Nytt Worm Connectome avslöjar hemligheter bakom neural aktivitet!

Nytt Worm Connectome avslöjar hemligheter bakom neural aktivitet!

Det finns alltid nya spännande upptäckter i neurovetenskapens värld. En nyligen publicerad studie tittar på masken Caenorhabditis elegans för att belysa det komplexa sambandet mellan hjärnans struktur och neuronaktivitet. Dessa små djur väckte forskarnas intresse redan 1986, när den första kartan över alla synaptiska förbindelser skapades. Men som The Transmitter rapporterar, visar det sig att det fortfarande finns många frågor att besvara.

Utmaningen att koppla anatomi till funktion visar sig vara allt annat än enkel. Modeller av neuronal aktivitet baserade på befintliga kopplingar överensstämmer inte alltid med observationer av hjärnaktivitet hos levande maskar. Något liknande hittades också hos möss och fruktflugor, där "tysta" synapser och oväntade cellsvar observerades. Nya preprints som utforskar mekanismerna bakom dessa fenomen visar att de flesta nätverksfunktioner i C. elegans inte är bevarade mellan anatomiska och funktionella kartor.

Den nya förståelsen av C. elegans

De senaste släppen är riktiga ögonöppnare. En dynamisk systemmodell utvecklades som simulerar neuronaktivitet i C. elegans connectome. Denna modell tar inte bara hänsyn till kopplingarna mellan neuroner, utan även deras egen tidigare aktivitet. Dessa fynd visade att många av de observerade reaktionerna mellan neuroner kan förklaras på denna grund. Som nämnts i publikationen av Neuron, fokuserar forskningen på neuropeptiderg signalering, som är av stor betydelse i alla nervsystem.

Studien syftar till att designa ett heltäckande connectom genom att integrera encellsanatomi, genuttrycksdata och biokemiska analyser av receptor-ligandinteraktioner. Resultaten visar ett nätverk med hög anslutningstäthet och utökade signalkaskader som borde fungera som en prototyp för att förstå neuromodulatoriska nätverk.

Rollen av neurala anslutningar

En annan spännande aspekt är insikten att en fysisk koppling mellan neuroner inte nödvändigtvis garanterar stark elektrisk aktivitet. Optogenetiska stimuleringsexperiment ger inte alltid förutsägbara resultat. Forskare har funnit att även om neuroner med direkta synaptiska kopplingar ofta svarar på varandra, sker många interaktioner även utan sådana anatomiska kopplingar.

De omfattande fynden tyder på ett orsakssamband mellan anatomiskt och funktionellt kopplingsförhållande och väcker frågor om rollen av extrasynaptisk signalering. Dessa fynd kan ligga till grund för framtida arbete med andra organismer för att bättre förstå hur neurala nätverk fungerar.

Sammanfattningsvis representerar resultaten av den aktuella forskningen ett steg i rätt riktning och hjälper till att ta itu med diskrepansen mellan struktur och funktion i hjärnan. Andrew Leifer från Princeton University, huvudförfattare till de två förtrycken, betonar vikten av dessa fynd och de lovande möjligheter som återstår att utforska i framtiden.