Nový červový konektor odhaľuje tajomstvá neurálnej aktivity!

Nový červový konektor odhaľuje tajomstvá neurálnej aktivity!

Vo svete neurovedy sú vždy nové, vzrušujúce objavy. Nedávno publikovaná štúdia sa zaoberá červom Caenorhabditis elegans, aby objasnila komplexné vzťahy medzi štruktúrou mozgu a aktivitou neurónov. Tieto malé zvieratá vzbudili záujem výskumníkov už v roku 1986, keď bola vytvorená prvá mapa všetkých synaptických spojení. Ale ako uvádza The Transmitter, ukazuje sa, že stále zostáva veľa otázok, ktoré treba zodpovedať.

Výzva prepojenia anatómie s funkciou sa ukazuje ako všetko, len nie jednoduché. Modely neurónovej aktivity založené na existujúcich spojeniach nie vždy súhlasia s pozorovaním mozgovej aktivity u živých červov. Niečo podobné bolo nájdené aj u myší a ovocných mušiek, kde boli pozorované „tiché“ synapsie a neočakávané bunkové reakcie. Nové predtlače skúmajúce mechanizmy za týmito javmi ukazujú, že väčšina sieťových prvkov v C. elegans nie je zachovaná medzi anatomickými a funkčnými mapami.

Nové chápanie C. elegans

Nedávne vydania skutočne otvárajú oči. Bol vyvinutý dynamický systémový model, ktorý simuluje aktivitu neurónov v konektóme C. elegans. Tento model berie do úvahy nielen spojenia medzi neurónmi, ale aj ich vlastnú predchádzajúcu aktivitu. Tieto zistenia ukázali, že mnohé z pozorovaných reakcií medzi neurónmi možno vysvetliť na tomto základe. Ako sa uvádza v publikácii Neuron, výskum sa zameriava na neuropeptidergickú signalizáciu, ktorá má veľký význam vo všetkých nervových systémoch.

Cieľom štúdie je navrhnúť komplexný konektóm integráciou anatómie jednotlivých buniek, údajov o génovej expresii a biochemických analýz interakcií receptor-ligand. Výsledky ukazujú sieť s vysokou hustotou pripojenia a rozšírenými signálnymi kaskádami, ktoré by mali slúžiť ako prototyp na pochopenie neuromodulačných sietí.

Úloha nervových spojení

Ďalším vzrušujúcim aspektom je zistenie, že fyzické spojenie medzi neurónmi nemusí nevyhnutne zaručovať silnú elektrickú aktivitu. Experimenty s optogenetickou stimuláciou nie vždy prinášajú predvídateľné výsledky. Výskumníci zistili, že hoci neuróny s priamymi synaptickými spojeniami na seba často reagujú, mnohé interakcie sa vyskytujú aj bez takýchto anatomických spojení.

Komplexné zistenia naznačujú kauzálny vzťah medzi anatomickým a funkčným konektómom a vyvolávajú otázky o úlohe extrasynaptickej signalizácie. Tieto zistenia by mohli tvoriť základ pre budúcu prácu zahŕňajúcu iné organizmy, aby sme lepšie pochopili, ako fungujú neurónové siete.

Stručne povedané, výsledky súčasného výskumu predstavujú krok správnym smerom a pomáhajú riešiť nesúlad medzi štruktúrou a funkciou v mozgu. Andrew Leifer z Princetonskej univerzity, hlavný autor dvoch preprintov, zdôrazňuje dôležitosť týchto zistení a sľubné možnosti, ktoré je potrebné v budúcnosti preskúmať.