Novi Worm Connectome otkriva tajne neuralne aktivnosti!

Novi Worm Connectome otkriva tajne neuralne aktivnosti!

Uvijek postoje nova, uzbudljiva otkrića u svijetu neuroznanosti. Nedavno objavljena studija bavi se crvom Caenorhabditis elegans kako bi rasvijetlila složene odnose između strukture mozga i aktivnosti neurona. Ove male životinje pobudile su zanimanje istraživača još 1986. godine, kada je napravljena prva karta svih sinaptičkih veza. Ali kako izvješćuje The Transmitter, ispada da još ima mnogo pitanja na koja treba odgovoriti.

Izazov povezivanja anatomije s funkcijom pokazao se sve samo ne lakim. Modeli neuronske aktivnosti temeljeni na postojećim vezama ne slažu se uvijek s opažanjima moždane aktivnosti u živih crva. Nešto slično pronađeno je i kod miševa i vinskih mušica, gdje su uočene "tihe" sinapse i neočekivani odgovori stanica. Novi preprinti koji istražuju mehanizme koji stoje iza ovih fenomena pokazuju da većina mrežnih značajki u C. elegans nije sačuvana između anatomskih i funkcionalnih mapa.

Novo shvaćanje C. elegans

Nedavna izdanja stvarno otvaraju oči. Razvijen je model dinamičkog sustava koji simulira aktivnost neurona u konektomu C. elegans. Ovaj model uzima u obzir ne samo veze između neurona, već i njihovu vlastitu prethodnu aktivnost. Ovi nalazi su pokazali da se mnoge opažene reakcije između neurona mogu objasniti na ovoj osnovi. Kao što je spomenuto u publikaciji Neurona, istraživanje se fokusira na neuropeptidergičku signalizaciju, koja je od velike važnosti u svim živčanim sustavima.

Studija ima za cilj dizajnirati sveobuhvatan konektom integracijom anatomije jedne stanice, podataka o ekspresiji gena i biokemijskih analiza interakcija receptor-ligand. Rezultati pokazuju mrežu s visokom gustoćom veze i proširenim signalnim kaskadama koja bi trebala poslužiti kao prototip za razumijevanje neuromodulatornih mreža.

Uloga neuronskih veza

Još jedan uzbudljiv aspekt je spoznaja da fizička veza između neurona ne jamči nužno jaku električnu aktivnost. Eksperimenti optogenetske stimulacije ne daju uvijek predvidljive rezultate. Istraživači su otkrili da iako neuroni s izravnim sinaptičkim vezama često reagiraju jedni na druge, mnoge interakcije se također događaju bez takvih anatomskih veza.

Sveobuhvatni nalazi upućuju na uzročnu vezu između anatomskog i funkcionalnog konektoma i postavljaju pitanja o ulozi ekstrasinaptičke signalizacije. Ova bi otkrića mogla predstavljati osnovu za budući rad koji uključuje druge organizme kako bi se bolje razumjelo kako funkcioniraju neuronske mreže.

Ukratko, rezultati trenutnog istraživanja predstavljaju korak u pravom smjeru i pomažu u rješavanju neslaganja između strukture i funkcije u mozgu. Andrew Leifer sa Sveučilišta Princeton, glavni autor dva preprinta, naglašava važnost ovih otkrića i obećavajuće mogućnosti koje tek treba istražiti u budućnosti.