Ny Worm Connectome avslører hemmeligheter til nevral aktivitet!

Ny Worm Connectome avslører hemmeligheter til nevral aktivitet!

Det er alltid nye, spennende oppdagelser i nevrovitenskapens verden. En nylig publisert studie ser på ormen Caenorhabditis elegans for å kaste lys over de komplekse sammenhengene mellom hjernestruktur og nevronaktivitet. Disse små dyrene vekket interessen til forskere tilbake i 1986, da det første kartet over alle synaptiske forbindelser ble opprettet. Men som The Transmitter rapporterer, viser det seg at det fortsatt er mange spørsmål som skal besvares.

Utfordringen med å knytte anatomi til funksjon viser seg å være alt annet enn enkel. Modeller av neuronal aktivitet basert på eksisterende forbindelser stemmer ikke alltid overens med observasjoner av hjerneaktivitet hos levende ormer. Noe lignende ble også funnet i mus og fruktfluer, hvor "stille" synapser og uventede celleresponser ble observert. Nye fortrykk som utforsker mekanismene bak disse fenomenene viser at de fleste nettverksfunksjoner i C. elegans ikke er bevart mellom anatomiske og funksjonelle kart.

Den nye forståelsen av C. elegans

De siste utgivelsene er ekte øyeåpnere. En dynamisk systemmodell ble utviklet som simulerer neuronal aktivitet i C. elegans-konnektoren. Denne modellen tar ikke bare hensyn til forbindelsene mellom nevroner, men også deres egen tidligere aktivitet. Disse funnene viste at mange av de observerte reaksjonene mellom nevroner kan forklares på dette grunnlaget. Som nevnt i publikasjonen av Neuron, fokuserer forskningen på nevropeptidergisk signalering, som er av stor betydning i alle nervesystemer.

Studien tar sikte på å designe et omfattende konnektor ved å integrere enkeltcelleanatomi, genekspresjonsdata og biokjemiske analyser av reseptor-ligand-interaksjoner. Resultatene viser et nettverk med høy tilkoblingstetthet og utvidede signalkaskader som skal tjene som en prototype for å forstå nevromodulerende nettverk.

Rollen til nevrale forbindelser

Et annet spennende aspekt er erkjennelsen av at en fysisk forbindelse mellom nevroner ikke nødvendigvis garanterer sterk elektrisk aktivitet. Optogenetiske stimuleringseksperimenter gir ikke alltid forutsigbare resultater. Forskere har funnet ut at selv om nevroner med direkte synaptiske forbindelser ofte reagerer på hverandre, forekommer mange interaksjoner også uten slike anatomiske forbindelser.

De omfattende funnene antyder en årsakssammenheng mellom anatomisk og funksjonell kobling og reiser spørsmål om rollen til ekstrasynaptisk signalering. Disse funnene kan danne grunnlaget for fremtidig arbeid som involverer andre organismer for å bedre forstå hvordan nevrale nettverk fungerer.

Oppsummert representerer resultatene av den nåværende forskningen et skritt i riktig retning og bidrar til å adressere avviket mellom struktur og funksjon i hjernen. Andrew Leifer fra Princeton University, hovedforfatter av de to fortrykkene, understreker viktigheten av disse funnene og de lovende mulighetene som gjenstår å utforske i fremtiden.