Успешное картирование полной нейронной сети мужских и женских червей - важный прогресс в понимании функции нервной системы.
Наша нервная система представляет собой сложное соединение нервов и особых клеток, называемых нейроны которые передают сигналы в разные части тела. Человек мозг имеет миллиарды нейронов, которые общаются через большую сеть синаптических связей. Понимание «электрических проводов» соединений в нервной системе важно для понимания ее выполнения связных функций и моделирования поведения организма.
В исследовании, опубликованном 3 июля в природа, исследователи описали первую полную схему связи нервной системы обоих полов животного - нематоды. C. Элеганс. У этого крошечного взрослого круглого червя длиной 1 мм всего около 1000 клеток, поэтому его нервная система очень проста и насчитывает всего около 300-400 нейронов. C. Элеганс был использован в качестве модельной системы в нейробиологии из-за сходства с людьми. Это считается хорошей моделью для понимания сложного человеческого мозга, состоящего из более чем 100 миллиардов нейронов. Более раннее исследование, проведенное более трех десятилетий назад, выявило связи нервной системы у самок круглых червей (нематод). C. Элеганс хотя и менее подробно.
В текущем исследовании исследователи проанализировали уже имеющиеся, а также новые электронные микрофотографии взрослых мужчин и женщин. глисты и собрал их по частям с помощью специального программного обеспечения, чтобы создать полные электрические схемы для обоих полов. Эта диаграмма похожа на «нейронную карту» и называется «коннектомом». Диаграммы матриц содержали все (а) связи между отдельными нейронами, (б) связи между нейронами с мышцами и другими тканями и (в) синапсы между мышечными клетками всего животного. Синаптические пути очень похожи у мужских и женских червей, хотя количество синапсов различается по их силе и, таким образом, отвечает за характеристики мужского и женского поведения, зависящие от пола, на разных уровнях. Подробное отображение сенсорных входных сигналов и выходных сигналов органов-мишеней помогает понять, как эти животные реагируют на внешнее окружение и какие нервные связи отвечают за конкретное поведение.
«Структура» нервной системы червя - важный шаг на пути к количественному картированию различных нейронных связей внутри мозга, его области и нервной системы для расшифровки поведения червя. Поведение этих животных может помочь определить нервные связи, которые могут дать сбой и вызвать болезнь. Многие молекулы нервной системы круглых червей похожи на нервную систему человека. Это исследование может помочь нам в конечном итоге понять связи в нервной системе человека и их связь со здоровьем и болезнями. Поскольку известно, что многие неврологические и психические расстройства вызваны некоторыми проблемами в этой «проводке», понимание взаимосвязей может помочь нам разработать методы лечения различных психических заболеваний.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
1. Cook, SJ et al. 2019. Коннектомы животных обоих полов Caenorhabditis elegans. Природа. 571 (7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG et al. 1986. Строение нервной системы нематоды Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314 (1165). https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
