Framgång med att kartlägga det kompletta neurala nätverket av maskar av manliga och kvinnliga arter är ett viktigt framsteg mot att förstå nervsystemets funktion.
Vårt nervsystem är en intrikat anslutning av nerver och speciella celler som kallas neuroner som överför signaler till olika delar av kroppen. Mänsklig hjärna har miljarder neuroner som kommunicerar via ett stort nätverk av synaptiska förbindelser. Att förstå de "elektriska ledningarna" för anslutningar i nervsystemet är viktigt för att förstå dess leverans av sammanhängande funktion(er) och för att modellera organismens beteende.
I en studie publicerad den 3 juli i Natur, har forskare beskrivit det första kompletta anslutningsdiagrammet för nervsystemet hos djurets båda kön - nematod C. elegans. Denna lilla 1 mm långa vuxna rundmask har bara cirka 1000 celler och därför är dess nervsystem väldigt enkelt med endast cirka 300-400 neuroner. C. elegans har använts som modellsystem inom neurovetenskap på grund av likheter med människor. Det anses vara en bra modell för att så småningom förstå komplexa mänskliga hjärnor som består av mer än 100 miljarder neuroner. En tidigare studie, utförd för mer än tre decennier sedan, hade kartlagt nervsystemets kopplingar hos kvinnliga rundmaskar (nematoder) C. elegans om än i mindre detalj.
I den aktuella studien analyserade forskare redan tillgängliga och även nya elektronmikrofotografier av vuxna män och kvinnor maskar och satte ihop dem med hjälp av en specialiserad programvara för att skapa kompletta kopplingsscheman för båda könen. Detta diagram är som en "neuronkarta" och kallas för "connectome". Matrisdiagrammen innehöll alla (a) kopplingar mellan individuella neuroner, (b) kopplingar mellan neuroner till muskler och andra vävnader och (c) synapser mellan muskelceller från hela djuret. De synaptiska vägarna är mycket lika hos maskar av manliga och kvinnliga arter, även om antalet synapser skiljer sig åt i sin styrka och därför är ansvariga för egenskaper könsspecifika manliga och kvinnliga beteenden på flera nivåer. Den detaljerade kartläggningen från sensorisk inmatning till slutorgans produktion hjälper till att härleda hur dessa djur reagerar på sin yttre omgivning och vilka nervförbindelser som är ansvariga för vilket särskilt beteende.
"Strukturen" av maskens nervsystem är ett viktigt steg mot att kvantitativt kartlägga olika neurala kopplingar inuti hjärnan, dess region och nervsystemet för att dechiffrera maskens beteende. Hur dessa djur beter sig kan hjälpa till att specificera neurala kopplingar som kan vackla och orsaka en sjukdom. Många molekyler i rundmaskens nervsystem liknar det mänskliga nervsystemet. Denna studie kan hjälpa oss att så småningom förstå samband i mänskliga nervsystem och deras relation med hälsa och sjukdom. Eftersom många neurologiska och psykiatriska störningar är kända för att orsakas av något problem i denna "kabeldragning", kan förståelse av samband hjälpa oss att utveckla terapier för olika psykiska sjukdomar.
***
{Du kan läsa den ursprungliga forskningsartikeln genom att klicka på DOI-länken nedan i listan över citerade källor}
Källa (er)
1. Cook, SJ et al. 2019. Heldjurskonnektorer av båda könen Caenorhabditis elegans. Natur. 571 (7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG et al. 1986. Strukturen av nervsystemet hos nematoden Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314(1165). https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
