Bagaimana lalat tahu ke mana ia menghadap

Siswa melihat bahwa sebuah cincin neuron menyimpan arah hadap lalat sebagai satu bercak aktivitas, dan bahwa inhibisi dari neuron cincin menahan bercak itu di tempatnya.

Layar bersama membantu, tetapi tidak wajib: proyektor, TV, atau layar komputer yang bisa dilihat seluruh kelas. Siswa memerlukan perangkat apa pun yang terhubung ke internet, sebaiknya satu untuk setiap pasangan: laptop, tablet, atau ponsel. Tidak ada yang perlu dipasang dan tidak perlu akun. Setiap pelajaran dibuka dengan panduan singkat cara membaca layar, dan setiap istilah ilmiah bisa diketuk untuk melihat penjelasannya.

Eksitasi dan inhibisi

Contoh paling jelas dari ketiga pelajaran. Neuron belok mengeksitasi kompas dan mendorong tonjolan; neuron cincin menginhibisinya dan menahan tonjolan tetap diam.

Sinapsis dan neurotransmiter

Neuron cincin diperkirakan melepaskan GABA, neurotransmiter yang menginhibisi. Neuron kompas dan neuron belok melepaskan asetilkolin, yang mengeksitasi.

Bagaimana struktur jaringan menentukan perilaku

Neuron kompas tersambung membentuk cincin, dan bentuk itulah yang membuat satu tonjolan aktivitas bisa mewakili satu arah.

1. 5 mnt

   Pertanyaan pembuka

   Tanyakan: “Pejamkan mata dan berputarlah satu kali. Bagaimana kamu masih tahu ke mana kamu menghadap?” Lalu sampaikan bahwa lalat melakukannya dengan sebuah cincin kecil sel, dan sebentar lagi kelas akan mendorong sel-sel itu ke sana kemari.

2. 10 mnt

   Demo dengan “Tunjukkan cara kerjanya”

   Tayangkan pelajaran dalam mode kelas di layar bersama (proyektor, TV, atau layar komputer) dan tekan “Tunjukkan cara kerjanya”. Bacakan setiap langkah saat diputar. Jika tidak ada layar bersama, siswa membuka demo yang sama di perangkat masing-masing. Demo berhenti di pertanyaan pelajaran: biarkan dulu tanpa jawaban.

3. 20 mnt

   Siswa bereksplorasi

   Siswa bekerja berpasangan di perangkat masing-masing, dengan lembar kerja. Mereka menulis prediksi sebelum setiap ketukan, menjalankan pelajaran, menjawab pertanyaannya, dan mencoba main bebas.

4. 10 mnt

   Diskusi

   Kumpulkan jawaban tiap pasangan atas pertanyaan pelajaran, lalu gunakan pertanyaan diskusi di bawah. Tutup dengan apa saja yang tidak tercakup dalam model.

Dror menuju celah bercahaya, embusan angin membelokkannya, lalu ia berbelok kembali ke jalurnya. Cerita ini memunculkan pertanyaan: bagaimana otak tahu ke mana tubuhnya menghadap?

Pelajaran dibuka dengan komik pendek tentang Dror, si lalat. Bacakan panel-panelnya atau biarkan siswa membacanya; waktunya sekitar satu menit. Panel terakhirnya muncul lagi di layar kemenangan.

Tayangkan pelajaran di layar bersama. Berhentilah di setiap tingkat dari keempat tingkat itu dan ajukan pertanyaannya sebelum Anda memperbesar. Tombol tingkat melompat ke tingkat mana pun, dan tombol kaca pembesar membuka kembali pembesaran di titik mana pun dalam pelajaran.

1. Lalat

   Lalat tidak punya peta dan tidak punya GPS. Apa yang bisa dipakainya untuk tetap terbang lurus?

2. Otak

   Indra mana saja yang perlu didengarkan oleh kompas di dalam sini?

3. Sirkuit

   Sel-sel ini membentuk cincin. Mengapa cincin bisa menjadi bentuk yang cocok untuk kompas?

4. Neuron

   Ini satu sel penunjuk arah. Kalau sel ini aktif, menurut kalian apa yang dikatakannya tentang arah hadap lalat?

Tubuh dan otak berasal dari dua lalat yang berbeda, ditampilkan bersama dalam ukuran sebenarnya. Sampaikan hal ini kepada kelas.

Sebelum langkah membungkam, siswa memilih apa yang menurut mereka akan terjadi. Mintalah mereka mengacungkan tangan lebih dulu. Tidak ada nilai, dan tebakan yang salah tidak merugikan apa pun.

1. Langkah 1

   Ketuk Rangsang untuk mengaktifkan neuron belok (sinyal belok) di sisi kiri. Lalu perhatikan piringan kompas.

   Sebercak neuron kompas yang hijau menyala di satu sisi cincin, dan jarum piringan menunjuk ke sana. Bercak itulah tonjolannya.

2. Langkah 2

   Sekarang ketuk Rangsang pada neuron belok (sinyal satunya lagi) di sisi kanan. Terus perhatikan tonjolannya.

   Tonjolan bergerak mengitari piringan. Kedua sinyal belok mendorongnya ke arah yang berlawanan.

3. Langkah 3

   Bungkam neuron cincin (si pembawa patokan). Neuron ini membawa masuk apa yang dilihat lalat. Kami akan mengirimkan sinyal belok kanan untukmu.

   Saat neuron cincin yang ungu mati, sinyal yang sama membuat tonjolan berkeliaran, bukannya menetap di satu titik.

4. Langkah 4

   Nyalakan kembali neuron cincin (si pembawa patokan) dengan mengetuk tombolnya lagi. Kami akan mengirimkan sinyal belok yang sama.

   Tonjolan kembali diam di tempatnya. Bandingkan piringannya dengan langkah sebelumnya.

Kamu membungkam si pembawa patokan (sel-sel ungu). Mengapa tonjolannya bergeser?

Pilihan yang benar: Tidak ada yang memberi tahu kompas di mana patokannya, jadi tonjolannya tergelincir.

Tidak ada yang memberi tahu kompas di mana patokannya, jadi tidak ada yang menahan tonjolan di tempatnya. Sinyal belok tetap sampai, karena sel hijau menyala, jadi yang hilang adalah jangkar, bukan masukan. Untuk siswa yang lebih besar: dalam model ini jangkarnya adalah inhibisi dari neuron cincin.

1. Mengapa cincin adalah bentuk yang baik untuk sel-sel yang mencatat arah?
2. Neuron cincin meredam sel lain, bukan mengeksitasinya. Bagaimana mematikan sel bisa membantu sebuah jaringan bekerja lebih baik?
3. Manusia juga kehilangan arah dalam gelap atau kabut. Apa kesamaannya dengan langkah membungkam tadi?

• Siswa mungkin berpikir: Lalat punya kompas magnet, seperti yang ada di ponsel.

  Cara menanggapinya: Kompas ini adalah pola aktivitas yang diperbarui lalat dari gerak beloknya sendiri dan dari apa yang dilihatnya. Tidak ada bagian sirkuit ini yang merasakan medan magnet.

• Siswa mungkin berpikir: Makin banyak sel yang aktif, sinyalnya selalu makin baik.

  Cara menanggapinya: Bandingkan dua langkah terakhir: menghilangkan inhibisi justru membuat kompas lebih buruk. Inhibisi adalah bagian dari cara kerja sirkuit ini.

• Siswa mungkin berpikir: Tonjolan adalah benda yang berjalan di dalam otak.

  Cara menanggapinya: Tidak ada sel yang berpindah. Sel-sel yang bersebelahan aktif bergantian, seperti ombak penonton di stadion.

Daftar lengkapnya, beserta angka

Neuron belok.

Sel saraf yang aktif saat lalat berbelok dan mendorong tonjolan mengitari kompas. Ilmuwan menyebutnya neuron P-EN2.

Neuron kompas.

Sel-sel saraf berbentuk cincin yang mencatat ke mana lalat sedang menghadap. Ilmuwan menyebutnya neuron E-PG.

Tonjolan aktivitas.

Bercak neuron kompas yang sedang aktif. Letaknya pada cincin menunjukkan ke mana lalat menghadap.

Neuron cincin.

Sel saraf yang membawa apa yang dilihat lalat, misalnya patokan, ke kompas. Sel ini meredam neuron kompas, dan itulah yang menahan tonjolan di tempatnya.

Patokan.

Sesuatu yang dilihat lalat dan tetap di tempatnya, seperti matahari atau pohon. Lalat memakainya agar rasa arahnya tetap mantap.

Jembatan protoserebral.

Bagian otak lalat yang berbentuk batang, yaitu jembatan protoserebral. Neuron kompas dan neuron belok sama-sama melewatinya.

Bagian ini belum diisi. Kesesuaiannya dengan kurikulum biologi resmi sedang dipastikan bersama para pengajar biologi.