Uus Worm Connectome paljastab närvitegevuse saladused!

Uus Worm Connectome paljastab närvitegevuse saladused!

Neuroteaduse maailmas on alati uusi põnevaid avastusi. Hiljuti avaldatud uuringus vaadeldakse ussi Caenorhabditis elegans, et selgitada keerulisi seoseid aju struktuuri ja neuronite aktiivsuse vahel. Need väikesed loomad äratasid teadlaste huvi juba 1986. aastal, kui loodi esimene kõigi sünaptiliste ühenduste kaart. Kuid nagu The Transmitter teatab, selgub, et vastuseid ootab veel palju küsimusi.

Anatoomia ja funktsiooni sidumise väljakutse on kõike muud kui lihtne. Olemasolevatel seostel põhinevad neuronite aktiivsuse mudelid ei ühti alati elusate usside ajutegevuse vaatlustega. Midagi sarnast leiti ka hiirtel ja äädikakärbestel, kus täheldati "vaikset" sünapsi ja ootamatuid raku vastuseid. Uued eeltrükid, mis uurivad nende nähtuste taga olevaid mehhanisme, näitavad, et enamik C. elegansi võrgufunktsioone ei ole anatoomiliste ja funktsionaalsete kaartide vahel konserveeritud.

Uus arusaam C. elegansist

Hiljutised väljaanded avavad tõelisi silmi. Töötati välja dünaamiliste süsteemide mudel, mis simuleerib neuronaalset aktiivsust C. elegansi konnektoomis. See mudel ei võta arvesse mitte ainult neuronitevahelisi ühendusi, vaid ka nende endi varasemat tegevust. Need leiud näitasid, et selle põhjal saab seletada paljusid neuronite vahel täheldatud reaktsioone. Nagu on mainitud [Neuroni] väljaandes (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37935195/), keskendub uurimus neuropeptidergilisele signaaliülekandele, millel on suur tähtsus kõigis närvisüsteemides.

Uuringu eesmärk on kujundada terviklik ühendus, integreerides üherakulise anatoomia, geeniekspressiooni andmed ja retseptori-ligandi interaktsioonide biokeemilised analüüsid. Tulemused näitavad suure ühendustiheduse ja laiendatud signaalikaskaadidega võrku, mis peaks toimima prototüübina neuromoduleerivate võrkude mõistmisel.

Närviühenduste roll

Veel üks põnev aspekt on arusaam, et füüsiline ühendus neuronite vahel ei pruugi tagada tugevat elektrilist aktiivsust. Optogeneetilise stimulatsiooni katsed ei anna alati prognoositavaid tulemusi. Teadlased on leidnud, et kuigi otseste sünaptiliste ühendustega neuronid reageerivad sageli üksteisele, toimub palju interaktsioone ka ilma selliste anatoomiliste ühendusteta.

Põhjalikud leiud viitavad põhjuslikule seosele anatoomilise ja funktsionaalse konnektoomi vahel ning tõstatavad küsimusi ekstrasünaptilise signaalimise rolli kohta. Need leiud võivad olla aluseks tulevasele tööle, mis hõlmab teisi organisme, et paremini mõista, kuidas närvivõrgud töötavad.

Kokkuvõttes näitavad praeguse uurimistöö tulemused sammu õiges suunas ja aitavad lahendada aju struktuuri ja funktsioonide lahknevust. Andrew Leifer Princetoni ülikoolist, kahe eeltrükise juhtiv autor, rõhutab nende leidude tähtsust ja paljutõotavaid võimalusi, mida tuleb tulevikus uurida.