Žmogaus smegenyse yra 100 mlrd. neuronų, kurie sudaro 100 trilijonų jungčių. Suprasti tikslias smegenų ląstelių grandines, kurios valdo visą mūsų kasdienį elgesį, pavyzdžiui, galūnių judinimą, reagavimą į baimę ir kitas emocijas, yra neįtikėtinai sudėtingas neurologų galvosūkis. Tačiau dabar į esminius klausimus galima atsakyti pasitelkus naują ir daug paprastesnį organizmą – medūzą.

Permatomas kūnas ir išsisklaidžiusios smegenys

Kaltecho universiteto mokslininkai sukūrė tam tikrą genetinių įrankių rinkinį, pritaikytą medūzoms Clytia hemisphaerica, kurių skersmuo užaugus yra apie 1 cm.

Naudojant šį įrankių rinkinį, mažieji padarėliai buvo genetiškai modifikuoti taip, kad jų neuronai suaktyvinti atskirai šviesta fluorocensine šviesa.

Kadangi medūzos yra skaidrios, mokslininkai gali stebėti, kaip švyti gyvūno neuronų veikla, kai jis elgiasi natūraliai. Kitaip tariant, komanda gali skaityti medūzos mintis, kai ji maitinasi, plaukia, vengia plėšrūnų ir kt., kad suprastų, kaip gyvūno smegenys koordinuoja jo elgesį.

Straipsnis, kuriame aprašomas naujasis tyrimas, lapkričio 24 d. pasirodė žurnale „Cell“.

Kalbant apie laboratorijose naudojamus modelinius organizmus, medūzos yra ypatinga išimtis. Kirminai, musės, žuvys ir pelės – vieni iš dažniausiai laboratorijose naudojamų modelinių organizmų – genetiškai tarpusavyje yra giminingesni nei medūzos. Tiesą sakant, kirmėlės evoliuciškai artimesnės žmonėms nei medūzos, rašoma phys.org.

„Medūzos yra svarbus palyginimo taškas, nes jos taip toli giminingos“, – komentavo Brady Weissbourdas, habilituotas daktaras ir pirmasis tyrimo autorius. „Jos leidžia mums užduoti tokius klausimus, kaip: ar yra bendrų neurobiologijos principų, būdingų visoms nervų sistemoms? Arba kaip galėjo atrodyti pirmosios nervų sistemos?

Tyrinėdami gamtą plačiau, galime atrasti ir naudingų biologinių naujovių. Svarbu tai, kad daugelis medūzų yra mažos ir skaidrios, todėl jos yra įdomios platformos sistemų neurobiologijai. Taip yra todėl, kad yra nuostabių naujų priemonių, leidžiančių vaizduoti ir valdyti nervinę veiklą naudojant šviesą, o visą gyvą medūzą galima sutalpinti po mikroskopu ir iš karto susipažinti su jos nervų sistema.“

Medūzos smegenys nėra sutelktos vienoje kūno dalyje, kaip mūsų smegenys. Jos išsklaidžiusios po visą gyvūno kūną kaip tinklas. Įvairios medūzos kūno dalys gali veikti iš pažiūros autonomiškai, be centralizuoto valdymo – pavyzdžiui, chirurginiu būdu pašalinta medūzos burna gali toliau „valgyti“ net ir be likusios gyvūno kūno dalies.

Nauja modelinė sistema patogi ir tuo, jog ją paprasta naudoti bet kur esantiems mokslininkams.

Komentarai ()