלפון.

  איך מתמודדים: המצפן הזה הוא דפוס של פעילות שהזבוב מעדכן לפי הפניות של עצמו ולפי מה שהוא רואה. שום דבר במעגל הזה לא חש מגנטיות.

• תלמידים עשויים לחשוב: יותר תאים פעילים זה תמיד אות טוב יותר.

  איך מתמודדים: השוו את שני השלבים האחרונים: כשהעיכוב הוסר, המצפן עבד פחות טוב. עיכוב הוא חלק מהאופן שבו המעגל פועל.

• תלמידים עשויים לחשוב: הכתם הוא עצם שנוסע בתוך המוח.

  איך מתמודדים: אף תא לא זז. תאים שכנים פעילים בזה אחר זה, כמו "גל" שעובר בקהל באצטדיון.

הרשימה המלאה, עם המספרים

נוירוני פנייה.

תאי עצב שיורים כשהזבוב מסתובב ודוחפים את הכתם סביב המצפן. מדענים קוראים להם נוירוני P-EN2.

נוירוני מצפן.

טבעת של תאי עצב שעוקבת אחרי הכיוון שאליו הזבוב פונה. מדענים קוראים להם נוירוני E-PG.

כתם הפעילות.

כתם הפעילות של נוירוני המצפן: הנוירונים שפעילים ברגע נתון. המיקום שלו על הטבעת מראה לאן הזבוב פונה.

נוירוני טבעת.

תאי עצב שמביאים אל המצפן את מה שהזבוב רואה, למשל ציוני דרך. הם מעכבים את נוירוני המצפן, וכך הכתם נשאר במקומו.

ציון דרך.

משהו שהזבוב רואה ונשאר במקומו, כמו השמש או עץ. הזבוב נעזר בו כדי לשמור על חוש כיוון יציב.

הגשר הפרוטוצרברלי.

אזור בצורת מוט במוח של הזבוב, שנקרא הגשר הפרוטוצרברלי. גם נוירוני המצפן וגם נוירוני הפנייה עוברים דרכו.

החלק הזה עדיין לא מולא. ההתאמה לתוכנית הלימודים הרשמית בביולוגיה נמצאת בבדיקה מול מדריכי ביולוגיה.