Naujasis Worm Connectome atskleidžia nervinės veiklos paslaptis!

Naujasis Worm Connectome atskleidžia nervinės veiklos paslaptis!

Neurologijos pasaulyje visada atsiranda naujų, įdomių atradimų. Neseniai paskelbtame tyrime nagrinėjamas kirminas Caenorhabditis elegans, siekiant išsiaiškinti sudėtingus ryšius tarp smegenų struktūros ir neuronų veiklos. Šie maži gyvūnai tyrėjų susidomėjimą sukėlė dar 1986 m., kai buvo sukurtas pirmasis visų sinaptinių ryšių žemėlapis. Tačiau, kaip praneša Siųstuvas, paaiškėjo, kad vis dar reikia atsakyti į daugybę klausimų.

Iššūkis susieti anatomiją su funkcija pasirodė esąs nelengvas. Neuronų veiklos modeliai, pagrįsti esamais ryšiais, ne visada sutinka su gyvų kirminų smegenų veiklos stebėjimais. Kažkas panašaus taip pat buvo rasta pelėms ir vaisinėms muselėms, kur buvo stebimos „tyliosios“ sinapsės ir netikėtos ląstelių reakcijos. Nauji išankstiniai atspaudai, tiriantys šių reiškinių mechanizmus, rodo, kad dauguma C. elegans tinklo ypatybių nėra išsaugotos tarp anatominių ir funkcinių žemėlapių.

Naujasis C. elegans supratimas

Naujausi leidimai tikrai atveria akis. Sukurtas dinaminių sistemų modelis, imituojantis neuronų aktyvumą C. elegans jungtyje. Šiame modelyje atsižvelgiama ne tik į ryšius tarp neuronų, bet ir į jų pačių ankstesnę veiklą. Šie atradimai parodė, kad daugelis pastebėtų reakcijų tarp neuronų gali būti paaiškintos šiuo pagrindu. Kaip minėta [Neuron] publikacijoje (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37935195/), tyrime pagrindinis dėmesys skiriamas neuropeptiderginiam signalizavimui, kuris yra labai svarbus visose nervų sistemose.

Tyrimu siekiama sukurti visapusišką jungtį, integruojant vienos ląstelės anatomiją, genų ekspresijos duomenis ir biocheminę receptorių ir ligandų sąveikos analizę. Rezultatai rodo tinklą su dideliu ryšio tankiu ir išplėstomis signalizacijos kaskadomis, kurios turėtų būti prototipas norint suprasti neuromoduliacinius tinklus.

Neuroninių jungčių vaidmuo

Kitas įdomus aspektas yra suvokimas, kad fizinis ryšys tarp neuronų nebūtinai garantuoja stiprų elektrinį aktyvumą. Optogenetinės stimuliacijos eksperimentai ne visada duoda nuspėjamų rezultatų. Tyrėjai išsiaiškino, kad nors neuronai, turintys tiesiogines sinapsines jungtis, dažnai reaguoja vienas į kitą, daugelis sąveikų vyksta ir be tokių anatominių ryšių.

Išsamios išvados rodo priežastinį ryšį tarp anatominės ir funkcinės jungties ir kelia klausimų apie ekstrasinapsinio signalizacijos vaidmenį. Šios išvados galėtų būti pagrindas būsimam darbui, kuriame dalyvauja kiti organizmai, siekiant geriau suprasti, kaip veikia neuroniniai tinklai.

Apibendrinant galima pasakyti, kad dabartinio tyrimo rezultatai yra žingsnis teisinga kryptimi ir padeda išspręsti smegenų struktūros ir funkcijos neatitikimą. Andrew Leiferis iš Prinstono universiteto, pagrindinis dviejų išankstinių spaudinių autorius, pabrėžia šių išvadų svarbą ir perspektyvias galimybes, kurias dar reikia ištirti ateityje.