Nyt Worm Connectome afslører hemmeligheder bag neural aktivitet!

Nyt Worm Connectome afslører hemmeligheder bag neural aktivitet!

Der er altid nye spændende opdagelser i neurovidenskabens verden. Et nyligt offentliggjort studie ser på ormen Caenorhabditis elegans for at kaste lys over de komplekse forhold mellem hjernestruktur og neuronal aktivitet. Disse små dyr vakte forskernes interesse tilbage i 1986, da det første kort over alle synaptiske forbindelser blev skabt. Men som The Transmitter rapporterer, viser det sig, at der stadig er mange spørgsmål, der skal besvares.

Udfordringen med at forbinde anatomi med funktion viser sig at være alt andet end nem. Modeller af neuronal aktivitet baseret på eksisterende forbindelser stemmer ikke altid overens med observationer af hjerneaktivitet hos levende orme. Noget lignende blev også fundet i mus og frugtfluer, hvor "tavse" synapser og uventede celleresponser blev observeret. Nye fortryk, der udforsker mekanismerne bag disse fænomener, viser, at de fleste netværksfunktioner i C. elegans ikke er bevaret mellem anatomiske og funktionelle kort.

Den nye forståelse af C. elegans

De seneste udgivelser er ægte øjenåbnere. Der blev udviklet en dynamisk systemmodel, der simulerer neuronal aktivitet i C. elegans connectom. Denne model tager ikke kun hensyn til forbindelserne mellem neuroner, men også deres egen tidligere aktivitet. Disse resultater viste, at mange af de observerede reaktioner mellem neuroner kan forklares på dette grundlag. Som nævnt i publikationen af ​​Neuron, fokuserer forskningen på neuropeptiderg signalering, som er af stor betydning i alle nervesystemer.

Studiet sigter mod at designe et omfattende connectom ved at integrere enkeltcelleanatomi, genekspressionsdata og biokemiske analyser af receptor-ligand-interaktioner. Resultaterne viser et netværk med høj forbindelsestæthed og udvidede signaleringskaskader, der skulle tjene som en prototype til forståelse af neuromodulatoriske netværk.

Neurale forbindelsers rolle

Et andet spændende aspekt er erkendelsen af, at en fysisk forbindelse mellem neuroner ikke nødvendigvis garanterer stærk elektrisk aktivitet. Optogenetiske stimulationseksperimenter giver ikke altid forudsigelige resultater. Forskere har fundet ud af, at selvom neuroner med direkte synaptiske forbindelser ofte reagerer på hinanden, forekommer mange interaktioner også uden sådanne anatomiske forbindelser.

De omfattende resultater tyder på en årsagssammenhæng mellem anatomisk og funktionel forbindelse og rejser spørgsmål om rollen af ​​ekstrasynaptisk signalering. Disse resultater kan danne grundlag for fremtidigt arbejde, der involverer andre organismer for bedre at forstå, hvordan neurale netværk fungerer.

Sammenfattende repræsenterer resultaterne af den aktuelle forskning et skridt i den rigtige retning og hjælper med at adressere uoverensstemmelsen mellem struktur og funktion i hjernen. Andrew Leifer fra Princeton University, hovedforfatter af de to fortryk, understreger vigtigheden af ​​disse resultater og de lovende muligheder, der stadig skal udforskes i fremtiden.