Нов Worm Connectome разкрива тайните на невронната активност!

Нов Worm Connectome разкрива тайните на невронната активност!

Винаги има нови, вълнуващи открития в света на неврологията. Наскоро публикувано проучване разглежда червея Caenorhabditis elegans, за да хвърли светлина върху сложните връзки между мозъчната структура и невронната активност. Тези малки животни предизвикаха интереса на изследователите през 1986 г., когато беше създадена първата карта на всички синаптични връзки. Но както съобщава The Transmitter, се оказва, че все още има много въпроси, на които трябва да се отговори.

Предизвикателството да се свърже анатомията с функцията се оказва всичко друго, но не и лесно. Моделите на невронна активност, базирани на съществуващи връзки, не винаги са съгласни с наблюденията на мозъчната активност при живи червеи. Нещо подобно е открито и при мишки и плодови мушици, където са наблюдавани „тихи“ синапси и неочаквани клетъчни реакции. Нови препринтове, изследващи механизмите зад тези явления, показват, че повечето мрежови характеристики в C. elegans не са запазени между анатомичните и функционалните карти.

Новото разбиране за C. elegans

Последните издания наистина отварят очите. Беше разработен модел на динамична система, който симулира невронна активност в конектома на C. elegans. Този модел взема предвид не само връзките между невроните, но и собствената им предишна активност. Тези открития показват, че много от наблюдаваните реакции между невроните могат да бъдат обяснени на тази основа. Както се споменава в публикацията на Neuron, изследването се фокусира върху невропептидергичното сигнализиране, което е от голямо значение за всички нервни системи.

Изследването има за цел да проектира цялостен конектом чрез интегриране на едноклетъчна анатомия, данни за генна експресия и биохимични анализи на взаимодействията рецептор-лиганд. Резултатите показват мрежа с висока плътност на връзката и разширени сигнални каскади, които трябва да служат като прототип за разбиране на невромодулаторните мрежи.

Ролята на невронните връзки

Друг вълнуващ аспект е осъзнаването, че физическата връзка между невроните не гарантира непременно силна електрическа активност. Експериментите с оптогенетична стимулация не винаги дават предвидими резултати. Изследователите са открили, че въпреки че невроните с директни синаптични връзки често реагират един на друг, много взаимодействия се случват и без такива анатомични връзки.

Изчерпателните открития предполагат причинно-следствена връзка между анатомичния и функционалния конектом и повдигат въпроси относно ролята на екстрасинаптичната сигнализация. Тези констатации могат да формират основата за бъдеща работа, включваща други организми, за да се разбере по-добре как работят невронните мрежи.

В обобщение, резултатите от настоящото изследване представляват стъпка в правилната посока и помагат за справяне с несъответствието между структурата и функцията в мозъка. Андрю Лейфър от Принстънския университет, водещ автор на двата препринта, подчертава важността на тези открития и обещаващите възможности, които остават да бъдат проучени в бъдеще.