Noul conectom al viermilor dezvăluie secretele activității neuronale!

Noul conectom al viermilor dezvăluie secretele activității neuronale!

Există întotdeauna descoperiri noi și interesante în lumea neuroștiinței. Un studiu publicat recent analizează viermele Caenorhabditis elegans pentru a face lumină asupra relațiilor complexe dintre structura creierului și activitatea neuronală. Aceste animale mici au stârnit interesul cercetătorilor încă din 1986, când a fost creată prima hartă a tuturor conexiunilor sinaptice. Dar, după cum relatează The Transmitter, se dovedește că încă mai sunt multe întrebări de răspuns.

Provocarea de a lega anatomia de funcționare se dovedește a fi orice, dar nu ușoară. Modelele de activitate neuronală bazate pe conexiunile existente nu sunt întotdeauna de acord cu observațiile activității creierului la viermii vii. Ceva similar a fost găsit și la șoareci și muștele de fructe, unde au fost observate sinapse „tăcute” și răspunsuri celulare neașteptate. Noile preprinturi care explorează mecanismele din spatele acestor fenomene arată că majoritatea caracteristicilor de rețea în C. elegans nu sunt conservate între hărțile anatomice și funcționale.

Noua înțelegere a lui C. elegans

Lansările recente sunt o adevărată deschidere a ochilor. A fost dezvoltat un model de sisteme dinamice care simulează activitatea neuronală în conectomul C. elegans. Acest model ia în considerare nu numai conexiunile dintre neuroni, ci și propria lor activitate anterioară. Aceste descoperiri au arătat că multe dintre reacțiile observate între neuroni pot fi explicate pe această bază. După cum se menționează în publicația Neuron, cercetarea se concentrează pe semnalizarea neuropeptidergică, care este de mare importanță în toate sistemele nervoase.

Studiul își propune să proiecteze un conectom cuprinzător prin integrarea anatomiei unicelulare, a datelor despre expresia genelor și a analizelor biochimice ale interacțiunilor receptor-ligand. Rezultatele arată o rețea cu densitate mare de conexiune și cascade de semnalizare extinse care ar trebui să servească drept prototip pentru înțelegerea rețelelor neuromodulatoare.

Rolul conexiunilor neuronale

Un alt aspect interesant este realizarea faptului că o conexiune fizică între neuroni nu garantează neapărat o activitate electrică puternică. Experimentele de stimulare optogenetică nu produc întotdeauna rezultate previzibile. Cercetătorii au descoperit că, deși neuronii cu conexiuni sinaptice directe răspund adesea unul la altul, multe interacțiuni apar și fără astfel de conexiuni anatomice.

Constatările cuprinzătoare sugerează o relație cauzală între conectomul anatomic și funcțional și ridică întrebări cu privire la rolul semnalizării extrasinaptice. Aceste descoperiri ar putea constitui baza pentru lucrările viitoare care implică alte organisme pentru a înțelege mai bine cum funcționează rețelele neuronale.

Pe scurt, rezultatele cercetării actuale reprezintă un pas în direcția corectă și ajută la abordarea discrepanței dintre structură și funcție din creier. Andrew Leifer de la Universitatea Princeton, autorul principal al celor două preprinturi, subliniază importanța acestor descoperiri și posibilitățile promițătoare care rămân de explorat în viitor.