A hím és nőstény férgek teljes ideghálózatának feltérképezésében elért siker fontos előrelépés az idegrendszer működésének megértése felé.
Idegrendszerünk idegek és speciális sejtek bonyolult kapcsolata, az úgynevezett neuronok amelyek jeleket továbbítanak a test különböző részei felé. Emberi agy több milliárd idegsejtje van, amelyek szinaptikus kapcsolatok nagy hálózatán keresztül kommunikálnak. Az idegrendszerben lévő kapcsolatok „elektromos huzalozásának” megértése fontos ahhoz, hogy megértsük a kohéziós funkció(k) ellátását és modellezzük a szervezet viselkedését.
Egy július 3-án közzétett tanulmányban Természet, a kutatók leírták az első teljes kapcsolódási diagramot az állatok mindkét nemének idegrendszeréről – a fonálféregről C.elegans. Ennek az apró, 1 mm hosszú kifejlett orsóféregnek csak körülbelül 1000 sejtje van, így idegrendszere nagyon egyszerű, mindössze 300-400 neuronból áll. C.elegans modellrendszerként használták az idegtudományban, mert hasonlóak az emberekhez. Jó modellnek tartják a több mint 100 milliárd neuronból álló összetett emberi agy megértéséhez. Egy korábbi tanulmány, amelyet több mint három évtizeddel ezelőtt végeztek, feltérképezte a nőstény orsóférgek (fonálféreg) idegrendszerének kapcsolatait. C.elegans bár kevésbé részletesen.
A jelenlegi tanulmányban a kutatók felnőtt férfiak és nők már elérhető és új elektronmikroszkópos felvételeit elemezték férgek és egy speciális szoftver segítségével darabokra vágta őket, hogy mindkét nemről teljes kapcsolási rajzot készítsen. Ez a diagram olyan, mint egy „neuronális térkép”, és „kapcsolatnak” nevezik. A mátrix diagramok tartalmazták az összes (a) kapcsolatot az egyes neuronok között, (b) a neuronok és az izmok és más szövetek közötti kapcsolatokat és (c) az egész állat izomsejtjei közötti szinapszisokat. A szinaptikus útvonalak nagyon hasonlóak a hím és nőstény férgekben, bár a szinapszisok száma erősségükben különbözik, és így több szinten felelősek a nem-specifikus hím és nőstény viselkedések jellemzőiért. Az érzékszervi bemenettől a végszervi kimenetig terjedő részletes feltérképezés segít arra következtetni, hogy ezek az állatok hogyan reagálnak külső környezetükre, és mely idegkapcsolatok felelősek az adott viselkedésért.
A féreg idegrendszerének „szerkezete” fontos lépés az agyban, annak régiójában és az idegrendszerben található különböző idegi kapcsolatok mennyiségi feltérképezése felé, hogy megfejtsük a férgek viselkedését. Ezeknek az állatoknak a viselkedése segíthet meghatározni azokat az idegi kapcsolatokat, amelyek akadozhatnak és betegséget okozhatnak. A hengeresférgek idegrendszerének számos molekulája hasonló az emberi idegrendszerhez. Ez a tanulmány segíthet abban, hogy végül megértsük az emberi idegrendszer összefüggéseit, valamint kapcsolatukat az egészséggel és a betegségekkel. Mivel sok neurológiai és pszichiátriai rendellenességről ismert, hogy ennek a „huzalozásnak” valamilyen problémája okozza, az összefüggések megértése segíthet a különböző mentális betegségek terápiáinak kidolgozásában.
***
{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}
Forrás (ok)
1. Cook, SJ et al. 2019. A Caenorhabditis elegans mindkét nemének egész állati konnektorai. Természet. 571 (7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG et al. 1986. A Caenorhabditis elegans fonálféreg idegrendszerének felépítése. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314(1165) o. https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
