موفقیت در نقشه برداری از شبکه عصبی کامل کرم های نر و ماده، پیشرفت مهمی در جهت درک عملکرد سیستم عصبی است.
سیستم عصبی ما اتصال پیچیده ای از اعصاب و سلول های خاصی به نام است نورون ها که سیگنال ها را به قسمت های مختلف بدن منتقل می کند. انسان مغز دارای میلیاردها نورون است که از طریق شبکه بزرگی از اتصالات سیناپسی ارتباط برقرار می کنند. درک "سیم کشی الکتریکی" اتصالات در سیستم عصبی برای درک عملکرد(های) منسجم آن و مدل سازی رفتار ارگانیسم مهم است.
در مطالعه ای که در 3 جولای در طبیعتمحققان اولین نمودار اتصال کامل سیستم عصبی هر دو جنس حیوان - نماتد را توصیف کرده اند. C. elegans. این کرم گرد بالغ کوچک به طول 1 میلی متر تنها حدود 1000 سلول دارد و بنابراین سیستم عصبی آن بسیار ساده است و تنها حدود 300-400 نورون دارد. C. elegans به دلیل شباهت با انسان به عنوان یک سیستم مدل در علوم اعصاب استفاده شده است. این یک مدل خوب برای در نهایت درک مغز پیچیده انسان متشکل از بیش از 100 میلیارد نورون در نظر گرفته می شود. یک مطالعه قبلی که بیش از سه دهه پیش انجام شده بود، اتصالات سیستم عصبی را در کرم گرد ماده (نماتد) ترسیم کرده بود. C. elegans هر چند با جزئیات کمتر
در مطالعه کنونی، محققان میکروگرافهای الکترونی جدید موجود و همچنین میکروگرافهای جدید نر و ماده بالغ را تجزیه و تحلیل کردند کرم و آنها را با استفاده از یک نرم افزار تخصصی برای ایجاد نمودارهای سیم کشی کامل هر دو جنس قطعه قطعه کرد. این نمودار شبیه یک "نقشه عصبی" است و "کانکتوم" نامیده می شود. نمودارهای ماتریس شامل تمام (الف) اتصالات بین نورون های فردی، (ب) اتصالات بین نورون ها به عضلات و سایر بافت ها و (ج) سیناپس ها بین سلول های عضلانی کل حیوان بودند. مسیرهای سیناپسی در کرمهای نر و ماده بسیار شبیه هستند، اگرچه تعداد سیناپسها در قدرتشان متفاوت است و بنابراین مسئول ویژگیهای رفتارهای جنسی نر و ماده در سطوح مختلف هستند. نقشه برداری دقیق از ورودی حسی تا خروجی اندام نهایی به استنباط چگونگی واکنش این حیوانات به محیط بیرونی خود و اینکه کدام اتصالات عصبی مسئول کدام رفتار خاص هستند کمک می کند.
"ساختار" سیستم عصبی کرم گام مهمی در جهت نقشه برداری کمی از اتصالات عصبی مختلف در داخل مغز، ناحیه آن و سیستم عصبی برای رمزگشایی رفتار کرم است. این که چگونه این حیوانات رفتار می کنند می تواند به مشخص کردن اتصالات عصبی کمک کند که می توانند از کار بیفتند و باعث بیماری شوند. بسیاری از مولکولهای موجود در سیستم عصبی کرمهای گرد شبیه به سیستم عصبی انسان هستند. این مطالعه می تواند در نهایت به ما در درک ارتباطات در سیستم عصبی انسان و ارتباط آن با سلامت و بیماری کمک کند. از آنجایی که بسیاری از اختلالات عصبی و روانپزشکی ناشی از برخی مشکلات در این "سیم کشی" شناخته شده اند، درک ارتباطات می تواند به ما در ایجاد درمان برای بیماری های روانی مختلف کمک کند.
***
{شما میتوانید مقاله پژوهشی اصلی را با کلیک بر روی پیوند DOI که در فهرست منابع ذکر شده در زیر آمده است بخوانید}
منبع (ها)
1. کوک، اس جی و همکاران. 2019. پیوندهای کامل حیوانی از هر دو جنس Caenorhabditis elegans. طبیعت. 571 (7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG و همکاران. 1986. ساختار سیستم عصبی نماتد Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314 (1165). https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
