Suksess i å kartlegge det komplette nevrale nettverket av mannlige og kvinnelige ormer er et viktig fremskritt mot å forstå funksjonen til nervesystemet.
Vårt nervesystem er en intrikat forbindelse av nerver og spesielle celler kalt nevroner som overfører signaler til ulike deler av kroppen. Menneskelig hjerne har milliarder av nevroner som kommuniserer via et stort nettverk av synaptiske forbindelser. Å forstå de "elektriske ledningene" av forbindelser i nervesystemet er viktig for å forstå leveringen av sammenhengende funksjon(er) og for å modellere organismenes atferd.
I en studie publisert 3. juli i Natur, har forskere beskrevet det første komplette tilkoblingsdiagrammet av nervesystemet til begge kjønn av dyret - nematode C. elegans. Denne lille 1 mm lange voksne rundormen har bare rundt 1000 celler og dermed er nervesystemet veldig enkelt med bare rundt 300-400 nevroner. C. elegans har blitt brukt som et modellsystem innen nevrovitenskap på grunn av likheter med mennesker. Det anses som en god modell for etter hvert å forstå kompleks menneskelig hjerne som består av mer enn 100 milliarder nevroner. En tidligere studie, utført for mer enn tre tiår siden, hadde kartlagt forbindelsene til nervesystemet hos kvinnelige rundorm (nematoder) C. elegans om enn i mindre detalj.
I den nåværende studien analyserte forskere allerede tilgjengelige og også nye elektronmikrofotografier av voksne menn og kvinner orm og stykket dem sammen ved hjelp av en spesialisert programvare for å lage komplette koblingsskjemaer for begge kjønn. Dette diagrammet er som et "nevronalt kart" og kalles "konnektoren". Matrisediagrammene inneholdt alle (a) forbindelser mellom individuelle nevroner, (b) forbindelser mellom nevroner til muskler og annet vev og (c) synapser mellom muskelceller til hele dyret. De synaptiske banene er veldig like hos mannlige og kvinnelige ormer, selv om antall synapser varierer i styrke og er derfor ansvarlige for karakteristika for kjønnsspesifikk mannlig og kvinnelig atferd på flere nivåer. Den detaljerte kartleggingen fra sensorisk input til endeorganutgang hjelper til med å utlede hvordan disse dyrene reagerer på deres ytre omgivelser og hvilke nerveforbindelser som er ansvarlige for hvilken bestemt atferd.
'Strukturen' til ormens nervesystem er et viktig skritt mot kvantitativ kartlegging av ulike nevrale forbindelser inne i hjernen, dens region og nervesystemet for å tyde ormens oppførsel. Hvordan disse dyrene oppfører seg kan bidra til å spesifisere nevrale forbindelser som kan vakle og forårsake en sykdom. Mange molekyler i rundormens nervesystem ligner på menneskets nervesystem. Denne studien kan hjelpe oss med å forstå sammenhenger i menneskets nervesystem og deres forhold til helse og sykdom. Siden mange nevrologiske og psykiatriske lidelser er kjent for å være forårsaket av et eller annet problem i denne 'kablingen', kan forståelse av sammenhenger hjelpe oss med å utvikle terapier for ulike psykiske sykdommer.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
1. Cook, SJ et al. 2019. Heldyrforbindelser av begge Caenorhabditis elegans kjønn. Natur. 571 (7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG et al. 1986. Strukturen til nervesystemet til nematoden Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314(1165). https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
